슈퍼컴퓨터의 전력을 1/2000로, 양자컴퓨터 제어에도 이용

탈(脫)탄소 시대의 도래에 발맞춰 컴퓨터의 소비전력을 압도적으로 저감하는 기술이 등장했다. 그 주인공은 ‘초전도 컴퓨터’이다. 요코하마(?浜)국립대학 공학연구원 지적 구조의 창생(創生)부문의 요시카와(吉川) 교수 연구팀은 4비트로 구동하는 초전도 RISC형 마이크로프로세서 ‘MANA(Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture Processor) 1’을 개발. 동작 주파수는 5G~10GHz 전후이며, 소비전력은 냉각용 전력을 별도로 했을 경우, 일반 Si반도체 기반 마이크로프로세서의 약 100만분의 1 이하로 압도적으로 낮다.

-- 1960년대 후반에 각광 --
초전도 컴퓨터는 조지프슨 접합(JJ)을 이용한 회로를 초전도 상태로 가동시킴으로써 초고속 동작 또는 초저(超低) 소비전력의 실현을 목표로 한 장치이다. 일찍이 개발에 돌입해 1969년에는 IBM에 의한 ‘조지프슨 컴퓨터’의 개발 프로젝트가 발족되었다.

그러나 실현되기까지는 쉽지 않았다. 개발 초창기에는 세계적으로 연구가 이뤄졌으나, 몇 가지 기술적인 과제가 있었으며 트랜지스터 기반의 프로세서에 대한 우위성을 실증할 수 없었던 이유 등으로 인해 IBM이 1983년에 개발에서 철퇴. 2000년대 초에는 HTMT 프로젝트를 주도하던 미국 NASA가 사실상 철수하게 되었다.

한편, 일본에서는 당시의 공업기술원 전자기술종합연구소(현 산업기술종합연구소)가 1989년에 약 1GHz로 구동하는 4비트 마이크로프로세서를, 2007년에는 요코하마 국립대학과 나고야대학이 18GHz로 구동하는 8비트 마이크로프로세서를 시험 제작해 구동되는지 확인하는 등 일련의 성과를 지속적으로 올리고 있다.

힘들고 협소한 곳의 작업을 줄이는 토목 기계

Part 1. 복공(覆工)의 프리캐스트화
거대한 ‘팔’로 속도 3배 이상

위를 쳐다보는 자세나 구부정한 자세를 장시간 유지해야 하거나, 먼지나 분진이 많은 곳에서 돌아다녀야 하는 ‘극한작업’이 많은 건설현장. 이러한 작업을 줄이는 기계가 도입되기 시작했다. 상식을 뛰어넘는 시공 속도나 기존 이상의 고품질을 실현하는 놀라운 ‘토목 머신’이 속속 등장하고 있다.

산악터널의 굴착 현장에서는 드릴 점보 등 대형 굴착기계를 일찍부터 도입해 고기능화나 자동화를 추진해 왔다. 그러나 굴착 후 시공의 기계화에는 그다지 눈을 돌리지 않았었다. 예를 들면, 복공 콘크리트는 현장 타설이 일반적이다. 노동력에 의지하는 작업이기 때문에 생산성은 이미 한계에 달했다. 위를 쳐다보는 자세나 허리를 구부리는 자세를 오랫동안 계속하는 힘든 작업도 많았다.

그런 상황을 타개하는 머신이 드디어 나타났다. 시미즈건설과 시공기술종합연구소, IHI건재공업(도쿄)의 3자가 공동으로 개발한 ‘분할형 PCa 복공 시스템’이다. 원주 방향으로 움직이는 ‘팔’이 PCa(프리캐스트) 부재를 들어올려 터널 벽면을 따라 조립해 나간다. 작업자는 머신에 의한 조립 정밀도를 확인하거나 설치 위치의 미세 조정 등을 원격으로 조작하기만 하면 된다.

Low Code 물결이 RPA에도

2021년 3월, 마이크로소프트(MS)는 RPA 툴을 무상으로 제공한다고 발표했다. MS의 본격적인 참여로 RPA(Robotic Process Automation)가 재조명되면서 기업들의 기대감도 높아지고 있다. 기존의 RPA 툴을 초심자도 개발할 수 있도록 하는 등 기업들이 기능 강화를 추진하고 있다.

‘윈도우 10 이용자에게는 추가 비용 없이 제공하겠다’. 3월 2일(현지 시간), MS가 RPA 툴 ‘Microsoft Power Automate Desktop’의 무상 제공을 발표하면서 다시 RPA에 대한 관심이 높아지고 있다.

그룹 차원에서 RPA를 추진하고 있는 한 대기업의 담당자는 이번 발표에 대해 “자신이 가지고 있는 컴퓨터의 단순한 처리를 자동화시키고 싶다고 하는 일반 이용자의 요구에 부합할 가능성이 있다”고 말한다. RPA를 추진하는 다른 기업의 담당자도 “이용자가 입수할 수 있는 툴의 넓어진 선택폭이 Low-Code 선풍의 일익을 담당하고 있다고 생각한다. Low-Code 의 물결이 RPA에도 밀려오는 것을 기대하고 있다”라고 말한다.

RPA가 다시 주목 받고 있는 가운데, 국내에서 RPA 툴을 제공해 온 주요 벤더들은 순조롭게 기능 강화에 나서고 있다. 특히 올해 들어서는 기능 강화의 방향성이 추진하는 툴에서 ‘만드는 사람’과 ‘사용하는 사람’의 확대로 바뀌기 시작했다. 초심자도 개발할 수 있으며 RPA 툴을 접해본 적이 없는 비지니스맨도 사용할 수 있는 툴이 개발되고 있다.

카시오계산기와 아식스가 공동개발

코로나19의 영향으로 집에서 일하는 시간이 길어지면서 운동 부족과 스트레스를 해소하기 위해 필자는 일주일에 1~2회 집 근처에서 조깅을 하고 있다. 하지만 무작정 자신의 방식으로 달리다 보니 다리나 허리가 아플 때가 있어 조깅이 건강에 정말 좋은지 의문을 갖게 되었다.

올바른 러닝 방법을 배우는 것은 쉽지 않다. 러닝 방법에 대한 정보는 인터넷 상에서 많이 찾아볼 수 있지만, 그것을 자신에게 어떻게 적용하면 좋을지, 자신의 달리는 방법의 어디가 좋지 않은지를 알기란 쉽지 않다.

이러한 문제 해결에 도움이 될 수 있는 것이 카시오계산기와 아식스가 공동으로 개발한 러닝코치 앱 ‘런메트릭스(Runmetrix)’이다. 카시오가 올 3월에 발매한 모션센서 ‘CMT-S20R-AS’와 함께 사용한다. 런메트릭스는 모션센서로부터 취득한 데이터를 바탕으로 목적과 레벨에 맞는 적절한 주행 방법을 제시해준다.

카시오는 모션센서의 측정 데이터를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 기능을 가진 손목시계도 발매하고 있다. 그 중 하나가 ‘GSR-H1000 AS-1JR’이다. 모션센서와 병용해 사용하면 러닝 중에 주행 데이터를 확인할 수 있어 편리하다.

도다건설 등, 가동 데이터를 수집해 양중(揚重) 작업을 자동화

도다건설(?田建設)은 NTT도코모와 공동으로 건설현장에서 가동되고 있는 타워크레인 운전석에서 휴대전화 음성통화와 데이터 통신을 안정적으로 이용할 수 있는 네트워크 환경을 구축했다고 3월 11일에 발표했다. 이는 건설업계 최초라고 한다.

타워크레인 운전석은 건설현장 상공에 위치해 휴대전화나 스마트폰의 전파가 잘 닿지 않아, 운전석의 안정적인 통신환경을 제공하는 일은 오래 전부터 해결해야 할 과제였다.

타워크레인은 공사 진척에 따라서 높이가 달라진다. 크레인이 높아지면, 공공용 주파수로는 통신이 불안정했다. 이번에는 운전석 바로 아래에 위치한 '하부 프레임'에 도코모의 전파 조사(照射) 용 무전기와 안테나를 설치해 운전석에서도 휴대전화 음성통화와 데이터 통신이 가능한 네트워크를 구축했다.

타워크레인은 360도 선회하기 때문에 운전석과 하부 프레임 간의 통신은 케이블로 연결하지 않고 무선 접속했다.

대기업 90개사를 철저 조사, 자동화에 의한 시간 단축

신형 코로나 바이러스가 맹위를 떨치고 있는 가운데, 기업활동은 변혁이 요구되고 있다. 재택근무(텔레워크)가 당연하게 되고 기업의 생산성 향상이 앞으로의 긴박한 과제로 떠오르고 있다.

RPA(Robotic Process Automation)는 업무를 효율화하는 툴가운데서도 가장 신속하게 시간 단축이 실현 가능한 것이다. 2020년 말에 대기업들의 연간 시간단축효과를 문의한 결과로는 1사 평균 34만 시간, 2,000명에 상당하는 효과를 얻었다고 예상이 된다.

RPA의 활용 장면도 확대가 되고 있는데, 선행하고 있는 곳은 재무?경리와 인사 등의 사무 작업이었으나, 최근에는 물류?조달과 공장 등의 제조부문, 마케팅에 활용하는 기업들도 늘어나고 있다. 업종도 금융에서 제조로 확대가 되고 있다.

RPA에 의한 자동화에 걸림돌이 되는 것이 ‘종이 서류’이다. 특히 손으로 쓴 장표나 전표 등이 최근에는 OCR(광학적 문자인식)을 사용하여 내용을 데이터화 하여 RPA의 대상으로 하는 예가 등장하고 있다. 인공지능(AI)의 탑재로 수기 문자의 OCR인식율이 향상된 것이 배경이다.

SDGs 달성을 위한 우주 시스템의 기여

2015년, 유엔이 ‘지속 가능한 발전을 위한 17개 목표(SDGs)’를 발표한지 벌써 5년이 지났지만 아직은 목표 달성을 위해서는 중간 단계로, 국적을 뛰어넘은 국제적 노력을 가속화 해나가야 할 필요가 있다. 이러한 상황 속에 우주는 국경이 없고 글로벌한 시스템을 구축할 수 있다는 점에서 SDGs 달성에 대한 기대가 높아지고 있는 분야 중 하나이다.

일본에서 2020년 6월에 확정된 ‘우주 기본 계획’에서는 정책 목표 중 하나로 ‘재해 대책?국토 강인화와 전 지구적 과제 해결에 대한 기여’를 내걸었다. 우주 시스템을 강화해 심각해지고 있는 세계의 에너지 문제, 기후변동, 대규모 자연재해 등, 전 지구적 과제 해결에 기여하고 이를 SDGs 달성으로 이어나가는 것을 정부 차원에서 지향해나간다는 것이 명시되어 있다.

우주 이용은 통신?방송, 지구 관측, 측위, 그리고 우주 과학?탐사 등 폭 넓은 분야에 걸쳐 추진되고 있다. 이번 특집에서는 각 분야에서 미쓰비시덴키(三菱電機)가 1960년대부터 지속적으로 추진해온 우주 시스템의 사례와 기술에 대해 소개하겠다.

통신?방송위성 시스템은 일찍부터 실용화가 추진되어 BS(Broadcasting Satellite)방송 등, 이미 국민 생활 속에 자리잡고 있다.