12 월 21~22 일 양일간에 걸쳐 잠실 롯데호텔에서 있었던 행사이다.

신성장 동력 핵심 기술 설명회 (총 41개), 국가 R&D 우수과제 발표회 (한국전자통신연구원외 7개 참여기관) 가 동시에 진행되었고, 각 개발 기술에 대한 기술 이전 상담회도 다른 룸에서 진행되었다. 본 행사는 각 연구기관의 연구개발성과를 간략히 홍보하고, 기업체에 기술을 이전해 주기 위해 기획된 엑스포이다.

정말 다양한 주제를 다루고 있었는데, 내가 참석한 컨퍼런스를 중심으로 4 개의 카테고리로 나누어 보았다

• Green Energy Technology
• IT Convergence
• IT Innovation
• Productivity Innovation

보고 들은 내용을 간략히 정리한다.

1 카테고리 - Green Energy Technology

차세대 태양 전지 기술

한국에너지기술연구원/한국전기연구원

‘염료 감응 태양 전지’는 낮은 광도에서도 잘 동작하며, 반투명이라 창호용으로 사용할 수 있는 잇점이 있다. 따라서, 에너지를 소비하는 곳에서 바로 생산할 수 있는 특징이 있다. 반면, 장기 안정성이 취약하며, 광전 변환 효율이 낮으며, 생산단가가 아직 검증되지 않았다.

한국에너지기술연구원에서는 ‘염료 감응 태양 전지’에 활용할 수 있는 젤형 전해질 기술을 개발했다. 이 기술은 전술한 상용화 장애요인들을 극복하는 기술로, 현재의 실리콘 태양전지 대비 원재료가 친환경적이며, 제조비용이 1/5로 저렴하다. 아직 기존 기술 대비 효율이 1/2 정도이나, 이론 효율은 훨씬 더 높아 발전 가능성이 충분히 있다. 한국전기연구원에서는 ‘염료 감응 태양 전지’ 36개를 조합한 1평방미터짜리 30W급 투명 창문 형태의 패널을 개발하였다. 이 기술은 백금을 대신해 탄소 나노 튜브를 전극으로 활용했으며, 실링, 모듈, 그리드를 이용한 패널을 제작하기 위한 공정기술들을 개발하였다. 이 ‘염료 감응 태양 전지’ 창문은 경량화, 생산원가 절감등 풀어야 할 숙제를 안고 있다.

수소 연료 전지 핵심 요소 기술

한국에너지기술연구원

‘수소 연료 전지’란 수소와 공기를 연료로 전기를 생산하는 발전기이다. 이 개념의 현실화는 수소 경제의 시대의 도래를 의미한다. 현재 연료전지는 촉매전극에 백금을 사용하고 있어 제조원가가 상당히 높은 문제점을 안고 있다. 본 연구기관에서는 동일한 에너지를 얻기 위해 촉매층에 사용되는 백금의 함유량을 줄여 연료전지 생산의 경제성을 현재 기술 대비 25% 절감했으며, 연료전지의 연속 제조 공정 및 내구성을 향상했다.

태양 연료 HFSF

한국에너지기술연구원

‘태양 연료’란, 물(H2O)에다가 태양 에너지를 집광하여 얻은 초고온 열에너지를 전달하여, 물에서 발생하는 다양한 화학반응을 이용하여 에너지를 얻는 기술이다. ‘태양 연료’는 (태양에너지를 이용하여 얻은) 수소를 연료로 한 자동차나 우주항공 등에 활용 가치가 높다. 본 연구기관에서는 세계에서 5번째로 태양로(발전소)를 개발하였으며, 이 설비는 프랑스를 제외하고는 1차 집광에서 3,000sun, 2차 집광에서는 10,000sun의 능력을 보유해 2위의 집광능력을 보유하고 있다 (집광되지 않은 태양의 온도를 1sun 이라고 함).

에너지 자립형 주택 기술

한국에너지기술연구원

‘에너지 자립형 주택 기술’은 건물 에너지 부하 저감 기술과 신재생 에너지 이용 기술을 종합한 기술이다. 단독이나 다세대 주택에 적용 가능한 기술로, 현재 주택에서 필요한 총 85% 수준의 에너지를 자립할 수 있는 기술이 확보되어 있다. 한편, 시공비는 (현재 기술 수준으로) 기존 대비 15% 정도가 상승될 것으로 예상된다.

고효율 전기에너지 저장 시스템

한국에너지기술연구원

‘레독스 플로우 전지’란 전기 화학 반응에 의해 발생한 에너지를 저장하는 꽤 규모가 큰 장치이다. 주로 신재생에너지 발전소에서 생산한 에너지를 저장하는데 활용할 수 있다. 본 연구기관에서는 ‘레독스 플로우 전지’에 사용할 수 있는 멤브레인 소재를 개발했으며, 이를 활용해 5kW급 스택(단일 Cell 여러개를 쌓은 것) 시제품을 개발하였다.

250kW급 PCS 고압 연계 실증

한국전기연구원

‘PCS, Power Conditioning System’. 직류를 교류로 바꾸어 주는 Inverter 를 의미한다. 풍력이나 태양광등의 신재생 에너지의 변환에 사용되는 인버터는 에너지 소스에 의존적이다. 풍력과 태양광의 양이 상당히 가변적이란 의미이다. 본 기술의 특징은 에너지량의 기복이 심할 때, 사용할 수 있는 최적화된 인버터의 회로기술이다.

2 카테고리 - IT Convergence

AC LED 고조파 개선 모듈

한국전기연구원

‘AC LED’는 교류 전원에서 적용 가능한 조명이다–우리가 기존에 알던 LED 조명은 DC 전원을 사용한다. 기존 백열등을 대체할 수 있는 기술로, 기존 백열등 대비 광효율이 5~10배로 높으며, 전구 수명이 3.5 만 시간으로 연장된다. 기존에 개발된 AC LED 는 고조파의 함유율이 높으며, 전압 변동시 광량 변화가 커서 눈의 피로가 심했었다. 본 연구원에서 서울반도체와 공동으로 개발한 기술은 이런 문제점들을 해결하였다. 본 기술을 탑재한 모듈은 직경이 30mm 로서 기존의 백열등 사이즈에 탑재가 가능할 뿐만 아니라, DC LED 대비 가격이 저렴하며 수명이 길다. 이미 선진국들은 그린 조명을 법제화하고 있으며, 동시에 그린 조명 산업을 육성하고 있다. 아직은 LED 광원의 가격이 비싸다는 상용화/대중화 장벽이 존재한다.

감성 교감형 인조인간 로봇

한국생산기술연구원

Ever-1 과 2 는 잘 알려진 안드로이드이다. Ever-3 는 12 개의 감정을 표현할 수 있는 62 개의 축으로 이루어진 로봇이다. 최근에는 판소리에 출연하는가 하면, 패션쇼와 연극공연에도 출연한 바 있다. 대화 엔진 기술, 감정 표현 기술, 모션 변환 및 편집 기술, 로봇 전신 제어 기술, 핸드 메커니즘, 얼굴 메커니즘, 상하체 메커니즘, 컨텐츠 저작 기술 및 데이터 베이스(대화 DB, 모션 DB, 음성 DB), 인공 피부, 로봇 의수 등 복합적인 기술들을 포함하고 있다. 육아 및 교육, 안내 서비스, 엔터테인먼트/공연, 건강 및 정서 서비스 등 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 예상된다.

Pro-active Idle-Stop 을 위한 가상 센서 기반 Situation-Aware 기술

한국전자통신연구원

본 기술은 (IT 기술과 자동차 기술을 융합하여) 자동차가 신호 대기와 정차시 엔진이 공회전하지 않도록 하여 자동차 연료 절약 및 이산화탄소 배출 저감을 실현하기 위한 기술이다. 원리는 송신장치를 가진 Smart 신호등 앞에 차량이 정차 했을 경우, 자동차가 상황을 인식하고 시동을 자동으로 정지하는 것이다. 신호등으로 부터 수신한 정보, OBD-II Connector 를 이용한 CAN 통신으로 확보한 자동차 내부 정보를 조합하여, 시스템이 연료절감의 이득을 계산하고 시동을 끄거나 유지하는 것이다. 실증 결과 약 20% 정도의 연료 절감 효과가 있는 것으로 판명되었다. 강남구에서는 Smart 신호등을 심고 시범서비스를 할 계획을 가지고 있다고 한다.

자동차 센서 노드용 초소형 OS

한국전자통신연구원

차량 내 제어 시스템의 증가로 초소형의 OS 의 필요성은 점점 증대되고 있다. 현재 출시되는 자동차에는 보통 50 개의 ECU(Electronic Control Unit) 가 탑재되어 있으니 말이다. 본 연구기관에서는 미들웨어의 수정없이 HAL (Hardware Abstration Layer) 작업만으로 동작 가능하며, 차량회사에서 보유한 미들웨어 모듈로 교체가 가능할 뿐 아니라, 무선 기능이 추가된, 모듈화가 잘되어 있는 (Layering이 잘 되어 있는) 자동차용 OS 를 개발했다. 무선 기능을 추가한 이유는 유선에 비해 (OS자체/Middleware/Application의) 업그레이드가 간편하기 때문이다–물론, 생명에 관련되는 Critical 한 부분의 제어에는 유선이 사용되어야 한다. 본 OS 는 16bit 뿐만아니라 ARM 계열 32bit RISC CPU 에서도 사용이 가능하며, 오토에버시스템즈와 공동 시험으로 신뢰성을 확보한 결과, OSEK (자동차용 OS 국제 인증, Hard Real-time:항상 수 msec 이내에 응답을 하므로 예측 가능하다는 의미) 인증을 확보한 바 있다. 현대 자동차만 해도 1년에 400만대의 신차를 출고하고 있어(대당 50개 ECU) 그 시장 규모는 매력적이다. 향후, 차량간 무선통신 기능 추가를 위해, 음성 스트리밍 기능을 추가하는 로드맵을 가지고 있다.

IT 기반 선박용 토탈 솔루션 개발

한국전자통신연구원

2000 년 이후 한국 조선 산업은 계속 세계 1 위를 고수하고 있고, 중국이 3위로 바짝 뒤따라 오고 있는 실정이다. 본 기술은 조선산업의 국가 경쟁력 향상을 위해 기존 선박 건조 및 선박 기술에 차별화 포인트로 IT 를 접목하려는 시도로 해석된다. 본 연구기관은 선박 건조 생산성 극대화를 위한 YAN (Yard Area Network) 기술과 선박 장치의 통합 모니터링 기술 개발을 위한 IT 기반 유무선 통합 SAN (Ship Area Network) 기술을 개발하였다. 일례로, 기존의 선박 건조 현장에서 작업자/작업장간 통신을 위해 사용되던 TRS(Trunked Radio System) 은 초기 응답 지연 시간이 500ms 였으나, YAN 기술 적용으로 250ms 수준을 달성하였다. 뿐만아니라, YAN 은 조선 현장의 작업 공정 향상 및 자동화를 위한 데이터 통신 용도로도 활용될 수 있다. SAN 기술은 세계 최초의 선내 백본 핵심 시스템으로, 육지에서도 선박의 상태를 관리할 수 있는 채널을 제공함으로써, 종래 운영비의 10% 에 달하던 선주들의 선박 유지보수비용을 3%대로 절감하는 효과를 가져왔다.

IT 조명 통신 융합 380~780 나노미터 가시광 RGB 선별 무선 통신 연구

‘가시광 무선 통신’ 이란 LED 조명과 무선 통신을 동시에 실현하는 기술로 IEEE801.15.7 PAR 에 기술되어 있다. 원리는 인간이 인지할 수 없을 정도의 속도인 200Hz 이상으로 깜빡여서 무선통신을 하는 것이다(형광등 60Hz, 1 초에 60 번 깜빡임). 가시광 무선 통신은 통신상황을 눈으로 확인이 가능하며, 직진성이 강하고 벽투과가 되지 않아 사생활 보호 측면에서 우수할 뿐 아니라, 기존에 쓰지 않던 가시광 영역을 새로운 주파수 자원으로 활용할 수 있고, 별도의 주파수 허가를 받을 필요도 없다. 디스플레이, 자동차, 조명, 의료, 항만 해양 등 다양한 분야에 광통신을 적용할 수 있게 된다. 또, 자동차 및 신호체계간 안전 통신, 해상 통신, 실내 측위도 가능하다. 핸드폰간 파일 공유나 디스플레이되는 컨텐츠에 대한 부가 정보 제공 등 전시용으로도 활용 가능할 것으로 예상된다. 시각 장애인용 음성지원 교통 신호등, 자동차 전조등 안전 통신, 광 반응 장난감, 조명을 이용한 실내 안내 방송 등 사업화 가능 분야도 다양하다. 본 연구기관은 가시광 무선 통신을 위한 송수신 장치를 개발하였다.

홈 네트워크용 Cognitive 시스템 개발

본 기술은 IEEE 802.15.4a 에서 정의한 실내 또는 음영 지역에서 무선 측위 및 통신이 가능한 임펄스 기반의 통신 기술이다. 본 연구기관은 30cm 의 정밀도로 측위가 가능한 모뎀, RF, ADC/DAC 칩을 개발했으며, 측위 정보를 활용할 수 있는 응용 시스템도 개발하였다. 기존의 GPS 가 각 위성과 단말간 시간 동기화가 필수라면, 이 기술은 센서간 시간 동기를 맞추지 않고도 거리 측정이 가능하며 통신 기능과 위치 기능을 통시에 제공할 수 있는 장점이 있다. 광양 제철소 안전문화 체험관, 군의 피아 식별 시스템으로 시험된 바 있다.

3 카테고리 - IT Innovation

지상파 DMB 전송 고도화 기술

이하 모두 한국전자통신연구원

TDMB 기술은 타 경쟁기술인 DVB 나 MediaFLO 에 비해 서비스 Coverage 가 넓어 네트워크 설치 비용은 적으나, 가용 서비스 채널이 부족하여 다양한 데이터 및 비디오 서비스 추가 제공이 어려운 단점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위한 기술이 ATDMB(Advanced TDMB) 이다. ATDMB 는 채널에서 전송할 수 있는 용량을 2 배화 시키는 기술이다. 채널 효율이 높아짐에 따라 남는 채널로 데이터 서비스등이 가능하게 되어, (이 기술의 활용 방법에 따라) 그간 문제가 되었던 방송사 수익을 일부 개선할 수 있는 방안 모색도 가능해 졌다. 기존 TDMB와의 역호환성을 유지한다. 이 기술은 VGA급(640480) 수상기를 위해서는 SVC (Scalable Video Codec) 를 이용하여 전송 데이터를 부호화하고 있다–기존의 TDMB 는 QVGA(320240) 영상을 전송하였다. 국내 지상파 방송사들은 2010 년에 ATDMB 시험방송 계획을 가지고 있으며, 방통위에서는 2013 년 상용화 예정을 고시한 바 있다.

Multi-Gigabit 무선 인터페이스 기술

본 기술은 밀리미터파 대역 (57~64GHz) 의 근거리 무선 환경에서 대용량의 멀티미디어 정보를 무선으로 전송하기 위한 소출력 무선 PAN/LAN 용 Multi-Gigabit 무선 인터페이스 기술이다. 이 대역은 전세계적으로 비허가 대역으로 산소분자의 흡수현상으로 전파거리가 짧고 직진성이 매우 강한 것이 특징이다. 또, 본 연구기관에서 제안한 이 기술은 이미 ECMA 및 ISO 표준으로 정의된 바 있다 (‘Giga-Fi’라고 칭함). 본 연구기관이 개발한 것은 Baseband Modem 이며, 현재 3Gbps 전송까지 실증실험이 완료된 상태로, Wireless Display 시연도 했었다. 한편, LG 전자는 2009 년 3 월 SiBEAM 사의 기술을 도입하여 Wireless TV 를 출시한 바 있다. 본 기술은 TV-컴퓨터-모바일을 잇는 3 Screen 의 핵심 기술이 될 것으로 전망된다. 컴퓨터 시스템 내의 Wireless BUS 로서도의 활용 가능성도 검토하고 있다.

응용 특화 한중영 자동 번역 기술

자동 번역 시장은 무한하지만, 번역 품질이 아직 소비자의 기대 수준에 미치지 못하고 있는 실정이다. Google, Yahoo 등에서 제공하는 서비스에 비해 번역 품질이 우수한 번역 기술을 개발했고, 특허청/지경부를 통해 상용화한 바 있다.

Downloadable 제한 수신 시스템 개발

디지털방송에서 CAS(Conditional Access System) 의 변경은 헨드엔드뿐만 아니라, 이미 시장에서 소비자들이 사용하고 있는 단말/셋탑 전체를 교체해야 하는 경제적 불합리함이 있었다. 따라서 CAS 는 Embedded CAS -> Card형 CAS -> Downloadable CAS(DCAS) 의 모양으로 진화할 것이다. 본 연구기관은 DCAS 적용을 위한 헤드엔드 (컨텐츠 제작, CAS 적용한 Encoding 장비), 서비스 스펙, 암복호화 알고리즘을 탑재한 단말용 Descrambler 칩셋, 동 칩셋을 탑재한 시제품 단말을 개발하였다.

지상파 DTV 방송 프로그램 보호 기술 개발

본 기술은 무료 보편적 공익 서비스인 지상파(공중파) 방송 프로그램의 불법 복제 방지와 저작권 보호를 통하여 방송 프로그램의 지적재산권 보호와 동시에 이용자의 사적 이용권익 확대를 통하여 국내 방송 프로그램 산업의 수익보호와 디지털 방송 활성화에 기여하기 위한 기술이다. 한류열풍으로 한국의 지상파 컨텐츠는 전세계로 뻗어 나가고 있으나, 불법 복제의 피해가 심각한 실정이다. 각 나라 마다 방송 송출 방식이 상이해 (ISDB-T, DVB…) 객관적 비교는 불가능 하나, 사적 이용 범위 내 컨텐츠 복사 회수나 복사할 단말에 대한 제한이 없음으로 인해, 사용자 수용도 측면에서는 타 기술 대비 우수한 기술이다. 2009 년 시험 방송을 완료했으며, 국내 가전 제조사들의 협의가 완료됨에 따라 곧 상용화 될 것으로 전망된다.

지능형 안테나 기술 개발

세상엔 안테나가 너무 많다. 그간 안테나 기술이 시스템의 발전속도를 따라가지 못했던 실정이다. 본 기술은 (한 개의 안테나로) 동작 주파수의 스위칭 및 전파 범위의 재구성이 가능한 지능형 한테나 기술이다. 현재의 시스템에는 적용이 불가능하지만, 미래에 다가올 SDR(Software Defined Radio) 기반의 CR(Cognitive Radio) 기지국 분야에 적용이 가능할 것으로 예상된다.

ALL IPv6 기반 Fixed-Mobile Convergence 네트워킹 기술 개발

디지털 컨버전스의 확대, 유비쿼터스 인터넷의 생활화 등의 추세와 더불어 xGIMP(Any Generation Mobile IP) 에 대한 요구사항은 계속 증가하고 있는 실정이다. 본 연구기관은 저비용 고신뢰성의 Seamless 핸드오버 기술이 적용된 클라이언트와 서버, 계층적 이동제어 기술을 개발하였으며, LG 데이콤에서 시범 서비스를 한바 있다.

스펙트럼 사용 효율 개선을 위한 Cognitive Radio 기술 개발

‘Cognitive Radio’란 시간적, 공간적으로 사용되고 있지 않은 유휴 채널을 찾아 주위 전파 환경에 맞게 통신 파라미터를 능동적으로 최적화하여 통신하는 주파수 공유 기술이다. 특히, Analog TV 방송 중단 이후 남는 주파수 대역 활용 방안 중의 하나로, 무선 홈 네트워크 등에 활용이 가능할 것이다. 본 기술은 480~698MHz 대역을 사용하므로, WLAN 대비 전송 거리나 소모 전력 면에서 우수할 뿐만 아니라 QoS가 보장되며, UWB 대비 전송 손실이 훨씬 적은 기술이다. 본 연구기관은 ECMA TC48-TG1 표준 모뎀을 개발하였다.

IPv6 기반의 QoS 서비스 및 단말 이동성 지원 라이투 기술 개발

기존의 Packet 단위로 처리 하던 네트워크는 망 부하에 따라 안정성(QoS)가 확보되지 않았다. 이를 극복하기 위하여 Flow 기반으로 QoS 를 보장할 수 있는 네트워크 장비의 필요성이 대두되었다. Flow 기반 네트워크란, 가입자별, 서비스 특성별 전용 경로를 제공하여 완벽한 서비스 품질을 보장할 수 있는 네트워크를 의미한다. 본 연구기관이 개발한 라우터는 Legacy 라우터와 공존이 가능하다. 고려대에서 본 라우터로 인프라를 구축하였다고 한다.

200Mbps 급 IEEE802.11n 모뎀 및 RF 칩셋 개발

제목과 동일하게 200Mbps 의 속도를 낼 수 있는 801.11n 모뎀을 개발하는 과제이다. 현재 0.13um CMOS 공정에서 6900x6900 크기의 모뎀을 개발완료한 상태이며, RF는 곧 개발 완료될 것으로 예상된다.

참고 무선랜과 관련된 일반인들의 오해

• 무선랜은 도달거리가 100m 이다. 무선랜의 도달 거리는 공급되는 전력의 강도에 따라 30Km 까지도 가능하다.
• 무선랜은 보안이 취약하다. 암호화 기능은 소비자의 선택사항이며, 암호화를 선택하면 패킷이 암호화되어 날아가고 수신측에서 복호화된다.

차세대 DTV 핵심 기술 개발

본 기술은 SDMB, TDMB 를 통하여 시청자에게 3D 데이터, 3D 비디오와 같은 새로운 서비스를 제공할 수 있는 3D 이동 방송 기술이다. 기존의 2D DMB 와 호환이 가능하며, 안경 착용이 필요 없는 것이 특징이다. 이를 위해 본 연구기관은 3D DMB 컨텐츠 저작툴, 3D DMB 방송 서버, 3D DMB 부호화기, 3D DMB 단말등을 개발하였다. 기존 대비 컨텐츠량이 증가하기 때문에 ATDMB 등이 활성화 되었을 때 상용화가 가능할 것으로 예상된다.

4 카테고리 - Productivity Innovation

사이버 설계 및 첨단 장비

한국생산기술연구원

본 기관이 개발한 시스템은 중소기업을 위한 웹 기반의 설계 툴을 제공한다. 주물, 금형, 사출 등에 필요한 거의 대부분의 DB를 총망라하고 있으며, 오프라인 툴 대비 저렴한 비용으로 이용할 수 있다고 한다.

i 매뉴팩처링 (한국형 제조 혁신)

한국생산기술연구원

‘i 매뉴팩처링’이란 기업간 온라인 협업을 통한 생산성 향상을 위한 인프라이다.

재난 감시용 Hovering 로봇 기술

한국생산기술연구원

산업 현장의 재난 또는 전투에서 활용할 수 있는 수직 이착륙이 가능하며, 영상 장비를 탑재하고 있는, 소형 비행체이다. 20kg 미만으로 항공법에 저촉되지 않는다.

기타

휴대 단말기용 나노 플렉시블 광전배선 모듈

본 기술은 금속 매체를 통하여 광을 전파하는 기술이다. 현재 디지털 기기 및 컴퓨터 내에서의 신호 처리 용량이 급속도로 증가하고 있어 (HD Video 등), 전기 PCB 를 대체할 수 있는 광배선 기술 도입이 필요한데, 광섬유는 내 굴곡성 측면에서 적용이 어려운 특징이 있다. 1.8Gbps 급으로 데이터들이 오가는 기존의 Multi-layer (6~10층) Interconnector 들은 전기적 혼선이 발생할 가능성이 높아, 광배선의 필요성은 더욱 절실해 졌다. 인텔과 애플에서도 광섬유를 기반으로 한 10Gbps 급 휴대 단말기 및 차세대 PC 용 플렉시블 광배선 모듈을 개발하고 있으며, 2012 년에 Prototype 을 선보일 예정이다. 본 연구기관에서는 금속 광 도파로 및 생산 공정 기술을 개발하였으며, 2.5Gbps 까지 모듈 전송 테스트를 성공한 바 있다. 본 기술은 (이론적으로) 40Gbps 이상의 초고속 신호전송이 가능하며, 선진국들의 원천기술에 대한 종속이 없으며, 목표 시스템의 가격경쟁력을 확보할 수 있을 뿐 아니라, 단말의 실장 밀도를 낮추어 주는 장점이 있다.