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2025-10-04 (토)

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[퓨처 Eyes(16)] 파력 발전으로 선박 항속 거리 늘린다

중국 연구진이 선박에 탑재할 수 있는 파력 발전기를 개발해 눈길을 끌고 있다. 연구진에 따르면, 이 발전기를 탑재하면 선박의 항속 거리가 최대 3배까지 늘어날 수 있다. '파력 발전((Wave Power)'은 해양에서 파도의 운동 에너지를 활용하여 전기 에너지를 생성하는 기술이다. 다시 말하면, 파력 발전은 바다의 파도, 조류, 밀물, 파랑 등 해양 에너지 현상을 이용해 전기를 생산하는 방식으로 재생 가능한 에너지원 중 하나로 간주된다. 바닷물은 지구의 70%를 차지하고 있다. 바다의 파도는 바람에 의해 형성되며, 이 움직임에는 상당한 양의 에너지가 포함되어 있다. 파력 발전은 이 에너지를 포착하여 사용 가능한 전기로 변환한다. 기술 전문매체 뉴 아틀라스에 따르면 중국 상하이 선박 및 해운연구소 연구팀은 선박의 갑판 아래 설치할 수 있는 파력 발전기인 '히빙 오실레이터(Heaving oscillators)'를 개발했다. 히빙 오실레이터는 해상에서 파도의 움직임을 이용하여 에너지를 생산하는 장치이다. 원래 히빙 오실레이터는 부유체(buoy)를 사용하여 파도의 움직임을 전달받아 움직이는 구조물이다. 부유체가 파도의 움직임에 따라 위아래로 움직이면, 이 움직임은 발전기와 연결된 기계장치를 통해 전기 에너지로 변환한다. 기존의 파력 발전기는 이러한 부유식 구조물에 설치해 파도의 움직임을 직접 활용하여 전기를 생산한다. 하지만 파력 발전기를 선박에 설치할 경우 화물 공간을 차지하게 되고, 파도로 인한 충격을 더 심하게 받을 수 있다는 단점이 있다. 중국 상하이 선박연구소 연구팀은 이러한 단점을 해결하기 위해 선박의 갑판 아래에 히빙 오실레이터를 설치했다. 갑판 아래 설치된 히빙 오실레이터는 선박이 바다를 이동할 때 일어나는 선박의 기울기와 구르기, 피칭 동작을 유압 실린더로 전달해 전기를 생산한다. 또한, 오실레이터의 무게를 조절할 수 있어 극한의 날씨에서도 선박 구조에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있다. 중국 연구진, 파력 발전기 개발 상하이 선박연구소의 연구팀은 화물 공간을 확보하기 위해 파력 발전기를 화물선 갑판 아래에 설치하되 선체에 의해 바닷물로부터 격리되는 2체형 포인트 흡수 시스템을 제안했다. 이 장치는 선박의 상단과 하단에 단단히 부착된 프레임과 프레임 레일을 위아래로 움직일 수 있는 진동자 본체, 진동자를 매달기 위한 스프링, 진동자의 바닥과 하단에 부착된 유압 실린더로 구성된다. 유압 동력 이륙 장치를 통해 오일을 펌핑하는 실린더는 오실레이터가 선박과 고정된 프레임 사이에서 상하로 움직이며 에너지를 생성하도록 한다. 또한 오실레이터는 물로 채워져 있으며, 무게를 조절하기 위해 물을 추가하거나 뺄 수 있는 시스템이 장착되어 있다. 이는 특히 극한의 날씨 조건에서 오실레이터의 무게를 감소시켜 선박 구조에 가해지는 스트레스를 줄이는 데 특히 유용하다. 연구팀은 "이 새로운 설계를 통해 선박이 기울어지거나 구르거나 피치 운동을 할 때 슬라이드 막대를 따라 움직일 수 있는 오실레이터를 구현할 수 있었다"고 밝혔다. 또한 "이를 통해 이전 설계에서 하나 또는 두 개의 운동 축에 국한되었던 것과 달리 세 개의 다른 운동 축에서 에너지를 생성할 수 있다"라고 설명했다. 시뮬레이션 테스트를 통해 연구팀은 이 발전기가 파도가 90도 각도로 선박 측면에 직접 부딪히는 상황, 즉 빔 해역에서 에너지 포집 효율이 가장 높다는 사실을 확인했다. 특히 이 시스템은 '특정 파도 주기'에서 축대칭 점 흡수기의 이론적 최대 흡수 전력의 최대 90.71%"에 도달할 수 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 파도 탱크에서의 테스트를 위해 시스템 프로토타입을 제작하는 것을 다음 단계로 계획하고 있다. 이들은 동일한 시스템을 다른 해양 구조물과 통합하여 작동하도록 "설계를 쉽게 확장할 수 있다"고 밝혔다. 또한 연구팀은 향후 파도 탱크 테스트를 통해 히빙 오실레이터의 성능을 추가적으로 검증할 예정이다. 이 과정을 통해 시스템을 다양한 해양 구조물에 적용 가능하도록 확장하는 방안을 탐구할 계획이다. 이 연구는 '재생 에너지(Renewable Energy)' 저널에 개재됐다. 선박에 탑재된 파력 발전기의 장점 부유식(플로팅) 방식의 파력 발전기는 대규모 설치가 가능하고, 전력 그리드와의 연계가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 설치 비용과 유지 관리 비용이 높다는 단점이 있다. 이에 반해, 선박에 탑재된 파력 발전기는 기존의 플로팅 방식에 비해 설치 비용이 저렴하고, 유지 관리가 쉽다. 또한, 선박이 운항하면서 발생하는 파동을 활용할 수 있기 때문에, 에너지 효율이 높다는 장점이 있다. 파력 발전의 상용화 전망 이 연구는 파력 발전의 상용화를 위한 중요한 진전으로 평가받고 있다. 파력 발전은 재생 가능 에너지원 중 하나로, 기존의 화석 연료에 비해 친환경적이라는 장점이 있다. 이번 연구가 상용화된다면, 선박의 운항 효율을 높이고 해양 환경 보호에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 다만, 이 연구에서 조사하지 않은 한 가지는 평균적인 선박 여행에서 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있는지 여부이다. 이는 선박 내부의 공간 고려 사항과 함께 이 같은 시스템이 광범위하게 활용될 수 있는지 여부의 핵심이 될 것이다. 또한, 파력 발전에는 여러 도전과제가 있다. 파도의 불규칙성과 해양 환경의 거친 조건 때문에 설치와 유지 관리가 어려울 수 있으며, 초기 투자 인프라 구축에 비용이 많이 들 수 있다. 또한 해양 환경에 영향을 미칠 수 있는 환경적인 문제도 고려해야 한다. 한국에 적용 가능성은? 히빙 오실레이터는 대형 선박의 항속 거리를 늘리는 데 효과적인 기술로 평가된다. 특히, 한국은 해운 강국으로, 대형 선박을 많이 보유하고 있다. 따라서 히빙 오실레이터가 한국의 해운 산업에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 다만, 히빙 오실레이터가 한국에 도입되기 위해서는 몇 가지 과제가 해결되어야 한다. 우선, 히빙 오실레이터의 경제성을 검증해야 한다. 또한, 한국의 해역 환경에 맞게 설계되어야 한다. 연구팀은 "히빙 오실레이터는 기존의 파력 발전기와 비교해 효율적이고 안전하다"며 "향후 상용화를 위해 노력하겠다"고 밝혔다.
- 포커스온
2023-12-21 09:55:00
[퓨처 Eyes(15)] 20m 미만 소형 입자 가속기, 의료·반도체 혁신 예고

미국 텍사스대학교(UT) 오스틴 캠퍼스 연구원들이 전자 에너지가 높고 공간도 적게 차지하는 소형 입자 가속기를 개발했다. '입자 가속기'는 우주를 구성하는 기본 입자들의 속성과 상호작용을 연구하는 데 필수적인 장치다. 현대 물리학의 중심에 서 있는 이 기술은 반도체 응용 분야, 의료 영상 및 치료, 재료, 에너지 및 의학 연구에 큰 잠재력을 가지고 있다는 평가다. 특히 기존 가속기는 수 킬로미터에 달하는 넓은 공간을 차지해 가격이 비싸고 소수의 국립연구소와 대학에서만 사용할 수 있었다. 미국 과학 기술 매체 사이테크데일리에 따르면, UT 연구팀이 개발한 소형 입자 가속기는 길이 20m 미만으로, 기존 가속기보다 훨씬 콤팩트하다. 또한, 100억 전자볼트(10 GeV)의 에너지를 가진 전자빔을 생성할 수 있어, 기존 가속기와 동일한 수준의 성능을 갖는다. 현재 미국 내에서 이와 같은 높은 전자 에너지 수준에 도달할 수 있는 가속기는 단 두 대에 불과하며, 둘 다 길이가 약 3km에 달한다. 이 연구의 공동 저자인 비요른 마누엘 헤겔리히(Bjorn "Manuel" Hegelich) UT 물리학 부교수는 "우리는 이제 이러한 에너지 수준에 매우 가까운 거리, 약 10cm 내에서 전자 빔에 도달할 수 있다"고 말했다. 이번 연구는 입자 가속기 기술의 발전에 중요한 진전을 의미하며, 향후 다양한 과학적, 의료적 응용에 사용될 수 있다. 헤겔리히 교수는 저널 '극한에서의 물질과 방사선(Matter and Radiation at Extremes)'에서 "우리의 가속기는 우주 장치의 방사선 내성 테스트, 새로운 반도체 칩의 3D 내부 구조 이미지화, 심지어 혁신적인 암 치료법과 고급 의료 영상 기술 개발에 활용될 수 있다"고 말했다. 또한, 이 가속기는 X선 자유 전자 레이저 구동에도 사용될 수 있다. 이 레이저는 원자나 분자 수준에서 일어나는 프로세스를 슬로우 모션으로 촬영하는 데 이용 가능하다. 가속기 기술의 혁신 '소형 입자 가속기' 입자 가속기는 원자와 같은 작은 입자들을 매우 높은 속도로 가속시켜, 이들을 서로 충돌시키거나 특정 표적에 충돌시킴으로써 그 속성을 탐구한다. 이러한 과정을 통해 과학자들은 입자들과 이를 구성하는 힘에 대해 깊이 있게 연구할 수 있다. 입자 가속기는 주로 하전 입자의 속도를 증가시키는 데 사용된다. 양성자, 원자핵, 전자와 같은 양전하나 음전하를 지닌 입자들이 이에 해당한다. 이 입자들은 때때로 빛의 속도에 근접한 속도로 가속된다. 입자가 표적 물질이나 다른 입자와 충돌할 때, 다양한 현상이 발생한다. 충돌로 인해 에너지가 방출되고, 핵 반응이 일어나며, 입자가 산란되고 새로운 입자가 생성된다. 예를 들어, 중성자와 같은 다른 입자들이 이러한 충돌에서 생겨날 수 있다. 이 과정을 통해 과학자들은 원자, 원자핵, 핵자를 결합하는 힘과 '하이그스 보손(Higgs boson)'과 같은 특별한 입자들의 성질을 연구할 수 있다. 하이그스 보손, 우주 기본 입자의 질량 부여하는 '신의 입자' '하이그스 보손'은 기본 입자 물리학의 중요한 개념 중 하나로, 입자들이 질량을 갖게 되는 메커니즘을 설명하는 데 핵심적인 역할을 한다. 이 입자는 1964년 물리학자 피터 하이그스와 다른 몇몇 이론 물리학자들에 의해 처음으로 제안됐다. 2012년 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형 강입자 충돌기(LHC)에서 처음 발견됐다. 하이그스 보손은 매우 무거운 입자로, 질량은 약 125GeV이다. 이는 약 125억 전자볼트와 같다. 하이그스 보손은 또한 매우 불안정한 입자로, 평균 수명은 약 1.56x10¯²²초로 추정된다. 이는 하이그스 보손이 생성된 직후 거의 즉시 다른 입자들로 붕괴한다는 것을 의미한다. 하이그스 보손의 발견은 물리학 연구에 새로운 동력을 불어넣었다. 이로 인해 피터 하이그스와 프랑수아 앵글레르는 2013년 노벨 물리학상을 수상했다. 이 발견은 우주의 근본적인 성질에 대한 이해를 크게 향상시켰으며, 여전히 많은 연구가 진행 중이다. 입자 가속기 활용 분야 입자 가속기는 우주의 기원과 구조, 물질의 기본 구성 요소, 자연법칙 등을 연구하는 데 사용된다. 입자 가속기를 이용하여 새로운 입자를 발견하거나, 기존 입자의 성질을 연구할 수 있다. 또한 입자 가속기는 생물학, 의학, 재료과학, 나노기술 등 다양한 분야의 응용과학 연구에 활용된다. 입자 가속기를 이용하여 새로운 약물이나 치료법을 개발하거나, 새로운 재료나 소재를 개발할 수 있다. 예를 들어, 암 치료를 위한 정밀 방사선 요법이나 새로운 재료의 연구에 활용될 수 있다. 종양을 제거하거나 염증을 치료하는 방사선 치료를 수행할 수 있다. 입자 가속기를 사용하여 의료용 동위원소를 생산할 수도 있다. 의료용 동위원소는 암 진단, 치료, 방사선 치료 등 다양한 의학 분야에서 사용된다. 입자 가속기는 반도체 제조, 금속 재료 연구, 환경 오염 측정 등 산업 분야에도 다양한 용도로 활용되고 있다. 입자 가속기를 이용하여 반도체의 미세 회로를 제조할 수 있다. 또 식품이나 의약품을 살균하거나, 디스플레이 등을 제조할 수 있다. 아울러 새로운 물리학 이론을 탐구할 수 있다. 표준 모델 이외의 이론, 예를 들어 초대칭성, 여분의 차원, 양자 중력 이론 등을 실험적으로 탐구하는 것이 다음 세대 가속기의 중요한 목표 중 하나가 될 것이다. 또한 대규모 입자 가속기 프로젝트는 국제적 협력을 필요로 한다. 이러한 협력은 물리학뿐만 아니라 정치적, 경제적, 교육적 측면에서도 광범위한 영향을 미칠 것으로 보인다. 웨이크필드 레이저 가속기 웨이크필드 레이저 가속기는 1979년에 처음으로 개념이 제시된 이후 괄목할 만한 발전을 거듭해왔다. 이 기술은 강력한 레이저를 헬륨 가스에 충돌시켜 플라즈마 상태로 가열하고, 이 과정에서 고에너지 전자 빔이 가스의 전자를 밀어내며 파동을 생성한다. 지난 수십 년간 여러 연구 그룹이 이 기술을 발전시켜 더욱 강력한 버전을 개발했다. 헤겔리히 교수와 그의 연구팀은 나노기술을 이용해 주요 발전을 이루었다. 부가적인 레이저가 가스 셀 내의 금속판과 충돌하면, 금속 나노입자들이 흘러나와 파동에서 전자로 에너지 전달을 증가시키는 역할을 한다. 이 과정은 보트가 호수를 가로질러 나아가며 남기는 항적과 유사하며, 전자는 서퍼가 파도를 타는 것처럼 이 플라즈마 파동을 타고 이동한다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 웨이크필드 레이저 가속기 기술의 효율성과 성능을 높이는 데 크게 기여하고 있다. 앞으로도 이 분야의 연구와 개발에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 헤겔리히 교수는 웨이크필드 가속기의 원리를 비유를 통해 설명했다. 그는 "웨이크 서핑을 하려면 큰 파도에 들어가기 어렵기 때문에 서퍼들은 제트 스키에 끌려들어간다"고 비유했다. 이어서 "우리 가속기에서는 제트 스키와 유사한 역할을 하는 것이 적절한 시간과 위치에서 전자를 방출하는 나노입자이다. 이를 통해 파도 위에 더 많은 전자를 끌어들여 가속하는 것이 우리의 '비밀 소스'"라고 부연했다. 이 실험을 위해 연구팀은 세계에서 가장 강력한 펄스 레이저 중 하나인 '텍사스 페타와트 레이저(Texas Petawatt Laser)'를 사용했다. 이 레이저는 UT에 설치되어 있으며, 매시간 한 번씩 초강력 빛 펄스를 발사한다. 단일 페타와트 레이저 펄스의 전력은 미국 전력의 약 1000배에 달하지만, 지속 시간은 150펨토초에 불과하다. 이는 번개 방전의 10억분의 1도 안 되는 짧은 시간이다. 웨이크필드 레이저 가속기는 강력한 레이저를 헬륨 가스에 충돌시켜 플라즈마 상태로 가열하고, 이 과정에서 고에너지 전자 빔이 가스의 전자를 밀어내며 파동을 생성한다. 전자는 이 플라즈마 파동을 타고 이동하면서 에너지를 얻게 된다. 헤겔리히 교수와 그의 연구팀은 나노기술을 이용해 주요 발전을 이루었다. 부가적인 레이저가 가스 셀 내의 금속판과 충돌하면, 금속 나노입자들이 흘러나와 파동에서 전자로 에너지 전달을 증가시키는 역할을 한다. 소형 입자 가속기 연구의 의미와 전망 UT 연구팀의 이번 연구는 소형 입자 가속기 기술의 발전에 중요한 진전을 이루었다는 점에서 의미가 있다. 소형 입자 가속기는 기존 가속기의 단점인 비용과 공간 제약을 극복할 수 있어 다양한 분야에서 활용될 가능성이 높다. 연구팀은 향후 현재 개발중인 소형 입자 가속기를 테이블 위에 올려 놓고 초당 수천 번 반복적으로 발사할 수 있는 레이저로 시스템을 구동하여 기존 가속기보다 훨씬 더 콤팩트하고 훨씬 더 넓은 환경에서 사용할 수 있는 가속기를 만드는 것을 목표로 하고 있다. 한편 현재 세계 각국은 입자 가속기의 성능을 향상시키기 위한 연구에 박차를 가하고 있다. 유럽입자물리연구소(CERN)는 현재 운영 중인 대형 강입자 충돌기(LHC)의 성능을 개선하기 위한 작업을 진행하고 있다. 또한, 미국, 중국, 일본 등에서도 새로운 입자 가속기의 건설을 추진하고 있다. 이러한 노력을 통해 입자 가속기는 우주와 물질의 기본 법칙을 이해하고 새로운 기술을 개발하는 데 더욱 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
- 포커스온
2023-12-14 09:35:00
美 슈미트 해양연구소, 태평양서 1.5km 높이 거대 해산 발견

연구선 팔코르(Falkor)호가 과테말라 해역에서 두바이의 부르즈 칼리파보다 두 배 더 높은 해산을 발견했다. 미국 비영리 운영재단 슈미트 해양 연구소(Schmidt Ocean Institute·SOI)에서 진행하는 해저 매핑 프로젝트가 태평양에서 1.5km 높이의 해산을 발견했다고 야후 뉴스가 최근 보도했다. 이 해산은 세계에서 가장 높은 건물인 두바이의 부르즈 칼리파보다 두 배 더 높다. 연구선 팔코르 호 팀이 발견한 해산은 과테말라 배타적 경제 수역에서 약 84해리(154.92km) 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 14.19㎢(5.4 평방마일)의 면적을 차지하고 있다. 해산은 일반적으로 화산으로 시작되는 수중 산으로 이번에 발견한 해산은 전형적인 화산 모양을 하고 있으며, 가파른 둥근 측면과 평평한 꼭대기를 가지고 있다. 국립해양대기국(NOAA)은 이 해산이 화산 기원과 활동의 잔재인 분화구가 잠재되어 있다고 전했다. 해산은 심해 산호와 해면동물, 그리고 수많은 무척추동물이 서식하는 '생명의 오아시스' 역할을 한다. 따라서 이번 발견은 과학적으로 중요한 의미를 갖는다. 슈미트 해양 연구소의 죠티카 비르마니(Jyotika Virmani) 전무 이사는 "지금까지 파도 밑에 숨겨져 있던 1.5km가 넘는 해산은 우리가 아직 발견하지 못한 것이 얼마나 많은지를 강조한다"고 말했다. 이 해산은 과테말라 분지에 위치하고 있으며, 약 2000만 년 전에 형성된 것으로 추정된다. 해산의 꼭대기에는 다양한 종류의 해양 생물이 서식하고 있으며, 특히 심해 산호와 해면동물이 풍부하다고 한다. 연구진이 발견한 해산은 새로운 생명체의 발견으로 이어질 가능성이 높으며 해양 생태계의 보존과 지속 가능한 개발에도 기여할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 팔코르호는 이번 발견 외에도, 갈라파고스 제도 해양보호구역에 있는 두 개의 미지의 해산, 세 개의 새로운 열수 분출구, 열수 분출구 아래의 새로운 생태계, 두 개의 깨끗한 냉수 산호초 등 일련의 해저 발견을 했다.
- 산업
2023-11-30 13:40:00
캐나다 스타트업, 친환경 해수 담수화 신기술 개발

캐나다의 한 스타트업이 친환경 방식으로 바닷물을 담수화하는 새로운 기술을 개발했다. 해수 담수화는 지구의 70%를 차지하는 바다의 물을 담수화하는 작업으로 식수, 공업용수 등의 공급을 원활히 하고자 하는 목적이다. 특히 중동 등 물이 부족한 사막 주변 국가나 물을 수입하는 국가의 경우 안정적인 수자원의 확보는 안보와도 직결된다. 한국도 기후변화로 인한 오랜 가뭄으로 해수 담수화 시설을 증설해야 한다는 의견이 나오고 있다. 해수 담수화 방법에는 여러 가지가 있지만 최근 친환경 담수화시스템이 각광 받고 있다. 미국 매체 '굿뉴스네트워크(GoodNewsNetwork)'는 바다의 에너지만 사용해 친환경적인 방식으로 바닷물을 식수로 바꾸는 캐나다의 한 스타트업에 대해 보도했다. 이 매체에 따르면, 3억 명의 사람들이 전 세계 2만1000개의 담수화 플랜트를 통해 바닷물에 의존하고 있다. 이 시설은 거의 모두 화석 연료를 사용하여 열 담수화 또는 역삼투압이라는 에너지 집약적인 프로세스를 완성한다. 이 두 가지 방법은 바닷물을 대규모로 깨끗한 물로 바꿀 수 있는 방법이다. 스타트업 오네카(Oneka)는 독특한 접근 방식을 사용해 해수 담수화를 진행한다. 이 회사는 부표와 유사한 장치를 해저에 고정시키고, 91.4cm(3피트) 높이의 파도의 힘(파력)을 이용하여 역삼투압을 구동하는 기계적 에너지로 변환한다. 이를 통해 오네카는 하루에 최대 4만9210리터(약 1만 3000갤런)의 식수를 생산할 수 있는 시장에서 가장 큰 모듈식 장치를 운영한다. BBC가 수집한 데이터에 따르면, 만약 기후변화에 대한 최악의 예측이 현실화된다면, 점점 더 많은 국가들이 일 년 중 적어도 일부 기간 동안 담수화에 의존하게 될 것으로 보인다. 이에 따라 담수화 산업은 9%의 성장률을 보일 것으로 예상되며, 2030년까지 이 산업의 연간 가치는 약 290억 달러(한화 약 37조 8740억원)에 이를 것으로 전망된다. 오네카의 해상 기반 담수화 기술은 육상 담수화 플랜트와 비교해 여러 가지 이점을 제공한다. 첫째, 이 기술은 육지의 공간을 차지하지 않기 때문에, 특히 공간이 제한적인 섬나라에서 유용하다. 둘째, 이 모듈은 온실가스를 배출하지 않는 친환경적인 방식이다. 셋째, 기존 담수화 방법의 일반적인 문제점과 관련하여 오네카의 접근법은 다르다. 기존의 담수화 과정, 즉 열 공정이나 역삼투압 방식은 염도가 높은 폐수를 생성한다. 이 폐수가 바다에 방출되면 해양 생태계에, 육지에 방출되면 식물과 지하수에 영향을 미칠 수 있다. 오네카의 기술은 이러한 문제를 해결하기 위해 하루에 사용되는 바닷물의 약 75%를 식염수와 혼합하여, 기존 방식보다 소금 함량이 25% 더 높은 상태로 바다로 다시 방출한다. 이러한 방식은 해양 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 또한, 오네카의 모듈식 담수화기는 서로 체인으로 연결되어 공간을 효율적으로 활용하며, 육지로 깨끗한 물을 전달하는 배관 시스템을 간편하게 설치할 수 있다. 오네카의 해수담수기는 소형, 중형, 대형 등 세 가지 크기로 제공되며, 가장 큰 모델은 길이 8m(미터), 폭 5미터로, 하루에 최대 4만9000리터의 식수를 생산할 수 있다. 오네카는 자사의 기계를 완전한 환경친화적 패키지로 구현하고 있다. 이 회사는 담수화 장치의 체인, 정박지, 부표가 모두 해양 생물과 친화적인 재료로 제작되었으며, 이를 통해 다양한 해양 생물이 이들 구조물에 빠르게 적응하고 거주하게 된다는 사실을 발견했다고 밝혔다. 오네카는 또한 6미터(약 30피트) 높이의 파도가 있는 혹독한 날씨 조건에서 부표 담수화 장치를 테스트했으며, 이 장치가 이같은 극한 환경에서도 효과적으로 작동한다는 것을 확인했다. 오네카의 초기 모듈은 이미 세계에서 가장 건조한 지역 중 하나인 칠레의 지역 사회에 판매되었으며, 이는 그들의 기술이 실제 환경에서 유용함을 입증하는 사례가 되었다. 기존의 해수 담수화 시설은 높은 운영 비용과 복잡한 유지 관리 등의 문제로 인해 해결책으로서 한계를 가지고 있다. 이에 따라, 전 세계 많은 국가들이 해수 담수화의 다양한 대안을 개발하고 있다. 그 중 하나는 '해상 이동형 해수담수화 플랜트 선박'이다. 2014년 싱가포르에서 제안된 이 개념은 선박에 담수화 설비를 탑재하여 해상에서 자유롭게 이동하면서 바닷물로부터 식수를 생산하고 육지에 공급하는 것이다. 한국의 예를 들면, 광양제철소는 매일 약 2만7000톤의 바닷물을 공업용수로 전환해 사용하고 있다. 또 남부 지역의 섬 주민들을 위해 해수 담수화 선박 '드림즈호'를 투입한 사례가 있다. 또한, 최근에는 네덜란드의 해수 담수화 기기 개발 업체인 데솔리네이터(Desolenator)가 해수 담수화 과정에서 발생하는 순수한 고품질 소금에 주목했다. 이 회사는 해수담수화 과정에서 생기는 탈염막 여과된 소금을 바다에 방출하는 대신 수집하여 공업용 소금으로 판매하는 순환경제적 대안을 제안했다. 이러한 접근 방식은 해수담수화 과정의 부산물을 가치 있는 자원으로 전환함으로써 환경적으로도 지속가능한 방향을 제시한다.
- 산업
2023-11-27 10:43:00
AI 기반 그래프캐스트, 기존 기술 능가하며 날씨 예측 혁신

딥마인드(DeepMind) 연구진이 개발한 머신러닝 기반 날씨 예측 프로그램 '그래프캐스트(GraphCast)'는 기존의 날씨 예측 기술을 능가하는 성과를 보여주고 있다고 기술 전문 매체인 엔가젯(engadget)이 최 보도했다. 이 프로그램은 10일 동안의 날씨 변수를 1분 이내에 예측할 수 있는 능력을 갖추고 있으며 연구자들은 이 프로그램이 90%의 검증률로 기존 날씨 패턴 예측 기술을 능가했다고 강조했다. 그래프캐스트는 지구 날씨의 가장 최근 두 가지 상태를 포함하는 테스트 시점과 6시간 전의 변수를 활용하여 작동한다. 이 데이터를 기반으로 그래프캐스트는 6시간 후의 날씨 상태를 예측할 수 있다. 이 프로그램은 현실 세계에서의 적용 가능성을 입증했다. 예를 들어, 그래프캐스트는 허리케인 리가 발생하기 10일 전에 롱아일랜드에 상륙할 것을 정확하게 예측했는데, 이는 당시 기상학자들이 사용하던 전통적인 기상 예측 기술보다 뛰어난 성과를 보여줬다. 그래프캐스트의 강점은 속도와 규모 측면에서 날씨 패턴을 예측하는 데 있어 기존 기술을 능가하는 데 머물지 않고, 열대성 저기압과 지역의 극한 온도 파도를 비롯한 심각한 기상 현상도 예측이 가능하다. 또한, 이 알고리즘은 최근 데이터로 재훈련될 수 있어 기후 변화와 관련된 더 큰 변화에 대한 날씨 패턴의 진동을 더 정확하게 예측할 수 있을 것으로 기대된다. 미래에는 그래프캐스트나 비슷한 인공지능(AI) 알고리즘이 더 많은 주류 서비스에 등장할 것으로 예상된다. 구글(Google)은 이미 그래프캐스트를 제품에 통합하는 방법을 모색하고 있으며, 이러한 기술은 미국 국립해양대기청(NOAA)과 같은 기관에서도 활용될 것으로 기대된다. AI의 발전은 날씨 예측 분야에도 큰 변화를 가져올 것으로 전망된다. AI 기반 날씨 예측 모델은 더 정확하고 빠른 예측을 제공함으로써 기상 이변에 대한 조기 경보와 대응에 기여할 수 있을 것이다.
- IT/바이오
2023-11-27 09:05:00
일본, 해저 화산 폭발로 새로운 섬 탄생

세계 곳곳에서 해수면 상승으로 인한 섬 침몰 우려가 커지고 있는 가운데, 일본에서 해저 화산 폭발로 새로운 섬이 탄생했다고 지오 뉴스(Geo News)가 전했다. 일본 기상청(JMA)은 지난 11월 1일, 태평양 오가사와라 제도 이오지마 해역에서 해저 화산 폭발로 새로운 섬이 형성되었다고 밝혔다. 이 섬은 일본 수도인 도쿄에서 남쪽으로 약 1200km 떨어진 이오지마 앞바다에서 약 1km 지점에 위치한다. 섬의 크기는 가로 약 400m, 세로 약 200m로 추정된다. 지난 1일 일본 해상자위대가 섬이 바다 위로 떠오른 모습을 촬영하면서 새로운 섬이 형성된 것이 세상에 알려졌다. 기상청은 작년부터 이 지역의 화산 활동을 모니터링해 왔으며, 지난 10월 30일 발생한 해저 화산 폭발로 분출한 암석이 쌓이면서 이 섬이 형성된 것으로 보고 있다. 폭발 당시 섬은 해수면 위로 약 30m가량 솟아올랐으며, 이후에도 화산 활동이 계속되고 있다. 이후 파도의 침식으로 섬의 형태가 점차 변하고 있는 것으로 알려졌다. 도쿄 대학 지진연구소의 나카다 세츠야 명예 교수는 "분출 전부터 표면 아래에 마그마가 축적되어 있었으며, 이 마그마가 분출하면서 섬이 형성된 것으로 보인다"고 설명했다. 이 섬의 육지를 형성한 주요 퇴적물은 경석이다. 담색 또는 백색의 화산 생성물인 경석은 화산에서 분출한 마그마가 갑자기 식으면서 생긴 돌로 스펀지처럼 구멍이 많은 것이 특징이다. 또한 이 섬에는 토사가 많아서 앞으로 파도에 씻겨 사라질 수도 있다. 이오지마 해안 부근에 새로운 육지가 형성된 것은 이번이 처음이 아니다. 됴쿄대 지진연구소는 화산 활동이 계속되면 섬이 더 커질 수 있다고 내다봤다. 일본은 해수면 상승으로 인해 섬 침몰 피해를 입을 가능성이 있는 국가 중 하나로, 일본 정부는 섬의 침몰을 막기 위해 해안 보호 시설을 강화하는 등 다양한 노력을 기울이고 있다.
- 산업
2023-11-16 14:40:00
영국 해군, '군수물자' 드론 항공모함 착륙 후 본토 복귀 첫 성공

드론의 활용 범위가 점점 넓어지고 있다. 드론은 이제 군수 물자를 배송하는 수준까지 발전했다. 최근 영국 해군이 운영하는 항공모함에 드론이 최초로 착륙해 드론의 미래 운용 방향에 관심이 모아지고 있다. 미국의 매체 '인사이더'에 따르면, 2023년 9월 드론이 영국의 항공모함 'HMS 프린스 오브 웨일스'에 화물(군수물자)을 배달하고 영국 본토로 복귀하는 첫 번째 테스트를 성공적으로 마쳤다. 이를 바탕으로 영국 해군은 항공모함 타격단에 드론을 통합하여 선박 간 보급품 전송을 용이하게 하는 한편, 유인 헬리콥터가 다른 전술 임무, 예를 들어 잠수함과 수상함으로부터 항공모함 그룹을 보호하는 작업에 집중할 수 있도록 계획하고 있다. HMS 항공모함 사령관 리차드 휴잇(Richard Hewitt) 대령은 최근의 드론 테스트를 '환상적인 이정표'로 칭하며, 이번 드론 비행이 항공모함 항공 분야에서 중대한 역할을 수행하고 있음을 시사한다고 밝혔다. 이번 테스트에 사용된 드론은 영국의 W오토노머스시스템즈(W Autonomous Systems)가 제작한 단거리 이착륙 모델이다. 약 100kg 화물을 1000km 이동 성공 이 드론은 최대 220파운드(약 99.8kg)의 화물을 약 620마일(약 997.8km) 거리까지 운반할 수 있는 능력을 지니고 있다. 회사 측에 따르면, 이 드론은 최대 12시간 동안 공중에 머무를 수 있으며, 원격 조종사의 조작 없이도 작동할 수 있는 자동 조종 시스템을 탑재하고 있다. 또 드론의 이착륙을 위해서는 약 500~600피트(최대 약 183미터)의 공간이 필요한 것으로 알려졌다. 이는 항공모함과 같은 상대적으로 짧은 활주로에서도 드론이 작동할 수 있음을 의미한다. 실제로 HMS 항공모함의 전체 길이는 900피트(약 274미터)를 조금 넘는다. 휴잇 대령은 영국 해군의 보도 자료에서 이번 테스트에 대해 언급하며, "이러한 자율 드론의 운용은 미래의 영국 해군 항공모함 타격 그룹의 표준이 될 것"이라고 말했다. 이어 "현재 영국해군항공대(Fleet Air Arm)의 중추인 F-35 라이트닝 제트기, 해군 멀린 및 와일드캣 헬리콥터와 함께 승무원 없는 항공기를 안전하게 운용하기 위한 중요한 단계"라고 밝혔다. HMS 항공모함에서 테스트를 주도한 애쉬 로프터스(Ash Loftus) 중령은 "항공모함 항공은 해전의 가장 어려운 측면 중 하나이며, 이번 테스트의 성공은 영국 해군의 18개월 간의 작업에 대한 노력의 증거"라고 말했다. HMS 항공모함은 이번 드론 테스트 외에도 다른 목적으로 드론을 시험한 장소였다. 2021년 영국 해군은 승무원이 탑승하는 제트기와 미사일 방어 훈련에 도움이 되는 드론 시스템을 시험했다. 그 당시의 테스트 종료 후, 영국 해군 항공 시험·평가 책임자는 "지금은 해상 항공과 함대 공군의 미래에 있어서 매우 흥미로운 시기다"라고 말했다. 서방 국가들의 군대는 드론을 함대에 통합하는 데 점점 더 중점을 두고 있다. 터키 해군은 드론 비행단을 위해 특별히 설계된 세계 최초의 항공모함인 TCG아나돌루(TCG Anadolu)를 곧 도입할 예정이다. 이 항공모함은 주로 짧은 활주로에서 이륙 가능한 헬리콥터와 경비행기를 수용할 수 있는 규모로, 길이 약 232미터, 폭 32미터에 달하며 1개 대대 약 1400명의 병력을 실을 수 있다. 미국 공군, 6세대 '드론 윙맨' 개발 중 현재 미국 공군과 해군도 유인 항공기와 함께 다양한 역할을 수행할 수 있는 무인 항공기 함대의 개발을 계획하고 있다. 미국 공군의 차세대 항공 우위 프로그램(Next Aircraft Dominance Program)은 6세대 항공기 제품군에 속하는 '드론 윙맨'을 개발 중이다. 이 드론은 조종사가 조종하는 비행기와 함께 비행할 수 있도록 설계됐다. 공군은 또한 협력 전투기의 개발에도 착수했다. 이 프로젝트에 관여하는 관계자들은 조종사들이 이 협력 전투기를 통해 작업 범위를 확장하고 임무 수행 시의 작업량을 줄일 수 있게 될 것이라고 언급했다. 미 해군은 수년 동안 선박에서 소형 드론을 운용해 왔다. MQ-8B과 MQ-8C 무인 헬리콥터와 같은 이들 드론은 주로 호위함과 연안 전투함에서 활용되며 주로 정보와 감시, 정찰 임무를 수행한다. 미국 해군은 현재 항공모함용 MQ-25 Stingray(스팅레이) 공중급유 드론 개발에도 착수한 상태다. 이 MQ-25는 현재 F/A-18 전투기가 수행하는 항공모함 공중급유 임무를 대체할 뿐만 아니라, 미래에는 정보 수집과 같은 추가적인 역할을 맡을 가능성도 열려 있다. 오는 2026년에 배치될 예정인 스팅레이(Stingray)는 최초의 특수 목적으로 제작된 항공모함 기반 드론이 될 것으로 예상된다. 게다가 미 해군은 2045년까지 항공모함 함대의 60%를 무인화하는 것을 목표로 하고 있다. 유인 항공기 및 헬리콥터와 함께 항공모함 작전에 무인 항공기를 통합하는 것은 큰 도전이 될 것으로 보인다. 항공 전문가이자 저널리스트인 알렉스 홀링스(Alex Hollings)는 "해군 항공은 특히 항공모함 착륙과 관련해 오류가 발생할 여지가 거의 또는 전혀 없는 엄격한 작업이다"라며 "착륙 갑판이 때때로 파도로 인해 최대 30피트(약 9.1m)까지 기울어지기 때문에 항공모함 착륙은 일반 항공기에 심각한 손상을 입힐 만큼 단단하며 밤이나 악천후에만 상황이 더욱 악화된다"고 지적했다. 항공 전문가이자 저널리스트인 알렉스 홀링스는 이와 관련하여 "해군 항공, 특히 항공모함 착륙은 오류의 여지가 거의 없어야 하는 엄격한 작업이다"라고 언급했다. 그는 또한 "파도로 인해 항공모함의 착륙 갑판이 때때로 최대 30피트(약 9.1미터)까지 기울어질 수 있기 때문에, 밤이나 악천후의 항공모함의 착륙은 일반 항공기에 심각한 손상을 입힐 수 있는 위험한 작업이다"라고 설명했다. 베트남 전쟁 중 해군 조종사들은 날아오는 지대공 미사일 공격에 대응할 때보다 밤 시간대의 항공모함 착륙 직전에 더 높은 심박수를 기록했다고 한다. 이는 항공모함 착륙의 어려움과 긴장감을 보여주는 사례다. 한편, 원격제어가 가능한 무인 비행장치인 '드론'은 항공교통, 건설, 물류, 농업, 에너지, 방위산업 등 다양한 분야에서 그 쓰임새가 지속적으로 확장되고 있으며, 이에 따라 첨단 기술의 발전과 함께 더욱 진화하고 있다. 한국 드론 시장 전망 우리나라 국토교통부의 ‘2023년 국정감사 제출자료’에 따르면 전 세계 드론산업 시장규모는 2020년 225억달러(약 29조5200억원), 2025년 390.2억달러(약 51조1942억원), 2030년 557.7억달러(약 75조7635원) 수준으로 성장할 전망이다. 우리나라 국토교통부가 2023년 국정감사에 제출한 자료에 따르면, 전 세계 드론 산업의 시장 규모는 2020년에 약 225억 달러(약 29조 5200억 원)였으며, 2025년에는 약 390.2억 달러(약 51조 1942억 원), 2030년에는 약 557.7억 달러(약 75조 7635억 원)로 성장할 것으로 전망된다. 국내 드론시장 규모도 지속적으로 성장할 것으로 예측되고 있다. 2020년 4945억원이었던 시장이 2025년 약 1조392억원, 2030년 약 1조4997억원으로 커질 것으로 예상된다.
- 산업
2023-11-06 10:45:00
'한국전자전 2023', 전자·IT 신기술 생태계 24일 개막

국내 최대 전자·IT 산업 전시회인 '한국전자전(KES 2023)'이 오는 24∼27일 4일동안 서울 코엑스에서 열린다. 23일 주최 측에 따르면, 산업통상자원부와 한국전자정보통신산업진흥회(KEA)가 주관하는 올해 한국전자전에는 한국과 미국, 일본, 독일, 중국 등 10개국에서 480개사가 참가한다. 올해 54회를 맞은 한국전자전에는 세계 최대 IT·가전 전시회 미국 CES 주관사인 미국소비자기술협회(CTA)의 게리 샤피로 회장이 처음으로 참석한다. 샤피로 회장은 'CES 2024 프리뷰 & 테크트렌드'를 주제로 첫 번째 기조연설자로 나선다. 게리 샤피로 회장은 "아시아 거점전략 전시회로 거듭 나고 있는 한국전자전과의 전략적 파트너십을 통해 상호발전하는 전시회로 거듭 나기를 희망한다"고 밝혔다. 참가사들은 모빌리티, 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 메타버스, 웹 3.0 등의 혁신 기술과 생태계를 선보인다. 기업의 마케팅 지원을 위해 국내외 벤처캐피털(VC) 투자 상담회, 해외 바이어 상담회, 내수 구매 상담회 등도 마련다. 아울러 창의적이고 혁신적인 전자 제품에 수여하는 제12회 'KES 이노베이션 어워즈' 수상 제품도 소개한다. 또한 '제18회 전자·IT의 날 유공자 포상식'도 함께 열려, 산업훈포장, 대통령표창, 국무총리표창, 장관표창 등 시상식도 진행된다. 이번에 첫 참가하는 통신사 KT의 송재호 부사장도 기조 연설자로 나선다. 송 부사장은 '변화의 시대, AI라는 파도에 올라타려면'이라는 주제로 AI를 통한 일상과 산업의 변화상을 고객 가치 혁신 사례를 중심으로 소개하고, 사업 추진 경험에 기반해 성공적인 혁신을 위한 조건들을 전할 예정이다. 박청원 KEA 부회장은 "스스로 알아서 해주는 '앰비언트 인텔리전스'로 새로운 패러다임에 직면하는 전자·IT 산업을 직접 확인할 수 있는 자리"라며 "가까운 미래를 준비하고 비즈니스 모델을 발굴하는 좋은 계기가 될 것"이라고 기대했다.
- 산업
2023-10-23 13:43:00