일상 속 산업: 일상생활에 도움 되는 숨은 기술들
더욱 지속 가능하고 편리하며 안전한 삶을 영위하는 데 산업용 애플리케이션이 필수적인 이유
보통 산업 분야의 기술이라고 하면 일상생활과 다소 동떨어진 대형 기계와 복잡한 제조 공정을 떠올립니다. 그러나 실시간 제어가 있다면 시스템은 데이터를 수집하고, 처리하고, 정의된 시간 내에 자율적으로 업데이트할 수 있습니다. 스마트 센싱은 사람과 기계를 감지할 수 있으며, 엣지 인공지능(AI)은 더 빠르고 효율적으로 의사 결정을 내릴 수 있습니다. 이러한 보이지 않는 기술은 아침에 눈을 뜨는 순간부터 잠자리에 들 때까지, 제조에서 물류에 이르기까지 모든 분야에 걸쳐 세상을 유지하는 데 필요하지만 사람이 직접 처리하기에는 어려운 작업을 조용히 수행합니다.
산업용 애플리케이션에 사용되는 기술은 스마트폰만큼이나 일상에 필수적이고 유익합니다. 이러한 기술을 통해 시간을 절약하고, 편의성을 높이고, 가정과 사회 인프라의 안전을 보장하며고, 지속 가능한 삶을 이룰 수 있습니다.
본 콘텐츠에서는 우리의 삶을 풍요롭게 만들어주는 이러한 기술들의 주요 장점 세 가지와, 이를 달성하기 위해 기술들이 어떻게 상호운용되는지 살펴보겠습니다.
일상생활의 편의성 향상
산업용 애플리케이션은 '편의성'을 혁신하고 있습니다. 이전에는 매장에 직접 방문해야 했지만 이제는 클릭 몇 번으로 간편하게 온라인으로 주문할 수 있으며, 딱히 신경 쓰지 않아도 거실의 최적 온도 설정 등의 결정을 자동으로 처리해 줍니다. 스마트 센싱 및 엣지 AI와 같은 기술은 당장 눈에 보이지 않더라도 점차 생활에 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다.
온라인으로 주문하면 주문 처리 센터의 모바일 로봇이 몇 분 안에 진열대에서 해당 상품을 찾아 당일 배송을 준비합니다. 모바일 로봇은 직원과 협업하여 반복이 많은 작업을 처리할 수 있습니다. 로봇은 첨단 안전, 인식 및 내비게이션 기술을 통한 놀라운 정밀도와 지능을 바탕으로 작동합니다.
스마트 센싱 기술은 집을 더욱 쾌적하게 만들어줍니다. 이제 서모스탯(thermostat)은 최신 반도체 온도 센서를 통해 0.1도 단위의 정확도로 온도를 추적할 수 있어 전에 없던 편의성을 누릴 수 있습니다. 서모스탯은 밀리미터파(mmWave) 기술을 사용하여 집에 사람이 있는지 여부를 감지할 수 있어 온도를 자동 조절해 에너지 효율과 쾌적함의 균형을 맞춥니다. 또한 밀리미터파 기술을 사용하면 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템이 실내에서 사람사용자의 위치와 활동을 감지할 수 있습니다. 시스템은 이를 통해 공기 흐름을 정밀하게 제어하고 냉방 성능을 동적으로 조정하여 가장 쾌적한 환경을 조성할 수 있습니다.
미래에는 휴머노이드 로봇으로 청소 및 기타 집안일과 같은 작업을 처리하여 가정에 새로운 차원의 편리함을 누릴 수 있을 것입니다. 휴머노이드 로봇은 지능적으로 주변 환경과 상호 작용하여 필요에 따라 조정하고 최적화합니다. 혁신적인 기술이 발전하면서 일상은 더욱 간소해지고 스마트해질 것이 분명합니다.
일상의 안전 혁신
산업용 애플리케이션은 또한 안전성 향상에 중요한 역할을 하며, 그 중요성을 간과하는 경우가 많습니다. 에지 AI 및 실시간 제어와 같은 기술로 개인 정보를 침해하지 않으면서도 집과 가족을 모니터링할 수 있습니다.
물류 센터와 창고에서는 로봇 자동화 및 에지 AI 기반 안전 시스템을 통해 잠재적으로 위험한 작업을 처리하여 근로자를 보호할 수 있습니다. 2019년 기준, 전 세계적으로 약 3억 9,500만 명의 근로자가 산업 재해를 경험한 것으로 추정됩니다. 실시간 제어 시스템과 센서가 장착된 로봇은 제한 구역에서 사람을 감지하면 즉시 멈추도록 프로그래밍되어 있어 작업 관련 부상의 위험을 낮출 수 있습니다.
건물 안전 분야의 경우 산업 기술 덕분에 건강한 실내 환경을 유지하기 위해 공기 흐름, 온도, 습도를 실시간으로 제어하는 스마트 HVAC 시스템이 개발되었습니다. 머신러닝과 에지 AI를 통합한다면 HVAC 시스템을 통해 모터로 구동되는 베어링의 진동, 온도 및 음향 신호를 연속적으로 모니터링할 수 있습니다. 이러한 예측 유지보수를 통해 예기치 않은 고장을 줄이고 모터 수명을 연장하여 근로자를 위한 쾌적하고 안전한 작업 환경을 조성할 수 있습니다.
태양 에너지 시스템의 경우 배선 손상, 연결 불량 또는 날씨 관련된 외부 부품 마모로 인해 아크 결함(화재 위험을 초래할 수 있는 높은 전류)이 발생할 수 있습니다. 아크 결함 감지 기술이 탑재된 태양광 인버터는 전기 회로를 연속적으로 모니터링하여 잠재적인 아크 결함의 발생 징후를 나타낼 수도 있는 전류 흐름상의 위험 패턴을 식별합니다. 고급 센서와 마이크로프로세서, 통합 에지 AI 기술을 통해 정상적인 전력 변동과 위험한 아크를 정확하게 구분할 수 있습니다. 시스템이 오류를 감지하면 즉시 전원을 차단하여 오류가 화재로 이어지는 것을 방지합니다.
이 모든 영역에서 산업용 애플리케이션과 그 기술은 대부분 보이지 않는 곳에서 작동하지만 안전한 생활 환경에 직접적으로 크게 기여합니다. 인프라 무결성 관리부터 주택 보안에 이르기까지 이러한 기술은 일상생활에 깊숙이 자리 잡은 안전 수단을 제공하며, 사람들은 더욱 안전하고 편리한 현대 생활을 누릴 수 있습니다.
지속가능성 향상
미래의 지속가능성이 점차 높아짐에 따라 태양광 발전 및 에너지 저장 시스템과 같은 재생 에너지 솔루션은 일상적인 에너지 비용을 절감하고 가정에서 탄소 발자국을 줄이는 필수 요소이며, 출퇴근 시 전기차를 사용하는 것도 필수 요소로 자리 잡고 있습니다. 가정, 기업, 에너지 회사가 에너지를 효과적으로 활용, 변환, 전달하기 위해 노력하고 있지만, 전력 변환 효율의 극대화 및 스마트한 에너지 관리 달성은 여전히 복잡한 과제입니다. 효율성 향상에 대한 수요가 커지자 실시간 제어 및 와이드 밴드갭 반도체와 같은 기술 혁신이 연속적으로 이루어지고 있습니다.
질화 갈륨(GaN)과 같은 와이드 밴드갭 반도체는 차세대 전원 스위치의 대표 주자입니다. GaN 반도체는 높은 전압, 온도 및 주파수에서 효율적으로 작동할 수 있어 전력 컨버터의 효율을 높이고 스위치가 차단 상태와 전도 상태 간에 전환하면서 발생하는 스위칭 손실을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
TI의 C2000™ 실시간 마이크로컨트롤러를 GaN 집적 회로와 함께 사용하면 태양광 인버터 및 에너지 저장 시스템이 최고 효율로 작동하여 스위칭 손실을 줄이면서 더 높은 전력을 공급할 수 있습니다. 둘을 조합한다면 그리드 전력 의존도를 낮춰 전기 비용을 절감할 뿐만 아니라 재생 에너지를 일상생활에 원활하게 통합할 수 있습니다.
현대 생활의 숨은 공신
이러한 기술은 항상 주목받지는 못하더라도, 이 덕분에 사람들은 매일 편의와 안전을 누립니다. 이러한 기술은 여러 애플리케이션에서 사용되는 동시에, 일상 속 제품의 유지관리와 에너지 사용 최적화에 함께 사용되고 사람들이 의존하는 인프라를 한층 견고하게 만들어 줍니다. 더욱 지속 가능하고 효율적이며 안전한 미래를 위해 노력하는 가운데, 산업 애플리케이션 기술은 풍요로운 일상을 위해 현장에서 묵묵히 활약할 것입니다.
이 블로그 게시글은 시스템 및 엔지니어링 마케팅 디렉터인 Ryan Wang이 작성했습니다.