과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 탄소중립 관련 글로벌 동향을 분석하고 탄소중립 달성을 위한 국가별 중점 추진 분야를 담은 기계기술정책 제101호 ‘탄소중립, 글로벌 동향과 시사점’을 발간했다. 이번 보고서는 최근 미국, 중국, 일본 등 세계 주요 국가가 일제히 중장기 탄소중립 비전과 추진 방안을 발표하고, 2050년 전후로 탄소중립 달성을 선언하는 등 공동의 지향점을 갖고 있다고 분석했다. 또한, 공통적으로 신재생에너지와 그린모빌리티, 에너지 효율 증대, 그린산업 육성 등의 분야를 전략적으로 육성하고 있으며, 정부 뿐 아니라 글로벌 기업도 빠르게 동참하고 있다고 덧붙였다. 탄소중립과 관련하여 부상하는 기술로는 신재생에너지 분야의 액체공기 에너지저장 기술, 그린모빌리티 분야의 액체수소 공급 기술과 V2G(Vehicle To Grid) 기술, 에너지 효율 증대 분야의 건물형 스마트 팜 기술, CCUS (탄소 포집 및 활용) 기술 등을 꼽았다. 이와 함께 탄소중립 시대의 신산업을 선점하기 위해 새로운 방식의 설계 역량과 부품, 장비 등의 혁신이 수반되어야 한다고 제언했다. 특히 ‘규모의 경제’를 극복하기 위한 기회로서 탄소중립이라는 정책적 지원을 전략적으로 활용해야 한다는 필요성을 제안하고, 관련 시장의 글로벌 리더십 확보를 위해 기업과 학-연 협력이 더욱 활성화되어야 한다고 강조했다. 기계연 김철후 선임연구원은 “파리협정 이후 탄소감축을 넘어 이제는 탄소발생을 제로화하는 탄소중립으로의 세계 각국의 정책 방향이 강화되고 있다”며 “이미 글로벌 경제와 정책은 탄소를 비용으로 인지하고 있는 만큼 탄소중립을 중심으로 재편되는 새로운 국제질서에 대응하기 위한 노력이 절실하다”고 말했다. 한편 기계연도 선제적 대응을 위해 ‘대용량 액체공기 에너지저장 핵심기계기술 개발’, ‘고밀도 극저온 액체수소 공급시스템 핵심기술 개발’ 등 탄소중립 관련 연구개발에 박차를 가하고 있다. 기계기술정책지는 기계산업 동향을 분석하고 정책을 제안하는 전문지식지로서 기계연 홈페이지에서 정기구독 신청 및 다운로드 받을 수 있다. 

기계연, 국민 삶의 질 높이는 미세먼지 저감 연구 박차  - 다부처 협력 실내・외 미세먼지 저감 기술 개발 및 실증 속도 -  - 미세먼지 없애기 위한 다양한 연구개발 눈길 -  과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 국민 삶의 질을 위협하는 실내・외 미세먼지를 줄이기 위하여 다각적인 연구개발 활동을 펼치고 있다.  기계연 환경시스템연구본부는 과기부, 국방부와 함께 자동차 배출 미세먼지 저감을 위한 플라즈마 버너 기술의 실증 연구를 수행하여 저감 효과를 확인하고, 대상을 넓혀 추가 실증을 진행한다. 또한 기존 자동차 미세먼지 저감 시스템인 SCR의 효율을 높이기 위한 고체 암모늄 SCR 기술 개발에도 성공했다.  아울러 지하철 역사 등 대규모 공공장소의 실내 미세먼지 저감을 위한 정전방식의 공기청정기술을 개발하는 등 다양한 연구개발을 추진하고 있어 눈길을 끈다.  기계연 플라즈마연구실은 오는 2022년 3월까지 과기부, 국방부와 함께 공군 군용 장비 대상 미세먼지 발생 저감 2차 실증을 추진한다. 연구진은 이에 앞서 두 부처와 협력해 2020년 3월부터 4개 부대 차량 50대에 플라즈마 버너를 장착하여 미세먼지 발생량을 95% 이상 절감하는 효과를 확인했다.  ▲차량 하부에 플라즈마 버너를 장착한 모습. 2021년에는 적용대상을 육군, 해병대 등 다양한 대상으로 확대 추진하고 실증 결과를 바탕으로 민간 건설기계 적용을 위한 변경 인증을 추진하여 기술적 한계로 어려움을 겪고 있는 건설기계 배출 미세먼지 저감을 실현할 방침이다.  그린동력연구실은 고체 암모늄을 환원제로 적용한 SCR 시스템을 개발했다. 고체 암모늄 SCR 시스템은 가격이 저렴한 고체 암모늄을 가열하여 열분해 한 후 암모니아 가스를 만들어 배기관에 분사하는 기술이다.  ▲한국기계연구원 그린동력연구실이 개발한 고체 암모늄 SCR 시스템 가격이 저렴한 고체 암모늄을 환원제로 적용하여 경제적이고 온도와 관계없이 사용할 수 있어 효율이 뛰어난 장점이 있다. 기존의 요소수 SCR은 배출가스가 200도 이상의 고온일 때 작동시킬 수 있었지만 고체 암모늄 SCR은 온도와 상관없이 사용할 수 있어 효율이 더 뛰어난 것이 장점이다. 연구팀은 고체 암모늄 반응기 설계기술 및 온도/압력 정밀 제어기술을 확보하고, 고체 암모늄 SCR 시스템 시제품을 제작했다. 아울러 시제품을 테스트한 결과 질소산화물 저감율이 기존 요소수 기술보다  60% 이상 향상되는 것을 확인했다.  환경기계연구실은 버스터미널 대합실, 기차역 역사 내부 등 넓은 실내 공간의 공기를 효율적으로 정화할 수 있는 대면적 무필터 공기청정기술을 개발하고 국내 최고 수준인 약 250㎡의 정화 성능을 확보하는 데 성공했다.  ▲한국기계연구원 환경기계연구실이 개발한 대면적 무필터 정전방식 공기청정기 시제품과 멀티 채널 전극 구조로 제작된 하전부 모습 노란 동그라미로 표시된 검은 부분이 초미세먼지를 집진하는 멀티 전극의 모습으로 전극 개수를 늘리면서도 서로 간섭하지 않아 효율적으로 대량의 공기를 정화할 수 있다. 연구진은 원천기술을 보유한 정전방식의 집진기술에 세계 최초로 멀티 섬유 전극을 적용하여 기존보다 약 1.5배 이상 넓은 면적의 공기정화 성능을 확보했다. 독자적인 멀티 채널 구조 기술로 먼지를 집진하는 전극의 숫자를 기존보다 늘려도 서로 간섭 없이 많은 양의 초미세먼지를 제거할 수 있었다. 또한, 정전기로 필터 기능을 대신하는 무필터 설계로 압력손실을 기존보다 1/5수준으로 줄여 처리 성능을 더욱 향상시켰다. 특히 이 기술을 활용하면 주기적인 필터 교체 비용이 절감되어 다중이용시설의 경제적인 실내 공기질 관리가 가능할 것으로 기대된다.  기계연 박상진 원장은 “계절에 따라 되풀이되는 미세먼지 문제로 국민 삶의 질이 위협받고 있다”며 “국민의 안전하고 쾌적한 삶을 위한 기계기술 연구개발로 마음껏 숨 쉴 수 있는 환경을 만들기 위해 노력하겠다”고 말했다. 

한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)의 2020년 최고 연구성과에 통증 없이 약물을 전달하는 나노마이크로 DNA 니들패치 기술이 선정됐다. 기계연은 전략조정본부 정준호 본부장의 나노마이크로 DNA 니들패치 기술을 2020년 최우수 연구성과로 선정하고 12월 23일(수) ‘한국기계연구원 제44주년 창립기념식’에서 시상한다. 정준호 본부장은 나노패터닝 기술을 이용하여 세계 최초로 DNA를 이용한 니들패치를 개발하는 데 성공하고, 연구소기업을 설립하여 기술사업화에 힘쓴 공로를 인정받았다. 정 본부장은 지난해 10월 과학기술정보통신부와 한국과학기술 기획평가원이 선정한 ‘2019 국가연구개발 우수성과 100선’, 한국기계기술단체총연합회 선정 ‘2020년 올해의 10대 기계기술’에 꼽힌 데 이어 올해 기계연 최우수연구성과에도 선정되는 영예를 안았다. 나노마이크로 DNA 니들패치는 3차원 나노패터닝 기술로 만든 DNA 니들을 피부에 부착해 통증 없이도 백신 같은 원하는 유효성분을 피부 내로 흡수시킬 수 있는 기술이다. DNA 니들은 연어의 정소에서 추출한 대략 2㎚ 직경의 나노섬유인 천연 연어 DNA와 약물, 정제수만을 혼합하여 만든다. 연어 DNA는 치료 등 의약품 소재로 이미 활용되고 있으며 체내 주입 시 안정성이 뛰어나 국내외 임상시험 통과 가능성이 높을 것으로 기대된다. 또한, 연어 DNA에는 세포 재생을 촉진하는 특성이 있어 DNA 니들에 포함된 약물의 체내 활성화에도 도움이 된다. 아울러 냉장 또는 상온에서 제작하며, 어떠한 화학공정도 포함되지 않아 약물이 변형되거나 손상될 가능성이 적다는 것도 장점이다. 앞으로 다양한 약물에 맞춰 신속하게 나노마이크로 DNA 니들을 제조할 수 있는 플랫폼 기술을 개발하고, 수십 마이크로미터(Micrometer/1백만 분의 1m) 직경의 DNA 니들 끝부분에 약물을 주입할 수 있는 수십 피코리터(Picoliter/1조 분의 1리터)급 정밀도를 갖는 약물주입 장비 개발도 마쳤다. 이 기술의 핵심 원천기술은 국내에 특허로 등록되었고 미국과 일본, EU를 포함한 해외 7개국에 특허를 출원했으며, 이를 바탕으로 연구소기업을 설립하고 기능성 미용 DNA 니들패치 상용화에도 성공했다. 정준호 본부장은 “원천기술부터 대량제조기술, 상용화기술까지 개발에 성공한 성과”라며 “향후 임상시험을 거쳐 독감이나 새로운 유행성 바이러스 백신이 탑재된 DNA 니들패치를 실용화하기 위해 노력하겠다”고 말했다. 한국기계연구원 최우수연구상은 1993년부터 탁월한 연구 성과를 거둬 과학기술계와 산업계에 기여하고 연구원의 명예를 높인 연구자를 선정해 수여해왔다. 

- 탄소중립 기여하는 친환경 에너지 기술 확보 -- 기계연, 네온 브레이튼 극저온 냉각 시스템 개발 및 2 ㎾ 출력 -과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 네온을 작동유체로 하는 브레이튼 극저온 냉동기 시스템의 원천기술을 확보하고 출력 실증에도 성공했다. 극저온 냉동기 시스템을 직접 구성하고 실제 출력에 성공한 것은 국내에서 처음이다.기계연은 이번 극저온 냉동기 시스템 개발 및 실증 성공으로 현재 전량 외산에 의존하고 있는 극저온 냉동기 시스템의 국산화를 위한 발판을 다지게 됐다. 또한, 이 기술을 활용하면 천연가스, 수소가스 등을 더 효율적으로 액화할 수 있어 친환경 에너지 활용 확대에도 기여할 것으로 기대된다.기계연 에너지변환기계연구실 염한길 책임연구원 연구팀은 국내에서 처음으로 네온가스를 작동유체로 하는 브레이튼 냉동기 시스템을 개발하고 영하 200℃의 극저온에서 2 ㎾ 출력 실증에 성공했다. 브레이튼 극저온 냉동기에 헬륨대신 네온을 작동유체로 이용하여, 고속으로 회전하면서 작동유체를 팽창시켜 극저온 조건을 만들어 주는 팽창기의 회전속도를 헬륨에 비해 1/3 수준으로 낮춤으로써 더욱 효과적인 극저온 생성뿐만 아니라 전체 시스템의 안정성과 수명도 향상시킬 수 있다.연구팀은 현재 전량 외산 기술로 운용되고 있는 국내 LNG 운반선에 우리 기술로 만든 극저온 냉동기 시스템을 운용할 수 있도록 후속연구를 통해 10 ㎾ 출력 실증에 도전할 계획이다.또한, 개발된 극저온 냉각기술을 세계 최고 수준의 국산 초전도 케이블 시스템에도 활용함으로써 케이블 코어(core), 극저온 냉각장치, 부대시설은 물론 설치와 운영까지 초전도 케이블 시스템의 토탈 솔루션을 제공할 수 있는 기반도 마련하게 됐다.아울러 작동온도를 친환경 연료인 수소가스 액화(영하 253℃)에서 천연가스 액화(영하 162℃)온도까지 확대할 수 있어 LNG 분야의 기술 경쟁력 강화와 수소사회 조기구현에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.기계연 에너지변환기계연구실은 극저온기계/터보기계 전문연구실로 특히, 극저온 연구팀은 K1전차 전차장 열상장비 냉각용 스터링 냉동기, 대전차 미사일(현궁) 적외선 센서 냉각용 줄-톰슨 냉동기, 진공동결 건조기용 초저온 냉동기 개발을 성공적으로 수행하는 등 극저온 분야에서 국내 최고의 연구역량을 갖추고 있다. 이런 점을 인정받아 앞선 2019년 12월에는 과기부 선정 터보기계·극저온기계 분야 국가연구실 (National Lab)에 지정됐다.에너지변환기계연구실 염한길 책임연구원은 “개발된 브레이튼 극저온 냉동기 기술을 기반으로 천연가스, 수소가스 액화 효율을 크게 개선하여 친환경 에너지 활용을 확대하는 데 크게 기여할 것”이라며 “향후 터보압축기, 극저온 팽창기 등의 핵심 기계를 국산화하고 시스템 용량을 출력 10 ㎾까지 향상시켜 상용화를 완성하기 위해 노력하겠다”고 말했다.한편 이번 연구는 기계연 주요사업 ‘미래에너지 대응 극저온 냉각시스템 개발’ 사업의 일환으로 수행됐다.

 기계연, DNA 니들패치・스마트 로봇의족 올해의 10대 기계기술선정 - 한국기계단체총연합회 선정 2020년 올해의 10대 기계기술에 나란히 올라 -   통증없이 약물을 피부에 전달하는 ‘붙이는 주사’, 나라를 지키다 상처입은 국가유공자에게 새로운 다리가 되어줄 스마트 로봇의족. 한국기계연구원의 우수 연구 성과 2건이 올해의 10대 기계기술에 선정됐다.   한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)은 12월 9일(수) 한국기계기술단체총연합회 선정 올해의 10대 기계기술에 정준호 전략조정본부장의 ‘통증없이 붙이는 주사-나노마이크로 DNA 니들패치’ 기술과 우현수 의료지원로봇연구실장의 ‘하지절단 장애인의 정상보행을 위한 발목형 로봇의족’ 기술이 나란히 오르는 영예를 안았다.   올해의 10대 기계기술은 한국기계기술단체총연합회가 국내에서 개발된 기계기술을 대상으로 심사하여 올해 가장 우수한 기계기술에 수여하는 명예로운 상이다.   정준호 본부장의 나노마이크로 DNA 니들패치는 3차원 나노패터닝 기술로 만든 DNA 니들을 피부에 부착해 통증없이도 백신 같은 원하는 유효성분을 피부 내로 흡수 시킬 수 있는 세계 최초의 기술이다.   이 기술은 국내 등록 특허 및 미국과 중국, 인도를 포함한 해외 7개국 출원 특허를 바탕으로 연구소기업을 설립하여 상용화에도 성공했다.   정준호 본부장은 “독감 및 신규 유행성 바이러스 백신이 탑재된 나노마이크로 DNA 니들패치 실용화를 위한 연구개발에 전력을 다하겠다”고 말했다.   우현수 의료지원로봇연구실장이 개발한 하지절단 장애인 정상보행을 위한 발목형 로봇의족은 세계 최고 수준의 경량 고출력 구동 메커니즘을 적용하여 구현한 전자제어식 의족으로, 무릎 아래 부위가 절단된 장애인이 착용하고 평지와 경사로, 계단 등을 자연스럽게 걸을 수 있도록 돕는 기술이다.   로봇의족은 현재 과학기술정보통신부와 국가보훈처가 협력하여 사용성 개선 테스트를 진행하고 있으며 연내에 다수의 국가유공자를 대상으로 시범 공급하는 사업도 진행할 예정이어서 큰 관심을 모으고 있다.   우현수 의료지원로봇연구실장은 “국산 기술로 가격은 기존 외산제품 대비 1/4 수준이면서 성능은 동등한 로봇의족을 개발하고 사업화함으로써 국내 하지절단 장애인분들의 편안하고 자연스러운 보행에 도움이 되기를 기대한다”며 “향후 발목형뿐 아니라 무릎형 로봇의족까지 제품군을 다양화하고 경쟁력을 보강하여 해외시장에도 진출할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

    - 기계연,‘2020 글로벌 기계기술 포럼’개최 -- 11월 11일(수) 13:00,‘사람을 위한 기계, 로봇’주제로 유튜브 생중계 –- 삶의 모습 바꿀 의료·산업 로봇의 미래 한 자리서 본다 - 우리 삶의 모습을 바꿀 의료 및 산업용 로봇기술의 미래를 한 자리서 조망하는 자리가 마련된다. 국내 최대 인터넷 사업자인 네이버 자회사 네이버랩스의 최신 로봇 기술 연구성과부터 의료 로봇 분야의 세계적인 선두 연구그룹의 발표까지 준비되어 더욱 주목을 모은다.   한국기계연구원(이하 기계연, 원장 박상진)은 11월 11일(수) ‘사람을 위한 기계, 로봇’을 주제로 ‘2020 글로벌 기계기술 포럼(2020 Global Forum on Mechanical Engineering)’을 온라인 개최한다.   과학기술정보통신부와 국가과학기술연구회의 후원으로 한국기계연구원과 국회 더불어민주당 이상민 의원이 공동 주최하는 이번 포럼은 의료 로봇 분야와 산업용 로봇 분야의 다양한 연구개발 현황을 살펴보고 경쟁력 강화 방안을 모색한다.   연사로는 KAIST 오준호 교수를 비롯해 네이버랩스 석상옥 대표이사, 독일 DLR(항공우주연구센터) 크리스챤 오뜨 연구실장, 중국 상하이교통대 광종 양 의료로봇연구원장, 큐렉소 정성현 부사장이 참여한다. 기계연은 박찬훈 로봇메카트로닉스연구실장이 연사로 나서 기계연의 로봇기술 연구 현황에 대해 발표한다.   특히 네이버랩스 석상옥 대표이사가 연사로 나서 로봇팔 ‘앰비덱스’와 실내 자율주행 플랫폼 ‘어라운드’의 최신 버전을 선보이며 세계 로봇 연구를 한 단계 발전시킬 수 있는 기술적 성과를 발표할 예정으로 알려져 더욱 기대를 모은다. 앰비덱스는 로봇에 사람의 복잡하고 비정형화된 움직임을 학습하여 구현시킬 수 있는 운동지능을 적용한 최초의 사례로 꼽힌다. 이와 함께 실내 자율주행로봇 어라운드는 배달에 최적화된 로봇으로 고가의 라이다 센서 없이도 비전 기술과 강화학습 기반의 자연스러운 자율주행 기술을 보여줄 예정이다.   기계연 박상진 원장은 “코로나19 바이러스의 확산으로 비대면 기술에 관한 관심과 수요가 커지면서 로봇기술의 연구개발도 경쟁이 격화되고 있다”며 “로봇기술 혁신을 이끌었던 의료 및 산업로봇 분야의 기술을 조망하고 로봇 경쟁력을 확보하는데 의미 있는 논의의 장이 될 것”이라고 말했다.   더불어민주당 이상민 의원은 “제조업 등 비대면 환경 전환에 한계가 있는 산업 분야를 시작으로 산업용 로봇 기술에 거는 안팎의 기대가 커지고 있다”며 “오늘의 기술적 논의를 바탕으로 우리 국민의 삶에 의료 및 산업용 로봇 기술이 더욱 값지게 활용될 수 있는 제도 마련과 정책 지원에 앞장서겠다”고 말했다.   한편 기계연은 지난 2014년부터 매년 세계적인 산업계와 연구계, 학계 전문가를 초청하여 기계기술 분야의 미래 이슈를 짚어보고 현안을 논의하는 국제 학술포럼을 개최해왔다.

 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 초임계 CO₂발전 시스템용 핵심 기계 원천기술을 확보하고 실증에도 성공했다. 초임계 CO₂발전 시스템은 저온 열원에서도 고효율을 달성하고, 빠른 기동으로 신재생 에너지에 적합한 기술로 시스템 소형화가 가능해 경제적 가치를 창출할 것으로 기대를 모은다.     한국기계연구원 박무룡 책임연구원 연구팀은 국내에서 처음으로 초임계 CO₂발전 시스템에 필요한 펌프, 터빈 및 열교환기 등의 핵심 기계를 개발하고 시제품으로 발전시스템을 구성하여 250 ㎾ 출력 실증에 성공했다. 지금까지 국내 기술로 초임계 CO₂발전을 실증하기 위한 시도는 있었지만 핵심 기계를 모두 국내 기술로 개발하고, 발전시스템을 구성하여 출력까지 성공한 것은 이번이 처음이다.    초임계 CO₂ 발전은 기존 증기발전에서 활용하던 증기 대신 초임계 상태의 CO₂를 작동유체로 활용하는 발전 방식이다. 초임계 상태는임계점보다 높은 압력에서 작동유체가 액체와 기체의 성질을 동시에 갖는 상태를 말한다. 이러한 초임계 상태의 CO₂를 작동유체로 사용하면 발전효율이 향상될 뿐 아니라 시스템 소형화도 가능하다.     CO₂의 임계점은 온도 31℃, 압력 7.37 ㎫ 이상의 조건에서 초임계 상태를 유지할 수 있으며, 밀도가 크고 점성이 낮은 것이 특징이다. 이를 활용하면 기존의 증기발전 시스템에서 기체인 증기를 고압조건으로 만드는 것 보다 더 적은 에너지로 초임계 상태에서 CO₂를 고압 조건으로 만들 수 있다.     점성이 낮은 특성 때문에 발전시스템의 핵심기계에서 발생하는 마찰손실도 줄어 효율이 높아진다.또한, 동일한 질량일 때 밀도가 큰 만큼 부피도 감소하기 때문에 핵심기계인 터보기계의 부피를 1/20 수준으로 줄일 수 있어 발전 시스템의 소형화가 가능하다. 또 핵심 기계의 반응도 빨라져 발전 시 다양한 부하 변동 상황에 빠르게 대응할 수 있다는 장점이 있다.     기계연 에너지변환기계연구실은 1990년대부터 에너지플랜트용 핵심 기계인 터보기계(마이크로 가스터빈과 산업용 공기 압축기, 냉매 압축기, LNG Cargo 펌프, 원자로 주 냉각재 펌프 등)에 대한 연구를 성공적으로 수행하여 핵심기계 설계역량을 비롯해 연구 인력과 시험 인프라 까지 풍부한 연구역량을 축적해왔다. 2019년 12월에는 과기부 선정 터보기계분야 국가연구실(National Lab)에 지정되기도 했다.     에너지변환기계연구실 박무룡 책임연구원은 “초임계 CO₂ 발전 시스템은 에너지 시스템의 효율을 극대화 할 수 있을 뿐 아니라 기후변화 위기에 대응한 CO₂배출 총량 규제에 적극 대응할 수 있는 기술”이라며 “상용화를 위해 가장 중요한 단계인 실험실 규모의 실증을 성공적으로 마친 만큼 실제 발전 현장에 적용하는 추가 연구를 통해 관련 발전시스템 상용화에 기여하겠다”고 말했다.     한편 이번 연구는 기계연 주요사업 ‘초임계 CO₂ 발전시스템용 핵심기계 기술 기반 구축’과 기계연과 두산중공업이 함께 수행한 마중물사업 ‘초임계 CO₂발전시스템 성능 및 운전 특성 테스트’ 사업의 일환으로 수행됐다.  

    - 10월 28일(수) 소·부·장 핵심기술 개발 협력 위한 MoU 체결 - - 롤투롤 및 레이저/로봇 분야 등 제조장비 경쟁력 강화 협력 - 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)과 LG전자생산기술원(원장 홍순국, 이하 LG생산기술원)이 국내 제조장비 산업 경쟁력의 핵심인 장비기술 분야 발전을 위해 손을 잡았다.   기계연은 10월 28일(수) 경기도 평택 소재 LG생산기술원에서 LG생산기술원 홍순국 원장을 비롯한 관계자가 참석한 가운데 ‘소재·부품·장비 핵심기술 개발 협력’을 위한 MoU를 체결했다.    ▲ 한국기계연구원 박상진 원장(사진 오른쪽)과 LG생산기술원 홍순국 사장(사진 왼쪽)이 10월 28일(수) 경기도 평택 LG생산기술원에서 소·부·장 핵심기술 개발 협력을 위한 MoU를 체결하고협약서를 들어 보이고 있다.  이번 협약은 국내 제조 산업의 중추 역할을 하는 소재·부품·장비 분야의 경쟁력을 높이기 위한 정부출연연구소와 민간 기업의 대표 협력사례가 될 것으로 기대를 모은다.   이날 협약식은 연구협력 분야를 검토하고 구체적인 향후 협력 방안을 논의하는 등 실질적인 교류의 장으로 이뤄졌다. 이에 앞서 기계연과 LG생산기술원은 지난 6월 기술교류회를 갖고 협력 기술 발굴에 착수한 바 있다. 향후 두 기관은 기계연이 연구역량을 축적해 온 롤투롤 분야와 LG생산기술원이 연구개발 중인 로봇기술 및 레이저 등의 분야에서 연구 협력을 추진할 방침이다.  이를 위해 향후 연 2회의 정기 기술 교류회를 개최하여 공동 과제를 도출하고, 연구 성과를 바탕으로 국제 표준화 추진에도 힘을 모으기로 했다.   LG전자 생산기술원장 홍순국 사장은 “그동안 축적해 온 생산기술 노하우를 바탕으로 정부출연연구기관과 함께 국내 제조업의 경쟁력을 더욱 높이는 데 기여할 것”이라고 말했다.   기계연 박상진 원장은 “기계연의 제조장비 분야 연구 역량과 생산현장 경험이 풍부한 기업이 결합하여 국내 제조장비 기술의 경쟁력을 높이는데 큰 계기가 될 것으로 기대한다”며 “앞으로도 국내 산업 발전을 위한 첨단 기술 연구개발에 앞장서고 기업과 기술교류를 활성화하여 소재·부품·장비 산업 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.  

 - 선도형 핵심기술 과제 「함재기탑재 함정 비행갑판 및 플랫폼 설계기술」통합착수회의 열려 -- 10월 27일-28일 기계연 개최 - 한국기계연구원(이하 기계연, 원장 박상진) 시스템다이나믹스연구실 정정훈 박사 연구팀은 방위산업기술지원센터(이하 방산기술센터, 센터장 엄동환)와 함께 우리 해양안보의 대표 전력이 될 한국형 경항공모함 핵심기술 개발에 착수한다.   기계연은 10월 27일(화) 기계연 대전 본원에서 사업관리기관인 방산기술센터 주관 하에 선도형 핵심기술 과제 「함재기탑재 함정* 비행갑판 및 플랫폼 설계기술」 통합착수회의를 개최했다.   * 함재기탑재 함정: 초수평선 상륙작전을 위해 목표지역에 대한 신속한 전력 투사와 함께 적시에 정확한 화력을 지원할 수 있는 함재기(고정익 및 회전익 항공기)를 탑재할 수 있는 함정 즉, ‘항공모함’을 의미   이번 착수회의는 방산기술센터 엄동환 센터장, 방위사업청 강환석 특수함사업부장, 해군본부 신승민 전력분석시험평가단장, 기계연 박상진 원장을 비롯해 산/학/연/관/군 관계자가 참석한 가운데 열렸다. 회의는 28일까지 이어진다.   본 선도형 핵심기술 과제는 한국형 경항공모함**의 성공적 획득을 위해 사전에 반드시 확보해야 하는 함재기 운용관련 6개 분야의 국내 미보유 요소기술을 개발하는 과제다. 사업기간은 오는 2024년까지이며 사업규모는 4년 간 340 여억원이다.   ** 경항공모함(Light Aircraft Carrier): 통상 경하중량(Light Weight) 4만 톤 미만의 항공모함   일부 선진국(미국, 영국 등)만 보유하고 있는 항공모함 관련 설계・건조 핵심기술은 해당 함정의 보유・건조 경험이 없는 우리나라에게는 매우 도전적이고 난이도가 높지만, 본 핵심기술 과제를 통해 세계적 수준의 핵심요소기술을 개발하고 한국형 경항공모함의 기본설계에 활용함으로써 빠르게 변화되고 있는 지역안보 상황에 발 빠르게 대처할 수 있을 것으로 기대된다.   「함재기탑재 함정 비행갑판 및 플랫폼 설계기술」 과제는 응용연구단계의 선도형 프로그램으로서, 기계연이 주관하는 ‘소티 생성률*** 산출 기술’ 및 ‘무장/탄약 이송체계 최적 설계기술’과 ‘함재기 이・착함 시뮬레이션 기술’ (선박해양플랜트연구소 주관), ‘비행갑판 유동분포 해석기술’(한국항공우주연구원 주관), ‘비행갑판의 코팅재 배치 최적화 및 열해석 기술’(한국재료연구원 주관), ‘비행갑판・격납고 화재 및 함재기 충돌해석 기술’(부산대학교 주관)의 6개 단위과제로 구성된다. ‘소티 생성률 산출 기술’ 과제가 프로그램과 단위과제들을 종합한다.   *** 소티 생성률(Sortie Generation Rate): 정해진 시간(통상 하루) 동안 함재기의 출격 가능 횟수로서 항공모함 설계를 위한 핵심성능지표     전쟁의 승패를 좌우할 수 있는 중요한 요소로 평가되는 항공모함 관련 기술은 적과 주변국의 위협으로부터 국가의 안전을 보장하고 국민의 생명과 안전을 지킬 수 있는 필수 기술로 손꼽힌다. 세계 각국은 막대한 건조・유지비용에도 불구하고 군사 전략적 가치, 대테러, 해적 소탕, 지진・해일과 같은 재난 대비 등 다양한 비군사적 요구사항에도 부응하기 위해 항공모함을 획득하고 운용하기 위한 치열한 노력을 하고 있다.     기계연 박상진 원장은 “본 핵심과제를 통해 획득한 기술을 바탕으로 국방력 향상은 물론 국내 방산산업 활성화, 함정의 고부가가치화까지 이뤄낼 수 있을 것”이라며 “한국형 경항공모함은 우리 해군이 대양해군으로의 도약을 통해 해양강국을 실현시키는 데 기함(Flagship)으로 활용될 것”이라고 말했다.    

- 만능 그리퍼 하나로 다양한 형상 물체 작업 모두 OK! -- 다양한 생활 도구를 다룰 수 있는 그리퍼 기술로 로봇을 이용한 비대면 서비스 가속화 - 한국기계연구원(이하 기계연, 원장 박상진)이 다양한 형태와 강도의 물체를 잡을 수 있는 만능 그리퍼* 기술을 개발했다. *그리퍼(Gripper): 로봇에 있어 사람의 손과 같은 역할을 하는 부분으로, 물체를 쥐거나 놓으며 다룰 수 있도록 하는 장치 만능 그리퍼를 활용하면 하나의 그리퍼로 드라이버, 전구, 커피포트와 같이 다양한 물체를 다룰 수 있다. 또한, 두부, 딸기, 생닭 같은 표면이 연한 식재료까지 손상 없이 집을 수 있어 가사, 요리부터 서빙, 포장, 생산 등 언택트(Untact) 서비스 분야에서 로봇의 적용 범위를 혁신적으로 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.   기계연 첨단생산장비연구부 로봇메카트로닉스연구실 박찬훈 실장 연구팀은 언택트 서비스를 위한 만능 그리퍼를 개발했다. 언택트 서비스는 적용 분야에 따라 필요한 로봇의 역할이 다양한 만큼 사람 손처럼 형태나 재질과 관계없이 자유롭게 물체를 다룰 수 있는 그리퍼 기술이 요구돼왔다.   이번에 개발된 만능 그리퍼는 집게형과 흡입형 두 종류이며, 모두 다양한 물체를 집어 들 수 있을 뿐 아니라 접촉 표면도 부드럽고 푹신하게 처리하여 서비스를 받는 고객의 안전성이 충분히 확보된 것이 특징이다.   집게형 그리퍼는 다양한 형상, 다양한 크기, 다양한 강도의 물체를 집게형으로 잡기 좋도록 개발되었다. 물체와 닿는 부분(표면)이 두부와 비슷할 정도로 부드럽고 푹신한데 물체를 잡을 때는 표면 형상이 대상체와 완벽히 일치하도록 변형된다.   물체를 잡은 이후에는 그리퍼 표면이 변형된 상태로 단단하게 변해 해당 물체가 변형된 홈에 확실히 끼인 상태가 되어 견고하게 파지할 수 있다. 이런 특징 덕분에 작은 압축력으로 파지가 가능해 손상되기 쉬운 물체도 안전하게 잡을 수 있다. 마치 처음부터 그 물체를 잡기 위해 맞춤형으로 제작된 그리퍼처럼 안정감 있게 물체를 집어 들 수 있게 되는 것이다.   그리퍼 표면구조를 개발한 송성혁 선임연구원은 “대상체와 완벽히 일치하는 모양으로 변형되고 필요에 따라 강도가 제어되는 소프트 구조 기술이 핵심”이라고 설명했다.   흡입형 그리퍼는 좁은 공간에 놓인 다양한 형상, 다양한 크기의 물체를 효과적으로 들어 올리기 좋도록 개발됐다. 마치 코끼리가 물건을 잡을 때 코끝의 모양을 물건의 형상에 맞추어 변형시키듯 흡입형 그리퍼도 말단부의 형상을 변형시켜 표면 굴곡이 심해 기존 흡입식 그리퍼로는 잡기 어려운 물체도 효과적으로 파지 할 수 있다.   연구팀은 그리퍼 말단부에 벌집 형태의 소프트 구조를 구현했는데, 물체와 닿으면 복잡한 굴곡의 표면을 완벽하게 감싸고 강한 흡입력을 구현할 수 있다. 물체의 표면에 평평한 부분이 없고 직각과 같이 심하게 굴곡진 부분이 있어도 흡착할 수 있기 때문에 복잡한 파지 전략 알고리즘이 필요 없어 고성능 비전시스템에 의존할 필요가 없다. 따라서 로봇 시스템을 비교적 저가로 구현할 수 있다는 것이 큰 강점이다.   박찬훈 로봇메카트로닉스연구실장은 “기존의 그리퍼는 형태가 정해져있어 몇 가지 물체만 다룰 수 있지만 만능 그리퍼는 물체의 형상에 맞춰 그리퍼 표면을 변형시켜 대부분 물체를 다룰 수 있도록 하자는 새로운 접근으로 탄생한 기술”이라며 “적용 분야별로 로봇의 역할이 너무나 다양해 그리퍼 기술의 혁신이 필요했던 언택트 서비스 분야를 발전시키는 데 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.   이번 연구는 연구원 주요사업 ‘인간-로봇 공존 생산환경을 위한 인간 친화형 로봇 기술 개발’ 과제의 일환으로 수행되었다.