-
유회준 교수, 시선 추적 스마트 안경 ‘케이-글래스 2’ 개발
<유회준 교수>
우리 대학 전기 및 전자공학과 유회준 교수 연구팀이 사용자의 시선을 인식해 증강현실을 구현할 수 있는 저전력 스마트안경 ‘케이-글래스2(K-Glass 2)’를 개발했다.
이번 연구는 지난 2월 미국 샌프란시스코에서 열린 세계 반도체 올림픽이라 불리는 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 발표돼 주목을 받았다.
케이-글래스 2의 핵심 기술인 시선 추적 이미지 센서 ‘아이-마우스(i-Mouse)’는 사용자의 시선에 따라 마우스 포인터를 움직이고, 눈 깜빡임으로 아이콘을 클릭할 수 있다. 더불어 안경 너머의 물체를 쳐다보면 관련 증강 현실 정보를 얻을 수 있다.
케이-글래스 2는 음성 인식 기능을 주로 사용하는 구글 글래스에 비해 주변 소음이 많은 야외에서도 방해받지 않고 쉽게 조작이 가능하다.
기존 시선 추적 시스템은 눈을 촬영하는 이미지 센서와 시선추적 알고리즘을 가속하는 멀티코어 프로세서로 구성된다. 이는 평균 200mW 이상의 전력을 필요로 해 스마트폰 배터리의 20%가량인 스마트 안경 시스템에서는 부적합했다.
하지만 케이-글래스 2의 시선 추적 이미지 센서는 복잡한 시선 추적 알고리즘을 센서 내에서 모두 처리하기 때문에 10mW의 평균 전력으로도 24시간 이상 동작이 가능하다.
이 기술은 유 교수 팀이 시선 추적 및 시선 속 물체를 인식할 수 있는 저전력의 전자 칩을 개발함으로써 가능해졌다.
또한 전압과 동작 주파수를 동적 조절이 가능한 멀티코어 프로세서에 함께 집적했기 때문에 복잡한 증강현실 알고리즘을 저전력으로 가속할 수 있다.
유 교수는 “스마트 안경 분야에서 주도권을 잡기 위해선 소형화·저전력화는 물론 사용자 인터페이스(UI)와 사용자 경험(UX)에 대한 개발이 필수”라며, “케이-글래스 2는 복잡한 증강현실을 초저전력으로 구현해 차세대 스마트 IT분야의 견인차 역할을 할 것”이라고 밝혔다.
유회준 교수 지도하에 홍인준 박사과정 학생이 주도해 개발한 케이-글래스 2는 미래창조과학부 국책과제인 뇌모방 지능형 메니코아 프로세서 연구사업의 일환으로 진행됐다.
사진1. 케이-글래스 2 후면 사진 및 기능 설명
사진2. 케이-글래스 2 착용 사진
2015.03.09
조회수 10287
-
웨어러블 헬스케어 산업현황과 전망 워크숍 개최
우리 대학은 15일 본교 KI빌딩 퓨전홀에서 ‘웨어러블 헬스케어 산업현황과 전망’을 주제로 워크숍을 개최한다.
이번 워크숍은 시간과 공간에 상관없이 건강관리가 가능해 미래 ‘황금알을 낳는 거위’로 불리는 헬스케어 산업을 전망하고 이를 국내산업에 조기 정착시킬 수 있는 방안을 마련하기 위해 열린다.
의료서비스와 정보통신 기술을 융합한 ‘웨어러블 헬스케어 산업’은 최근 스마트폰 이후 새로운 부가가치의 원천으로 주목받고 있으며, 삼성전자 ․ 구글 등 세계적인 기업들이 관련 산업에 발 빠르게 진출하고 있다.
먼저 워크숍 기조연설자로 나선 유회준 KAIST 전기및전자공학과 교수는 ‘웨어러블 헬스케어의 현황과 미래’에 관한 주제발표에서 사물인터넷과 빅데이터 기술을 활용한 웨어러블 헬스케어 산업이 차세대 국가 성장 동력으로 떠오를 것이라는 내용으로 강연할 예정이다.
이어 △ 김보은 라온텍 대표의 ‘스마트 안경과 마이크로 디스플레이 반도체 기술’ △ 제민규 DGIST 교수의 ‘웨어러블 디바이스 : 통합접근법’ △ 이승준 이화여대 교수의 ‘유방암 발견을 위한 마이크로웨이브 이미징 시스템’ 등 헬스케어 산업의 전망에 관한 전문가들의 주제발표가 진행된다.
워크숍을 총괄하는 유회준 교수는 “이번 워크숍은 사물인터넷, 통신기술, 의료기술 등을 종합적으로 살펴봄으로써 헬스케어 산업 전반을 조망할 수 있는 의미 있는 자리가 될 것”이라고 말했다.
워크숍 참가희망자는 홈페이지(http://www.ufcom.org)를 통해 사전등록을 할 수 있다.
[문의] 시스템설계응용연구센터 김현송 연구원 042-350-8932
2014.07.10
조회수 9874
-
고효율 나노발전기 상용화길 열어
아주 작은 움직임으로도 전기를 생산하는 나노발전기가 개발됐다. 몸에 붙이고 다니면 충전되는 웨어러블 전자기기 전력원 등 다양한 활용이 기대된다.
우리 학교 신소재공학과 이건재 교수팀은 레이저 박리 전사기술과 유연한 압전박막 소재를 활용해 기존보다 약 40배 높은 효율을 갖는 나노발전기 개발에 성공했다.
연구결과는 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’ 4월 23일자 표지논문으로 게재됐다.
나노발전기는 유연한 나노소재에 미세한 압력이나 구부러짐이 가해질 때 전기 에너지가 생성되는 기술이다. 전선과 배터리 없이도 에너지공급이 가능하기 때문에 휘어지는 전자제품은 물론 심장 박동기와 같이 몸속에 집어넣는 기기나 로봇의 에너지원으로도 활용 가능하다. 그러나 지금까지는 에너지 효율이 낮고 제작공정이 복잡해 상용화가 어려웠다.
이 교수 연구팀은 고온에서 결정화된 고효율 압전박막물질을 현재 상용화된 레이저 박리기술을 이용해 딱딱한 기판에서 플라스틱 기판으로 전사, 효율을 크게 향상시키면서도 대면적으로 양산 가능성을 높였다.
이번에 개발된 유연한 기판(2cm × 2cm)에 만들어진 나노발전기는 미세한 구부림에 의해 생성된 에너지(250V, 8㎂)로 105개의 LED를 작동시키는데 성공했다.
이 교수는 “이번에 개발된 고효율의 나노발전기술은 자연에서 발생하는 바람, 진동, 소리와 같은 미세한 에너지는 물론 심장박동, 혈액흐름, 근육수축·이완 등 사람 몸에서 발생되는 생체역학적 힘을 이용해 전기를 생산할 수 있는 무한 에너지원으로 사용될 수 있다”고 응용가능성에 대해 설명했다.
이와 함께 “발전효율이 세계최고기록보다 40여배 높고 대량 양산이 가능한 레이저 박리기술을 활용해 그동안 상용화를 가로막았던 저효율과 복잡한 제조공정의 문제점을 해결했다는데 큰 의의가 있다”고 말했다.
이 교수팀은 향후 압전박막물질을 삼차원으로 적층해 생성전력을 더욱 높이고 이를 동물에 이식하는 생체실험을 수행할 계획이다.
이번 연구결과는 미래창조과학부 도약연구사업과 ‘코오롱-카이스트 라이프스타일 이노베이션센터(KOLON-KAIST LifeStyle Innovation Center)’의 지원으로 수행됐다.
그림1. 레이저 박리 기술로 제작된 대면적 형태의 나노발전기 이미지(논문표지)
그림2. 플라스틱에 제작된 나노발전기에서 생성된 전력을 이용해 105개의 LED를 작동하는 모습
2014.05.15
조회수 12787
-
무선전력전송 세계 최장거리 신기록 세워
무선으로 전력을 전송하는 기술에서 세계 최장거리 신기록이 나왔다. 향후 충전할 필요 없이 무선으로 전력을 공급받는 전자기기 시대가 열릴 것으로 보인다.
우리 학교 원자력및양자공학과 임춘택 교수는 다이폴 코일 공진방식(DCRS, Dipole Coil Resonance System)을 사용해 5m 떨어진 곳에 209W(와트)를 무선으로 전송하는데 성공했다.
5m 거리에서 스마트폰 40대를 동시에 충전하거나 선풍기 5대를 켤 수 있으며 초대형 LED TV까지도 켤 수 있다.
장거리 무선전력 전송기술은 지난 2007년 미국 MIT에서 자기결합 공진방식(CMRS, Coupled Magnetic Resonance System)을 사용해 2.1m거리에서 60W 전력 전송에 성공한 이후 세계적으로 커다란 관심을 받았다.
그러나 이 기술은 △복잡한 코일구조(입력코일, 송신코일, 수신코일, 부하코일) △송수신코일의 큰 부피 △10MHz(메가헤르츠, 100만 헤르츠) 이상의 높은 동작주파수로 인한 낮은 효율 △온도변화 등 주변 환경 변화에 지나치게 민감한 특성 등의 문제로 개발된 지 6년이 지나도록 제대로 상용화되지 못했다.
임 교수팀은 기존 기술의 단점을 극복하기 위해 다이폴 코일 공진방식(DCRS)을 개발했다.
연구팀은 △코일 수를 2개(송신코일, 수신코일)로 줄이고 △최적화된 다이폴 구조의 고주파 자성체(페라이트 코어)를 사용해 부피(가로 3m × 세로 10cm × 높이 20cm)를 크게 줄였으며 △주파수 변동이 적어 주변 환경변화에는 기존기술보다 20배 이상 강인하면서도 △100kHz(킬로헤르츠, 1,000헤르츠)대의 낮은 주파수에서 동작해 효율이 상승, 실용화에 성큼 다가선 것으로 평가받고 있다.
연구팀은 ㈜한수원과 공동으로 원전 중대사고시 격납건물 필수계측기용 소형 비상전원을 개발하고 있는데 여기에도 이 기술을 적용해 지난 3월 7m 거리에 10W의 전력을 전송하는 실험에 성공하기도 했다.
일본 후쿠시마 원전 사고 시 계측기에 공급되는 전원이 상실되어 내부 상황을 정확히 알 수 없었기 때문에 피해가 더 커진 면이 있는데 이 기술을 원전에 도입하면 사고 시 대책마련에 크게 도움을 줄 수 있다고 연구팀은 전했다.
임춘택 교수는 이번 연구에 대해 “기존 기술에 비해 전송거리는 2배 이상, 전송전력은 3배 이상으로 높여 장거리 무선전력전송기술의 상용화를 앞당길 수 있게 됐다”고 연구 의의를 밝혔다.
이와 함께 “전기선으로 직접 연결해서 쓰는 것과 비교할 때 상대적으로 효율이 떨어지고 비싼 것은 사실”이라며 “하지만 와이파이 존(Wi-Fi Zone)처럼 특정 장소에 접근하면 별도의 충전기가 필요 없이 무선으로 전자기기를 사용할 수 있는 편리한 기술개발을 추진하고 있다”고 말했다.
산업통상자원부 지원을 받은 이번 연구 성과는 올해 3월 국제전기전자공학회 전력전자 저널(IEEE Trans. on Power Electronics)에 게재됐다.
▣ 용어설명
o 자기결합 공진방식 (CMRS: Coupled Magnetic Resonance System) MIT가 2007년, 2.1m 거리에 60W의 전력을 무선으로 전송하는 데 사용된 기술로, 고주파 전원과 연결된 입력코일, 입력코일과 강하게 자기결합 되어 자기장의 세기를 증폭시키는 송신코일, 송신코일에서 발생하는 자기장을 받아들이는 수신코일, 수신코일과 강하게 자기결합된 부하코일로 이뤄져 있다. 2,000이상의 높은 공진도(Q factor)의 공심코일(air coil)을 사용하여, 0.1%만 공진주파수가 변해도 전력이 잘 전달되지 않는 단점이 있다.
o 다이폴 코일 공진방식 (DCRS: Dipole Coil Resonance System) 페라이트코어를 사용한 쌍극자(dipole) 구조의 송신, 수신 코일 두 개로 이루어져 있다. 송수신단에 공진회로를 써서 큰 전력을 전송할 수 있으면서도, 공진도 Q가 통상 100 이하로서 1% 정도의 공진주파수 변동 시에도 전력이 전달되는 강인한 특성이 있다. 코어의 사용량을 절반 정도로 줄여주는 최적의 계단형 코어를 채택했으며, 인체나 금속파편이 주변에 산재하여도 무선전력 전송에는 아무런 지장이 없어 재난재해에 아주 강한 특성을 갖고 있다.
그림1. KAIST 유레카관 실험실에 설치된 200W급 DCRS. 5m 거리에서 LED TV를 켤 수 있다.
그림2. 2개의 다이폴 코일 공진 시 자장 분포도
그림3. 무선전력 전송 시 루프 코일(MIT방식)에 비해 다이폴 코일(KAIST 방식)이 더 우수하다는 것을 보여주는 그림(맨 위부터 루프코일, 다이폴코일, 거리별 전력전송능력 비교결과)
2014.04.17
조회수 15470
-
450억 규모 "스마트 그리드 확산 사업’ 유치 --- 에너지 자립형 캠퍼스 구축된다.
산업통상자원부가 추진하는‘스마트 그리드 확산 사업’의 예비사업자로 KAIST가 최종 선정됐다.
KAIST를 포함한 19개 기관이 컨소시엄으로 참여한 이번 사업은 대학캠퍼스에 추진되는 사업 중 최대인 450억원 규모로 기획재정부의 예비타당성 조사를 거쳐 2015년부터 2017년까지 추진된다.
‘스마트 그리드’란 기존 전력망에 정보통신기술을 접목해 에너지 효율을 최적화하는 첨단 전력서비스 사업으로 전력계통을 통합적으로 운영하는 차세대 지능형 전력망을 말한다.
정부 국책사업인‘스마트 그리드 확산사업’은 제주 등지에서 실시됐던 시범사업들을 통해 확보된 사업모델을 실제 환경에서 구현시켜 향후 전국 범위로 확산시키기 위한‘거점 구축형 사업’이다.
‘에너지 자립형 캠퍼스’구축을 추진하는 KAIST는 2015년부터 3년간 사업비 450억원을 투입해 △신재생 발전 플랫폼 구축 △캠퍼스 에너지 관리 시스템 구축 △스마트 그리드 데이터 운영센터 구축△ 전기차 운영시스템 등 기반 시스템을 구축할 예정이다.
캠퍼스에는 △전력생산 및 냉․난방 공급용 3MW 급 연료전지 발전소 △옥상 ․ 옥외 주차장을 활용한 2MW급 태양광 발전시설 △스마트 그리드 통합 운영센터 △LED 전구 교체 △에너지 제로 빌딩 △ 연료전지 연구센터 △KAIST 에너지 믹스 홍보관 △태양광 충전식 전기자동차 시스템 등의 인프라가 설치될 예정이다.
KAIST는 이번 사업을 통해 에너지 자립형 캠퍼스 모델을 제시하는 한편, 에너지 전문기업 육성과 에너지 분야 인력양성에도 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.
김병윤 연구부총장은 “이번 사업이 완료되는 2017년에는 전력 피크 시 수요 대처가 가능하고 캠퍼스 내 전력 효율성이 크게 높아 질 것”이라며 “현재 KAIST가 진행 중인 마이크로 그리드 실증사업과 연계해 에너지 자립형 캠퍼스의 선도적 모델을 만들어 가겠다” 라고 말했다.끝.
2013.12.05
조회수 13247
-
전기먹는 하마 ‘데이터센터’전력 감축기술 개발
- 전력소모 1/3이하로 줄인 0.75W급 초저전력100Gbps 이더넷 IC 개발 -
- KAIST가 핵심기술 개발하고 벤처기업에서 전체시스템 구성해 수 조원대 매출액 기대. “창조경제 모범답안 될 것” -
우리 학교 전기및전자공학과 배현민 교수는 자신이 창업한 벤처기업인
테라스퀘어와 공동으로 기존보다 전력소모를 1/3 이하로 줄인 0.75W급 초저전력 100Gbps(1초당 10억 비트) 이더넷
IC(Integrated Circuit, 집적회로)를 개발했다.
이번에 개발된 IC는 차세대 초소형 통신모듈(CFP4/QSFP28)에
탑재 가능한 세계에서 유일한 솔루션으로 경쟁사 대비 2년 정도 기술력이 앞서있다고 평가받고 있다. 2014년 본격 양산을 시작하면
2017년 1조원이상 규모로 성장할 것으로 예상되는 100Gbps 이더넷 IC분야에서 세계 시장을 선점할 것으로 기대된다.
전 세계 하루 평균 인터넷 검색량은 수십억 건. 하지만 검색 결과를 보여주는데 걸리는 시간은 평균 0.25초에 불과하다. 검색은 물론 사진과 동영상 등 수많은 정보를 저장하고 전송해주는 데이터 센터가 24시간 가동되기 때문이다.
이 같은 인터넷 기반 서비스가 가능하려면 데이터센터의 많은 저장능력과 속도향상이 필수적인데 이에 대한 전력소모 증가가 커다란 문제로 대두되고 있다.
2006년 미국의 데이터 센터는 연간 전력소비 가운데 1.5%(610억
kWh)로 나타났으며, 이 수치는 우리나라 가정에서 연간 소비되는 총 전력량과 맞먹는 수준이다. 미국이 지금과 같은 추세라면
2020년에는 10%를 차지할 것으로 예상하고 있어 이에 대한 대책이 절실하게 필요한 상황이다.
배 교수는 2007년 세계에서 가장 큰 통신모듈 회사인 미국 피니사르(Finisar)사 재직당시 세계 최초로 100Gbps 이더넷
IC를 개발한 세계적인 초고속회로 설계 전문가다. 배 교수가 개발한 IC는 2009년 상용화돼 지난 4년간 전 세계 시장을
선점했다.
배 교수는 2010년 KAIST 전기및전자공학과 교수로 부임해
테라스퀘어를 창업했다. KAIST와 테라스퀘어 공동연구팀은 올해 독창적인 구조로 기존보다 전력소모를 1/3이하(0.75W)로 줄인
100Gbps 이더넷 IC를 개발하는데 성공했다.
연구팀은 올 8월 상용화 전 단계인 시제품 개발을 마쳤다. 지난 9월 영국에서 열린 ‘2013 유럽 국제 광통신 전시회’에서 실시간 시연 및 전시를 진행했으며 같은달 세계최대의 통신장비업체인 C사에서 성공적으로 시연을 마쳤다.
이와 함께 연구팀이 개발한 IC는 지난달 열린 ‘제14회 대한민국 반도체 설계대전’에서 독창성과 파급효과를 인정받아 영예의 대통령상을 수상하기도 했다.
배현민 교수는 “이번에 개발한 초저전력 100Gbps 이더넷 IC 기술은
특정분야에 국한되는 것이 아니라 거의 모든 차세대 초고속 통신에 적용 가능한 기술로 향후 고속 USB, HDMI, TV
인터페이스 등 많은 분야에 응용 가능하다”고 말했다.
또 “혁신을 지향하는 KAIST 연구원들은 기술적 장벽을 만드는
핵심기술을 개발하고, 경험 많은 테라스퀘어 엔지니어들은 이를 활용한 전체 시스템을 구성해 연구를 통한 혁신이 바로 제품으로
이어지게 하는 것이 최종 목표”라고 말했다.
테라스퀘어는 창업투자회사인 소프트뱅크벤처스로부터 총 45억의 투자를
받았으며 현재 15명이 일하고 있다. 지식경제부 해외인재 스카우팅 프로그램을 통해 세계 3위 반도체설계회사인 ‘마벨 반도체’에서
제품개발 총책임자로 근무했던 미국 반도체의 핵심인재인 박진호 최고기술책임자(CTO) 등 2명의 스타급 해외 인재가 최근 합류해
글로벌 벤처기업의 신화를 써나가고 있다.
붙임 : 그림설명
2013.11.18
조회수 11798
-
임춘택 교수, IEEE 초빙편집장 선임
우리 학교 원자력 및 양자공학과 임춘택교수가 IEEE J-ESTPE(Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics) 초빙 편집장 (Guest Editor)으로 선정됐다.
임 교수는 그동안 무선전력 (wireless power) 및 전기자동차 (electric vehicles) 분야에서 세계적으로 활발히 활동한 업적을 인정받았다.
임 교수는 현재 IEEE Trans. on Power Electronics와 IEEE J-ESTPE의 부편집장 (Associate Editor)과 국내 전력전자학회(KIPE) 무선전력전문위원장을 역임하고 있다.
2013.10.31
조회수 8832
-
임춘택 교수 TPEL 부편집장 선임
우리 학교 원자력 및 양자공학과의 임춘택교수가 국제전기전자공학회 전력전자 저널(IEEE Trans. on Power Electronics, TPEL)의 부편집장 (Associate Editor)으로 선임됐다.
이 저널은 논문영향력지수(Impact Factor 4.08)로서 100여 종의 IEEE 전체 저널 중에서 6위로 높은 영향력을 갖고 있다.
지난 달에 IEEE J-ESTPE(Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics)의 부편집장에 선임된 데 이어 무선전력 (wireless power) 및 전기자동차 (electric vehicles) 분야의 세계적 전문가로 인정을 받아 선임됐다.
2013.10.14
조회수 9747
-
초고속 무선 전송할 수 있는 저전력 RF 단일칩 개발
박철순 교수
- 40mW 이하 저전력으로 WiFi(무선랜)보다 50배 빠른 초당 10.7기가비트로 전송
- 케이블 연결 또는 파일 전송 없이 HD영상 화면을 바로 전송, 보안에서도 강점
저전력으로 WiFi(무선랜)보다 50배 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있으며, 안테나를 포함하여 소형으로 제작 가능한 송ㆍ수신 일체형 무선칩이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 연구진은 이를 이용하여 스마트폰에 저장된 Full HD급 1080p* 동영상을 압축과정을 거치지 않고 대용량 데이터 상태로 케이블 없이 무선으로 HDTV로 직접 송신하는 데 성공했다.
* 1080p : HDTV에서 1920x1080 크기의 화면을 1초에 60번 보여주는 고화질 영상
개발된 칩은 60GHz*(기가헤르츠) 대역에서 초당 10Gb*(기가비트)의 데이터를 전송할 수 있는 고속 무선 송ㆍ수신 RF칩*으로서 소형이면서도 전력을 적게 소모하도록 설계됐다. 따라서 동 칩을 활용하여 스마트폰이나 노트북 등 휴대기기에 담긴 Full HD급 고화질 동영상을 별도의 전용케이블 없이 HDTV 또는 빔 프로젝터 등으로 크게 볼 수 있을 것으로 전망된다.
* 60GHz 대역 : 1번 진동의 길이가 5mm이며, 1초에 600억 번 진동하는 초고주파 신호. 무선 신호이지만 특성은 광 신호와 유사하며, 별도 허가없이 자유롭게 사용가능한 ISM밴드 대역으로 7GHz의 대역폭(Bandwidth)이 사용가능함
* 10Gb/s : 1초에 100억 비트를 전송하는 속도로서 DVD 고화질 영화(4.7GB)를 3.76초 만에 보낼 수 있는 속도, 반면 WiFi는 3분 8초, 블루투스는 208분이 소요
* RF칩 : 초고주파 신호를 처리하는 회로를 집적화한 소자, 버스카드 등에 내장된 RFID가 대표적임. 개발된 RF칩은 디지털 회로 구현에 사용되는 CMOS 집적 기술로 구현
동 연구는 한국과학기술원(KAIST) 지능형RF연구센터(센터장 박철순)에서 수행되었으며, 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 선도연구센터지원사업의 지원(’05～)을 받아왔다.
고화질 동영상의 실시간 전송을 위한 방법들이 많이 연구되어 왔지만 기존 WiFi망에서 고화질 동영상을 전송하기 위해서는 전송속도의 한계로 데이터 크기를 줄이는 압축과정이 반드시 필요했다.
그러나 압축 및 압축해제 과정에서 데이터의 부분적 손실이나 왜곡으로 인한 화질 열화현상이 일어날 수 있고 압축 처리시간에 따른 송ㆍ수신 지연으로 완벽한 실시간 전송이 어렵다는 점이 한계였다.
특히 실시간 전송은 차량운행이나 의료현장에서 중요하다. 카메라 센서를 이용한 충돌방지 시스템에서 차선이탈이나 전방사고 상황을 실시간으로 전송하지 못하고 지연이 발생하면 운전자의 제동시간이 그만큼 늦춰질 수 있기 때문이다. 의사들이 화상을 보면서 로봇 팔로 외과 시술을 하는 경우에도 같은 상황이다.
이러한 단점이 있는 압축 및 압축해제 과정을 생략하기 위해서는 적어도 3Gb/s(초당 30억 비트) 이상의 전송속도를 확보하는 것이 관건이었다.
KAIST 지능형RF연구센터가 이번에 개발한 60GHz 송ㆍ수신 칩은 10.7Gb/s 속도로 전송이 가능하며, 이는 기존의 WiFi 속도 200Mb/s(초당 2억비트)의 50배에 이르는 것으로, 압축 없이도 실시간으로 HD영상을 전송할 수 있는 속도에 해당한다.
따라서, 압축 및 압축해제 처리 과정에서 발생할 수 있는 화상 데이터의 부분적 손실 및 왜곡을 해결하고, 송ㆍ수신 지연 없는 완벽한 실시간 전송을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.
나아가 연구팀이 개발한 송ㆍ수신칩은 OOK(On-Off Keying) 변조방식*을 이용하여 소모전력을 낮추었으며, CMOS 방식으로 송신기와 수신기를 하나의 칩에 구현하였다. 전력소모와 기기크기의 최소화를 통해 이동기기에 적용될 수 있도록 설계했다.
* OOK(On-Off Keying) 변조방식 : 반송파의 유무에 의해 디지털 데이터 1과 0을 표시하는 변조방식
저전력으로 동작하는 CMOS를 이용하고, 전류를 여러 회로에 재사용하거나 신호가 1일 때만 주파수원이 작동하도록 하는 방식으로 송신시 31mW, 수신시 36mW 등 전력소모를 대폭 줄였다.
이는 블루투스 동작시와 비슷하나 2.4 GHz 무선랜에 비해서는 10배 가량 적은 수준이다. 특히 실리콘이미지(Silicon Image), 아이비엠(IBM), 소니(Sony) 등이 개발한 무선칩에 비해서는 최소 3배 이상 적은 전력소모로 동작한다는 설명이다.
또한 통상 송신과 수신을 위해 별도 안테나를 사용하는 것과 달리 하나의 안테나를 사용하여 크기를 줄인 것도 특징이다. 가로, 세로, 높이 1㎜ 남짓한 칩에 4～5㎜ 크기의 단일안테나를 사용하여 휴대성이 중요한 모바일기기에 적합하도록 설계한 것이다.
연구팀은 향후 스마트폰 및 카메라ㆍ캠코더로 촬영한 고화질 영상을 저장장치 또는 HDTV 등 디스플레이 장치로 전송하거나, 스마트폰을 사용하여 키오스크(Kiosk), PC 등으로부터 단시간에 대용량의 멀티미디어, 게임 프로그램, 소프트웨어를 주고받는 등의 새로운 서비스 창출이 가능할 것으로 내다보고 있다.
연구팀은 2005년부터 동 분야에 대해 계속 연구해왔으며 국제특허 10건, 국내특허 8건을 출원하고 SCI 논문 22편을 발표하였다.
박 교수는 “3D, 고화질 동영상 전송을 중심으로 확산되는 스마트폰 시장에서 한국의 경쟁력을 높일 있는 핵심기술”이라면서 “기존 HDTV 등의 케이블 연결선을 대체할 수 있어 스마트폰 이외에도 디지털TV, 이동단말기, 카메라 및 캠코더 등 관련시장에서 활용될 수 있고 국제컨벤션산업 등과 연계하여 새로운 시장을 창출할 수 있을 것”이라고 전망했다.
2013.03.12
조회수 12535
-
OLEV 기술 , 세계 10대 유망 기술로 뽑혀
- 세계경제포럼(WEF), 한국시간 14일 오후‘2013년 세계 10대 유망 기술’ 선정 ․ 발표 -
우리대학이 개발해 상용화 단계에 있는 무선충전 전기자동차 기술인 ‘OLEV(On-line Electric Vehicle)’가 세계경제포럼으로부터 ‘2013년 세계 10대 유망 기술’로 인정받았다.
세계경제포럼(WEF)은 한국시간 기준 14일 오후 3시 무선충전 전기자동차 기술인 OLEV를 ‘2013년 세계 10대 유망 기술’ 로 선정해 발표했다
세계경제포럼 산하 유망기술 글로벌의제위원회(Global Agenda Council on Emerging Technologies)는 작년부터 가까운 미래에 세상을 변화시킬 가능성이 높은 기술 10개를 선정해 발표해오고 있다.
세계경제포럼이 뽑은 ‘2013년 세계 10대 유망기술’은 KAIST의 ‘OLEV’를 비롯해 ▲3차원 인쇄술 ▲자기치유 물질 ▲에너지 효율적인 정수기술 ▲이산화탄소 전환과 사용 ▲분자단위에서의 영양소 강화 ▲리모트 인지장치 ▲나노 단위의 효과적인 약물 전달 ▲유기 전자공학 및 광전변환공학 ▲3·4세대 원자로 및 폐기물 재처리 기술 등이다.
KAIST가 개발한 "OLEV"는 일반도로에 전기선을 매설해 자기장을 발생시킨 후 발생된 자기력을 차량이 무선으로 공급받아 이를 전기로 변환, 동력원으로 사용하는 친환경적인 전기자동차 기술이다. 일반 전기자동차는 충전소에 들러 충전을 해야 하는 불편한 점이 있는 반면 ‘OLEV"는 달리면서 실시간 충전이 가능하다.
때문에 배터리 크기가 일반 전기차의 1/3 정도 획기적으로 줄고 가격, 무게 등의 측면에서 기존 전기자동차 보다 상용화에 훨씬 유리한 조건을 갖추고 있다는 평가를 받고 있다.
‘OLEV"는 지난 2007년 서남표 총장이 KAIST가 잘되기 위해서는 남들이 하지 않는 도전적이고 역발상적인 대형 연구 과제를 다뤄야 한다는 생각으로 최초 아이디어를 제시해 시작됐는데 2009년부터 정부지원을 받아 본격적인 연구개발이 이뤄졌다.
KAIST는 2010년 무선전력전송 원천기술과 전력 급·집전 시스템 기술을 개발하고 구현 가능성을 입증하는 등 전기자동차의 핵심기술을 2년 만에 개발하는데 성공했다. 이어 2012년에는 차량 공인인증, 전기안전, 전자파 안전, 도로 안전 인증을 완료하는 등 상용화를 위한 발판을 마련했다.
특히 작년 10월 자동차 안전연구원은 OLEV의 주‧정차 중 충전 효율이 평균 75%의 전송효율을 달성했다는 테스트 결과를 발표했는데 이는 “상용화가 가능한 급·집전 시스템 성능을 확보했다는 의미”라고 학교측 관계자는 설명했다.
효율성과 경제성 확보한 성공한 ‘OLVE’는 2010년 서울대공원 코끼리 열차 운행을 시작으로 작년 9월 여수엑스포에서 시범 운행을 성공적으로 마쳤고 또 올 7월부터는 경북 구미시에서도 운행에 들어가는 등 상용화에 성큼 다가섰다는 평가를 받고 있다.
한편 ‘KAIST OLEV’는 세계경제포럼 외에도 지난 2010년 미국 시사주간지 타임(Time)지로부터 세계 최고의 50대 발명품으로 선정된 적이 있다. 끝.
2013.02.15
조회수 10173
-
무선충전 전기열차 원천기술 개발
- KAIST, 철도연과 공동으로 60kHz 무선전력전송 원천기술 개발 성공 -
우리 학교와 한국철도기술연구원(이하 철도연, 원장 홍순만)은 대용량 고주파(60kHz, 180kW) 무선전력전송 원천기술을 세계 최초로 확보(2012년 12월)하고, 13일 오전 10시 충북 오송에 위치한 철도연 무가선트램시험선에서 대전력 무선급전 단위모듈시험을 공개했다.
이 기술은 지난 2011년 KAIST가 개발한 무선충전전기버스로 검증된 20kHz 급집전 기술을 크게 발전시킨 것으로 3배 이상의 전력전송 밀도를 향상시켰으며, 집전모듈의 크기와 무게 감소, 급전과 집전장치의 제작비 절감 등 경제성을 높여 무선급전시스템 상용화에 성큼 다가섰다.
그동안 소규모의 전기를 사용하는 버스만을 움직일 수 있었던 무선전력전송기술은 60kHz 대전력 무선전력전송기술의 확보로 대전력이 필요한 철도시스템, 항만과 공항 하역장비 등 물류이송시스템은 물론 전송효율 증대로 기존 무선급전 시장이었던 휴대폰, 노트북 등 휴대기기 및 가전제품, 로봇분야, 레저분야 등에도 광범위하게 활용될 것으로 보인다.
대전력 무선전력전송기술을 철도에 적용할 경우 열차가 비접촉 방식으로 전력을 공급받기 때문에 급전장치의 마모가 없어 유지보수 비용이 절감된다. 또한 전신주 등 전차선 설비가 필요하지 않아 철도부지 소요면적이 줄어들고, 터널단면적도 크게 축소돼 건설비를 낮출 수 있다. 높은 속도에서도 팬터그래프와 전차선 간에 이선문제와 소음문제 등이 해결돼 레일형 초고속열차 개발도 가속화될 것으로 보인다.
KAIST와 철도연은 이번에 성공한 대전력 무선전력전송기술을 올해 무가선트램(5월경)과 차세대도시철도 및 고속열차(9월경)에 적용해 시험할 계획이다.
무선급전기술이 성공적으로 진행될 경우 독일 봄바디어(Bombardier)사의 프리모베(Primove)를 뛰어넘는 세계 최고 수준의 기술을 확보하게 된다.
※ 독일 봄바디어 프리모베 열차
- 아우크스부르크 시험선 총 800m 중 275m에 무선급전시스템설치 운영 중 20kHz, 200kW 용량, 최고속도 50km/h
KAIST 서남표 총장은 “KAIST가 개발한 무선급전버스에 이어 철도까지 움직일 수 있는 대용량 무선전송기술개발에 성공함으로써 무선급전시스템의 완결판을 만들 수 있게 돼 기쁘다”고 전했다.
KAIST 조동호 교수는 “2009년 무선충전전기버스 기술개발 시작 당시 관련부품의 기술 수준 한계로 20kHz 공진주파수를 이용하는 등 많은 고비가 있었으나 한국철도기술연구원과 협력해서 60kHz 대용량 급진전원천기술을 개발할 수 있었고, 향후 철도에 적용할 수 있는 가능성을 증명한 것”이라고 밝혔다.
철도연 홍순만 원장은 “무선전력전송기술은 철도 건설시 철도부지 소요면적이 줄어들고, 터널단면적 축소 등으로 인한 건설비 절감을 비롯해, 전차선이 없어 도시미관이 개선되고, 유지보수비가 절감되는 등 철도시스템 전반에 대한 패러다임을 바뀔 것으로 기대한다”며 “계속해서 좀 더 용량이 큰 대전력 기술 개발과 상용화 추진을 통해 첨단의 새로운 미래철도 기술을 개발하고, 해외시장 진출을 위한 기술경쟁력 강화에도 기여할 것”이라고 전했다.
2013.02.13
조회수 9319
-
'전기자동차 국제포럼 2012(IFEV 2012)' 개최
- 홍순만 철도기술연구원장 등 교통 분야 전문가 20여명 참가 -- 무선충전 고속철도, 타이어를 이용한 무선충전 전기차 등 신기술 교류의 장 -
국내·외 산·학 관계자들 간에 미래 교통기술 연구 성과에 관한 학술교류의 장이 펼쳐진다.
우리대학 조천식 녹색교통대학원(원장 조동호)은 7일 오전 10시 30분부터 대전 KAIST 본원 대강당에서 ‘전기자동차 국제포럼 2012(IFEV 2012)’를 개최한다.
국내・외에서 미래 교통기술을 선도적으로 연구하는 20여명의 학계 및 산업계 연구자가 참여하는 이번 포럼은 미래 교통기술의 연구방향과 상업화에 관해 토론하고 각종 정보를 교류하는 국내 최대의 전기자동차 학술대회다.
기조연설자로 나선 홍순만 한국철도기술연구원장은 ‘혁신적 녹색교통 기술’을 주제로 강연할 예정인데 한국철도기술연구원이 개발 중인 이층구조 고속철과 철도의 무선전력 전송기술의 개발현황을 소개할 예정이다.
이어 김경철 한국교통연구원장이 ‘IT 전기자동차의 기술융합 교통전략’을, ▲다카시 오히라(Takashi Ohira) 일본 토요하시 공과대학 교수와 ▲토모유키 신카이(Tomoyuki Shinkai) 게이오대 교수가 각각 ‘비자기, 비공진성 전기자동차 무선전력 충전기술’과 ‘오픈소스 전기자동차를 통한 지속가능 사회 실현’이라는 주제로 발표한다.
이 밖에 크리스티앙 코벨(Christian Kobel) 독일 봄바르디아 개발이사는 ‘대중교통의 무선전력 전송기술’을, 그리고 피터 베어그라프(Peter Burggraef) 독일 아헨공대 교수는 ‘전기 이동성의 발전방향’이라는 주제로 강연할 예정이다.
각 분야별 기술 세션에서는 ▲미래 도로차량과 무선전력 전송기술 ▲ 미래 고속철도 시스템 ▲미래 해양 선박시스템 ▲녹색교통기술의 전략과 정책 등에 관한 발표와 함께 패널 간 토론이 진행된다.
최근 들어 세계 각국의 자동차업체가 CO2 배출량과 석유의존도를 줄이기 위해 온라인 전기자동차, 플러그인 하이브리드, 배터리 교체방식 전기자동차 등 다양한 기술을 제시하고 있는 가운데 KAIST 무선전력 전송기술(Wireless Power Technology : WPT)을 학계가 이번 포럼에서 어떻게 평가할지에도 큰 관심이 쏠리고 있다.
KAIST 조천식 녹색교통대학원 서인수 교수는 “이번 포럼에서는 집전장치와 전봇대가 필요 없는 무선 고속철도 기술 등 다양한 신기술이 소개될 예정”이라며 “저탄소 녹색성장을 실현하기 위한 전 세계 정부•학계•산업계 관계자들이 미래 교통기술의 방향과 사회적 파급효과를 알 수 있는 소중한 기회가 될 것” 이라고 말했다.
이번 포럼의 상세한 정보는 홈페이지(http://gt.kaist.ac.kr/ifev2012/)에서 확인 할 수 있다.
한편, 이번 포럼은 KAIST 조천식 녹색교통대학원이 주관하고 한국철도기술연구원을 비롯해 자동차부품연구원, 전북자동차기술원, 도로교통공단, 교통안전공단, 한국자동차공학회, 주식회사 OLEV, OLEV Technology가 후원한다.
2012.11.06
조회수 10197