한국생산기술연구원

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미래에는 옷 사이즈가 사라진다면?

2040년 서울의 의류 매장 풍경은 지금과는 사뭇 다를 것입니다. 기성복 표준 사이즈인 S, M, L 대신 고객의 신체 치수와 취향을 입력하는 키오스크가 그 자리를 대신합니다. 화면에 정보를 입력하는 즉시 개인의 체형에 완벽하게 들어맞는 3D 의상 설계가 진행되며, 용도에 따라 전극과 배선의 위치까지 세밀하게 조정됩니다. 이는 단순히 기성복을 수선하는 수준을 넘어, 데이터에 기반해 한 사람만을 위한 고유한 의류를 실시간으로 재설계하고 생산하는 진정한 개인 맞춤형 스마트 웨어의 시대를 의미합니다. 하지만 이러한 개인 맞춤형 스마트 웨어를 대량으로 생산하는 과정에는 기술적 난제가 존재합니다. 기존 의류 생산은 디자인, 패턴 설계, 재단 및 봉제 공정이 각각 분리되어 있어, 제품 정보가 바뀔 때마다 전체 공정을 일관되게 관리하기가 매우 어렵습니다. 특히 유연한 원단은 금속 부품과 달리 형태가 일정하지 않아 로봇이 이를 정확히 인지하고 다루는 것조차 쉽지 않은 도전이었습니다. 결국 미래 의류 매장을 현실화하기 위해서는 옷을 설계하는 방식은 물론, 공장의 생산 시스템 전반을 혁신해야 합니다. 한국생산기술연구원은 이러한 한계를 극복하기 위해 마이크로팩토리 기반 제조 프로세스 통합 솔루션을 개발했습니다. 이 기술을 활용하면 사용자의 신체 치수와 디자인을 입력하는 즉시 3D 의상 설계와 2D 패턴 설계가 동시에 이루어집니다. 특히 근육에 전기 자극을 주는 EMS 스마트 웨어처럼 전극의 정밀한 위치 선정이 중요한 경우, 사용자가 원하는 부위에 맞춰 전극 위치를 변경하면 화면상에서 패턴이 자동으로 수정됩니다. 이를 통해 설계 단계에서부터 개인별 특성을 완벽하게 반영한 의류 제작이 가능해졌습니다. 가상 환경에서 설계를 마친 후에는 '디지털 트윈' 기술을 통해 실제 공장 설비와 작업 과정을 컴퓨터 속에서 완벽하게 재현합니다. 연구팀은 가상 공장에서 기계 배치와 작업 순서를 최적화하여 생산 효율을 극대화하는 운영 방법을 찾아냈으며, 실제 공장과 네트워크를 연결해 실시간 데이터를 동기화하는 데 성공했습니다. 또한, 머신 비전을 도입해 로봇이 원단의 모양과 위치를 정확히 인식할 수 있도록 '눈'을 달아주었습니다. 이는 가상 세계의 제조 정보가 실제 생산 현장으로 정밀하게 전달되는 핵심 고리가 됩니다. 실제 생산 라인에서는 다자유도 니들형 그리퍼를 장착한 로봇이 유연한 원단을 정밀하게 이송하며 자동 봉제 공정을 수행합니다. 봉제가 끝난 직후에도 머신 비전이 실시간으로 품질을 확인하여 완성도를 보장합니다. 이러한 전 공정의 자동화는 규모는 작지만 유연한 생산이 가능한 '마이크로팩토리'를 통해 구현되었습니다. 이제 의류 산업은 대중을 위한 규격화된 생산 방식에서 벗어나, 단 한 사람의 체형과 목적에 맞춘 '개인 맞춤형 스마트 웨어'를 주문 즉시 생산하는 새로운 전환점을 맞이하고 있습니다.

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아버지가 타고 나간 전동기기가 아무도 없는 곳에서 넘어졌다

2025년 대한민국은 65세 이상 인구가 전체의 20%를 넘어서는 초고령 사회에 진입합니다. 나이가 들수록 병원이나 식당 같은 일상적인 장소로 이동하는 것조차 누군가의 도움이 간절해지곤 하죠. 현재 많은 어르신이 이용하는 전동 이동 기기는 작은 바퀴와 낮은 차체 때문에 도로의 턱이나 요철에 매우 취약합니다. 장애물을 스스로 감지하고 회피하는 기능이 부족해 모든 조작을 탑승자에게만 의존해야 한다는 점은 사고의 위험을 높이는 큰 요인이 됩니다. 이러한 문제를 해결하고자 한국생산기술연구원은 전동 이동 기기의 기본 구조부터 새롭게 설계했습니다. 차체를 네 개의 프레임으로 나누어 충돌 시 충격을 분산하고 탑승 공간을 안전하게 보호하는 설계를 도입한 것입니다. 특히 16인치 대형 바퀴를 장착하고 앞바퀴에는 독립 현가 장치를, 뒷바퀴에는 일체 차축 방식을 적용해 흔들림을 획기적으로 줄였습니다. 덕분에 연석이나 방지턱을 만날 때도 차체의 균형을 유지하며 보다 안정적으로 주행할 수 있게 되었습니다. 하지만 하드웨어의 개선만으로는 복잡한 길 위의 모든 위험을 완벽히 방어하기 어렵습니다. 연구진은 여기에 라이다와 GPS, 카메라를 결합한 자율 주행 기술을 더했습니다. GPS는 현재 위치를 오차 범위 0.5m 이내로 정밀하게 파악합니다. 특히 센서가 수집한 방대한 정보 중 지면 데이터를 제외한 실제 장애물 정보만을 추출해 실시간으로 분석합니다. 이를 통해 전동 이동 기기는 앞에 보행자가 나타나면 즉시 멈추거나 안전한 방향으로 경로를 수정하며 주행을 이어가게 됩니다. 또한 이 시스템은 센서에서 예기치 못한 이상 신호가 발생하더라도 실시간으로 이를 걸러내어 현재 위치를 보정하는 능력을 갖췄습니다. 목적지가 설정되면 최적의 경로를 스스로 계산하고 좌회전이나 우회전이 필요한 지점을 정확히 판단해 주행합니다. 위치 인식과 경로 추정, 그리고 조향과 제동 기술이 하나의 유기적인 흐름으로 연결되어 작동하는 것이죠. 이러한 기술적 통합은 실버타운과 같은 특정 구역 내에서 탑승자의 별도 조작 없이도 안전하게 목적지에 도달하는 환경을 만들어줍니다. 이동의 자유는 단순히 장소를 옮기는 것을 넘어 개인이 자신의 일상을 주도적으로 이끌어가는 권리와 맞닿아 있습니다. 누군가의 도움을 기다리지 않고 스스로 움직일 수 있는 기술은 고령자의 삶의 질을 근본적으로 바꾸어 놓을 것입니다. 나이가 삶의 반경을 제한하지 않는 세상을 만드는 것이 이 연구의 궁극적인 지향점입니다. 기술이 더 안전하고 따뜻한 방향으로 혁신을 거듭할 때, 우리 모두는 제약 없이 자유로운 발걸음을 내디딜 수 있는 미래를 맞이하게 될 것입니다.

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😊2026년 KITECH Family Fun Day💝

한국생산기술연구원에서 개최된 가족 초청 행사는 아침부터 아이들의 설렘으로 가득했습니다. 평소 아빠가 일하는 곳이 궁금했던 아이들은 연구원에 도착하자마자 가족사진을 찍으며 특별한 추억을 남겼습니다. 특히 고사리 같은 손으로 직접 키보드를 두드려보거나 나만의 키링을 만드는 체험 프로그램은 아이들에게 큰 인기를 끌었습니다. 기술과 과학이 멀게만 느껴지는 분야가 아니라, 우리 일상과 맞닿아 있음을 자연스럽게 깨닫는 소중한 시간이었습니다. 가족과 함께하는 활기찬 분위기 속에서 시작된 이번 행사는 단순한 방문을 넘어 연구원의 일상을 공유하는 뜻깊은 출발점이 되었습니다. 행사의 하이라이트는 눈앞에서 펼쳐지는 화려한 마술쇼와 종이비행기 국가대표와의 만남이었습니다. 아이들은 기네스 기록 보유자가 전수해 주는 종이비행기 접기 비법을 배우며 눈을 반짝였습니다. 종이 한 장이 과학적 원리를 만나 하늘을 오랫동안 나는 모습을 보며 과학의 재미를 몸소 체험했습니다. 단순한 놀이를 넘어 공기역학의 기초를 흥미롭게 접할 수 있었던 이 시간은 아이들에게 창의적인 영감을 주었습니다. 국가대표와 함께 하늘 높이 비행기를 날리며 아이들의 꿈도 함께 날아오르는 듯한 광경은 현장의 열기를 더욱 뜨겁게 달구었습니다. 가족들에게는 그동안 막연하게만 알고 있었던 연구원의 실제 모습을 가까이서 지켜보며 자부심을 느끼는 계기가 되었습니다. 최신 설비가 갖춰진 쾌적한 연구실 환경을 직접 확인한 가족들은 연구원들이 새로운 기술을 개발하기 위해 쏟는 열정과 노력을 다시금 실감했습니다. 이번 행사는 가족들에게 잊지 못할 하루를 선물했을 뿐만 아니라, 구성원 간의 유대감을 강화하는 소중한 장이 되었습니다. 앞으로도 10년, 20년 뒤까지 꾸준히 이어져 연구원의 전통으로 자리 잡기를 바라는 참가자들의 응원은 행사의 의미를 더욱 빛나게 했습니다.

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헌옷수거함에 넣은 옷, 결국 어디로 갈까?

우리가 헌 옷 수거함에 무심히 넣는 옷들은 대부분 좋은 곳에 쓰일 것이라 기대하지만, 현실은 이와 많이 다릅니다. 국내에서 발생하는 폐섬유는 매년 80만 톤에 달하며, 다양한 소재가 복합적으로 섞여 있어 플라스틱처럼 단순하게 재활용하기가 매우 까다롭기 때문입니다. 결국 대부분의 옷은 소각되거나 매립되는데, 최근에는 환경 문제로 매립조차 어려워지며 갈 곳을 잃어가고 있습니다. 이를 자원으로 바꾸려는 시도가 꾸준히 있었음에도 불구하고, 섬유 특유의 취약한 화재 안전성 문제로 인해 상용화의 벽을 넘지 못했습니다. 기존의 코팅 방식으로는 겹겹이 쌓인 섬유 내부까지 방염 원료를 전달하기 어렵다는 결정적인 한계가 존재했습니다. 한국생산기술연구원은 이러한 한계를 극복하기 위해 세 가지 혁신적인 원천 기술을 개발했습니다. 우선 친환경 방염 원료를 섬유 가닥 깊숙한 곳까지 균일하게 도포하는 침투 기술을 통해 소재 자체의 방염 성능을 대폭 강화했습니다. 다음으로 열에 강한 특수 분체 성분을 폐섬유와 함께 초고압으로 압착하여, 화재 시에도 자재가 쉽게 무너지지 않는 물리적 강도와 내열성을 확보했습니다. 마지막으로 완성된 폐섬유 업사이클링 블록 외부를 특수 나노필름으로 밀봉하여 외부 불길과 산소의 유입을 원천 차단하는 이중 보호막을 형성했습니다. 이 기술들은 소방청의 엄격한 방염 기준을 통과하며 높은 신뢰성을 입증받았습니다. 화재 안전성을 확보한 폐섬유 업사이클링 블록은 이제 다양한 산업 분야로의 진출을 앞두고 있습니다. 높은 물리적 강도 덕분에 탁자나 수납장 같은 가구는 물론, 방음과 단열 기능이 필요한 내벽재나 천장재 등 인테리어 내장재 전반에 폭넓게 활용될 수 있습니다. 특히 이번 기술은 사물인터넷(IoT) 기반 자동 수거 시스템과 결합되어 버려지는 폐섬유를 안정적으로 확보하고 다시 자원화하는 효율적인 선순환 구조를 완성했습니다. 버려지던 쓰레기를 고부가가치 자원으로 재탄생시키는 이 기술은 환경 보호와 산업 발전을 동시에 달성하며 우리 사회가 지향해야 할 지속 가능한 미래의 청사진을 보여줍니다.

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지구환경과학
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공학·기술

꿀벌을 노리는 범인, 잡아낼 방법은 없을까?

우리 식탁의 신선한 과일과 채소는 꿀벌의 부지런한 화분 매개 활동 덕분에 존재합니다. 국내 농작물 생산량의 상당 부분이 꿀벌에 의존하고 있어, 이들은 생태계의 파수꾼이라 불릴 만큼 중요한 역할을 수행합니다. 하지만 최근 아열대 지역에서 유입된 외래종인 등검은말벌이 무서운 기세로 확산하며 꿀벌의 생존을 심각하게 위협하고 있습니다. 기후 변화로 따뜻해진 한반도는 이들에게 최적의 서식지가 되었고, 이들의 공격은 단순한 양봉 농가의 피해를 넘어 우리 식탁의 안전과 생태계 근간을 흔드는 거대한 위협으로 다가오고 있습니다. 등검은말벌의 위협에 맞서기 위해 다양한 방제 노력이 시도되었지만, 전통적인 방식으로는 한계가 명확했습니다. 과즙을 이용한 트랩은 정작 보호해야 할 꿀벌까지 유인하는 부작용이 있었고, 사람이 직접 말벌을 쫓아 말벌집을 찾는 일은 지형적 제약 때문에 불가능에 가까웠습니다. 녀석들은 사람의 발길이 닿기 힘든 깊은 숲속이나 수십 미터 높이의 거대한 나무 꼭대기에 교묘하게 집을 짓기 때문입니다. 결국 근본적인 문제를 해결하기 위해서는 말벌의 본거지를 정확히 찾아내 해체해야 하며, 이를 위해 인간의 눈을 대신할 첨단 기술의 도입이 절실한 시점이 되었습니다. 한국생산기술연구원은 이 난제를 해결하기 위해 첨단 항공 로봇 기술을 활용한 새로운 대안을 제시했습니다. 핵심은 말벌의 몸에 0.15g 수준의 초경량 송신기를 부착하고, 드론이 실시간으로 그 신호를 추적하는 것입니다. 1g도 되지 않는 작은 곤충을 추적하기 위해 고도의 신호 처리 기술인 확장 칼만 필터와 FIR 필터가 도입되었습니다. 이 기술들은 주변 환경의 영향으로 발생하는 불규칙한 신호 잡음을 정밀하게 걸러내어, 드론이 말벌의 위치를 놓치지 않고 정확하게 계산할 수 있도록 돕습니다. 과학 기술이 보이지 않는 추격전의 가장 강력한 무기가 된 셈입니다. 단순히 신호를 받는 것을 넘어, 드론이 스스로 말벌의 비행 방향을 판단하고 추적하는 자율 추적 알고리즘은 기술의 정점을 보여줍니다. 드론은 안테나를 통해 수신되는 신호가 가장 강한 방향을 실시간으로 분석하며, 조종사의 개입 없이도 말벌집을 향해 나아갑니다. 여기에 여러 대의 안테나를 활용한 멀티 안테나 시스템과 삼각 측량 기술이 더해져 3차원 공간에서의 정밀한 위치 파악이 가능해졌습니다. 이러한 무인 관리 시스템은 사람이 일일이 산을 뒤지며 대응하던 과거의 아날로그 방식을 벗어나, 보다 지능적이고 효율적인 생태계 보호를 실현하고 있습니다. 꿀벌이 창출하는 공익적 가치는 연간 6조 원에 달할 정도로 막대하며, 이는 우리 생태계의 건전성을 유지하는 핵심 지표입니다. 한국생산기술연구원의 드론 기술은 단순히 말벌을 잡는 도구를 넘어, 향후 여러 대의 드론이 협력하는 군집 비행 시스템으로 확장되어 생태계 전반을 관리하는 기반 기술이 될 전망입니다. 기후 변화로 인한 외래종의 확산을 완전히 막을 수는 없지만, 진화하는 기술을 통해 우리는 변화에 능동적으로 대응할 수 있습니다. 첨단 과학과 자연이 공존하며 우리의 터전을 지켜나가는 무인 관리의 시대는 이미 현실로 다가와 있습니다.

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생명과학
융합
공학·기술

가만히 주차된 전기차, 왜 폭발할까? 전기차 화재의 숨겨진 원인!

최근 전기차 화재가 사회적 이슈로 떠오르며 많은 이들이 막연한 불안감을 느끼고 있습니다. 흔히 전기차가 내연기관차보다 화재에 취약할 것이라고 생각하지만, 실제 통계에 따르면 차량 1만 대당 화재 건수는 내연기관차가 1.8건으로 전기차의 1.3건보다 오히려 소폭 높게 나타납니다. 그럼에도 대중이 전기차 화재를 훨씬 위험하게 인식하는 이유는 화재의 절반가량이 주행 중이 아닌 주차 중이나 충전 중에 발생하기 때문입니다. 평화로운 일상 속에서 예고 없이 시작되는 불길은 사람들에게 더 큰 공포로 다가올 수밖에 없습니다. 전기차 화재가 이토록 맹렬한 이유는 차량 바닥에 촘촘히 설계된 리튬이온 배터리에 있습니다. 수천 개의 배터리 셀 내부에는 양극과 음극을 안전하게 분리하는 아주 얇은 막이 존재하는데, 외부 충격이나 미세한 결함으로 이 분리막이 손상되면 거대한 전류가 흐르며 순식간에 수백 도의 열이 치솟습니다. 이것이 바로 ‘열폭주’ 현상의 시작입니다. 하나의 셀에서 시작된 과열이 주변 셀을 연쇄적으로 가열하며 배터리 팩 전체를 집어삼키는 이 과정은 밀폐된 지하 공간에서 대형 화재로 이어질 위험이 매우 큽니다. 일반적인 내연기관차 화재는 소량의 물로도 진압이 가능하지만, 전기차는 상황이 완전히 다릅니다. 배터리 내부에서 끊임없이 발생하는 열과 화학 반응 때문에 수백 명의 인력이 동원되어 수백 톤의 물을 쏟아부어도 불길이 쉽게 잡히지 않으며, 진압된 듯 보여도 불씨가 다시 살아나는 재발화 현상이 빈번합니다. 또한 열폭주 시 발생하는 유독가스는 지하 주차장의 시야를 즉각 차단하여 소방대원들의 진입을 방해합니다. 이러한 특성 때문에 전기차 화재는 단순한 진압의 문제를 넘어 인명 구조의 골든타임을 확보하는 것이 무엇보다 중요합니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 한국생산기술연구원과 관련 기업들은 배터리 내부에서 화재 확산을 강제로 늦추는 기술에 집중하고 있습니다. 핵심은 열에 강한 배터리 팩 케이스와 불에 잘 타지 않는 실리콘 복합 소재를 활용하는 것입니다. 배터리 셀 사이에 설치된 실리콘 폼과 패드는 일종의 내부 방화벽 역할을 수행하여 불길이 주변 셀로 빠르게 옮겨붙는 것을 차단합니다. 단 몇 분의 지연만으로도 탑승자는 스스로 문을 열고 탈출할 시간을 벌 수 있으며, 소방대원들은 효과적인 진압 전략을 세울 수 있는 소중한 기회를 얻게 됩니다. 화재를 완벽히 통제하기 위해서는 미세한 틈새까지 막는 정밀한 실링 기술이 필수적입니다. 특수 액상 실리콘 가스킷 기술은 복잡한 배터리 구조에도 빈틈없이 밀착되어 열과 화염이 새어 나가는 통로를 차단하고 외부 충격을 효율적으로 분산시킵니다. 여기에 가상 공간 분석과 혹독한 열확산 지연 시험 등 과학적 검증 단계가 더해져 기술적 완성도를 높였습니다. 이제 전기차 안전은 막연한 불안의 영역을 넘어 제어 가능한 기술의 영역으로 진입하고 있으며, 더 높은 온도에 견디는 차세대 내열 소재 개발을 향한 연구진의 도전은 지금 이 순간에도 계속되고 있습니다.

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만약 '이것' 수입이 끊긴다면? | What if..🧑 🔬❓

대한민국은 반도체와 방산 분야에서 세계적인 제조 강국으로 자리 잡았지만, 첨단 산업의 뼈대가 되는 고강도 알루미늄 판재의 자급률은 사실상 0%에 머물러 왔습니다. 전기차와 항공기의 성능을 결정짓는 핵심은 경량화이며, 이를 위해 알루미늄에 마그네슘을 섞어 강도를 높이는 과정은 필수적입니다. 하지만 이 과정에서 발생하는 폭발 위험을 막기 위해 사용되던 베릴륨이 치명적인 1급 발암물질이라는 사실이 밝혀지면서 산업계는 큰 난관에 봉착했습니다. 성능을 위해 위험 물질을 사용할 것인지, 아니면 안전을 위해 성능을 포기할 것인지에 대한 수십 년 된 딜레마는 소재 자립을 위해 반드시 해결해야 할 과제였습니다. 한국생산기술연구원 연구진은 기존의 방식에서 벗어나 베릴륨을 대체할 해답을 칼슘에서 찾아내며 '에코알막(Eco-AlMag)' 기술을 완성했습니다. 마그네슘에 극소량의 칼슘을 첨가하면 산소와 빠르게 반응하여 용탕 표면에 치밀한 보호막을 형성함으로써 화재와 폭발 위험을 원천적으로 차단합니다. 놀라운 점은 독성 물질을 전혀 사용하지 않고도 기존 산업 표준 합금보다 탄소 배출량은 절반으로 줄이고 인장 강도는 46%, 충격 흡수력은 무려 500%나 향상했다는 사실입니다. 친환경성과 고성능이라는 두 마리 토끼를 동시에 잡은 이 혁신적인 공법은 전 세계 알루미늄 산업의 패러다임을 완전히 바꾸어 놓았습니다. 에코알막 기술의 적용 범위는 전기차와 방산 장갑재를 넘어 항공, 선박, 그리고 반도체 공정용 웨이퍼 링까지 무한히 확장되고 있습니다. 특히 반도체 분야에서는 기존 스테인리스 소재를 대체하는 성과를 거두며 핵심 부품의 수입 의존도를 낮추는 데 크게 기여하고 있습니다. 자원과 기술이 국가 경쟁력의 핵심인 공급망 전쟁 시대에, 우리 손으로 첨단 소재를 직접 생산할 수 있게 된 것은 기술적 성취 이상의 가치를 지닙니다. 수입에 의존하던 과거를 지나 스스로 핵심 소재를 만들어내는 시대로 접어든 대한민국은 이제 진정한 소재 강국으로서 세계 시장을 선도할 준비를 마쳤습니다.

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[What if..🧑 🔬❓] 만약에, 스티로폼을 계속 사용한다면?

수산물 유통 현장에서 널리 쓰이는 스티로폼 상자는 뛰어난 보온 성능에도 불구하고 심각한 환경 문제를 야기합니다. 사용 후 이물질이 묻은 스티로폼은 재활용이 매우 까다로워 대부분 소각되거나 매립됩니다. 특히 바다로 유입된 스티로폼은 햇빛과 파도의 영향으로 미세하게 부서져 해양 생태계를 교란하는 주범이 됩니다. 이렇게 발생한 미세 플라스틱은 물고기의 몸속에 축적되고, 결국 먹이 사슬의 정점에 있는 인간의 식탁으로 되돌아와 우리의 건강까지 위협하는 악순환을 만들어내고 있습니다. 이러한 문제를 해결하고자 한국생산기술연구원에서는 스티로폼을 완벽하게 대체할 수 있는 친환경 다회용 수산물 포장 용기를 선보였습니다. 이 친환경 다회용 수산물 포장 용기는 스티로폼의 핵심 장점인 가벼움과 단열성을 그대로 유지하면서도, 특수 설계된 다층 단열 구조를 통해 신선도 유지 능력을 한층 강화했습니다. 압축 강도 시험을 거쳐 내구성을 입증받았으며, 고온 세척과 건조 과정을 반복해도 변형되지 않는 강점이 있습니다. 최소 20회 이상 재사용이 가능하여 연간 수천 톤에 달하는 폐기물 발생을 억제할 수 있는 획기적인 대안입니다. 단순한 일회용 소모품을 넘어 유통 구조 자체를 자원 순환형 시스템으로 탈바꿈시킨 이 기술은 이미 산업 현장에서 긍정적인 변화를 이끌어내고 있습니다. 실제 대형 유통 기업들은 ESG 경영의 핵심 전략으로 이 친환경 다회용 수산물 포장 용기를 도입하여 수산물 매장과 물류 센터의 운영 방식을 혁신하고 있습니다. 수명이 다한 친환경 다회용 수산물 포장 용기는 다시 원료로 회수되어 새로운 제품으로 재탄생함으로써 자원의 선순환을 완성합니다. 생각을 기술로 구현하여 환경 보호와 경제적 효율성을 동시에 달성한 이 성과는 지속 가능한 미래를 향한 중요한 이정표가 될 것입니다.

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[What if..🧑 🔬❓] 만약에, 우리 몸에 초미세먼지가 계속 쌓인다면?

초미세먼지는 단순한 먼지를 넘어 우리 몸 깊숙이 침투하는 1군 발암물질입니다. 폐로 유입된 초미세 입자는 기침과 호흡 곤란을 유발하는 것에 그치지 않고, 혈관 속까지 흡수되어 염증을 일으키며 심근경색이나 뇌졸중과 같은 치명적인 질환의 원인이 됩니다. 통계에 따르면 미세먼지 농도가 소량만 증가해도 급성 기관지염과 천식 등 호흡기 질환뿐 아니라 협심증과 같은 심혈관 질환 환자가 급격히 늘어나는 것으로 나타났습니다. 특히 대기오염으로 인한 연간 사망자가 수백만 명에 달한다는 사실은 우리가 마시는 공기의 질이 생존과 직결된 중요한 문제임을 시사합니다. 이러한 공기 속 위험을 해결하기 위해 개발된 섬유 기반 공기 유해인자 저감 기술은 마스크나 필터에 특수한 섬유 기술을 적용하여 오염 물질을 걸러냅니다. 0.3㎛ 크기의 초미세 입자를 99.95% 이상 차단할 수 있어 바이러스 수준의 초미세 입자까지 효과적으로 포집합니다. 단순히 물리적으로 거르는 것을 넘어, 빛과 반응해 오염 물질을 분해함으로써 악취를 제거하고 재사용이 가능하다는 장점도 있습니다. 또한 실시간으로 공기 중의 바이러스를 검출할 수 있는 기능까지 갖추고 있어, 보이지 않는 위협에 신속히 대응할 수 있는 혁신적인 올인원 방어 체계를 제공합니다. 해당 기술은 고령자나 영유아가 머무는 의료 시설과 교육 기관에서 그 가치가 특히 돋보입니다. 병원성 세균이나 감염성 폐기물로 인한 2차 감염 위험이 높은 환경에서 실내 공기질을 통합적으로 관리할 수 있기 때문입니다. 다중이용시설은 물론 반도체나 식품 공장 등 정밀한 공정이 필요한 산업 현장까지 폭넓게 활용될 수 있다는 점도 큰 매력입니다. 생분해성 소재를 적용해 기존 마스크 폐기물 문제를 해결하고자 하는 환경적 배려까지 담겨 있으며, 이는 한국생산기술연구원이 상상을 기술로 바꾸기 위해 노력한 연구의 결실이라 할 수 있습니다.

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생명과학
지구환경과학
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 만약에, 더이상 아이를 낳는 게 불가능해진다면?

현재 대한민국은 세계에서 가장 낮은 출산율을 기록하며 심각한 인구 위기에 직면해 있습니다. 난임 환자의 수는 해마다 증가하고 있지만, 정작 난임 시술의 성공률은 기대만큼 높지 않은 것이 현실입니다. 이는 기존의 시술들이 주로 의료진의 개별적인 경험에 의존해 왔기 때문입니다. 환자마다 연령과 건강 상태, 평소의 생활 습관이 모두 다르며, 임신에 영향을 미치는 변수가 지나치게 많아 성공 여부를 사전에 예측하기가 매우 어려웠습니다. 반복되는 실패는 환자들에게 경제적 부담은 물론 극심한 심리적 고통을 안겨주며, 보다 과학적이고 정밀한 분석 도구의 필요성을 절실히 느끼게 합니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 한국생산기술연구원과 대구대학교 연구팀은 인공지능 기술을 활용한 새로운 돌파구를 마련했습니다. 연구진은 국내외 42만 건 이상의 방대한 난임 시술 데이터를 인공지능에 학습시켜 임신 성공 가능성을 사전에 예측할 수 있는 모델을 개발하는 데 성공했습니다. 연령, 시술 방법, 배아의 품질, 호르몬 수치와 같은 핵심적인 의료 데이터를 정제하여 분석한 결과, 임신 성공 여부 예측 정확도를 나타내는 AUC 수치에서 86.79%라는 놀라운 성과를 달성했습니다. 이는 단순한 통계를 넘어 인공지능 알고리즘이 복잡한 변수들 사이의 상관관계를 파악하여 시술 전 정확한 가이드를 제공할 수 있음을 의미합니다. 이 기술의 진정한 가치는 병원 데이터뿐 아니라 개인의 생활 습관이나 감정 상태까지 고려하는 통합적인 분석이 가능하다는 점에 있습니다. 상용화가 이루어진다면 난임 부부는 자신에게 가장 적합한 시술을 선택해 불필요한 반복 실패를 줄일 수 있으며, 의료진은 정밀한 데이터를 기반으로 한 고도의 맞춤형 처방을 내릴 수 있게 됩니다. 또한, 지역 병원에서도 수준 높은 의료 서비스를 제공할 수 있는 환경이 조성되어 의료 격차 해소에도 기여할 전망입니다. 결국 기술은 복잡한 수식을 계산하는 도구를 넘어, 새로운 생명을 기다리는 이들의 간절한 이야기에 응답하고 그들이 꿈꾸는 미래에 한 발 더 다가서게 만드는 따뜻한 힘이 되어줄 것입니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

생명과학
뇌인지과학
융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 로봇이 사람처럼 감정을 표현한다면?

현재 로봇 기술은 공장뿐만 아니라 우리 일상 곳곳으로 빠르게 확산하며 그 영역을 넓히고 있습니다. 하지만 대다수의 로봇은 여전히 모터나 유압 장치 같은 딱딱한 기계 부품에 의존하고 있어, 그 움직임이 부자연스럽고 복잡한 작업에서는 한계를 보입니다. 사람처럼 부드럽고 정밀한 동작을 구현하기 위해서는 실제 근육과 유사한 유연한 구동 기술이 필수적입니다. 기존의 인공 근육 기술은 힘이 약하거나 반복 구동 시 성능이 저하되는 등의 명확한 장벽이 존재했으나, 최근 한국에서 개발된 섬유형 인공 근육은 이러한 한계를 극복하고 로봇의 가능성을 새롭게 열어가고 있습니다. 섬유형 인공 근육은 크게 두 가지 첨단 소재를 기반으로 하여 발전하고 있습니다. 우선 나일론 필라멘트를 활용한 방식은 저비용으로 대량 생산이 가능하며, 사람의 체중을 들어올릴 만큼 강력한 탄성과 파워를 자랑합니다. 반면 탄소 나노튜브(CNT) 기반 인공 근육은 우수한 전기 전도성과 내화학성을 갖추고 있어 훨씬 정밀하고 효율적인 제어가 가능하다는 장점이 있습니다. 가볍고 유연한 특성 덕분에 웨어러블 로봇이나 초소형 마이크로 로봇 분야에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있으며, 전기나 열 등 다양한 외부 자극에 반응하여 기계의 활동 범위를 비약적으로 넓혀주고 있습니다. 이 기술은 단순히 기계적인 동작을 재현하는 것을 넘어, 사람과 정서적으로 교감하는 차세대 소셜 로봇 분야에서 진정한 가치를 발휘합니다. 섬유형 인공 근육은 실제 얼굴의 미세한 움직임까지 섬세하게 구현할 수 있어, 로봇이 인간과 더욱 자연스러운 표정으로 소통하도록 돕습니다. 또한 작동 시 소음이 거의 발생하지 않아 대화의 몰입도를 높이며, 부드러운 질감 덕분에 사람과의 직접적인 접촉 상황에서도 매우 안전합니다. 한국생산기술연구원이 주도하는 이 혁신은 로봇을 단순한 도구를 넘어 우리 삶 속에 깊숙이 스며드는 동반자로 변모시키고 있으며, 생각을 기술로 바꾸는 놀라운 미래를 예고합니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 우리가 배출한 탄소가 청구서로 돌아온다면?

최근 전지구적인 기후 위기로 인해 폭염과 재난이 빈번해지면서 탄소 배출을 줄이려는 국제사회의 움직임이 긴박해지고 있습니다. 하지만 현재의 시스템으로는 온실가스가 정확히 어디서 발생하는지, 그 확산 경로는 어떠한지를 실시간으로 파악하는 데 물리적인 한계가 존재합니다. 이러한 불확실성은 기후 변화에 대한 신속한 대응을 가로막고 관련 정책의 실효성을 낮추는 주요 원인이 됩니다. 따라서 각 지역의 배출 현황을 투명하게 입증할 수 있는 객관적인 지표를 마련하는 일은 지속 가능한 미래를 위한 가장 시급한 과제 중 하나입니다. 한국생산기술연구원에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 혁신적인 초소형 온실가스 측정 장비를 개발했습니다. 이 장비의 핵심은 태양광을 활용해 대기 중의 이산화탄소를 원격으로 감지하는 고도의 광학 기술에 있습니다. 기존의 고가 장비와 달리 기기 주변뿐만 아니라 대기층 전체에 분포한 탄소의 평균 농도를 실시간으로 산출할 수 있는 것이 특징입니다. 복잡한 냉각 시스템을 배제하여 유지보수의 효율성을 높였으며, 뛰어난 경제적 이점까지 확보했습니다. 이를 통해 과거에는 어려웠던 세밀한 대기질 분석과 광범위한 모니터링이 가능해졌습니다. 소형화된 측정 장비는 건물 옥상이나 가로등, 심지어 드론에도 자유롭게 장착할 수 있어 도시 전역을 촘촘한 감시망으로 연결할 수 있습니다. 여러 대의 센서를 네트워크로 묶어 운용하면 온실가스의 흐름과 농도 변화를 디지털 지도 위에 시각적으로 구현하는 것이 가능합니다. 이는 단순히 농도를 확인하는 것을 넘어, 구체적인 배출원을 추적하고 데이터 기반의 환경 정책을 수립하는 데 결정적인 역할을 합니다. 보이지 않는 기체를 감시하는 이 기술은 우리 사회가 기후 위기에 더욱 지혜롭고 능동적으로 대처할 수 있는 든든한 기술적 기반이 될 것입니다.

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지구환경과학
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 만약 아무도 없는 무인점포에 불이 난다면?

최근 우리 주변에서는 무인 사진관, 편의점, 카페 등 사람 없이 운영되는 점포들을 흔히 볼 수 있습니다. 이러한 무인 점포는 이용자에게 큰 편리함을 제공하지만, 화재 발생 시 즉각적인 대응이 어렵다는 치명적인 약점을 안고 있습니다. 새벽 시간대 아무도 없는 가게에서 원인 미상의 화재가 발생하거나, 손님이 두고 간 고데기 혹은 세탁기 속의 라이터로 인해 불이 나기 시작하면 걷잡을 수 없는 상황으로 번질 수 있습니다. 특히 무인 점포는 소방 시설 설치 의무가 부족한 경우가 많아 화재 관리에 더욱 각별한 주의가 필요합니다. 현재 많은 장소에 화재 감지기나 CCTV가 설치되어 있지만, 실제 위급 상황에서 제 역할을 다하지 못하는 한계가 있습니다. 기존의 화재 감지기는 연기나 열에 민감하게 반응하다 보니 오작동률이 매우 높아 일상적인 상황에서도 경보가 울리는 일이 빈번합니다. 이는 정작 중요한 순간에 사람들의 경각심을 떨어뜨리는 원인이 되기도 합니다. 또한, 널리 보급된 CCTV는 대개 영상을 기록하는 녹화 기능에만 충실할 뿐, 화면 속에서 일어나는 화재나 위험 상황을 실시간으로 직접 인지하여 외부에 알리는 지능적인 역할은 수행하지 못하고 있습니다. 인공지능을 결합한 지능형 화재 감지 시스템은 이러한 기존 기술의 한계를 보완하기 위해 탄생했습니다. 이 시스템은 기존 CCTV 영상에 AI 기술을 접목하여 영상 속의 화염을 실시간으로 분석하고 판단합니다. 단순히 시각적 정보만 활용하는 것이 아니라 연기, 일산화탄소, 온도, 습도, 미세먼지 등 공기 상태를 확인하는 복합 센서를 탑재하고 있는 것이 특징입니다. 실내 환경을 24시간 분석하여 데이터를 주기적으로 서버에 전송하며, 위험이 감지되는 즉시 매장 내 스피커를 통해 경고를 전파하여 초기 대응을 돕는 첨단 보안 환경을 제공합니다. 이 기술의 핵심은 화재 감지 알고리즘과 딥러닝을 통해 확보한 높은 정밀도에 있습니다. 화염이 포함된 이미지와 그렇지 않은 이미지를 방대하게 학습하여 실제 화재 상황을 정확하게 식별해내도록 설계되었습니다. 덕분에 기존 감지기의 고질적인 문제였던 거짓 경보를 획기적으로 줄여 신뢰도를 높였습니다. 또한 별도의 복잡한 통신 설비 없이 통신사 전국망을 활용해 간편하게 설치할 수 있다는 장점도 있습니다. 사용 환경에 따라 천장형이나 탁상형 등 다양한 형태로 배치할 수 있어 사무실과 가정 등 여러 장소에서 유연한 운용이 가능합니다. 지능형 화재 감지 시스템은 무인 점포를 넘어 산업 공장, 국가 주요 시설의 재난 감시, 그리고 교통 및 치안 분야까지 폭넓게 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 사람이 24시간 내내 CCTV를 지켜보지 않아도 인공지능이 빈틈없이 위험을 감시해주므로 더욱 신속한 재난 대응이 가능해집니다. 한국생산기술연구원의 혁신적인 기술력으로 완성된 이 시스템은 우리가 놓칠 수 있는 사소한 위험까지 감지하여 소중한 생명과 재산을 보호합니다. 기술을 통해 상상을 현실로 바꾸는 이러한 시도는 우리 사회를 더욱 안전하고 신뢰할 수 있는 곳으로 만들어줍니다.

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융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 만약 농촌에 농사 지을 사람이 한 명도 없다면?

농촌의 65세 이상 고령층 비중이 사상 처음으로 50%를 넘어서며 농업 현장의 고령화 문제가 매우 심각한 수준에 도달했습니다. 이러한 인구 구조의 변화는 단순히 일손이 부족해지는 것을 넘어 농업의 지속 가능성 자체를 위협하고 있습니다. 흔히 상상하는 스마트팜의 이미지와 달리, 현재의 기술력은 온도나 조명, 급수 등 기본적인 환경 제어에만 집중되어 있어 실제 현장 노동의 고단함은 여전합니다. 결국 농민들은 자동화된 시스템 안에서도 기계처럼 일해야 하는 역설적인 상황에 놓여 있습니다. 농업 현장에서 가장 큰 노동력이 투입되는 작업 중 하나는 바로 모종을 옮겨 심는 '정식' 과정입니다. 이는 어린 채소를 모판에서 꺼내 본격적인 재배지로 이사시키는 작업으로, 줄을 맞춰 하나하나 수작업으로 진행해야 하기에 엄청난 집중력과 체력을 요구합니다. 하루 종일 허리를 숙인 채 반복되는 정식 작업은 농민들에게 가장 고된 일 중 하나로 꼽히며, 스마트팜을 선도하는 기업들조차 높은 인건비와 관리비로 인해 수익성을 확보하는 데 큰 어려움을 겪고 있는 실정입니다. 이러한 농촌의 고질적인 문제를 해결하기 위해 등장한 혁신적인 기술이 바로 스마트 온실용 정식 로봇입니다. 이 로봇은 사람이 꿈꿔온 완전한 자동화 스마트팜을 실현하기 위한 구체적인 해답을 제시합니다. 모판에 있는 수십 개의 모종을 스스로 싣고 온실 안을 자유롭게 돌아다니며 정해진 위치에 정밀하게 심는 기능을 갖추고 있습니다. 이는 단순한 기계적 보조를 넘어, 사람의 손길이 가장 절실했던 고강도 노동의 핵심 영역을 기술이 온전히 대체하기 시작했음을 의미합니다. 로봇의 정밀한 작업 뒤에는 첨단 딥러닝 기술과 자율주행 시스템이 자리 잡고 있습니다. 인공지능은 카메라 센서를 통해 확보한 영상 데이터를 실시간으로 분석하여 모종이 심어질 최적의 좌표를 계산해냅니다. 또한 온실 내부의 작업 라인을 스스로 인식하여 주행하며, 장애물을 회피하고 작업 종료 후에는 자동으로 복귀하는 영특함까지 갖췄습니다. 이러한 기술력 덕분에 로봇은 사람의 눈보다 정확하게 작업을 수행하며, 단순 반복적인 농업 환경을 지능형 생산 환경으로 변화시키고 있습니다. 궁극적으로 이 기술이 지향하는 바는 기술과 사람이 상생하는 미래 농촌의 모습입니다. 로봇이 정식과 같은 고강도 노동을 전담하게 되면 농민들은 육체적 고통에서 벗어나 관리와 운영에 집중하며 더 나은 삶의 질을 누릴 수 있게 됩니다. 인력 부족과 고령화라는 거대한 파고를 넘기 위해 한국생산기술연구원은 지금도 현장의 목소리에 귀를 기울이며 기술을 갈고닦고 있습니다. 사람을 위해 미래를 심는다는 사명감으로 탄생한 정식 로봇은 우리 농업이 나아갈 스마트한 내일을 상징하고 있습니다.

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융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 만약 초고층 빌딩의 화재를 한 번에 진압할 수 있다면?

초고층 빌딩이나 대형 산불과 같은 특수 화재는 현대의 일반적인 소방 시스템만으로는 진압하기 매우 까다로운 과제입니다. 특히 30층 이상의 고층에서 불이 나면 펌프를 이용해 물을 끌어올리는 높이에 물리적 한계가 있어, 외부 지원보다는 건물 내부의 소방 설비에 전적으로 의존해야 하는 실정입니다. 이러한 한계를 극복하고자 한국생산기술연구원에서는 접근이 어려운 현장에서도 신속하게 대응할 수 있는 '가스 하이드레이트 소화탄'을 개발하였습니다. 이 기술은 화재 현장의 사각지대를 해소하고 보다 안전하게 불길을 잡을 수 있는 획기적인 대안으로 주목받고 있습니다. 가스 하이드레이트 소화탄은 기존의 '불타는 얼음' 원리를 역이용하여 탄생했습니다. 메탄가스 대신 소화 기능이 탁월한 청정 소화 가스를 물 분자 구조 안에 압축 저장함으로써 고체 형태의 소화 물질을 만든 것입니다. 이 가스 하이드레이트 소화탄은 화염의 열기를 흡수하며 녹는 과정에서 물과 저장된 청정 소화 가스를 동시에 내뿜어 불길을 빠르고 강력하게 억제합니다. 또한 일반적인 소방액과 달리 소화 후에 잔여물을 남기지 않아 친환경적이며, 화재 진압 후에도 재발화가 일어나지 않도록 막아주는 효과가 있어 잔불 확산 방지에도 매우 유용하게 활용될 수 있는 장점이 있습니다. 이 가스 하이드레이트 소화탄은 드론이나 차량, 헬기 등 다양한 이동 수단에 실어 신속하게 투입할 수 있어 활용 범위가 무궁무진합니다. 인공지능(AI) 기반의 화재 진압 시스템과 결합하면 드론이 실시간으로 재난 상황을 분석해 화재의 이동 방향과 면적을 예측하고, 가스 하이드레이트 소화탄의 정확한 투입 시점과 위치를 결정하게 됩니다. 이는 사람이 접근하기 위험한 야간 산불 현장이나 해양 플랜트 화재 상황에서도 공백 없는 방재 작업을 가능하게 만듭니다. 기후 변화로 인해 갈수록 대형화되는 재난 문제에 대응하여 모두가 안전한 미래를 현실로 만드는 핵심 기술이 될 것으로 기대됩니다.

한국생산기술연구원

지구환경과학
융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 만약 사라지는 근육을 지킬 수 있다면?

나이가 들면서 근육량과 근력이 급격히 감소하는 근감소증은 단순히 신체 능력이 떨어지는 현상을 넘어 심혈관 질환, 당뇨병, 골다공증과 같은 각종 만성 질환의 위험을 높이는 원인이 됩니다. 세계보건기구(WHO)에서는 2017년에 이미 근감소증을 정식 질병으로 분류하며 노화의 자연스러운 과정이 아닌 적극적인 관리가 필요한 영역임을 명시했습니다. 따라서 노년기의 삶의 질을 지키기 위해서는 꾸준한 운동과 체계적인 영양 관리가 무엇보다 중요하며, 이를 지원할 수 있는 첨단 기술과 사회적 시스템 마련이 절실한 시점입니다. 한국생산기술연구원에서 개발한 XR 기반 운동 솔루션은 고도의 기술력을 바탕으로 고령자의 신체 주요 관절을 실시간으로 추적합니다. 웹 카메라를 통해 수집된 위치와 각도 정보는 정밀한 스켈레톤 모델로 변환되어, 사용자가 운동하는 동안 발생할 수 있는 잘못된 자세나 위험 요소를 즉각적으로 감지합니다. 특히 3m 이상의 먼 거리에서도 90% 이상의 높은 정확도로 동작을 식별할 수 있어, 가정이나 시설 내에서 사용자가 넓은 반경으로 움직이더라도 안전하고 세밀한 운동 분석이 가능하다는 점이 이 시스템의 가장 큰 기술적 특징입니다. 이 기술은 휠체어 기반 에르고미터 시스템과 결합하여 신체적 제약이 있는 분들도 실제 마라톤 코스를 달리는 것과 같은 생동감 넘치는 경험을 할 수 있게 해줍니다. 또한 바닥에 투사된 프로젝션 영상을 활용한 게임형 콘텐츠는 가족이나 친구와 함께 참여할 수 있어, 고령층의 사회적 유대감을 형성하고 심리적 즐거움을 얻는 데에도 긍정적인 영향을 미칩니다. 이러한 혁신적인 재활 기술의 보급은 고령화 사회에서 의료 서비스의 효율성을 극대화하고, 어르신들이 스스로 건강을 관리하며 독립적인 삶을 유지할 수 있는 든든한 밑거름이 될 것입니다.

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생명과학
융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 만약 1인 가구가 계속 증가한다면?

최근 1인 가구가 급격히 늘어나면서 고독사와 같은 다양한 사회적 문제가 중요한 과제로 부상하고 있습니다. 1인 가구는 다인 가구에 비해 질병 위험도가 훨씬 높으며, 특히 건강 이상을 즉시 감지하기 어려운 환경에 놓여 있는 경우가 많습니다. 이러한 문제를 해결하고자 한국생산기술연구원에서는 비대면 안전 헬스케어 서비스를 개발하였습니다. 이 서비스는 거주자의 일상적인 움직임을 실시간으로 파악하여 위급 상황을 예방하는 데 중점을 둡니다. 이는 단순히 편리함을 넘어 사회적 약자를 보호하는 든든한 안전망 역할을 수행할 것으로 기대됩니다. 이 시스템의 핵심 기술은 나노 전도성 섬유가 내장된 모듈형 압력 측정 매트입니다. 기존의 전도성 섬유는 내구성이 약하고 전기 신호가 일정하지 않은 단점이 있었으나, 새롭게 개발된 섬유는 우수한 전도성과 뛰어난 내구성을 동시에 확보했습니다. 유연한 TPU 소재로 제작된 이 매트는 가로세로 500mm의 조립식 구조로 되어 있어, 거실이나 침실 등 사용자가 원하는 공간의 크기에 맞춰 자유롭게 설치할 수 있습니다. 매트에 가해지는 압력 신호는 행동 분석 알고리즘을 통해 정밀한 행동 데이터로 변환되어 실시간 모니터링에 활용됩니다. 분석된 데이터는 사용자의 머무는 시간과 위치를 파악하여 수면 장애나 건강 이상 징후를 예측하는 데 쓰입니다. 특히 카메라를 사용하는 영상 방식과 달리 사생활 침해 걱정이 없다는 점이 시니어 케어 분야에서 큰 경쟁력을 가집니다. 이 기술은 향후 요양 시설은 물론 스마트홈 바닥재, 홈짐, 보안 산업 등 다양한 영역으로 확장이 가능합니다. 모든 세대가 건강하고 안전한 삶을 누릴 수 있도록 돕는 이 지속 가능한 기술은 미래 사회의 안전을 책임질 중요한 혁신이 될 것입니다. 생각을 현실로 만드는 기술의 힘이 우리 모두의 미래를 보호하고 있습니다.

한국생산기술연구원🔬What if Technology

융합
공학·기술

[생기원R&D] 지구와 산업체를 살리는 재활용 기술🌏

플라스틱은 현대 사회의 필수적인 소재이지만, 자연 분해에 수백 년이 걸려 해양과 토양 등 생태계 전반에 심각한 오염을 초래합니다. 이를 해결하기 위해 화학적 재활용과 물질 재활용이 적극적으로 도입되고 있으나, 우리나라의 물질 재활용률은 EU 기준 약 16.4%에 머물 정도로 낮은 실정입니다. 특히 여러 종류의 폐플라스틱이 혼재된 PCR 플라스틱은 서로 섞이지 않는 비혼화성 고분자 특성 때문에 기계적 물성이 매우 불규칙합니다. 이러한 한계는 결국 재활용 제품에 대한 낮은 신뢰도로 이어지며, 자원 순환 체계가 원활하게 작동하는 데 큰 걸림돌이 되고 있습니다. 한국생산기술연구원은 이러한 문제를 해결하고자 계면 접착력을 강화하는 커플링제와 나노 필러를 활용한 혁신적인 공정을 개발했습니다. 이 기술은 선별된 PCR 플라스틱에 특수 커플링제와 나노 필러를 투입한 뒤 용융 및 혼합 공정을 통해 균일하게 혼합하는 간단한 방식을 채택하고 있습니다. 특히 호모지니어스 디스차지 공정을 통해 목적에 맞는 비율로 정밀하게 조절된 펠릿을 생산할 수 있습니다. 이는 기존 재활용 방식의 고질적인 문제였던 고분자 간의 결합력 약화 문제를 해결하여, 신재 플라스틱과 대등한 수준의 고품질 원료를 확보할 수 있는 길을 열었습니다. 새롭게 개발된 커플링제 혼합 플라스틱 소재는 신재 플라스틱 대비 약 80~90%에 달하는 높은 기계적 물성을 보여주며 제품 경쟁력을 확보했습니다. 무엇보다 머신러닝 기술을 접목하여 고분자의 물성과 수명을 사전에 예측함으로써, 재활용 횟수에 관계없이 일관된 품질을 보증할 수 있다는 점이 큰 특징입니다. 현재 기술 완성도 7단계에 도달한 이 업사이클링 기술은 자동차 부품부터 운송용 패키징까지 폭넓은 분야에 적용이 가능합니다. 환경 보호와 산업적 수익성을 동시에 충족하는 이 기술은 미래 친환경 시장을 선도하며 지구와 산업 생태계를 모두 살리는 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.

한국생산기술연구원

화학
지구환경과학
융합
공학·기술

[생기원R&D] 🖨세계 최초 잉크젯 액적 측정 및 모니터링 장치

잉크젯 프린팅 기술은 단순히 종이에 문서를 출력하는 단계를 넘어, 이제는 전자 소자와 디스플레이 패널 제조 분야에서 필수적인 공정으로 자리 잡았습니다. 정교한 제조 장비로서의 역할을 수행하려면 분사되는 액적의 크기가 매우 균일해야 하지만, 기존의 드롭와처 방식은 사용자의 설정값에 따라 액적 크기 측정값이 변하는 한계가 있었습니다. 수많은 이미지를 겹쳐서 관찰하는 방식은 실시간으로 변화하는 공정 상황을 완벽하게 반영하기 어려웠고, 이는 곧 제품의 품질 저하나 불량 발생으로 이어지는 주요 원인이 되기도 했습니다. 한국생산기술연구원에서는 이러한 한계를 극복하기 위해 레이저 광회절 현상을 응용한 실시간 액적 측정 기술을 선보였습니다. 이 장치는 레이저와 렌즈, 고속 카메라라는 비교적 간단한 구성만으로도 잉크 노즐에서 분사되는 액적의 크기를 정밀하게 추적합니다. 분사되는 잉크에 평행광 레이저를 조사하여 얻은 회절상을 분석함으로써 미세한 변화까지 놓치지 않고 모니터링할 수 있게 된 것입니다. 이 기술은 실제 인쇄 작업이 이루어지는 도중에도 가동될 수 있을 만큼 높은 현장 적응력과 유연한 설치 환경을 자랑합니다. 본 기술은 OLED TV 생산 공정처럼 높은 정밀도를 요구하는 산업 현장에서 즉각적인 효과를 발휘할 것으로 기대됩니다. 레이저 빔이 통과할 수 있는 좁은 공간만 확보된다면 매 순간 액적의 크기를 측정할 수 있어 공정 효율을 극대화할 수 있습니다. 현재 이 기술은 디스플레이뿐만 아니라 인쇄용 배터리, 반도체 솔더볼 검사, 바이오 프린팅 등 다양한 첨단 산업 분야로의 확장을 준비 중입니다. 이는 국내 기업의 제조 경쟁력을 한 단계 높이고 글로벌 시장에서 기술적 우위를 선점하는 데 있어 핵심적인 역할을 수행할 전망입니다.

한국생산기술연구원

물리학
융합
공학·기술

[생기원R&D] 광경화 폴리머 기반 초소형 3D 프린팅 제조 기술

3D 프린팅은 플라스틱, 금속, 세라믹 등 다양한 재료를 층층이 쌓아 복잡한 형상의 입체물을 빠르게 제작하는 기술입니다. 그중에서도 디지털 마이크로미러 디바이스를 활용하는 DLP 방식은 높은 정밀도와 빠른 조형 속도라는 강력한 장점을 지니고 있습니다. 하지만 실제 산업 현장에서는 초기 접착 불량이나 재료가 고르게 입혀지지 않는 리코팅 문제, 그리고 의도보다 더 많이 굳어버리는 오버큐어 현상 같은 기술적 난제들이 존재해 왔습니다. 한국생산기술연구원은 이러한 공정상의 오류를 극복하기 위해 장비에 최적화된 공정 조건을 도출하고 이를 적용한 고성능 3D DLP 프린터를 개발하는 데 성공했습니다. 연구원이 개발한 3D DLP 프린터는 UV 램프에서 조사된 405nm 파장의 빛을 마이크로미러를 통해 정교하게 제어합니다. 단면 데이터의 형상에 따라 각 미러가 반사각을 조절하며 광경화성 수지를 면 단위로 선택적으로 경화시켜 적층해 나가는 방식입니다. 특히 공정의 완성도를 높이기 위해 싱글 레이어 테스트, 리코팅 테스트, 접착(Adhesion) 테스트, 오버큐어 테스트 등 체계적인 단계별 검증 과정을 거칩니다. 이러한 철저한 최적화 과정을 통해 재료 낭비를 최소화하는 것은 물론, 마이크로미터 단위의 미세한 오차조차 허용하지 않는 고정밀 제품을 안정적으로 생산할 수 있는 기반을 마련했습니다. 한국생산기술연구원은 나노 스케일부터 밀리미터 단위에 이르기까지 폭넓은 공정 연구를 진행하며 기술의 완성도를 높여왔습니다. 그 결과 3D 뼈 스캐폴드, 인공 혈관, 마이크로니들 등 고도의 정밀함이 요구되는 의료 기기는 물론, 오가노이드 배양을 위한 몰드와 바이오칩 제작까지 가능해졌습니다. 연구팀은 향후 자율 제조 기술을 도입하여 생산성을 극대화하고, 다양한 연구 기관과의 협업을 통해 환자 개개인에게 최적화된 의료 솔루션을 제공할 계획입니다. 이러한 창의적인 공정 혁신은 인류의 건강한 삶과 밝은 미래를 설계하는 데 핵심적인 역할을 수행할 것으로 기대됩니다.

한국생산기술연구원

생명과학
융합
공학·기술

[What if..🧑 🔬❓] 온실가스 배출을 막지 못한다면?

인류가 직면한 기후 위기는 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 온실가스 배출을 억제하지 못한 미래에는 50도를 넘나드는 폭염과 극한의 한파가 지속되면서, 돔 형태의 제한된 공간에서만 생활해야 하는 비극적인 상황이 올 수 있습니다. 특히 대한민국의 핵심 산업인 AI 반도체 분야의 성장은 국가 경쟁력 확보를 위해 필수적이지만, 동시에 제조 과정에서 발생하는 온실가스 배출량의 급증이라는 과제를 안겨주었습니다. 반도체 생산량은 2030년까지 현재의 세 배 이상 증가할 것으로 예상되며, 이에 따라 지구 온난화에 치명적인 영향을 미치는 F-가스 처리가 가장 시급한 문제로 떠오르고 있습니다. 이러한 환경적 위기를 극복하기 위해 한국생산기술연구원에서는 액체 금속을 활용한 혁신적인 가스 저감 설비를 개발했습니다. 이 기술은 반도체 제조 공정에서 배출되는 가스를 액체 금속과 직접 접촉시켜 화학적 결합을 유도함으로써 유해 가스를 무해한 물질로 변환하는 방식을 취합니다. 기존의 연소 방식은 고온의 에너지가 필요하고 처리가 까다로웠지만, 새로운 기술은 공정의 효율성을 극대화했습니다. 특히 분해가 매우 어려워 1,400도 이상의 고온이 필요했던 사불화탄소를 800도의 낮은 온도에서도 99.9% 이상 완벽하게 제거하는 데 성공하며 기존 기술의 한계를 뛰어넘었습니다. 액체 금속 저감 설비는 뛰어난 가스 저감 효율뿐만 아니라 경제성과 친환경성 면에서도 탁월한 장점을 보유하고 있습니다. 연소 공정을 거치지 않기 때문에 2차 오염 물질 배출이 거의 없으며, 에너지 소비를 최소화하여 운영 비용을 획기적으로 절감할 수 있습니다. 이러한 기술은 반도체 제조 현장을 넘어 다양한 산업 분야로 확장이 가능해 국가적인 온실가스 저감 목표 달성에 큰 기여를 할 것입니다. 과거의 반도체 기술이 인류의 삶을 변화시켰듯, 이제는 환경 보호를 선도하는 혁신 기술이 지속 가능한 미래를 열어가는 핵심적인 열쇠가 될 것으로 기대됩니다. 끊임없는 기술 혁신은 우리가 꿈꾸는 깨끗한 미래를 현실로 만드는 원동력이 됩니다.

한국생산기술연구원

화학
지구환경과학
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제13대 한국생산기술연구원 이상목 원장 취임식

한국생산기술연구원의 새로운 도약을 이끌 제13대 이상목 원장의 취임은 생기원의 미래를 향한 강력한 의지를 담고 있습니다. 자부심 넘치는 연구 환경을 만들기 위한 첫걸음으로, 생기원은 세 가지 핵심 발전 전략을 제시했습니다. 스마일 생산기술 대전환을 필두로, 전주기 기업 지원 디지털 플랫폼 구축, 그리고 특화 가치사슬 네트워크 강화가 그 중심에 있습니다. 이러한 전략들은 급변하는 산업 환경 속에서 우리 제조 기술의 경쟁력을 근본적으로 혁신하고, 기술 지원의 효율성을 극대화하여 국가 산업 발전에 실질적인 기여를 하겠다는 구체적인 청사진을 보여줍니다. 경영 혁신 측면에서는 지역 분권적 자율책임 체제와 공감 디지털 경영, 그리고 구성원 모두가 인정받는 한마음 문화를 강조하고 있습니다. 이는 단순히 기술적인 발전을 넘어 조직의 체질을 개선하고, 전국 각지의 연구 현장에서 자율성과 책임감을 바탕으로 성과를 창출할 수 있는 기반을 마련하겠다는 선언입니다. 의지와 기여가 공정하게 평가받는 환경 속에서 구성원들이 자신의 역량을 마음껏 펼칠 때, 비로소 진정한 의미의 조직 혁신이 완성될 수 있습니다. 모든 구성원이 생기원의 주역으로서 자부심을 느끼며 일할 수 있는 토대를 구축하는 것이 이번 경영 혁신의 핵심입니다. 나아가 생기원은 서로를 존경하고 뜨거운 열정으로 연구에 매진할 수 있는 건강한 문화를 지향합니다. 젊고 활기찬 조직, 직원이 주인이 되는 생기원을 만들기 위해 현장의 다양한 목소리에 귀를 기울이며 소통의 폭을 넓혀가고 있습니다. 구성원들이 제안한 즐거운 조직 문화에 대한 소망처럼, 모두가 함께 성장하고 성공을 꿈꾸는 환경을 조성하는 것이 최종적인 목표입니다. 기관장과 모든 임직원이 한마음으로 뜻을 모아 나아간다면, 생기원은 기술 혁신의 요람을 넘어 구성원 모두에게 자부심의 원천이 되는 세계적인 연구 기관으로 거듭날 수 있을 것입니다.

한국생산기술연구원

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[생기원 R&D] 고속 멀티 프로빙 웨이퍼 검사 시스템

현대 반도체 제조 공정에서 생산성을 결정짓는 핵심 요소 중 하나는 검사 속도입니다. 기존의 반도체 검사 방식은 한 번에 단 한 장의 웨이퍼만 검사할 수 있는 '싱글 프로버'에 의존해 왔습니다. 하지만 웨이퍼 한 장을 검사하는 데 보통 8시간에서 10시간이라는 긴 시간이 소요되기 때문에, 이는 전체 공정의 병목 현상을 야기하는 주요 원인이 되었습니다. 한국생산기술연구원 남경태 수석연구원 팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 여러 장의 웨이퍼를 동시에 검사할 수 있는 '고속 멀티 프로빙 웨이퍼 검사 시스템'을 새롭게 개발하며 반도체 후공정 분야의 새로운 지평을 열었습니다. 이번에 개발된 시스템은 카트리지를 조립하는 얼라이너와 이를 옮기는 이송 로봇, 그리고 여러 개의 웨이퍼를 동시에 다룰 수 있는 멀티 챔버로 구성됩니다. 웨이퍼와 프로브 카드를 카트리지 형태로 규격화하여 멀티 챔버 내에서 동시에 검사를 진행함으로써, 검사 효율을 극대화한 것이 특징입니다. 이 기술은 단순히 검사 시간을 단축하는 데 그치지 않고, 접촉 정밀도를 향상시키며 설비 투입 자본 대비 효율성을 획기적으로 개선합니다. 또한, 동일한 수량의 웨이퍼를 검사할 때 필요한 공간을 절반 이하로 줄일 수 있어 공장 부지 활용도 측면에서도 압도적인 우위를 점하고 있습니다. 연구팀은 이미 국내외에 10여 개의 핵심 특허를 출원 및 등록하며 독보적인 원천 기술을 확보한 상태입니다. 이 기술이 본격적으로 상용화될 경우, 기존 방식 대비 생산성이 200% 이상 향상될 것으로 기대되며 반도체 제조 단가 경쟁력을 확보하는 데 크게 기여할 전망입니다. 4차 산업혁명의 핵심 부품인 반도체 시장에서 검사 공정의 혁신은 국가적 경쟁력을 좌우하는 중요한 지표가 됩니다. 향후 프로브 카드와 이송 로봇 기술의 추가적인 고도화를 통해 상용화 단계까지 성공적으로 안착시킨다면, 대한민국 반도체 산업은 세계 시장에서 다시 한번 기술적 우위를 확고히 다질 수 있을 것입니다.

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[생기원 R&D] 정상적인 보행을 위한 보행 보조 로봇 'ASSIST'

우리는 매일 당연하게 걷고 있지만, 고령자나 보행 장애를 겪는 이들에게 걷기는 결코 쉬운 일이 아닙니다. 일상적인 이동조차 커다란 고통으로 다가오는 이들의 아픔을 덜어주기 위해 안범모 수석연구원 연구팀은 혁신적인 보행 보조 시스템을 개발했습니다. 이 장치는 거동이 불편한 이들이 지면을 자연스럽게 딛고 뗄 수 있도록 설계되었으며, 공압을 이용해 발목의 움직임을 보조함으로써 누구나 안정적으로 걸을 수 있는 환경을 선사합니다. 의복형 보조 시스템인 'ASSIST'는 복잡한 구동기 없이 공압 실린더와 프레임, 발판으로 이루어진 간결한 구조를 자랑합니다. 발판에 내장된 지면 반력 센서는 사용자의 보행 의도를 실시간으로 감지하여 정밀한 보조를 가능케 합니다. 보행 보조 시스템에 공기를 공급하는 이동형 컴프레서 내부에는 배터리와 제어용 PCB가 내장되어 있습니다. 생성된 공기는 호스를 통해 전달되어 발목의 수축과 이완 동작을 반복하며 보행을 적극적으로 돕는 역할을 수행합니다. 이 로봇의 가장 큰 특징은 옷 안에 착용할 수 있어 겉으로 거의 드러나지 않는다는 점입니다. 이는 보행 보조 시스템 착용에 대한 거부감을 줄이고, 사용자가 심리적 위축 없이 일상생활을 편안하게 영위할 수 있도록 돕습니다. 안범모 수석연구원은 현재의 성과에 머물지 않고 의료 재활 로봇 분야의 독보적인 권위자가 되겠다는 포부를 밝히고 있습니다. 로봇을 통해 편리한 세상을 만들고자 하는 연구진의 노력 덕분에 많은 이들이 다시 희망을 품고 걷게 될 것입니다.

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[생기원 R&D] 케이로봇의 뿌리 소프트로봇

많은 이들이 로봇을 떠올릴 때 강철로 이루어진 육중한 기계나 아이언맨 같은 강인한 영웅을 상상하곤 합니다. 하지만 사람의 곁에서 마음을 위로하고 일상을 돕는 케어 로봇에게는 이러한 딱딱한 외형보다 부드러운 친근함이 더욱 중요합니다. 최근 한국생산기술연구원의 연구진들은 인간과 로봇 사이의 벽을 허물기 위해 소프트 로보틱스 기술에 주목하고 있습니다. 기존의 부자연스러운 움직임에서 벗어나, 사람의 근육처럼 유연하면서도 따뜻한 감촉을 지닌 로봇을 구현함으로써 인간과 로봇이 정서적으로 교감하며 공존하는 새로운 시대를 준비하고 있습니다. 소프트 로보틱스의 핵심은 인간의 근육을 모방한 혁신적인 구동 방식과 정밀한 센서 기술에 있습니다. 탄소나노튜브 기반의 섬유형 인공 근육은 본래 무게의 수만 배에 달하는 힘을 내면서도 수축과 이완이 자유로워 로봇의 무게를 획기적으로 줄여줍니다. 여기에 더해진 섬유형 촉각 센서와 광학 기반 센서는 로봇이 사람의 손길을 인식하고 정교하게 반응할 수 있도록 돕습니다. 딱딱한 금속 대신 부드러운 소재를 사용한 웨어러블 장치는 착용감을 극대화하여 실제 생활에서 사용자에게 물리적인 도움을 주는 동시에 정서적인 안정감을 제공하는 중요한 열쇠가 됩니다. 현재 연구진들은 지난 수년간 개발해온 각 분야의 요소 기술들을 하나로 통합하여 완성된 형태의 제품을 선보이기 위한 최종 단계를 밟고 있습니다. 액추에이션, 센서, 하드웨어 메커니즘 등 각기 다른 전문 분야의 연구자들이 하나의 퍼즐을 맞추듯 협력하며 완벽한 케어 로봇의 탄생을 예고하고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 단순한 기계 제작을 넘어 인간의 삶의 질을 높이는 실질적인 응용으로 이어질 것입니다. 머지않은 미래에 우리 곁에서 다정하게 소통하며 도움을 주는 케어 로봇은 일상의 든든한 동반자이자 따뜻한 반려의 존재가 되어줄 것으로 기대됩니다.

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[생기원 R&D] 사람대신 바닷 속 위험물을 제거하는 수중해양로봇 개발

로봇 기술은 과거 단순한 이동과 운반 수준을 넘어 현재는 위험한 현장의 수리나 탐색 등 다양한 분야에서 활약하고 있습니다. 특히 바다라는 극한 환경에서는 사람이 직접 들어가기 어렵기 때문에 원격 제어가 가능한 수중 로봇인 ROV의 역할이 매우 중요합니다. 수중 구조물 설치와 해저 자원 탐사 등 해양 산업의 핵심 작업을 수행하기 위해 해양 로봇 기술은 날이 갈수록 정교해지고 있으며, 이는 인류의 해양 영역을 확장하는 토대가 되고 있습니다. 지능형 해양 로봇 개발을 위해 두 연구소의 전문가들이 힘을 합쳤습니다. 각 연구팀은 자신들이 가진 강점인 수중 플랫폼 기술과 3차원 인식 및 판단 지능 알고리즘을 결합하여 시너지를 창출했습니다. 서로 다른 위치에서 수행하던 연구들이 하나로 모이면서 수중 로봇의 완성도는 더욱 높아졌습니다. 각자의 전문 영역에서 쌓아온 노하우가 유기적으로 융합되면서, 거칠고 복잡한 수중 환경 속에서도 정밀한 작업을 수행할 수 있는 지능형 로봇이 탄탄하게 탄생하게 되었습니다. 수중 환경에서의 가장 큰 난관은 조종자가 로봇을 조작할 때 현장감을 제대로 느끼기 어렵다는 점입니다. 탁한 시야와 복잡한 물리적 제약으로 인해 원격 조종자는 물속 상황을 명확히 파악하기 힘들고, 이는 정밀한 작업 수행을 방해하는 요소가 됩니다. 양팔 로봇을 활용한 고난도 작업을 수행하기 위해서는 조종자가 마치 현장에 있는 것처럼 느끼게 해주는 기술적 보완이 시급했습니다. 이를 해결하기 위해 연구진은 조작 편의성을 극대화하고 환경 이해도를 높이는 데 주안점을 두었습니다. 연구팀은 가상현실과 증강현실을 아우르는 확장 현실 기술인 XR을 도입하여 혁신적인 제어 시스템을 구축했습니다. 이 기술을 통해 조종자는 헤드셋을 착용하고 실제 다이버가 된 것처럼 몰입하여 로봇의 팔을 직관적으로 움직일 수 있습니다. 사용자의 의도가 로봇에게 실시간으로 전달되면서 과거에는 불가능해 보였던 정교한 수중 작업들이 가능해졌습니다. 로봇이 조종자의 움직임을 그대로 복사하듯 따라 함으로써 작업 효율은 획기적으로 상승했으며, 누구나 쉽게 다룰 수 있는 제어 환경을 마련했습니다. 현재 개발된 지능형 해양 로봇은 실증을 마치고 양산화를 위한 기술 이전을 준비 중입니다. 연구진은 기술적 완성도를 높여 로봇 조종의 진입 장벽을 낮추고자 노력하고 있습니다. 사람의 의도를 오차 없이 수행하는 신체 조건과 판단 지능이 결합한다면 수중 작업의 미래는 더욱 밝아질 것입니다. 광안대교 점검 같은 실제 현장에서 활약할 이 로봇들은 인간과 기계가 조화롭게 협력하는 시대를 열어줄 것이며, 인류가 더 넓은 세상을 안전하게 탐구하는 미래의 밑거름이 될 것입니다.

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공학·기술

신입직원간의 네트워크 형성 l MELT IN KITECH

현대 연구 환경에서 연구자 간의 네트워크 형성은 기술적 난제를 해결하고 새로운 아이디어를 창출하는 핵심적인 동력이 됩니다. 특히 서로 다른 부서와 지역에 흩어져 있는 동료들이 한자리에 모여 연구 지식을 공유하고 협업의 가능성을 모색하는 기회는 조직 전체의 역량을 강화하는 밑거름이 됩니다. 일회성 만남에 그치지 않고 정기적인 교류 체계를 구축함으로써, 연구원들은 각자의 전문 분야에서 발생하는 기술적 한계를 함께 극복하고 지속 가능한 연구 생태계를 조성해 나갈 수 있습니다. 조직 내 원활한 소통을 위해서는 구성원 개개인의 행동 유형과 심리적 특성을 이해하는 과정이 선행되어야 합니다. 전문적인 진단 도구를 활용하여 동료들의 행동 유형을 파악하고 서로의 다름을 인정하는 법을 배우는 프로그램은 협업 과정에서 발생할 수 있는 오해를 줄이는 핵심적인 역할을 합니다. 이러한 상호 이해는 단순히 업무적 협력을 넘어 조직 전체에 다양성을 존중하는 조직 문화를 정착시키는 기반이 되며, 연구원들이 각자의 전문성을 유연하게 결합하여 더 큰 성과를 창출할 수 있도록 돕습니다. 조직 생활에서 형성된 동료 간의 유대감은 단순한 친목을 넘어 어려운 과제에 직면했을 때 이를 견뎌내고 해결할 수 있게 돕는 심리적 버팀목 역할을 수행합니다. 연구 현장에서 마주하는 수많은 시행착오와 중압감 속에서 마음을 터놓고 의지할 수 있는 동기가 있다는 것은 개인의 성장은 물론 조직의 안정성 측면에서도 큰 자산이 됩니다. 정기적인 만남과 소통을 통해 다져진 관계는 연구원들이 소속감을 느끼며 업무에 몰입하게 하며, 결과적으로 국가 산업 발전에 기여하는 우수한 연구 성과로 이어지는 든든한 기반이 될 것입니다.

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공학·기술

[생기원 기업지원] 제조혁신으로 제조과정을 스마트하게! │제조혁신 지원사업

한국생산기술연구원은 뿌리, 섬유, 화학 등 전통적인 제조 현장을 대상으로 인공지능 기술을 응용하여 산업 전반의 디지털 역량을 강화하고 있습니다. 특히 중소·중견기업이 생산 공정의 지능화를 달성할 수 있도록 실시간 모니터링 시스템 개발과 현장 맞춤형 기술 지원에 주력하고 있습니다. 이는 단순한 자동화를 넘어 데이터 기반의 의사결정을 가능케 하며, 각 산업별 성공 모델을 구축하여 유사 공정으로의 기술 확산과 플랫폼화를 지원함으로써 제조 경쟁력을 근본적으로 혁신하는 토대가 됩니다. 디스플레이 산업이 고해상도 시대로 진입함에 따라 반응성 스퍼터링 공정의 정밀 제어가 필수적인 과제로 떠오르고 있습니다. 가스를 사용하는 이 공정은 파티클 발생 등 까다로운 이슈가 많아 관리가 어렵지만, 인공지능과 머신러닝 기술을 접목하여 품질을 사전에 예측하고 최적의 조건을 도출하는 방식이 도입되었습니다. 기존 장비에서 분석이 어려웠던 박막 상태를 실시간으로 모니터링하고 딥러닝으로 공정을 제어함으로써 설비의 안정성을 높이고, 작업자가 품질 결과에 대한 불안감 없이 생산에 전념할 수 있는 환경을 조성하고 있습니다. 금속 성형 공정인 냉간 단조 분야에서도 데이터 활용 기술은 큰 변화를 일으키고 있습니다. 과거에는 작업자의 경험적 판단에 의존하여 금형의 파손 시점을 예측했기 때문에 갑작스러운 설비 중단이나 불량 발생을 피하기 어려웠습니다. 이제는 실시간으로 수집되는 데이터를 통해 금형의 한계 수명을 직관적으로 예측하고, 비전 시스템을 활용해 제품의 치수를 정밀하게 자동 검사합니다. 이러한 시스템 구축은 작업자의 수고를 덜어주는 동시에 금형 파손을 방지하고 고품질 제품의 연속 생산을 가능하게 만드는 핵심적인 역할을 수행합니다. 화학 분야인 복합수지 기술 개발 과정에서도 머신러닝의 활약이 돋보입니다. 사용자 요구에 따른 다양한 물성을 구현하기 위해 기존에는 복잡한 수학적 모델이나 수많은 시행착오가 필요했으나, 이제는 입력된 재료 레시피에 따라 물성 값을 즉각 예측하는 소프트웨어가 개발되었습니다. 이 기술은 제품 개발에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 단축하며 생산 효율성을 극대화합니다. 미리 예측된 정확도 높은 데이터를 바탕으로 불필요한 실험 횟수를 줄임으로써, 보다 안전하고 신속하게 고품질의 복합수지를 생산할 수 있는 제조 환경이 마련된 것입니다. 인공지능 기반의 제조 혁신은 단순한 공정 개선을 넘어 글로벌 시장에서의 경쟁력을 확보하는 강력한 무기가 되고 있습니다. 실제로 금형 수명 관리와 품질 검사 자동화를 통해 원가 경쟁력을 높임으로써 해외 수주에 성공하고 대량 양산 체제를 구축한 사례가 늘고 있습니다. 앞으로 한국생산기술연구원은 이러한 성공 모델을 전기·전자, 자동차 등 산업 전반으로 확대하여 지능형 제조 플랫폼을 더욱 고도화할 계획입니다. 중소·중견기업과 함께 성장하며 모든 제조 공정이 지능화되는 미래를 향해 디지털 전환의 노하우를 끊임없이 전파해 나갈 것입니다.

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공학·기술

[생기원 R&D] 물속 미세플라스틱, '전기'로 제거한다!

미세플라스틱은 물속에 존재하는 5mm 이하의 입자로, 주로 세탁 과정에서 발생하는 섬유나 금속산화물 등을 포함합니다. 이들은 화학적으로 매우 안정되어 인체에 축적되면 쉽게 배출되지 않는 특징이 있습니다. 특히 입자가 작아질수록 고유의 전기적 성질인 '제타 전위'를 띠게 되는데, 이는 체내 세포들을 비정상적으로 응집시켜 암을 유발하거나 DNA에 손상을 주는 등 심각한 질병의 원인이 될 수 있어 현대 사회의 중대한 건강 위협으로 다가오고 있습니다. 수십에서 수백 마이크로미터 크기의 입자들은 일반적인 정수기 필터로 걸러낼 수 있지만, 1마이크로미터 이하의 초미세 입자들은 제거하기가 매우 까다롭습니다. 이를 물리적인 필터로 걸러내려면 구멍이 극도로 미세해야 하는데, 이 경우 정수 속도가 현저히 느려지는 공정상의 한계가 발생합니다. 최근 많은 정수 업체들이 속도를 유지하면서도 초미세 입자를 포집할 수 있는 기술 개발에 매진하고 있으며, 물속에 숨어있는 보이지 않는 입자들의 위험성을 해결하기 위한 연구가 활발히 진행 중입니다. 전기영동 증착법(EPD)은 마찰전기의 높은 전압을 활용하여 초미세 입자를 효율적으로 포집하는 혁신적인 방식입니다. 마찰전기는 전류가 매우 낮아 인체에 무해하면서도 전기영동에 적합한 특성을 갖추고 있어, 물리적 필터가 가진 속도 저하의 문제를 극복할 수 있습니다. 비록 현재는 학술적 연구 단계에 머물러 있어 세탁조 내 섬유 입자 제거와 같은 실증 연구가 더 필요하지만, 향후 대규모 평가 플랫폼이 구축된다면 일상 속 미세플라스틱 문제를 해결할 획기적인 열쇠가 될 것으로 기대됩니다.

한국생산기술연구원

화학
생명과학
공학·기술

연구-행정, 선-후배간 소통을 위한 CROSS MEETING l ONE TEAM KITECH

한국생산기술연구원의 '원팀 카이텍' 프로그램은 연구 부서와 행정 지원 부서, 그리고 선후배 간의 경계를 넘어 폭넓은 교류를 실천함으로써 건강한 조직 문화를 구축하려는 깊은 취지를 담고 있습니다. 기관의 성장은 단순히 기술적 성과에만 의존하는 것이 아니라, 구성원들이 서로의 역할을 존중하고 긴밀하게 소통할 때 비로소 가능해집니다. 이번 소통의 장을 통해 서로의 가치를 재확인하고 공동의 목표 의식을 고취함으로써, 기관 전체의 결속력을 한층 더 견고하게 다지는 유의미한 시간이 될 것으로 큰 기대를 모으고 있습니다. 업무 현장에서 주로 마주치는 동료들 외에 평소 접하기 어려웠던 다양한 부서의 구성원들과 진솔한 대화를 나누는 경험은 조직 내 유연한 소통 체계를 만드는 핵심 동력이 됩니다. 각기 다른 연구 분야와 지원 업무를 담당하는 이들이 한자리에 모여 현장에서 겪는 고충을 공유하고 개인적인 이야기를 나누는 과정에서 깊은 정서적 공감대가 형성됩니다. 이러한 소통은 부서 간에 존재하던 보이지 않는 장벽을 자연스럽게 해소하며, 기관 내부의 활력을 불어넣고 구성원들이 더욱 즐겁게 일할 수 있는 긍정적인 직장 분위기를 조성하는 데 기여합니다. 전국 단위로 분산되어 있는 지역본부의 구성원들과 서로 다른 직군이 어우러지는 네트워크의 장은 향후 융합 연구와 협동 업무를 추진하는 데 있어 매우 실질적인 밑거름이 됩니다. 자신의 한정된 근무지나 업무 영역을 벗어나 시야를 넓히고 다양한 전문가들과 소통하는 과정에서 복합적인 문제 해결을 위한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이는 단순히 일시적인 친목 도모를 넘어, 구성원 간의 신뢰를 바탕으로 업무의 효율성을 극대화하고 한국생산기술연구원의 미래 경쟁력을 지속적으로 강화해 나가는 '원팀 정신'의 진정한 가치를 보여줍니다.

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융합

[생기원 R&D] 플렉시블 디스플레이 적용 가능한 '고강도 투명 유연 광학 필름' 개발

차세대 디스플레이인 플렉시블 디스플레이 구현을 위해 고강도 투명 유연 광학 필름 개발이 핵심 과제로 떠오르고 있습니다. 현재 폴더블 스마트폰에는 울트라 씬 글래스(UTG)와 고강도 투명 유연 광학 필름이 주로 사용되지만, 사용자들이 겪는 가장 큰 불편함 중 하나는 화면이 접히는 부위에서 발생하는 주름 현상입니다. 이는 소재 자체가 요구되는 성능 임계치에 완전히 도달하지 못했거나 제품의 내부 구조가 최적화되지 않았기 때문에 발생하는 문제입니다. 과거에는 상상 속의 기술로만 여겨졌던 유연한 화면이 현실화되면서, 이를 완벽하게 구현하기 위한 소재 공학적 접근과 기판 필름의 혁신이 필수적인 상황입니다. 엔지니어링 플라스틱의 일종인 폴리이미드는 기계적 강도가 매우 뛰어나지만, 내부 사슬들이 응집체를 형성하는 과정에서 황변 현상이 발생하는 고유한 한계가 존재합니다. 이러한 특성을 극복하고자 연구팀은 입체적으로 거대한 화학 구조를 분자 사슬에 삽입하여 가시광선 영역에서의 투과도를 높이는 기술을 적용하였습니다. 특히 CF3와 같은 불소 함유 그룹을 활용해 물리적 강도는 유지하면서도 빛의 투과를 방해하는 요소를 제거하는 데 성공했습니다. 이는 광학적 선명도와 내구성을 동시에 요구하는 최신 기기의 요구 조건을 충족시키는 중요한 성과로 평가받고 있습니다. 개발된 신소재는 20만 번 이상의 반복적인 굴곡 테스트 후에도 표면 손상이 없는 뛰어난 신뢰성을 입증하여 학계의 큰 주목을 받았습니다. 이는 기존 평면 제품 대비 취약했던 폴더블 기기의 표면 경도 문제를 해결할 실마리를 제공하며, 향후 스트레처블 및 웨어러블 디스플레이로의 확장을 가능케 합니다. 궁극적으로는 디스플레이 핵심 소재의 국산화와 내재화를 통해 국가 경쟁력을 강화하고 세계 시장을 선점하는 것이 목표입니다. 단순히 부품 개발에 그치지 않고 미래 산업의 기반이 되는 원천 기술을 확보하여 기술 자립도를 높이는 연구를 지속할 계획입니다.

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공학·기술

[2022 봄 사이언스데이 강연 영상]불편한 정전기를 편리한 전기에너지로 - 조한철 박사(한국생산기술연구원)

정전기는 우리 일상에서 흔히 겪는 현상으로, 겨울철 문고리를 잡거나 옷을 입을 때 예기치 못한 따끔함을 선사합니다. 하지만 단순히 불편한 존재만은 아닙니다. 주유소에서의 정전기는 화재를 유발할 수 있는 치명적인 위험 요소이기도 하지만, 아이들의 머리카락을 하늘로 솟구치게 하는 귀여운 장난기가 숨어있기도 합니다. 정전기는 종이를 끌어당기거나 물줄기의 방향을 바꾸는 물리적인 힘을 가지고 있으며, 번개처럼 거대한 빛과 에너지를 만들어내는 자연의 경이로운 현상이기도 합니다. 인류가 정전기를 처음 인식한 것은 기원전 6세기로 거슬러 올라갑니다. 고대 그리스의 탈레스는 보석인 호박을 양털로 문지르면 먼지가 달라붙는 것을 발견했는데, 여기서 전기(Electricity)라는 단어가 유래되었습니다. 이후 18세기 벤자민 프랭클린은 연날리기 실험을 통해 번개가 전기의 일종임을 증명했고, 쿨롱은 정전기 법칙을 통해 이를 과학적으로 정량화했습니다. 이처럼 정전기는 아주 오랜 시간 동안 수많은 과학자들에 의해 탐구되고 체계화되어 온 우리 삶의 일부라고 할 수 있습니다. 정전기가 발생하는 근본적인 원인은 바로 물질 사이의 마찰에 있습니다. 고체와 액체, 기체 등 어떠한 물질이라도 서로 부딪히고 떨어지는 과정에서 전자가 이동하며 마찰전기가 생성됩니다. 이때 전자를 잘 주고받는 성질을 나열한 것을 '대전열'이라 부르는데, 이 거리가 멀수록 정전기가 강하게 발생합니다. 우리가 피부 자극이 적은 면 소재의 속옷을 입는 이유도 면이 중성에 가까워 정전기 발생을 최소화하기 때문입니다. 반대로 실크와 폴리에스터를 같이 입으면 강한 정전기가 발생하여 큰 통증을 유발하기도 합니다. 한국생산기술연구원에서는 이러한 정전기의 원리를 역이용하여 에너지를 수확하는 마찰 대전 발전기를 개발하고 있습니다. 손으로 가볍게 두드리는 것만으로도 수천 개의 LED 전구에 불을 밝힐 수 있다는 점은 매우 고무적입니다. 연구진은 크리스마스 트리의 전구를 켜거나, 아이들에게 인기 있는 토끼 모자에 LED를 연결해 움직임만으로 빛을 내는 등 정전기를 실용적인 에너지로 변환하는 다양한 시도를 이어가고 있습니다. 이는 버려지는 정전기를 편리한 전기에너지로 바꾸는 기술의 무한한 가능성을 보여줍니다. 정전기 에너지 수확 기술은 미래의 친환경 에너지원으로 주목받고 있습니다. 초등학생들도 쉽게 실험할 수 있는 교구재 개발을 통해 과학 교육의 장을 마련하는 것은 물론, 스마트폰이나 스마트워치 같은 소형 전자기기의 구동원으로도 활용될 수 있습니다. 더 나아가 풍력이나 화력 발전의 효율을 높이고 다양한 안전 센서 분야에 적용하기 위한 연구가 지속되고 있습니다. 환경 오염 걱정 없이 누구나 손쉽게 에너지를 만들어 쓸 수 있는 세상, 정전기가 만드는 밝은 미래가 우리 곁으로 성큼 다가오고 있습니다.

한국생산기술연구원

물리학
융합
공학·기술

[생기원 기업지원] 국내 최초 3.0kW 광섬유 레이저 개발 Story

광섬유 레이저는 광섬유를 전송 매질로 사용하여 빛을 증폭시키는 기술로, 최근 반도체와 디스플레이, 자동차 산업 등에서 용접이나 3D 프린팅 공정의 핵심 장비로 주목받고 있습니다. 하지만 이 기술은 국가 전략 물자로 분류될 만큼 중요도가 높음에도 불구하고, 국내 기술 수준은 선진국 대비 60~70% 정도에 머물러 있는 실정입니다. 따라서 핵심 기술의 국산화는 국가 경쟁력 확보 차원에서 매우 시급하고 중요한 과제라고 할 수 있습니다. 빔의 우수한 품질과 정밀함은 산업 현장에서의 신뢰도를 결정짓는 가장 중요한 요소가 됩니다. 한국생산기술연구원과 한화에어로스페이스는 공동 연구를 통해 이론적 설계부터 실증 단계까지 거치며 3kW급 고출력 광섬유 레이저 개발에 성공했습니다. 특히 이번 성과는 시중에서 구할 수 있는 상용 부품들만을 활용하여 독자적인 설계 및 테스트를 통해 얻어낸 결과라는 점에서 큰 의의가 있습니다. 레이저의 출력이 높아질수록 발생하는 비선형 현상과 같은 구조적 한계를 극복하고 빔의 품질을 일정하게 유지하는 것이 가장 큰 어려움이었으나, 연구팀은 공학적 설계를 통해 이를 해결했습니다. 이는 향후 수 밀리미터 두께의 금속을 가공하거나 자동차 산업 현장에서 즉각 활용 가능한 수준입니다. 고출력 레이저 기술은 산업 현장의 생산성을 비약적으로 높일 뿐만 아니라, 국방 분야에서 요격 무기 체계의 핵심 수단으로도 활용될 수 있습니다. 강력한 에너지를 정밀하게 타격 지점에 전달하여 표적을 무력화하거나 광학 센서를 파괴하는 등 현대전의 게임 체인저 역할을 할 것으로 기대됩니다. 앞으로 연구진은 출력을 10kW까지 끌어올리는 것을 목표로 연구를 지속할 계획이며, 이득 매질과 같은 주요 부품의 완전한 국산화를 지원할 예정입니다. 또한 시스템의 소형화와 경량화 기술을 더욱 고도화하여 실제 무기 체계에 성공적으로 적용하는 최종 목표를 향해 나아가고 있습니다.

한국생산기술연구원

공학·기술

[IP소개 5] 다양한 분야에도 이용 가능한 표면 증강 라만 산란 기술

혈액은 다양한 질병을 진단하는 데 중요한 지표가 되는 바이오마커를 포함하고 있어 현대 의학에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 하지만 정밀한 분석을 위해서는 원심분리기를 사용하여 혈구와 혈장을 분리하는 전처리 과정이 필수적입니다. 문제는 이 방식이 고가의 장비와 전문 인력을 필요로 하며, 소량의 혈액을 처리하기에는 효율성이 떨어진다는 점입니다. 이로 인해 대형 병원이 아닌 소규모 의료기관이나 보건소에서는 신속한 진단과 대응에 한계를 느끼고 있으며, 누구나 쉽고 빠르게 활용할 수 있는 새로운 혈액 분석 기술의 도입이 절실한 상황이었습니다. 한국생산기술연구원에서는 이러한 한계를 극복하고자 혈액 전처리 분리막과 표면 증강 라만 산란(SERS) 기판을 하나로 합친 혁신적인 분석 플랫폼을 개발했습니다. 이 기술은 별도의 분리 단계 없이 혈액 한 방울을 떨어뜨리는 것만으로도 고감도 분석이 가능하게 해줍니다. 혈액 전처리 분리막이 혈구 세포를 걸러내는 동안 혈장은 수직 배향 다공성 금속 박막을 통과하여 기공 내부에 머무르게 됩니다. 이후 기판을 뒤집어 라만 산란광을 조사하면 혈장 내 성분을 즉각적으로 파악할 수 있어, 시간과 비용을 획기적으로 절감하면서도 정밀한 진단 결과를 얻을 수 있습니다. 이 플랫폼의 핵심은 전해 도금 공정과 계면활성제의 자기조립 특성을 활용해 제작된 수직 배향 다공성 금속 박막에 있습니다. 약 6나노미터의 균일한 기공 크기는 거대 단백질이나 혈구를 효과적으로 차단하며, 기공이 작아질수록 측정 감도가 더욱 향상되는 특징을 보입니다. 도금 시간을 조절하여 수직 배향 다공성 금속 박막의 두께를 최적화함으로써 분석 성능을 극대화할 수 있으며, 실제 전혈 내 약물 성분 분석에서도 짧은 시간 안에 순수한 성분만을 검출하는 데 성공했습니다. 이 기술은 혈액 진단 분야를 넘어 다양한 분석 환경에서 활용될 수 있는 무궁무진한 가능성을 지니고 있습니다.

한국생산기술연구원

생명과학
융합
공학·기술

[생기원 기업지원] 3D 프린팅과 Veltz 3D 프린터

3D 프린팅 기술은 소재를 아주 얇게 도포한 뒤 레이저를 이용해 한 층씩 쌓아 올리는 적층 제조 방식입니다. 폴리머부터 세라믹, 금속에 이르기까지 광범위한 소재를 다룰 수 있는 이 기술은 현대 제조 산업의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있습니다. 특히 최근에는 금속 분말을 활용한 금속 3D 프린터의 중요성이 크게 대두되고 있으며, 이는 기존의 절삭 가공 방식으로는 구현하기 힘들었던 복잡한 내부 구조나 정밀한 형상을 자유롭게 제작할 수 있다는 점에서 혁신적인 가치를 지닙니다. 기술적 한계를 극복하려는 노력이 산업 전반에 걸쳐 이어지고 있습니다. 헵시마는 기존에 보유하고 있던 플라스틱 3D 프린팅 분야의 선구적인 노하우를 바탕으로 한국생산기술연구원과 강력한 파트너십을 맺었습니다. 두 기관의 협력은 개발 과정에서의 시행착오를 획기적으로 줄여주었으며, 리스크를 최소화하는 효율적인 개발 솔루션을 구축하는 데 결정적인 역할을 했습니다. 이러한 긴밀한 협력 덕분에 단기간 내에 장비 설계부터 전시회 홍보, 그리고 실제 제품 판매까지 이루어지는 기대 이상의 성과를 거두었습니다. 이는 중소기업의 아이디어와 전문 연구기관의 기술력이 결합하여 시너지를 창출한 민관 기술 협력의 대표적인 우수 사례로 평가받고 있습니다. 이제 금속 3D 프린팅 기술은 단순한 연구 단계를 넘어 산업 현장의 실제적인 문제 해결사 역할을 수행하고 있습니다. 국내 기업들의 다양한 수요에 맞춘 맞춤형 장비 솔루션을 확보함으로써, 현장에서 발생하는 복합적인 기술적 애로 사항을 효과적으로 해결할 수 있게 되었습니다. 지속적인 연구 개발과 수요자 중심의 찾아가는 서비스를 통해 국내 시장의 활성화를 도모하고 있으며, 맞춤형 제조 서비스의 확산은 대한민국 제조 경쟁력을 한 단계 더 높은 수준으로 끌어올리는 핵심 동력이 될 것입니다. 본격적인 사업화를 통한 국내 시장의 질적 성장이 기대되는 시점입니다.

한국생산기술연구원

공학·기술

KITECH 월간뉴스 12월호

한국생산기술연구원은 연말을 맞아 기술사업화 유망 기술을 소개하고 기업들과의 실질적인 협력을 강화하는 자리를 마련했습니다. 지난 12월 초 열린 행사에서는 연구원이 보유한 40여 개의 유망 기술을 온·오프라인으로 공유하며 중소·중견기업을 대상으로 맞춤형 기술 상담을 진행했습니다. 특히 자동차 부품과 전기차 생산 기술 분야의 공동 연구를 위해 주요 기업과 업무협약을 체결하고, 현장 방문을 통해 실질적인 협업 방안을 도출했습니다. 이러한 노력은 프리미엄 전기차 소재 검증과 인버터 하우징 사업화 등 미래 모빌리티 산업의 기반을 다지는 중요한 계기가 되었습니다. 국민들에게 연구 성과를 직접 알리기 위한 소통 행보도 활발히 이어졌습니다. 대한민국 과학기술대전에 참가하여 AI 기반 로봇 조립 기술과 스마트 텍스트로닉스 제품을 선보였는데, 관람객들이 직접 로봇의 움직임을 관찰하고 스마트 텍스트로닉스 제품을 체험할 수 있도록 구성해 큰 호응을 얻었습니다. 이와 더불어 조직 내 여성 과학기술인들의 역량 강화를 위한 맞춤형 리더십 교육과 간담회도 개최되었습니다. 이를 통해 여성 리더로서의 의사소통 능력을 함양하고 원내 제도를 개선하기 위한 현장의 목소리를 수렴하며 연구 환경의 혁신을 도모했습니다. 지속 가능한 미래를 위한 순환경제 활성화와 사회적 가치 실현에도 앞장서고 있습니다. 최근 열린 순환경제 산업대전에서는 탄소중립 실천 공로를 인정받아 청정생산 부문에서 산업통상자원부 장관상을 수상하는 성과를 거두었습니다. 이는 연구원이 추진해 온 친환경 공정 컨설팅과 기술 개발 노력이 대외적으로 인정받은 결과입니다. 아울러 연구원 내외의 규제 대응과 사업화 지원 체계를 정비하여 자원 순환 생태계를 구축하는 데 기여하고 있으며, 탄소중립 사회로의 전환을 가속화하기 위한 다각적인 연구 협력을 지속하고 있습니다. 산업 현장의 애로사항을 해결하기 위한 제도적 지원과 파트너십 구축도 한층 강화되었습니다. 4,000여 개의 파트너 기업들과 함께하는 연구원은 우수 파트너 기업 간담회를 열어 현장의 의견을 청취하고 긴밀한 협력 체계를 재점검했습니다. 특히 기존 인증 제도의 공백으로 출시가 어려운 산업융합 신제품을 위해 '산업융합 신제품 적합성 인증 제도'를 주관하며 기업들의 시장 진출을 돕고 있습니다. 전용 상담 홈페이지를 통해 혁신 기업들을 발굴하고 밀착 지원함으로써, 기술 개발이 실제 사업화로 이어지는 과정에서 발생하는 규제 장벽을 낮추는 데 기여하고 있습니다. 글로벌 자원 외교와 핵심 제조 기술 개발 분야에서도 괄목할 만한 소식이 전해졌습니다. 우즈베키스탄과의 희소금속 및 합금 생산 기술 협력을 통해 공급망 다변화를 꾀하며 국가적 자원 안보 강화에 힘을 보태고 있습니다. 또한 중소기업이 겪는 고난도 용접 문제를 해결하기 위해 용접 자동화 기술을 지원함으로써 극저온에서도 견딜 수 있는 친환경 LNG 연료 저장 탱크 제작에 성공했습니다. 이러한 기술적 성취는 탄소중립 시대의 필수인 친환경 선박 산업의 경쟁력을 높이는 동시에, 출연연과 중소기업이 상생하며 제조 혁신을 이루어낸 대표적인 사례로 평가받습니다.

한국생산기술연구원

지구환경과학
융합
공학·기술

2021 ASTI 회장단 포럼 - 생기원型 기업지원 시스템

한국생산기술연구원은 1989년 설립 이래 대학과 산업계의 가교 역할을 하며 산업 원천 기술의 실용화를 주도해 왔습니다. 특히 중소기업의 혁신을 지원하는 데 중점을 두고 뿌리기술, 청정생산시스템, 융합생산기술이라는 세 가지 핵심 분야를 집중 연구하고 있습니다. 현재 약 1,140명의 인력이 근무하고 있으며, 이는 과학기술 분야 출연연구기관 중 인력 규모 3위, 예산 규모 4위에 해당하는 수준입니다. 국가 산업 경쟁력 강화의 중추적인 임무를 수행하는 종합 연구기관으로서 그 책임이 막중합니다. 연구원은 전국 45개 지역 조직과 35개 특화 센터를 운영하며 중소기업 밀착 지원 체계를 구축했습니다. 약 4,000개의 파트너 기업을 대상으로 기술 현안 개선과 장비 활용 지원은 물론, 해외사무소를 통한 글로벌 진출까지 다각도로 돕고 있습니다. 또한, 다른 기관과 차별화된 7개의 국가임무센터를 운영하여 법적으로 보호와 육성이 필요한 전략 산업의 기술 지원과 정책적 문제 해결을 병행합니다. 이를 통해 중소·중견기업이 4차 산업혁명 시대의 제조혁신을 선도하고 산업 생태계 내에서 자립할 수 있도록 전방위적으로 뒷받침하고 있습니다. 정부 출연금을 활용한 구체적인 지원 프로그램은 기술 현안 개선부터 신시장 창출까지 폭넓게 구성되어 있습니다. 파트너 기업의 단기 기술애로를 해결하는 사업은 물론, 해외 시장 맞춤형 기술 개발을 지원하여 기업의 글로벌 경쟁력을 높이는 데 주력합니다. 특히 탄소중립과 뉴딜 등 국가적 전략 분야의 상용화 R&D를 지원하는 핵심 지역 육성 사업과, 제조 현장의 디지털 전환 및 스마트화를 목표로 하는 제조혁신 지원 사업은 우리 기업들이 급변하는 미래 산업 환경에 유연하게 대응할 수 있도록 돕는 핵심 동력이 되고 있습니다. 국가적 임무를 수행하는 센터들은 산업별 맞춤형 지원과 규제 개선을 담당하며 기업 성장의 걸림돌을 제거합니다. 국가뿌리산업진흥센터는 공정 자동화와 인력 양성을 지원하고, 국가산업융합지원센터는 규제 샌드박스와 옴부즈만 제도를 통해 융합 신제품의 시장 진입을 돕습니다. 또한 엔지니어링기술지원센터와 탄소중립 실현을 위해 제품 설계 단계부터 오염원을 제거하는 청정생산지원센터는 우리 기업들이 지속 가능한 성장을 이룰 수 있도록 정책과 기술 양면에서 든든한 버팀목이 되어주고 있습니다. 민관 협력을 통한 'Go-Together' 사업은 대기업 및 지자체와 매칭 펀드를 조성하여 협력사나 지역 기업의 R&D를 지원하는 상생 모델을 제시합니다. 연구원이 보유한 특허를 기업의 요구에 맞춰 최적화하여 이전하거나, 연구원이 직접 현장을 방문해 기술적 난제를 해결하는 지역 현장 출장 제도 등은 기업 친화적인 연구 환경의 결실입니다. 우리나라 기업의 대다수를 차지하는 중소기업 근로자들이 더욱 안전하고 청정한 일터에서 근무하며 글로벌 주역으로 거듭날 때까지, 한국생산기술연구원은 기술적 토대를 닦고 제조혁신의 길을 끝까지 함께 걸어갈 계획입니다.

한국과학기술정보연구원

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공학·기술

[생기원 기업지원] 선박 침수사고, ‘초강력’ 펌프로 골든타임 확보한다.

해양에서 발생하는 선박 침수 사고는 단순히 배가 가라앉는 문제를 넘어 인명 피해와 같은 심각한 2차 사고로 이어질 가능성이 매우 높습니다. 이를 방지하기 위해 해양경찰청과 해군 등에서는 침수수를 신속하게 배출하는 장비인 배수펌프를 필수적으로 운용하고 있습니다. 특히 초동 대응 시 선박의 침몰을 막고 구조 시간을 확보하는 데 있어 배수펌프의 역할은 결정적입니다. 하지만 기존 장비들은 성능이나 운용 효율성 측면에서 한계가 있었기에, 국민의 생명과 재산을 더욱 안전하게 보호할 수 있는 혁신적인 기술 도입이 절실한 상황이었습니다. 한국생산기술연구원과 해양경찰청은 협력을 통해 분당 토출 유량 4,000리터 급의 고성능 플렉시블 배수펌프 개발에 박차를 가하고 있습니다. 이 장치는 엔진의 회전력을 플렉시블 케이블로 전달하여 흡입 장치를 가동하는 방식으로, 기존 펌프가 분당 약 500리터를 배출하던 것에 비해 수 배 이상의 획기적인 성능 향상을 이뤄냈습니다. 이러한 기술적 진보는 침수 현장에서의 배수 속도를 획기적으로 높여줄 뿐만 아니라, 화재 발생 시 근거리 소화 임무까지 수행할 수 있는 다목적 성능을 갖추고 있어 현장 대응력을 대폭 강화할 것으로 기대됩니다. 새로운 배수펌프는 고성능임에도 불구하고 경량화를 목표로 설계되어 함정의 이동 속도에 지장을 주지 않으면서도 신속한 현장 투입이 가능하도록 제작되었습니다. 이는 소형 어선 침수 사고와 같은 긴박한 상황에서 인명 구조를 위한 골든타임을 확보하고 배의 전복을 방지하는 데 핵심적인 기여를 할 것입니다. 연구진은 이번 성과가 실제 상용화로 이어질 수 있도록 엔진 연동 및 흡입 장치 최적화 연구를 지속할 예정입니다. 기술이 국민의 안전과 직결된다는 자부심을 바탕으로, 앞으로도 해양 재난 현장에서 실질적인 도움이 되는 장비 개발에 매진할 계획입니다.

한국생산기술연구원

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공학·기술

[생기원 R&D] 완전 무인 자율주행, 특장차부터 시작된다.

현대 자동차 산업의 패러다임이 미래 모빌리티 중심으로 재편되면서, 한국생산기술연구원 모빌리티 소재부품센터는 플랫폼 제어 및 솔루션 연구에 박차를 가하고 있습니다. 차량의 플랫폼은 그 위에 어떤 형태를 얹느냐에 따라 차량의 정체성이 결정되는 핵심적인 요소입니다. 현재 연구의 큰 틀은 자율주행 성능을 고도화하는 것과 실제 도로 주행에서의 안전성을 입증하는 신뢰성 확보에 집중되어 있습니다. 다양한 날씨와 환경 변화 속에서도 정밀한 측정 데이터를 쌓아 사고 확률을 최소화하고, 어떤 돌발 상황에서도 차량을 안전하게 제어할 수 있는 기술적 토대를 마련하는 것이 연구의 본질적인 목표라고 할 수 있습니다. 이러한 기술적 고도화는 무인 청소나 쓰레기 수거와 같은 공공 서비스 현장에서 실질적인 변화를 이끌어냅니다. 고위험 작업 환경에서 작업자의 안전을 보장하며 효율성을 극대화하는 것이 핵심입니다. 시스템이 스스로 대처하기 어려운 상황에는 5G 기반의 양방향 관제 시스템이 개입합니다. 도로 인프라인 RSU와 CCTV를 통해 차량 상태를 실시간으로 파악하고, 관제 센터에서 차량을 안전하게 원격 조종하는 통합 매니지먼트 체계가 이를 뒷받침하고 있습니다. 이는 인력 부족 문제에 직면한 현대 사회의 서비스 기술로서 매우 중요한 역할을 수행하게 될 것입니다. 자율주행의 실현을 위해서는 차량 기술뿐만 아니라 정밀 지도를 제작하는 모바일 매핑 시스템(MMS)과 사전 시뮬레이션 장비 같은 인프라 기술이 필수적입니다. 자율주행 시대가 본격화되면 택시와 같은 상용 서비스가 주를 이룰 것이며, 이는 국내 제조의 핵심인 자동차 산업에 새로운 활력을 불어넣을 것입니다. 한국생산기술연구원은 관련 기업들이 상용화 단계에서 충분한 경험과 실적을 쌓을 수 있도록 기술적 지원을 아끼지 않고 있습니다. 우리가 보유한 핵심 기술과 매니지먼트 역량을 잘 활용한다면, 미래 모빌리티 시장에서 국내 기업들이 시민들의 삶에 실질적인 파급 효과를 주는 주역으로 성장하는 데 기여할 것입니다.

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[ IP소개 1] 전기자동차 배터리 효율적 방전 기술

전기차 시장이 가파르게 성장함에 따라 동력원의 핵심인 배터리 수요도 폭발적으로 증가하고 있습니다. 그러나 배터리는 충·방전을 반복할수록 성능이 저하되는 소모품이기에, 보증 기간이 끝난 뒤 발생하는 대량의 폐배터리 처리는 중요한 과제로 떠올랐습니다. 리튬 배터리는 에너지 밀도를 높이기 위해 셀과 모듈, 팩 등으로 복잡하게 구성되어 있어 안전한 폐기가 쉽지 않습니다. 기존의 염수 담금 방식은 작업 효율이 낮고 환경 오염을 유발할 수 있는 부산물 처리 문제가 있어, 이를 대체할 안전하고 효율적인 방전 기술의 확보가 시급한 상황입니다. 한국생산기술연구원은 이러한 한계를 극복하고자 모듈이나 팩, 심지어 랙 단위로 대용량 방전이 가능한 혁신적인 공정을 개발했습니다. 배터리를 염수에 직접 담그지 않고 방전판을 통해 전극을 연결하는 방식을 채택함으로써, 전극 손실을 방지하고 고전압에서도 방전 시간을 획기적으로 단축할 수 있게 되었습니다. 또한 별도의 설비에서 방전 상태를 정밀하게 측정하고 관리할 수 있어 공정의 신뢰성을 높였습니다. 특히 방전 과정에서 발생하는 수소와 염소 같은 부산물을 자원으로 재포집하는 기술까지 연계하여 환경적 가치와 경제성을 동시에 확보하는 데 성공했습니다. 연구팀이 선보인 이번 기술은 10kW급 모듈 단위 시제품 제작을 거쳐 기업으로의 기술 이전을 앞두고 있으며, 이는 전기차 배터리 업사이클링 산업의 새로운 이정표가 될 전망입니다. 향후 그린 뉴딜 및 탄소 중립 정책과 연계하여 에너지 저장 장치(ESS)와 같은 다양한 분야로 사업 영역을 확장할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 단순히 제품을 만드는 단계를 넘어 자원의 선순환을 완성하는 이러한 기술적 진보는 국내 전기차 산업 생태계를 더욱 견고하게 만들 것입니다. 나아가 글로벌 시장에서 지속 가능한 에너지 솔루션을 선도하는 중요한 기반이 될 것으로 기대됩니다.

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지구환경과학
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[IP소개 2] 딥러닝을 이용한 결함 검출, 설비 진단 기술

현대 산업 현장은 인공지능 기술의 급격한 도입으로 인해 유례없는 대전환의 시대를 맞이하고 있습니다. 특히 한국생산기술연구원 대경본부는 이러한 기술적 흐름의 최전선에서 인공지능을 활용한 제조 혁신을 선도하며 국가 산업 경쟁력을 높이는 데 주력하고 있습니다. 과거의 산업 현장이 인간의 감각과 오랜 숙련도에 전적으로 의존했다면, 이제는 현장에서 발생하는 방대한 데이터를 실시간으로 분석하고 스스로 학습하는 인공지능 시스템이 생산 효율성을 극대화하고 있습니다. 연구진은 복잡한 공정 속에서 발생하는 수많은 변수를 정밀하게 제어하며 산업 현장의 디지털 전환을 가속화하고 있습니다. 대경본부가 추진하는 인공지능 연구의 핵심은 단순한 이론적 성과에 그치지 않고, 실제 제조 현장에 즉시 적용할 수 있는 실용적인 기술을 개발하는 데 있습니다. 지역 거점 산업인 기계, 부품, 금속 가공 공정에 최적화된 맞춤형 인공지능 솔루션을 제공함으로써 중소기업들이 겪는 기술적 한계를 극복하도록 돕는 것이 주요 임무입니다. 이를 위해 연구소는 실제 공정과 유사한 테스트베드를 구축하고, 현장의 목소리를 실시간으로 반영하여 기술의 완성도를 높이고 있습니다. 이러한 노력은 기업들이 인공지능 도입 과정에서 겪는 시행착오를 줄이고 신속한 기술 내재화를 가능하게 만듭니다. 전통적인 제조 공정에서는 예기치 못한 설비 고장이나 미세한 품질 결함이 기업에 막대한 경제적 손실을 초래하는 경우가 빈번했습니다. 하지만 한국생산기술연구원이 개발한 인공지능 기반 예지 보전 시스템은 장비의 상태를 실시간으로 모니터링하여 이상 징후를 사전에 감지하고 최적의 정비 시점을 제안합니다. 이는 갑작스러운 공정 중단을 방지하고 설비의 수명을 연장하는 획기적인 결과를 가져옵니다. 더불어 시각 지능 기술이 접목된 품질 검사 시스템은 숙련된 작업자보다 더 정밀하고 신속하게 불량품을 판별해냄으로써 제품의 신뢰도를 한 단계 더 끌어올리는 역할을 수행하고 있습니다. 연구진은 데이터의 수집 단계부터 전처리, 그리고 고도화된 모델 학습에 이르기까지 전 과정을 체계화하여 산업용 인공지능의 새로운 표준을 제시하고 있습니다. 특히 제조 현장의 특성상 양질의 데이터를 확보하기 어려운 환경을 고려하여, 적은 양의 데이터만으로도 높은 정확도를 확보할 수 있는 특화 기술을 확보하는 데 성공했습니다. 이러한 기술적 성과는 실제 생산 라인에 적용되어 공정 최적화와 에너지 절감이라는 구체적인 수치로 증명되고 있습니다. 이는 단순히 기술적 진보를 넘어 제조업의 생태계를 데이터 중심으로 재편하고 지속 가능한 성장 동력을 확보하는 중요한 계기가 됩니다. 인공지능은 이제 단순한 기술적 도구를 넘어 제조업의 생존과 성장을 결정짓는 필수적인 전략 자산으로 자리 잡았습니다. 한국생산기술연구원 대경본부는 앞으로도 인공지능 기술의 고도화를 통해 국내 제조 기업들이 글로벌 시장에서 압도적인 기술 우위를 점할 수 있도록 든든한 기술적 조력자 역할을 수행할 것입니다. 사람과 지능형 기계가 긴밀하게 협력하는 지능형 공장의 실현은 우리 산업계의 미래를 밝히는 핵심 동력이 될 것입니다. 지속적인 연구 개발과 기술 확산을 통해 대한민국 제조업이 지능화된 첨단 산업으로 탈바꿈하고 세계 무대의 중심에 서기를 기대해 봅니다.

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공학·기술

KITECH 월간뉴스 9월호

한국생산기술연구원(KITECH)은 지난 9월, 다양한 분야에서 눈부신 성과를 거두며 풍성한 한 달을 보냈습니다. 제68회 해양경찰의 날을 맞아 고효율 배수펌프 개발 및 휴대식 유회수기 장비의 성능을 개선한 공로로 국무총리상을 수상한 소식은 한국생산기술연구원의 기술적 실용 가치를 잘 보여줍니다. 또한 기계의 날을 기념해 열린 학술 포럼에서도 산학연 협력과 디지털 전환 등 각자의 전문 영역에서 헌신한 연구원들이 장관 표창 등을 수여받아 한국생산기술연구원의 위상을 높였습니다. 기술 개발뿐만 아니라 추석을 앞두고 지역 아동센터를 방문해 온누리 상품권을 전달하며 소외된 이웃과 따뜻한 마음을 나누는 사회공헌 활동을 통해 한국생산기술연구원의 진정성 있는 상생 철학을 실천했습니다. 연구 현장의 안정성을 확보하기 위한 제도적 개선과 구성원들의 역량 강화 노력이 동시에 이루어졌습니다. 과기출연기관법의 시행으로 지역 조직의 부지 대부 기간이 50년으로 연장되면서, 오랜 현안이었던 부지 확보 관련 불확실성이 해소되었습니다. 이는 한국생산기술연구원이 지역 사회에 깊이 뿌리 내리고 장기적인 연구를 수행할 수 있는 든든한 토대가 될 것입니다. 조직 내부적으로도 정기 승진자들을 대상으로 진행된 리더십 교육을 통해 소통과 배려를 갖춘 인재로 거듭나며 한국생산기술연구원의 미래를 이끄는 인적 원동력을 마련했습니다. 제도적 뒷받침과 내부 구성원의 성장이 맞물려 한국생산기술연구원은 더욱 탄탄한 조직으로 진화하고 있습니다. 첨단 기술의 한계를 극복하려는 연구진의 노력은 혁신적인 연구 성과로 결실을 맺었습니다. 뿌리기술연구소 연구팀은 아크·와이어를 활용한 금속 3D 프린팅 기술을 통해 가공이 까다로운 티타늄 부품 공정의 최적화를 이뤄내며 제조 산업의 효율성을 높였습니다. 동시에 제주본부에서는 수계 아연 이차전지의 치명적인 약점인 수명 저하 문제를 해결할 수 있는 음극 표면 안정화 기술을 개발하며 차세대 배터리 상용화에 한 걸음 더 다가갔습니다. 금속 적층 제조와 차세대 에너지 저장 장치라는 핵심 분야에서 도출된 이번 성과들은 대한민국 산업 경쟁력을 강화하는 데 기여할 것으로 보이며, 앞으로도 지속적인 연구를 통해 더 큰 가치를 창출할 것으로 기대됩니다.

한국생산기술연구원

융합
공학·기술

[스페셜 취재] 스마트텍스트로닉스센터

한국생산기술연구원 산하의 스마트텍스트로닉스센터는 지능형 전자 섬유 기술을 바탕으로 전자 소자가 집적된 다양한 미래형 제품을 연구하는 전문 기관입니다. 이곳에서는 크게 세 가지 방향의 연구가 진행되는데, 일상생활에서 직접 착용하는 스마트웨어를 비롯하여 주거 공간의 편의를 높이는 스마트홈 및 스마트 가구 분야, 그리고 개인의 건강을 실시간으로 관리할 수 있는 헬스케어 제품 개발에 집중하고 있습니다. 단순한 원단 제조를 넘어 정보 통신 기능이 결합된 섬유를 통해 우리 생활 전반에 걸친 새로운 가치를 창출하는 것이 센터의 핵심적인 역할입니다. 전자 섬유에 센싱 기능을 완벽하게 구현하기 위해서는 전기 전도성과 정보 전달력을 갖춘 특수 소재를 정밀하게 다루는 고도의 공정 설계가 필수적입니다. 지난 5년 동안 센터는 특히 편직 공정에서의 기술적 진보를 이끌어내며, 전자 섬유를 직접 설계하고 제품에 도입할 수 있는 독자적인 원천 기술을 확보하는 데 성공했습니다. 소재 개발부터 최종 결과물의 성능 평가까지 전 과정을 체계화함으로써, 첨단 ICT 기술이 섬유 산업에 자연스럽게 스며들 수 있는 혁신적인 발판을 마련하게 되었습니다. 최근 센터는 은 전도성사를 활용해 40도까지 발열이 가능한 기능성 복대와 블루투스 연동을 통해 음악 재생 및 볼륨 조절이 가능한 엔터테인먼트 재킷 등 실질적인 성과물들을 선보이고 있습니다. 특히 필름형 스피커를 의류에 내장하는 등 기존의 상식을 깨는 혁신적인 시도들이 이어지고 있습니다. 앞으로는 중간재 개발 수준을 넘어 국내외 유수의 브랜드 업체들과 협업함으로써 실제 시장에서 경쟁력을 가질 수 있는 완제품을 출시하는 데 주력할 방침입니다. 이를 통해 국내 제조 기반을 굳건히 하고 특수 분야의 새로운 시장을 선도하는 선구자적 역할을 수행할 것입니다.

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융합
공학·기술

[생기원 R&D] 반도체 범프용 구리 도금액 개발

한국생산기술연구원에서는 반도체 범프 형성을 위한 고성능 구리 도금액 기술을 새롭게 개발했습니다. 기존에도 구리 도금액은 존재했지만, 이번 기술의 핵심은 세계 최고 수준의 고평탄화를 구현했다는 점에 있습니다. 연구진은 도금 과정에서 볼록한 형상을 유도하는 첨가제와 오목한 형상을 유도하는 첨가제를 정밀하게 혼합하여, 반도체 제조에서 요구하는 극도의 평탄도를 확보하는 데 성공했습니다. 이는 미세 공정이 가속화되는 반도체 산업에서 범프의 품질을 결정짓는 중요한 요소로 평가받고 있으며, 기술 자립화를 위한 수년간의 노력이 결실을 맺은 결과물이라고 할 수 있습니다. 소재 국산화에 대한 기업들의 인식 변화는 기술 상용화의 큰 원동력이 되었습니다. 작은 부품이나 소재 하나가 전체 공정의 리스크가 될 수 있음을 체감한 이후, 국내 소재사들은 연구진의 기술에 높은 관심을 보이며 협력에 나섰습니다. 현재 기술 이전을 받은 기업은 반도체 공정에 적합한 고순도 도금액 제조를 위해 최적화 단계를 진행 중이며, 실제 대형 제조 라인에서의 엄격한 성능 평가를 통과하고 있습니다. 유기 첨가제를 포함한 전체 도금액 시스템의 국산화는 국내 반도체 생태계의 복원력을 높이는 획기적인 전환점이 될 것으로 기대를 모으고 있습니다. 반도체 도금 공정은 그동안 장비와 도금액 모두 전량 외산에 의존해 왔기에, 이번 국산화 성공은 기술 자립화 측면에서 매우 큰 상징적 의미를 지닙니다. 하지만 연구의 종착지는 여기서 멈추지 않습니다. 현재 연구진은 환경 친화적인 무연(Pb-free) 솔더 도금액과 공정 난이도가 높은 은 제외 도금 기술 등 산업계가 필요로 하는 다양한 차세대 기술을 개발 중입니다. 반도체 분야를 넘어 철강이나 합금 도금 등 고성능 도금 기술이 필요한 여러 산업 분야로 연구 범위를 확장하고 있으며, 앞으로 수십 년이 지나도 끊임없이 변화하는 산업 환경에 맞춰 새로운 도금액 기술을 선보이겠다는 포부를 가지고 있습니다.

한국생산기술연구원

화학
융합
공학·기술

[생기원 기업지원] 반도체 전략 핵심소재 자립화 기술 및 장비 개발사업

몰리브덴은 반도체 공정과 같이 열적 부하가 큰 환경에서도 뛰어난 안정성을 유지하는 핵심적인 고융점 금속 소재입니다. 내식성과 내열성이 우수하며 비열 특성이 좋아 전기가 빈번하게 오가는 극한의 상황에서도 변형 없이 안전하게 성능을 유지하는 특성을 지닙니다. 특히 유사한 특성을 지닌 다른 금속들에 비해 상대적으로 가격 경쟁력이 높아 산업 현장에서 널리 선택되고 있습니다. 이러한 물리적 특성 덕분에 몰리브덴은 현대 첨단 산업의 근간이 되는 반도체 장비와 부품의 신뢰성을 보장하는 중요한 밑바탕이 되고 있습니다. 고순도 몰리브덴을 얻기 위해서는 전자빔 용해 공정을 통해 불순물을 제거하고 거대한 잉곳 형태로 주조하는 정제 과정이 필수적입니다. 하지만 이 과정에서 활용되는 전자빔 용해 기술은 대외적으로 기술 공개가 제한적이며, 운용 과정에서 자칫하면 폭발과 같은 대형 사고가 발생할 위험이 상존합니다. 장비 운용의 난도가 매우 높고 국내 기술 문헌이 부족하여 연구진들은 외국 업체와 협의하며 조심스럽게 기술력을 쌓아가고 있습니다. 이는 소재 강국으로 거듭나기 위해 반드시 넘어야 할 기술적 장벽이기도 합니다. 현재 전량 수입에 의존하고 있는 몰리브덴과 같은 희소금속 소재의 국산화는 국가 산업 경쟁력 강화를 위한 시급한 과제입니다. 한국생산기술연구원과 민간 기업의 공동 연구 개발은 소중한 인력과 재원을 투입하여 기술 혁신을 이루기 위한 필사적인 노력의 일환이라 할 수 있습니다. 이러한 기술적 성공은 단순한 소재 생산을 넘어 국내 공급망의 안정성을 확보하고 글로벌 시장에서의 입지를 다지는 중요한 계기가 될 것입니다. 나아가 양산 체계 구축을 통해 소재 분야의 기술 혁신을 선도하는 것이 궁극적인 목표입니다.

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화학
융합
공학·기술

KITECH 월간뉴스 7월호

한국생산기술연구원은 뿌리산업의 혁신과 현장 안전 강화를 위한 광범위한 행보를 이어가고 있습니다. 최근 산업통상자원부와 함께 주조, 금형, 용접 등 6대 뿌리산업의 애로사항을 청취하고 디지털 전환과 인재 유입을 위한 혁신 방향을 논의했습니다. 또한 한국남부발전과 업무협약을 체결하여 탄소중립 실현과 산업 안전 확보를 위한 공동 연구에 착수했습니다. 이를 통해 발전소 작업자용 웨어러블 로봇과 설비 점검용 자율주행 로봇 시스템 개발 등 현장에 실질적인 도움을 줄 수 있는 첨단 로봇 기술 연구가 활발히 진행될 전망입니다. 기후 위기 대응과 지속 가능한 성장을 위한 산업계의 노력도 구체화되고 있습니다. 식품 기업과 손을 잡고 친환경 녹색 포장 기술을 발전시켜 패키징 산업의 혁신을 꾀하는 한편, 제조 분야에서 발생하는 온실가스와 미세먼지를 동시에 저감하는 기술 개발 사업의 총괄 주관을 맡았습니다. 이는 탄소중립 실현을 위한 핵심적인 연구로, 산업 현장의 환경 오염 물질을 획기적으로 줄여 ESG 경영을 실천하는 밑바탕이 됩니다. 이러한 노력은 이상기후 문제를 해결하고 지속 가능한 제조 생태계를 구축하는 데 크게 기여할 것입니다. 인공지능 기술은 제조 설비 관리와 의료 서비스의 품질을 한 단계 높이고 있습니다. 설비의 고장 징후를 포착하는 것에서 나아가 그 원인과 판단 근거를 시각적으로 제시하는 설명 가능한 인공지능 기술을 개발하여 제조 현장의 효율성을 극대화했습니다. 또한 산업융합 아이디어 사업화 해커톤을 통해 비대면 의료와 스마트 인프라 혁신을 이끌 다양한 사업화 과제들을 발굴했습니다. 특히 호흡기 질환을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술은 포스트 코로나 시대의 공중보건을 수호할 유망한 기술로 주목받으며 연구원의 기술적 위상을 높이고 있습니다.

한국생산기술연구원

생명과학
지구환경과학
융합
공학·기술

[생기원 X 과학쿠키] 정전기로 1000V 고전압을 만든다?! 생기원, 마찰대전 발전기 출력을 5,000V 이상으로 극대화시킨 원천기술 개발

겨울철 손끝에서 느껴지는 정전기는 일상에서 흔히 겪는 현상이지만, 이를 에너지로 활용하려는 시도는 매우 혁신적입니다. 최근 연구에서는 실리콘 기반 탄성 중합체와 얇은 알루미늄 울을 결합하여 마찰 전기를 발생시키는 마찰 대전 발전기가 주목받고 있습니다. 실리콘 기반 탄성 중합체를 손으로 가볍게 치는 것만으로도 내부에 배치된 알루미늄 울과의 마찰을 통해 LED를 밝힐 수 있는 충분한 전기가 생성됩니다. 이는 단순히 버려지는 정전기를 유용한 에너지원으로 전환할 수 있는 가능성을 보여주는 흥미로운 기술적 성과입니다. 마찰 전기가 발생하는 원리는 두 물체가 접촉할 때 각 물질의 고유한 성질에 따라 전자가 이동하는 데 있습니다. 물질마다 전자를 얻거나 잃으려는 성향이 다른데, 이를 순서대로 정리한 것을 대전열이라고 부릅니다. 예를 들어 실리콘 기반 탄성 중합체는 전자를 얻기 쉬운 성질을 가지고 있어, 다른 물체와 마찰할 때 상대방의 전자를 끌어오는 역할을 합니다. 이렇게 표면에 쌓인 전하가 특정 계기를 통해 한꺼번에 이동하는 현상을 방전이라고 하며, 우리가 흔히 보는 번개 역시 거대한 규모의 마찰과 방전이 만들어낸 자연 현상 중 하나입니다. 마찰 전기를 실용적인 에너지로 바꾸기 위해서는 고전압을 안정적으로 유도하는 기술이 핵심입니다. 연구진은 정밀 가공 과정에서 버려지는 알루미늄 부산물인 알루미늄 울에 주목했습니다. 이 소재의 가장자리에는 미세한 마이크로 톱니 구조가 형성되어 있는데, 이것이 전하의 방전을 효과적으로 유도하여 순간적으로 1,000V 이상의 고전압을 만들어냅니다. 단순히 버려지던 산업 폐기물이 고전압 발생을 위한 핵심 부품으로 재탄생한 셈이며, 이는 소재의 형태학적 특성을 활용해 에너지 효율을 극대화한 독창적인 연구 사례로 평가받습니다. 생성된 전기가 실제 고전압인지 확인하기 위해 연구진은 전자를 가시화하는 장치인 크룩스관을 활용합니다. 진공 튜브 내부에서 전자가 이동하며 형광면을 밝히기 위해서는 매우 높은 전압이 필요한데, 마이크로 톱니 구조에서 발생한 정전기는 이를 충분히 구동시킵니다. 더 나아가 고전압 환경에서 형태가 변하는 전기 활성 고분자 소재를 움직여 나비의 날갯짓을 구현하는 등 정밀한 기계적 제어까지 가능하게 합니다. 별도의 복잡한 승압 장치 없이도 소재의 마찰만으로 고출력 에너지를 얻을 수 있다는 점이 이 기술의 가장 큰 강점입니다. 이처럼 마찰 대전 기술은 일상에서 버려지는 운동 에너지를 유용한 전기 에너지로 바꾸는 에너지 하베스팅의 미래를 제시합니다. 사람이 걷는 계단이나 산책로에 설치하여 야간 조명을 밝히거나, 조난 시 자신의 위치를 알리는 비상 신호 발생기로 활용하는 등 보행 안전과 구조 분야에서 큰 가치를 가질 수 있습니다. 단순한 정전기 현상을 넘어 세상을 이롭게 하고 사람의 생명을 보호하는 기술로 발전하는 마찰 대전 발전기는, 지속 가능한 에너지 솔루션을 향한 과학적 도전의 중요한 이정표가 될 것입니다.

한국생산기술연구원

물리학
융합
공학·기술

["채널 樂(락)~큐(Cue)~!" ] 직장방송에 군복과 군가가?!?!(2021 KITECH 뉴스 6월호)

한국생산기술연구원은 급변하는 정부의 R&D 투자 방향에 발맞추어 기관의 미래를 설계하는 시간을 가졌습니다. 지난 6월 초 천안 본원에서 열린 정책토론회에서는 탄소중립과 한국판 뉴딜 등 국가적 과제에 대응하기 위한 연구 역량 집중 방안이 심도 있게 논의되었습니다. 이러한 논의 결과는 실제 조직 개편에 반영되어 연구원의 실질적인 변화를 이끌어낼 전망입니다. 또한, 한국장애인고용공단과의 협력을 통해 선발된 훈련생들이 연구 보조 인력의 일원으로 합류하며 다양성과 전문성을 동시에 확보하는 따뜻한 행보도 이어갔습니다. 국가 산업 기술의 미래를 결정짓는 핵심 기관들과의 소통도 활발히 이루어졌습니다. 산업통상자원부 R&D 전략기획단은 시흥 뿌리기술지원센터를 방문하여 우리나라 산업 R&D 정책의 총괄 방향과 예산 편성에 관한 주요 현안을 점검하였습니다. 특히 뿌리기술의 고도화와 기관 간 협력 방안에 대한 논의는 향후 제조업 경쟁력 강화의 밑거름이 될 것으로 기대됩니다. 현장의 목소리가 정책에 반영되고, 정책이 다시 기술 개발의 동력이 되는 선순환 구조를 공고히 하는 뜻깊은 자리였습니다. 실생활과 밀접한 혁신 기술 분야에서도 괄목할 만한 성과가 나타났습니다. 플라즈마 기술을 활용해 공기 중 박테리아를 99.8% 제거하는 살균 기술은 중소기업 기술 지원을 거쳐 상용화에 성공하며 우수 성과로 인정받았습니다. 농업 현장에도 변화의 바람이 불고 있습니다. 자율주행을 통해 운송과 방제, 수확 보조까지 수행하는 스마트팜 다기능 농작업 로봇이 개발되어 농촌의 고령화와 일손 부족 문제를 해결할 대안으로 떠올랐습니다. 이러한 기술들은 공공 연구의 결과물이 시민의 삶의 질 향상에 직접적으로 기여함을 잘 보여줍니다. 인공지능과 로봇 기술의 융합은 더욱 고도화된 산업 솔루션을 제시하고 있습니다. 작업자의 시연만으로도 스스로 학습하여 물체를 분류하고 포장하는 스마트 머신 솔루션은 제조 현장의 효율성을 극대화할 것입니다. 또한 10년간의 협력을 통해 탄생한 인간형 로봇 핸드와 고정밀 제어 부품의 상용화는 국내 로봇 부품 기술의 자립을 상징합니다. 특히 열악한 환경의 뿌리 기업들을 위해 개발된 로봇 활용 표준공정모델은 인력난 해소와 제조 혁신을 동시에 달성하며 로봇 상용화의 새로운 지평을 열어가고 있습니다. 지역 산업의 혁신 생태계를 강화하기 위한 광범위한 협력 네트워크 구축도 활발하게 전개되었습니다. 충남 지역의 12개 기관이 참여한 업무협약을 통해 유망 기업 육성과 산업 양극화 해소를 위한 공동협력체계가 마련되었습니다. 더불어 천안 지역의 여러 연구 및 교육 기관들이 모여 정밀의료와 스마트모빌리티 등 핵심 신산업 육성을 논의하며 지역 경제의 미래 성장 동력을 확보하기 위해 뜻을 모았습니다. 이처럼 연구원은 기술 개발을 넘어 지역 사회와의 상생과 산업 전반의 발전을 위한 중추적인 역할을 지속하고 있습니다.

한국생산기술연구원

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공학·기술

[생기원 X 과학쿠키] 로봇, 눈을 번쩍 뜨다? 산업용로봇 자동화의 미래를 보다!

이케아의 나무 의자를 로봇이 스스로 조립하는 장면은 로봇 공학의 눈부신 발전을 상징적으로 보여줍니다. 이 로봇은 최근 개최된 로봇 조립 대회에서 압도적인 성과로 우승을 차지하며 세상을 놀라게 했습니다. 특히 주목할 점은 인간을 위해 제작된 종이 설명서를 딥러닝 기술로 학습하여 조립 과정을 스스로 파악했다는 사실입니다. 이는 로봇이 단순히 정해진 명령을 수행하는 단계를 넘어, 인간의 지식을 능동적으로 습득하고 실행할 수 있는 지능형 시스템으로 진화하고 있음을 의미하며 미래 산업의 새로운 지평을 열고 있습니다. 흔히 '펙인홀(Peg-in-Hole)'이라 불리는, 구멍에 블록을 끼워 넣는 작업은 인간에게는 유아기부터 가능한 매우 쉬운 일입니다. 하지만 로봇에게 이 과정은 주변 환경을 실시간으로 파악하고 적절한 힘의 강도와 반경을 계산해야 하는 매우 복잡한 과제입니다. 기존의 산업용 로봇들은 미리 입력된 정밀한 위치 정보에만 의존하여 정해진 궤적을 움직이는 방식이 대부분이었습니다. 그러나 최신 연구는 로봇이 시각 정보와 감각을 활용해 인간처럼 유연하게 상황에 대처하며 조립을 수행하는 방향으로 나아가고 있으며, 이는 로봇 기술의 핵심적인 전환점입니다. 한국생산기술연구원에서 개발한 조립 로봇의 핵심 기술은 각 관절에 탑재된 실시간 위치 센서에 있습니다. 이 센서들을 통해 로봇은 자신의 현재 자세를 정밀하게 파악하고 이를 바탕으로 정교한 제어를 수행합니다. 특히 두 팔을 동시에 사용하는 양팔 로봇의 역동적인 움직임은 기존의 딱딱한 로봇 동작과는 차별화된 섬세함을 보여줍니다. 여러 위치에 중구난방으로 흩어져 있는 부품들을 한 손으로 빠르게 찾아 조립하는 모습은 기술적 완성도를 증명하며, 잡고 누르는 복잡한 동작을 동시에 수행하는 손가락 제어 기술 역시 감탄을 자아냅니다. 가구 조립 로봇의 또 다른 강점은 상단에 배치된 비전 카메라를 통해 실시간으로 상황을 인식한다는 점입니다. 카메라가 전달하는 정보를 바탕으로 로봇은 부품의 위치를 파악하고 나사를 조립하는 등의 고난도 작업을 수행합니다. 흥미로운 실험을 통해 부품의 위치를 임의로 변경하더라도 로봇은 당황하지 않고 즉각적으로 새로운 위치를 포착하여 작업을 완수하는 능력을 보여주었습니다. 이는 로봇이 고정된 데이터에만 의존하는 것이 아니라, 실시간 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 고도의 판단력을 갖추었음을 시사하며 현장 적용 가능성을 높여줍니다. 현재 산업 현장의 로봇은 주로 물체를 단순히 옮기는 공정에 집중되어 있지만, 이번 연구 성과는 자동화가 가장 어렵다고 여겨졌던 복잡한 조립 공정으로의 확장을 예고합니다. 특히 자동차 제조 공정처럼 사람이 직접 수행해야 했던 세밀한 볼트 체결 작업 등에 이 기술이 도입된다면 생산 효율성을 획기적으로 높일 수 있을 것입니다. 인간의 보조를 넘어 산업의 핵심 주체로 성장할 로봇 기술은 앞으로 더욱 다양한 분야에서 우리 삶의 질을 개선할 것으로 기대됩니다. 연구진의 끊임없는 도전이 만들어낼 지능형 로봇의 미래는 이제 막 시작되었습니다.

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승승장비 - 한국생산기술연구원 장비 [겐트리타잎 대형 3차원측정기]

대형 기계 부품의 정밀도를 측정하기 위해서는 장비의 구조부터 남달라야 합니다. 한국생산기술연구원의 3축 정밀 측정 시스템은 갠트리 타입 구조를 채택하여 대형 부품 측정 시 발생할 수 있는 구조적 처짐을 방지합니다. 양쪽에 든든한 기둥을 세우고 그 위에 축을 올림으로써 안정성을 확보했으며, 공기 부상 방식을 통해 마찰과 비틀림을 최소화했습니다. 이러한 공기 부상 방식은 자력을 활용해 측정 장비가 정확한 위치로 이동할 수 있도록 돕는 핵심적인 역할을 수행합니다. 거대 장비의 정밀도를 유지하기 위해서는 미세한 환경 변화까지 감지하는 첨단 센서 기술이 필수적입니다. 이 3축 정밀 측정 시스템에는 리니어 엔코더와 함께 곳곳에 온도 센서가 부착되어 있어 실시간으로 상태를 모니터링합니다. 특히 온도 변화로 인해 발생하는 구조적 처짐을 장비 스스로 인식하고 보정하는 시스템이 갖춰져 있습니다. 기준값에서 벗어난 오차를 계산하여 자동으로 반영하는 보정 장치 덕분에, 외부 환경의 영향을 최소화하며 상시적으로 높은 정밀도의 측정 결과물을 얻을 수 있습니다. 본래 이 3축 정밀 측정 시스템은 2010년경 신재생에너지 분야의 풍력 발전용 대형 베어링과 허브 구조물을 측정하기 위해 구축되었습니다. 그러나 현재는 풍력을 넘어 건설 기계, 선박, 항공우주 등 거대 부품이 사용되는 전 산업 분야로 그 활용 범위를 넓히고 있습니다. 일반적으로 부품이 작고 단단할수록 측정 정밀도를 높이기는 쉽지만, 대형 부품은 그 크기만큼 오차 범위가 넓어지기 때문입니다. 이에 따라 대형이면서도 극한의 정밀도를 요구하는 조선 및 항공우주 분야 기업들에게 최적의 솔루션을 제공합니다. 이 3축 정밀 측정 시스템의 가장 큰 특징은 국내 최대 수준을 자랑하는 압도적인 규모입니다. 측정 가능한 공간은 폭 6미터, 길이 7미터, 높이 3미터에 달하며, 정반이 견딜 수 있는 하중은 무려 30톤에 이릅니다. 30톤이라는 중량은 일반적인 기계 구조물 부품으로서는 엄청난 무게로, 대형 선박이나 전차 섀시 같은 거대 구조물까지 수용할 수 있음을 의미합니다. 이처럼 방대한 측정 공간과 하중 지지 능력 덕분에 기존에는 측정이 불가능했던 대규모 부품의 품질 검증이 원활하게 이루어지고 있습니다. 정밀 측정의 신뢰성을 완성하는 마지막 단계는 철저한 항온항습 환경의 유지입니다. 대형 구조물은 단 1~2도의 온도 차이에도 미세한 변형이 일어날 수 있으므로, 실험실 내부는 항상 21도를 유지하도록 제어됩니다. 측정물이 들어오면 즉시 검사하지 않고 하루 이틀 정도 항온실에 보관하며 주변 환경에 완전히 동화되도록 기다리는 과정을 거칩니다. 이러한 세심한 공정은 부산 지역의 주력 산업인 조선 기자재 및 기계 부품 업체들이 세계적인 경쟁력을 갖추는 데 든든한 밑바탕이 되고 있습니다.

한국생산기술연구원

공학·기술

승승장비 - 한국생산기술연구원 장비 [형단조 10,000톤 프레스]

프레스는 금형이라는 도구를 장착하여 강력한 힘으로 재료를 눌러 부품을 성형하는 장치입니다. 한국생산기술연구원이 보유한 만 톤급 형단조 프레스는 무려 만 톤에 달하는 압력을 가할 수 있는 거대 장비입니다. 보통의 대형 프레스는 하중을 견디기 위해 지지대 사이의 거리인 램 간격이 15미터에 달할 정도로 거대하지만, 이 장비는 특수 설계를 통해 램 간격을 3미터까지 획기적으로 줄였습니다. 좁은 공간에 막대한 에너지를 집중시킬 수 있는 콤팩트한 구조는 이 장비가 가진 가장 큰 기술적 차별점이라고 할 수 있습니다. 이러한 고하중 프레스는 항공, 조선, 방산 분야의 핵심 부품 제조에 최적화되어 있습니다. 특히 장갑차의 궤도 부품이나 선박 엔진용 특수합금 부품처럼 형상이 복잡하면서도 높은 강도가 필요한 제품들을 생산하는 데 탁월한 성능을 발휘합니다. 무엇보다 주목할 점은 후가공을 최소화하는 '준정형 (Net-shape)' 성형이 가능하다는 것입니다. 이는 제품을 찍어낸 후 별도의 가공 없이 바로 완제품에 가까운 상태로 만드는 고난도 기술로, 제조 공정의 효율성을 극대화하고 복잡한 형상의 부품을 정밀하게 제작할 수 있게 해줍니다. 현재 이 장비는 국내 유수 기업들과 협력하여 다양한 시제품 제작과 연구 개발의 중심지 역할을 하고 있습니다. 센트랄, 삼미산업과 같은 기업들은 물론 대학 연구소에서도 정밀 부품 제작을 위해 본 장비를 적극적으로 활용하고 있습니다. 대형 장비임에도 불구하고 효율적인 설계 덕분에 낮은 비용으로도 고난도의 시제품을 안정적으로 제작할 수 있다는 것이 큰 장점입니다. 앞으로도 이 만 톤급 프레스는 고하중 정밀 부품의 국산화와 대한민국 제조 산업의 경쟁력을 높이는 데 기여할 핵심 인프라가 될 것입니다.

한국생산기술연구원

공학·기술

승승장비 - 한국생산기술연구원 장비 [마스크 정렬장치 -Mask Aligner]

현대 전자기기의 핵심인 미세 회로를 제작하기 위해서는 정밀한 노광 공정이 필수적입니다. 한국생산기술연구원에서 운용 중인 이 장비는 빛에 민감한 물질인 감광액(PR)을 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼 위에 코팅한 뒤, 자외선(UV)을 조사하여 원하는 미세 패턴을 형성하는 원리로 작동합니다. 이러한 기술은 TFT 박막 트랜지스터부터 마이크로 LED, 차세대 디스플레이인 OLED에 이르기까지 다양한 전자 회로를 구현하는 데 폭넓게 활용되고 있습니다. 본 장비의 가장 큰 특징 중 하나는 일반적인 연구소에서는 보기 드문 2세대 규격(370x470mm) 기판을 처리할 수 있다는 점입니다. 이는 단순한 연구용 수준을 넘어 상용화 직전의 단계를 테스트할 수 있는 파일럿 플랜트급 규모임을 의미합니다. 또한, 사람의 수작업에 의존하던 기존 방식에서 벗어나 고성능 이미지 센서와 정밀 모터를 기반으로 구동됩니다. 덕분에 공정의 정확도를 획기적으로 높였으며, 더욱 세밀하고 오차 없는 패턴을 구현할 수 있는 독보적인 장점을 보유하고 있습니다. 이 시설은 중견기업뿐만 아니라 삼성, LG와 같은 대기업에 이르기까지 다양한 규모의 기업들이 활발히 활용하고 있습니다. 연구소 내에 구축된 장비들은 대부분 2세대 이상의 기판 처리가 가능하도록 설계되어 있어, 해외 수출이나 본격적인 양산에 앞서 적합성을 검증하는 사전 테스트베드 역할을 수행합니다. 작은 규모의 실험실 연구 결과가 실제 공장 라인에서 성공적으로 구현될 수 있는지를 확인하는 중간 다리 역할을 함으로써, 기업들이 겪는 기술적 시행착오를 줄이는 데 크게 기여하고 있습니다.

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["채널 樂(락)~큐(Cue)~!" ] 2021 KITECH 뉴스 5월호

한국생산기술연구원은 최근 진주시 및 한국항공우주산업(KAI)과 업무협약을 체결하며 지역 산업 활성화와 항공우주 분야 경쟁력 강화에 나섰습니다. 이번 협약은 진주 뿌리일반산업단지의 활성화와 항공우주산업의 발전을 도모하기 위해 마련되었습니다. 또한 시흥시와 손잡고 3D 프린팅 제조 부품 산업의 기술 실증을 위한 대규모 인프라 구축 사업을 추진하고 있습니다. 2023년까지 총 114억 원이 투입되는 이 사업은 관련 기술의 보급과 전문 기업 육성을 통해 국내 3D 프린팅 산업 생태계를 한 단계 도약시키는 중요한 발판이 될 것으로 기대됩니다. 지난 5월 일산 킨텍스에서는 제15회 대한민국 패키징 대전이 성황리에 개최되었습니다. 산업통상자원부가 주관하고 한국생산기술연구원 패키징기술센터가 주최한 이 행사는 패키징 산업의 우수 제품 시상과 기술 교류의 장으로 자리매김했습니다. 한편 청정기술연구소에서는 세계 최초로 펄스 레이저를 활용한 수소 생산 촉매 원천기술을 개발하는 쾌거를 이루었습니다. 이 기술은 수소 생산 효율을 높이면서도 공정 시간과 비용을 획기적으로 절감할 수 있어, 환경 유해 물질 배출을 줄이고 미래 친환경 수소 경제를 앞당기는 혁신적인 성과로 평가받고 있습니다. 소재 분야의 국제 협력과 차세대 디스플레이 기술 연구에서도 괄목할 만한 성과가 이어졌습니다. 한·러 소재협력센터를 통해 양국 간의 기술 교류와 협력 현황이 공유되는 가운데, 공정지능연구부에서는 페로브스카이트 양자점의 대기 안정성을 획기적으로 개선하는 데 성공했습니다. 기존에 양자점이 공기 중에 노출될 때 효율이 떨어지던 고질적인 원인을 규명하고 이를 해결함으로써, 앞으로 더욱 선명하고 저렴한 차세대 플렉서블 디스플레이 상용화의 길을 열었습니다. 이는 고해상도 대형 스크린이나 웨어러블 기기 등 유연한 폼팩터 기술 발전에 큰 기여를 할 전망입니다. 의료 산업 분야에서는 금속 3D 프린팅 기술을 활용한 맞춤형 인공 뼈 이식 수술이 성공하며 큰 화제를 모았습니다. 기능성소재부품연구그룹은 전문 기업과 협력하여 가볍고 인체에 무해한 인공 발뒤꿈치 뼈를 제작하였으며, 실제 환자 이식 수술을 성공적으로 마쳐 의료 기술의 새로운 가능성을 증명했습니다. 아울러 울산본부에서는 지역 중소 및 중견기업과의 상생을 위한 연구협력 간담회를 개최하고, 강소특구 육성사업 비전 선포식을 통해 지역 혁신 클러스터 조성을 위한 다각적인 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 활동은 지역 경제의 활력 제고와 기술 수요 파악에 핵심적인 역할을 합니다. 마지막으로 인천 남동 산업단지에는 소재부품장비 실증화 지원센터가 새롭게 구축될 예정입니다. 이를 홍보하기 위한 전시회 부스 운영을 통해 기업들에 시제품 제작 및 핵심 장비 활용 방안을 소개하는 뜻깊은 시간을 가졌습니다. 내년 상반기까지 장비 이전과 공간 조성을 완료하면 본격적인 기업 지원 활동이 시작될 전망입니다. 한국생산기술연구원은 앞으로도 연구 현장의 생생한 기술 소식을 뉴스 형식으로 신속히 전달하며 대한민국 제조 혁신의 든든한 동반자로서 최선을 다할 것입니다. 다양한 부서의 기술 성과와 행사가 국민들에게 더 가깝게 다가갈 수 있도록 소통의 창구를 넓혀갈 계획입니다.

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["채널 樂(락)~큐(Cue)~!" ] 2021 KITECH 뉴스 4월호

한국생산기술연구원(KITECH)은 2050 탄소중립 실현을 위한 구체적인 행보를 본격화하고 있습니다. 최근 산업통상자원부 주관으로 출범한 '탄소중립 산업전환 추진위원회'는 산업계의 의견을 수렴하고 정책을 심의하며 이행을 점검하는 컨트롤 타워 역할을 수행하게 됩니다. 연구원은 이에 발맞추어 산업환경그린딜사업단과 탄소중립실을 신설하며 저탄소 경제 체제로의 전환을 선도하고 있습니다. 이는 단순한 구호에 그치지 않고 기후기술법 등 제도적 기반과 결합하여 미래 제조 산업의 지속 가능한 성장을 견인할 것으로 기대됩니다. 중소·중견기업과의 상생 협력 역시 가속화되고 있습니다. LS엠트론과 함께 추진하는 'Go Together' 사업은 대기업과 협력사가 기술적 어려움을 함께 해결해 나가는 선순환 생태계 조성을 목표로 합니다. 특히 뿌리산업의 디지털화와 고부가가치화를 골자로 하는 '2021년 뿌리산업 진흥 실행 계획'에 따라 유관 기관들과의 업무 협약이 체결되었습니다. 이를 통해 전통적인 제조 현장에 로봇 및 디지털 기술을 접목함으로써 산업 현장의 전반적인 생산성을 높이고 미래형 구조로의 체질 개선을 전방위적으로 시도하고 있습니다. 구체적인 R&D 성과 면에서도 혁신적인 기술들이 속속 등장하고 있습니다. 가상현실(VR) 환경에서 사용자가 느끼는 멀미 현상을 획기적으로 완화한 기술은 주행 훈련이나 재활 치료 분야에서 실질적인 활용 가능성을 열었습니다. 또한 금속 3D 프린팅 분야에 최신 용접 기술을 접목한 성과는 대형 부품이나 금형을 더욱 빠르고 경제적으로 제작할 수 있는 길을 제시했습니다. 이러한 기술들은 자동화 시스템과 CAD 도면을 활용해 중소 제조업체도 현장에 손쉽게 도입할 수 있다는 점에서 실무적인 가치가 매우 높다고 볼 수 있습니다. 의료 및 바이오 분야에서도 주목할 만한 성과가 이어지고 있습니다. 조직검사라는 번거로운 과정 없이 혈액만으로 암을 진단할 수 있는 기술은 의료 접근성을 높이는 핵심 기술로 평가받습니다. 연구원 내부적으로는 소통과 유연성을 강조하는 'K-Agile' 조직을 도입하여 급변하는 연구 환경에 기민하게 대응하고 있습니다. 25개 연구 조직 간담회를 통해 도출된 수많은 과제들을 해결하기 위해 전담 팀을 구성하는 등, 연구원이 추구하는 소통 지향적 경영 철학은 실제 연구 현장의 문제 해결로 이어지며 조직의 역량을 강화하고 있습니다. 마지막으로 연구원은 2008년 수립된 3대 중점 연구 분야인 뿌리, 청정, 융합 기술 체계를 10여 년 만에 전면 개편할 준비를 하고 있습니다. 최신 제조 트렌드와 탄소중립 같은 글로벌 정책 변화를 적극적으로 반영하여 미래 R&D 분야의 새로운 이정표를 세우기 위함입니다. 이를 위해 조직원들의 의견을 수렴하는 설문조사와 개선 활동인 'K-Board' 운영을 병행하며, 연구원들이 자부심을 느끼고 즐겁게 일할 수 있는 문화를 조성하고 있습니다. 이러한 변화는 연구원이 미래 산업의 핵심 동력을 확보하고 지속 가능한 성장을 이루는 밑거름이 될 것입니다.

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생명과학
지구환경과학
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승승장비 - 한국생산기술연구원 장비 [에너지설비성능인증 공인실험실]

한국생산기술연구원 청정기술연구소에서 운영하는 시험용 챔버는 공기열 히트펌프와 복합열원 히트펌프를 비롯한 다양한 공조 기기의 성능을 정밀하게 측정하는 핵심 설비입니다. 이 거대한 챔버 내부는 실제 주거 공간과 유사한 환경을 구현하며, 냉동기, 히터, 가습기 등의 부속 설비를 통해 온습도를 자유롭게 조절할 수 있습니다. 이를 통해 실내외 환경 변화에 따른 기기의 냉난방 효율을 체계적으로 분석하며, 기업들이 개발한 각종 공조 시스템이 실제 환경에서 어느 정도의 성능을 발휘하는지 엄격하게 검증하는 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 히트펌프 시험 과정은 기업이 개발한 제품을 챔버에 입고시킨 뒤, 실제 가동 환경을 가정하여 생산되는 냉온수의 열량과 효율을 측정하는 방식으로 진행됩니다. 특히 최근 신재생에너지로 각광받는 지열 히트펌프의 경우, 지중 환경을 가정한 냉온수를 공급하며 기기의 열량을 정밀하게 산출합니다. 공기열 히트펌프 역시 공기 중에서 열을 회수하여 온수를 생산하는 과정의 효율성을 측정하며, 이 결과는 공식적인 성적서로 발급됩니다. 이러한 데이터는 기업이 국가 지원 사업에 신청하거나 소비자가 합리적으로 제품을 선택할 때 신뢰할 수 있는 객관적인 근거 자료로 널리 활용됩니다. 이 설비의 독보적인 강점은 거대한 규모와 특화된 시험 능력에 있습니다. 챔버의 내부 공간이 매우 넉넉하여 대형 냉동탑차의 본체가 직접 들어가 단열 성능을 시험하는 것도 가능합니다. 또한 공기열과 지열을 혼합하여 사용하는 차세대 복합열원 에너지 기기들을 정밀하게 검증할 수 있는 인프라를 갖추고 있습니다. 현재 수많은 기업이 제품의 기술적 완성도를 높이거나 시장 진출을 위한 공식적인 성적서를 확보하기 위해 이곳에 시험을 의뢰하고 있습니다. 부피가 큰 설비부터 다양한 열원을 활용하는 첨단 기기까지 폭폭넓게 수용 가능한 이 공간은 에너지 산업의 발전을 이끄는 핵심적인 장소가 되고 있습니다.

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승승장비 - 한국생산기술연구원 장비 [글라스 반응기 250L]

실험실의 작은 비커에서 성공한 화학 반응이 공장의 대규모 생산 라인에서도 동일하게 재현되기는 매우 어렵습니다. 물질의 규모가 커지면 반응 조건이나 원료의 최적 조성비가 미세하게 달라지기 때문입니다. 이러한 기술적 간극을 메우기 위해 100리터에서 250리터 규모의 중형 반응기를 활용한 중간 단계 검증이 필수적으로 요구됩니다. 연구실의 성과가 실제 산업 현장의 대량 생산으로 이어지기 전, 최적의 공정 조건을 찾아내고 안정성을 확인하는 이 과정은 제품의 성공 여부를 결정짓는 핵심적인 절차라고 할 수 있습니다. 화학 및 제약 제품의 품질은 온도와 교반 속도 등을 얼마나 정밀하게 제어하느냐에 달려 있습니다. 정밀한 조절 능력을 갖춘 설비는 고부가가치 제품 생산의 기반이 되지만, 현재 국내에서는 이러한 고사양 설비 시장의 규모가 작아 전적으로 해외 기술력에 의존하고 있는 실정입니다. 이에 따라 세계적으로 인정받는 부키사의 첨단 설비를 도입하여 운영함으로써 사용자들에게 높은 신뢰도를 제공하고 있습니다. 모든 공정이 전자동으로 제어되는 모니터링 시스템을 통해 온도의 상승과 유지, 하강을 세밀하게 관리하며 장비의 우수성을 극대화하고 있습니다. 이러한 공용 설비는 기업의 규모와 목적에 따라 다양하게 활용됩니다. 대기업은 대규모 설비 투자를 단행하기 전 신제품의 성공 가능성을 타진하는 시험대로 활용하며, 자체 생산 설비가 부족한 중소기업은 중형 반응기를 이용해 직접 제품을 생산하기도 합니다. 특히 서울과 경기 지역에서 중형 반응기를 공동으로 대여할 수 있는 시설은 이곳이 유일하다는 지리적 이점이 큽니다. 수도권에 밀집한 제약, 화학, 전자 소재 기업들이 효율적인 연구 환경에서 기술 경쟁력을 확보할 수 있도록 최상의 서비스를 지원하고 있습니다.

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화학
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스마트 텍스트로닉스 센터 사업설명회 STC

한국생산기술연구원은 지능형 전자 섬유를 기반으로 한 스마트 텍스트로닉스 산업의 세계 시장 선점을 위해 박차를 가하고 있습니다. 이 기술은 전통적인 섬유 산업에 디자인, 소프트웨어, ICT 서비스를 융합하여 새로운 부가가치를 창출하는 대표적인 블루오션 분야로 꼽힙니다. 특히 연구원은 2012년부터 독일 아헨공대 섬유연구소(ITA)와 긴밀한 글로벌 협력 네트워크를 구축하며 기술력을 꾸준히 강화해 왔습니다. 이를 통해 실험실 수준의 창의적인 아이디어를 실제 상용화 단계까지 체계적으로 발전시킬 수 있는 혁신적인 연구 기반을 마련하였으며, 미래 스마트 웨어 시장의 경쟁력을 확보하기 위한 탄탄한 기초를 다져나가고 있습니다. 국내외에 구축된 스마트 텍스트로닉스 센터는 중소기업과 스타트업을 위한 기술 지원의 핵심적인 거점 역할을 수행하고 있습니다. 이곳에서는 첨단 장비를 활용한 시제품 개발 지원뿐만 아니라, 섬유 센서와 피부 밀착형 기능성 소자 같은 핵심 원천 기술 연구가 매우 활발하게 진행됩니다. 특히 독자적인 기술 개발에 어려움을 겪는 기업들을 위해 각 분야 전문가들이 참여하는 아이템별 워킹 그룹을 운영하며 시장의 요구가 적극적으로 반영된 제품 개발을 돕고 있습니다. 이러한 유기적인 협력 체계는 기업들이 차별화된 기술력을 확보하고 국내외 전시회를 통해 우수한 성과를 대내외에 알리는 중요한 발판이 되고 있습니다. 향후 스마트 텍스트로닉스 산업은 디지털 제조 및 로봇 자동화 공정이 전격 도입된 웨어 마이크로팩토리를 통해 한 단계 더 높은 수준으로 도약할 전망입니다. 성균관대학교와의 공동 연구를 통해 확보한 고도화된 전자 섬유 소자 기술은 다수의 논문과 특허 출원을 통해 그 가치를 입증받았으며, 실질적인 기술 이전을 통해 산업 현장에 직접 적용되고 있습니다. 단순히 기술 개발에만 머무르지 않고, 철저한 비즈니스 모델링과 다각적인 사용성 평가를 병행함으로써 제품의 실질적인 시장 가치를 극대화하는 데 주력하고 있습니다. 글로벌 리더로 거듭나기 위한 이러한 노력은 미래 스마트 웨어와 홈 인테리어 산업의 패러다임을 선도할 것입니다.

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한국생산기술연구원을 소개합니다(국문 2020 Ver.)

한국생산기술연구원은 우리의 일상을 보이지 않는 곳에서 스마트하고 풍요롭게 바꾸어 가는 핵심 기관입니다. 한 대의 자동차를 완성하는 데 필요한 수만 개의 부품은 주조, 금형, 용접과 같은 이른바 ‘뿌리기술’을 거쳐 탄생합니다. 자원을 소재로, 소재를 부품으로 가공하는 이 기술들은 제조업 전반의 근간이 됩니다. 1989년 설립된 이래 연구원은 생산기술의 국산화에 매진하며 중소·중견기업의 기술 경쟁력을 높이는 국내 유일의 실용화 전문 종합 연구기관으로 든든하게 자리매김해 왔습니다. 연구원은 뿌리산업기술, 청정생산시스템기술, 융복합생산기술을 3대 중점 분야로 선정하여 제조 현장의 고도화를 이끌고 있습니다. 뿌리산업 분야에서는 국가 주력 산업의 품질 경쟁력을 높이고, 청정생산 분야에서는 에너지 효율과 자동화를 실현하며 친환경적인 제조 환경을 조성합니다. 또한 기술과 산업 간의 화학적 융합을 통해 새로운 미래 성장 동력을 창출하고 있습니다. 국가적 차원의 여러 센터 운영을 병행하며 건강한 산업 생태계의 토양을 다지는 기술 조력자 역할을 수행합니다. 기술의 성과가 기업 지원으로 신속하게 이어지도록 전국 주요 기업 밀집 지역에 50여 개의 특화 센터를 운영하는 점도 눈에 띕니다. 인천, 안산, 천안의 연구소를 중심으로 광주, 부산, 대구 등 각 지역본부는 현장 밀착형 기술 지원을 수행하는 거점이 됩니다. 연구원의 인적 자원과 시설을 활용한 맞춤형 지원 프로그램을 통해 중소·중견기업이 겪는 현장 애로 사항을 해결하고 있습니다. 나아가 글로벌 협력 네트워크를 강화하여 우리 기업들이 세계적인 강소기업으로 성장할 토대를 마련합니다. 지난 30여 년간 연구원은 HDTV 시대 개척부터 고속전철 G7 시스템, 세계적인 수준의 안드로이드 로봇 개발에 이르기까지 수많은 생산기술을 개발해 왔습니다. 놀라운 점은 개발된 기술 중 70%가 실제 산업 현장에 적용되어 실용화되었다는 사실입니다. 이는 연구원이 단순히 이론에 머무는 연구가 아니라 산업 현장에 생명력을 불어넣는 실전적인 역할을 수행해 왔음을 증명합니다. 세계 최초의 친환경 합금 기술 개발 등은 한국의 제조 경쟁력을 전 세계에 알리는 중요한 계기가 되었습니다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 연구원은 ICT 기반의 융합 기술과 신속한 환경 변화 대응에 박차를 가하고 있습니다. 3D 프린팅 바이오 임플란트나 대기 정화 촉매 제조와 같은 첨단 기술 성과를 꾸준히 내놓으며 지속적인 연구개발 혁신을 이어가는 중입니다. 과학기술의 패러다임 변화를 선도하며 그 성과가 산업계 전체로 막힘없이 흘러가도록 하는 것이 이들의 최종 목표입니다. 중소·중견기업의 가장 가까운 현장 파트너로서, 기술 한국을 만드는 글로벌 실용화 연구기관으로 도약할 내일이 더욱 기대됩니다.

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한국생산기술연구원 제12대 이낙규 원장 취임사

한국생산기술연구원은 1989년 설립 이후 지난 30년 동안 중소·중견기업의 기술 혁신을 선도하며 눈부신 성장을 이룩해 왔습니다. 정부출연연구기관 중 비교적 늦게 출발했음에도 불구하고, 현재는 3대 전문연구소와 7대 지역본부를 갖춘 제조 혁신 전담 기관으로 발전했습니다. 이러한 성과는 전국의 산업현장을 직접 지원하며 헌신해 온 구성원들의 노력이 있었기에 가능했습니다. 이제 연구원은 그간 축적한 자산을 토대로 새로운 도약을 준비해야 하는 중요한 시기를 맞이하고 있습니다. 급변하는 세계 경제 환경 속에서 제조 패러다임의 변화와 미래 일자리 부족 문제는 우리 앞에 놓인 막중한 과제입니다. 특히 글로벌 가치 사슬의 변화와 기술 자립에 대한 사회적 요구는 그 어느 때보다 높습니다. 소재·부품·장비 산업의 육성은 단순한 정책적 목표를 넘어 국가의 생존과 직결된 핵심 사안입니다. 이러한 시기에 한국생산기술연구원은 스스로의 역할을 되돌아보고, R&D 역량 강화와 기술 상용화의 가시적인 성과를 통해 존재감을 입증해야 합니다. 국가와 기업, 국민의 기대에 부응하는 혁신적인 전략이 절실한 시점입니다. 새로운 비전인 'SMART KITE'는 핵심 전략 기술 확보를 통해 국가 경쟁력을 높이는 데 집중합니다. 소재·부품·장비 경쟁력 강화를 위한 컨트롤타워 역할을 수행하며, 4차 산업혁명에 대응하는 중소·중견기업의 제조 전략을 수립하는 것이 핵심입니다. 또한 'TRUST KITE'를 통해 실질적인 제조 혁신 파트너가 되고자 합니다. 지역 혁신 체제와 연계한 네트워크를 강화하고, 성장 가능성이 높은 기업을 선별하여 기술 혁신부터 수출 확대, 일자리 창출까지 아우르는 맞춤형 지원 시스템을 구축하여 산업계의 두터운 신뢰를 회복할 계획입니다. 활력 넘치는 연구 환경을 조성하기 위한 'DYNAMIC KITE'는 조직과 인사 체계의 전면적인 혁신을 담고 있습니다. 3대 전문연구소의 역할을 명확히 하고 유연한 조직 운영 체계를 도입하여 변화하는 정부 정책과 산업현장의 요구에 탄력적으로 대응하고자 합니다. 성과 보상 체계를 획기적으로 개선하여 연구자들이 자부심을 가지고 연구에 매진할 수 있는 풍토를 만들 것입니다. 더불어 연구 윤리 경영을 실천하고 구성원 간의 소통을 강화함으로써, 열정과 공감이 살아 숨 쉬는 건강한 조직 문화를 정착시키는 데 모든 역량을 집중할 방침입니다. 한국생산기술연구원이 짧은 역사 속에서도 최고의 실용화 연구기관으로 도약할 수 있었던 원동력은 특유의 혁신성과 역동성에 있습니다. 이제는 과거의 성과에 안주하지 않고 다가올 미래 30년을 이끌어갈 새로운 저력을 확보해야 할 때입니다. 창의적이고 자율적인 연구 환경 속에서 모든 임직원이 열정을 가지고 일할 수 있는 분위기를 조성하는 것이 가장 큰 목표입니다. 중소·중견기업과 국민에게 진정으로 신뢰받는 기관으로 거듭나기 위해 현장의 목소리에 귀를 기울이며, 국가 경제 활성화를 위한 제조 혁신의 주역으로서 소임을 다할 것입니다.

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