현재 우리나라는 에너지 소비량의 97% 이상을 해외에 의존하고 있으며, 그 규모가 매년 증가하고 있는 실정이다. 이를 해소하기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있으며 이에 따른 관련 연구 분야의 정부 정책 지원도 증가하는 추세이다. 그러나 새로운 차세대 단열 소재의 개발을 통한 에너지 절감에 대한 노력은 아직 미흡한 상태이다. 본고에서는 이와 관련하여 에너지 효율 극대화 방안으로써, 기존의 단열 소재의 현황 및 향후 단열 소재의 연구방향을 다공질 세라믹(특히 에어로겔)을 중심으로 정리 기술함으로써 앞으로의 발전방향을 제시하고자 한다. 또한 이를 통하여 전체적인 다공성 무기질 단열 소재에 대한 이해를 높여 향후 친환경적이며, 에너지 효율적인 단열소재 연구 분야를 확립하는데 기여하고자 한다.

저에너지 소모를 위한 대책으로 장치설비의 고효율화를 이루어 나가고 있으나, 고온 고압 등의 극한환경 하의 공정이 증가하면서 상기의 조건 하에서도 안정적으로 작동 가능한 다공질 세라믹스를 이용한 촉매기술 또는 포집 분리기술에 대한 필요성이 부각되고 있다. 본 고에서는 다공성 세라믹 소재가 특별히 유효하게 대응 가능한 대기오염과 관련하여 오염원 물질 및 오염의 실태를 살펴보고, 각종 다공성 세라믹스의 제조방법과 이에 따른 소재특성을 소개하고 시장의 현황과 전망을 정리하였다. 또한 다공성 세라믹 소재의 가장 대표적인 활용 형태인 하니컴 구조체의 제조방법 및 특성에 대하여 기술하고, 다공성 세라믹 소재의 실제 활용과 관련해서는 오염물질을 입자상물질과 가스상물질로 대별하여 대표적인 사용처와 소재를 수록하였으며, 차세대 신개념 필터로 연구 중인 반응소결 질화규소에 대해 언급하였다.

고분자의 자기조립화 구조를 주형 (template)으로 이용하여 합성되는 메조다공성 물질은 고분자 주형 제거 후 나노크기의 규칙 기공구조가 이루어내는 거대한 비표면적을 제공한다. 이 거대 비표면적을 이루는 나노기공은 광학, 에너지, 환경 및 생체 등 여러 가지 소재분야에서 높은 활용가능성을 가진다. 종래의 연구는 메조다공성 물질의 다양한 응용가능성을 제안하기 위한 재료합성 및 설계에 초점이 맞추어져 있었으나 최근에는 기능부여를 통한 실질적 활용법 제안으로 그 패러다임이 전환되고 있다. 특히, 메조다공성 물질의 에너지 저장 및 발현소재로서의 가능성과 생체활성물질 전달 및 생체골 형성능이 확인되면서 에너지와 바이오 분야에서 특히 높은 관심이 주목되고 있다. 본고에서는 이 중 생체소재로서의 메조다공성 물질 설계 및 응용과 관련된 연구 현황을 정리하였다.

최근 극초단 펄스(ultrashort pulse) 레이저의 고출력화와 안정화가 실현되면서 본격적인 산업적 응용을 지향하는 상용 제품들이 쏟아져 나오고 있다. 극초단 펄스 레이저의 특성을 가장 잘 활용할 수 있는 적용 분야 중 하나가 유리 기판을 비롯한 투명 광학재질과 취성재료의 가공이며, 이는 시장 전망이 밝은 디스플레이와 의료 산업과 맞물려 큰 주목을 받고 있다. 본 고에서는 현재 큰 관심을 받는 분야 중 하나인 극초단 펄스 레이저를 이용한 유리 기판의 접합 기술의 원리와 최신 해외 연구 동향에 대해 살펴보고, 앞으로ㅢ 발전 방향에 대해 전망 하고자 한다.

서보모터 일체형 유압펌프는 핵심 유압기술과 전기 및 전자 제어기술로 구성되는 다분야 융합기술로서, 이와 관련된 기술을 활용하는 전기, 기계, 유압 등 거의 전 산업분야에 걸쳐 이 기술의 국산화 개발에 따른 파급효과가 크다. 특히, 이 개발 기술의 특징은 기존 유사제품과의 동일 출력대비 획기적인 저소음화와 컴팩트화 그리고 에너지 절감의 극대화를 이루었다는데 있다. 본 기술의 개발과정을 통해서 전기 및 기계의 일체화 설계기술, 제작기술, 주물기술, 유체해석기술, 시험평가기술 등 선진국에 비해 상대적으로 취약한 이 분야의 국내 기술인프라 기반기술을 확고히 할 수 있는 계기가 될 수 있다. 본 고에서는 서보모터 일체형 유압펌프의 산업, 기술 동향 및 특허동향 분석을 통한 연구개발 방향 변화를 살펴보고, 향후 기대되는 기술적 비전을 소개하였다.

현장 운용조건하에서 사용자들이 요구하는 보증수명을 시험평가하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소요된다. 이를 해결하기 위한 시험기술로써 흔히 가속시험이 운용되며 가속방법에는 연속적으로 사용하지 않는 제품을 연속적으로 가동시킴으로써 고장시간을 단축시키는 사용를 가속과 사용조건보다 높은 스트레스를 부과하여 제품의 수명을 단축시키는 고 스트레스 가속이 있다. 기계류 부품들에서 대부분 채택하고 있는 고 스트레스 가속방법을 적용한 무고장 가속시험의 전략은 크게 현장 운영조건하에서의 등가부하를 산출, 시험 운영조건하에서의 등가부하를 산출 그리고 보증수명에 의한 무고장 시험시간을 산출하는 3가지의 기술로 운영된다. 이러한 가속시험 전략은 기계류에 관련된 대부분의 부품 및 시스템에 적용 및 활용이 가능하다.

로봇의 발전 동향을 살펴보면, 기존의 위치 기반제어를 통하여 단순반복 재생 하는 로봇에서 인간과 로봇이 협력할 수 있는 로봇으로 그리고 궁극적으로는 독자적인 작업지능을 갖고서 독립적으로 운용되거나 인간과 공존할 수 있는 로봇으로 개발되어 나아갈 것으로 예상된다. 다만 현재까지의 로봇 기술로는 로봇 독자적으로 완전한 작업지능을 구현하기가 힘들기 때문에 그 중간 단계로써 사람과의 협력 작업을 구현하고 하는 것이다. 이처럼 인간-로봇 협업 기술은 인간의 지능과 로봇의 성능을 결합하여 고도의 작업을 구현할 수 있는 기술로써 로봇의 사용법을 모르는 현장 작업자도 로봇의 말단부를 잡고 손쉽게 로봇에 명령을 지시할 수 있다. 따라서 로봇의 응용 범위가 매우 다양해지고, 특히 로봇 전문인력이 없고 다품종 변량 생산을 주로 하는 중소기업에서의 로봇 활용을 촉진시켜 작업 환경 개선과 생산성 향상이 가능해진다. 또한 제조업용 로봇 분야에서 뿐만 아니라 범용성이 강한 기술로 개인서비스 로봇에서부터 국방, 건설, 의료 등 전문 서비스 로봇에 이르기 까지 폭넓게 적용될 수 있다. 이러한 인간-로봇 협업을 위해 필요한 기술들로는 경량형 로봇팔 기술, 인간-로봇 협조 제어 기술, 인간-로봇 안전 기술, 작업자 편이를 위한 인터페이스 기술 등이 포함되며 향후 기술의 발전에 따라 그 파급효과가 극대화될 것으로 기대된다.

최초의 산업용 로봇이 개발된 이래 산업 자동화의 중심에는 산업용 로봇이 있었으며 현대의 풍요로운 산업화는 자동화 장비를 통한 대량생산에 힘입은 바 크다. 산업용 로봇은 현재까지도 제조 산업에서 매우 중요한 역할을 차지하고 있으며 그 중요도는 점점 커질 것으로 예상된다. 현재의 산업용 로봇은 과거에 비해서 정밀도, 강성, 내구성측면에서 많은 발전을 이루었다. 그러나 그 외형의 측면에서는 큰 변화가 없었으며, 아직도 대부분의 사업장에서는 하나의 팔을 가진 로봇이 이용되고 있다. 이러한 하나의 팔을 가진 전통적인 싱글 암 로봇은 작업자가 두 손을 가지고 작업하는 작업장에서는 적용하기 곤란하며, 이는 산업용 로봇의 적용 범위를 제한하는 주된 이유 중의 하나임이 분명하다. 전자제품, 기계부품의 조립작업을 위해서는 인간과 같이 양팔을 가진 형태의 로봇시스템이 매우 효과적이며, 이러한 이유로 해외의 선진사를 중심으로 양팔을 가지는 제조용 로봇의 개발이 이루어지고 있다. 현재 시점에서는 상용화된 양팔로봇시스템은 소수에 불과하며, 기능적인 측면에서는 단순한 형태의 작업만이 가능하다. 그러나 기구학적 구성에 있어서 기존의 로봇과 달리 양팔구조를 가지고 있기 때문에 향후 매우 발단된 형태로 인간과 유사한 양팔 협조 작업을 수행하는 산업용 양팔로봇이 개발될 것으로 생각된다. 본 문헌에서는 현재의 제조용 양팔로봇 연구 동향을 간략히 설명하고, 한국기계연구원의 제조용 양팔로봇 시스템에 관련된 연구 내용을 소개하고자 한다.

화석 에너지 고갈과 지구온난화의 위기로 인하여, 미개척 분야인 해양에너지 산업에 대한 전 세계적 관심이 높아지고 있다. 특히 조력발전, 조류발전 그리고 해류발전은 현 정부의 녹색성장기술 신재생에너지에 속한 산업 군으로서, 정부정책 기조와 일치하는 해양 분야의 신성장 동력 아이템이다. 조력발전의 경우 우리나라는 조석간만의 차가 큰 서해안의 지형적 이점을 바탕으로 세계 시장에서 높은 경쟁력 가지고 있으며, 국내에서도 상용화를 위한 조류발전기 개발 및 실증시험을 진행하고 있다. 그러나 해류발전은 그 개념이 국내에서 확립되어 개발 초기단계에 있는 해양발전의 새로운 영역으로서, 전 세계적으로 개발사례가 없다. 해류발전용 해류발전기는 조류발전기에 비하여 크기가 작으나 발전용량이 크며, 개발 및 제작비용이 저렴하므로 조력발전소나 방조제의 수문 근처에 추가적으로 설치하면 매우 큰 시너지 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 본고에서는 조력, 조류 및 해류발전에 대한 개념 소개와 조력발전과 조류발전의 국내외 개발현황 분석 그리고 새로운 개념인 해류발전에 대한 기술적 가능성을 제시하고 기대효과를 간략하게 소개하였다.