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엔지니어들의 연구활동을 돕는 유용한 툴

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NI, 엔지니어의 골치 아픈 문제를 해결하는 데 도움을 주다

세계는 지금, 그 어느 때보다도 엔지니어링 기술에 관심을 가지고 있습니다. 사람들의 건강을 개선하기 위한 새로운 기술들을 발견하고, 세계의 안전을 유지하며, 더 나아가 자연 재해로부터 피해를 막기 위한 노력 등과 같이 엔지니어들에 대한 의존도도 높아지고 있습니다.

갈릴레오가 망원경으로 천체를 관측하고, 중국인 탐험가가 자기 컴퍼스를 사용해 대양을 횡단할 수 있었던 것처럼, 과학적 발견을 위한 툴은 혁신을 이루는 데 있어 매우 중요한 역할을 합니다.

현재 엔지니어들은 이전에는 불가능했던 방식으로 현상을 측정하고 제어하는 새로운 툴을 개발함으로써, 갈수록 복잡해지는 기술에도 뒤쳐지지 않을 수 있습니다.

엔지니어들의 혁신 앞당겨
버추얼 인스트루멘테이션의 발명은 내쇼날인스트루먼트 창립자들이 난관에 봉착했던 순간부터 시작되었습니다. 이들은 표준화된 계측기기가 없던 시절에 수중 음향측정을 시도했습니다. 하지만, 그 당시의 툴로는 한계가 있었기 때문에 이들은 결국 패러다임의 변화를 시도하였습니다.

즉, NI 창업자들은 주어진 문제에 딱 맞는 시스템을 발명하여 그 시스템을 판매하는 대신, 엔지니어들이 문제를 해결하는 데 필요한 다양한 툴을 개발하여 고유의 문제들을 해결할 수 있도록 도와주었습니다.

NI는 1976년부터 측정과 제어를 위한 시스템 개발이 가능한 소프트웨어와 하드웨어가 통합된 플랫폼을 엔지니어들에게 제공하여, 보다 혁신적으로 생산성을 높이고 발견을 가속화할 수 있게 하였습니다.

엔지니어들은 그래픽 기반 시스템 디자인 플랫폼을 통해 변화하는 기술에 쉽게 적응하고, 최적화된 솔루션을 만들고 있습니다. 이러한 그래픽 기반 시스템 디자인 플랫폼은 기존 계측 장비의 제어를 시작으로 최근에는 소프트웨어를 통해 재구성 기능을 극대화한 하드웨어 아키텍처인 FPGA까지 발전했습니다.

“이전에는 제어 전문가, 기계 엔지니어, 전자 엔지니어, 프로그래머 이렇게 4명으로 구성된 한 팀이 꼭 필요했었지만 지금은 한 사람으로 가능합니다.”
– Sean Dougherty. 맥도날드 메카트로닉스 슈퍼바이저-

보다 효율적인 엔지니어링 접근 방식 – 그래픽 기반 시스템 디자인
그래픽 기반 시스템 디자인은 측정과 제어 영역 모두에서 혁신을 이룩하고 있습니다. 이 방식은 툴과 IP를 재사용하여 디자인부터 테스트까지, 소규모 시스템에서 대규모 시스템으로 확장할 수 있을 만큼 유연성이 뛰어나기 때문에 새로운 시스템을 빠른 시간내에 개발하여 제공할 수 있습니다.

그러므로, 이러한 방식은 상용 하드웨어를 이용하여 저전력 시스템에서부터 고성능 시스템까지 사용자의 요구를 충족시키는 직접 정의가 가능한 시스템을 전체 시스템 비용을 절감하면서 통합할 수 있습니다.

이같이 유연한 접근 방식을 재사용 가능한 IP 및 어플리케이션과 함께 이용하면 보다 적은 시간과 리소스로 더 많은 프로젝트를 완성하는 데 있어서 큰 경쟁력을 가질 수 있습니다. 그래픽 기반 시스템 디자인은 연구 개발에서 엔지니어링 툴을 사용할 때 절대적으로 필요합니다.

다음 3가지 사례는 우주 암흑 물질의 근원을 찾는 연구, 비침습성 의료 영상 진단 시스템의 개발, 세계 최대 망원경의 위치 제어를 수행하는 데 그래픽 시스템 디자인을 사용하여 성공한 사례입니다.

과학적 이론을 현실화 시키는 툴
세계에서 가장 큰 입자 가속기 제어
세계 최대의 물리 입자 연구소인 유럽원자핵공동연구소(CERN, European Organization for Nuclear Research)는 우주의 가장 필수적이면서도 기본적인 내용 뒤에 가려진 수많은 미스터리에 대한 연구를 수행합니다.

CERN 연구소는 가장 강력한 입자 가속기인 LHC(Large Hadron Collider)를 이용하여 미세한 빔 코어에서 나오는 에너지 입자를 흡수하는 장치의 위치를 측정하고 제어합니다. CERN 연구원들은 잘못 유도되었거나 불안정한 입자 빔을 차단할 수 있는 모션 컨트롤 시스템을 개발했습니다.

또한, 기존의 VME와 프로그래밍 가능한 로직 컨트롤러 기반의 거친 환경에서도 실행 가능하고 비용을 절감할 수 있는 NI FPGA 기반 툴을 채택했습니다. 이러한 측정 및 제어 작업들은 이탈된 빔이 막대한 피해를 입힐 수도 있기 때문에 리얼타임으로 이루어져야 하고, 높은 안정성과 정확성을 요구합니다.

LHC에서의 입자 충돌로 수집된 데이터는 지금껏 볼 수 없었던 정보를 제공하므로, 우주의 탄생 비밀은 무엇이고, 입자는 왜 덩어리이며, 암흑 물질의 근원은 무엇인지 등에 관한 물음에 대한 답을 찾을 수 있습니다.

세계 최초의 리얼타임 3D OCT 의료 영상진단 시스템
의료 연구자들은 생명을 위협하는 질병의 원인을 진단하기 위해 인체와 뇌를 더욱 정확하게 영상화할 수 있는 툴이 필요합니다.

OCT (Optical Coherence Tomography)는 비침습성으로 생체조직의 단층 횡단 영상을 제공하는 안전한 기술입니다. 이 방법은 의료분야에서 기존의 영상 방식보다 훨씬 더 높은 해상도를 제공할 수 있는 진단 도구이며, 비침습성이므로 환자들도 부담 없이 진료를 받을 수 있습니다.

최근 일본 키타사토 대학교(Kitasato University) 연구팀은 NI FlexRIO FPGA하드웨어와 GPU 처리가 결합된 320-채널 DAQ 시스템과 OCT를 이용해 세계 최초의 리얼타임 3D OCT 영상 시스템을 개발했습니다.

뿐만 아니라, FPGA를 통한 다채널 데이터 수집과 리얼타임 연산, 렌더링 및 디스플레이를 위한 GPU 기술이 결합된 이 시스템의 각기 다른 부분을 제어하는 데 NI LabVIEW 소프트웨어를 사용했습니다.

이 시스템으로 의사들은 렌더링된 3D 이미지를 리얼타임으로 어느 각도로든 회전시켜 혈액 흐름과 조직의 동적인 변화를 보다 효율적으로 파악할 수 있게 되었고, 수술 중에 활용해 더 큰 가시성을 확보할 수 있게 되었습니다.

세계에서 가장 큰 망원경의 위치 제어
초대형 망원경(ELT, 조리개 직경 20m 이상의 망원경)은 지상 관측에서 가장 많이 사용하는 도구 중 하나입니다. 이러한 망원경은 행성, 별, 블랙홀, 암흑 물질과 같은 심도 깊은 연구에서 천체물리 지식의 수준을 높여줍니다.

유럽 초대형 망원경(E-ELT, European Extremely Large Telescope)은조리개 직경이 42m나 되는 세계에서 가장 큰 광/근적외선 망원경으로 천체 관측 분야에서 획기적인 발견을 이끌고 있습니다.

스페인 카나리아스 천체물리연구소(IAC, Instituto de Astrofisica de Canarias) 연구팀은 984개의 미러로 구성된 E-ELT 메인 미러의 포지션 액추에이터 프로토타입을 조정하기 위해 Electronics & Embedded Software를 개발해야 했습니다.

각각의 미러는 중력, 온도 및 바람 난류의 변화를 보상해주기 위해 3개의 포지션 액추에이터를 사용하여 회전해야 하며 나노급 정확도로 90kg을 움직여야 합니다.

NI 그래픽 기반 시스템 디자인 플랫폼은 모든 전자기기와 소프트웨어의 요구사항을 수용하면서 높은 유연성과 리얼타임 성능을 제공하고 IAC 연구팀의 개발 기간을 대폭 줄여주었습니다.

세상을 변화시킬 엔지니어 꿈나무들의 육성
과학적 경험은 학습 과정의 한 부분이기도 합니다. 새로운 툴은 엔지니어링이 세상에 미치는 영향을 엔지니어 꿈나무들이 직접 체험할 있도록 도와줍니다. 다음 세대의 혁신을 이끌 인재 양산을 희망한다면, 어린 나이에서 과학적 경험을 통해 영감을 받을 수 있는 툴을 개발해야 합니다.

NI는 FIRST(For Inspiration and Recognition of Science and Technology) 프로그램과 LEGOⓇ robotics 프로그램에서 학생들이 NI 하드웨어와 소프트웨어를 사용하여 재미있고 유익한 과학 실습 환경을 체험할 수 있도록 하고 있습니다.

미래 공학기술 난제들의 해결은 현재 어린이들 손에 달려있습니다. NI는 세계 최고의 엔지니어들이 사용하는 툴을 어린이들이 자연스럽게 접할 수 있는 기회를 제공합니다.

NI 툴을 사용하는 기업들이 현재 중요한 엔지니어링 과제들을 해결하는 데 노력하고 있듯이, NI도 엔지니어링 혁신을 위한 툴을 계속해서 제공함으로써 세계 기술과학 발전에 꾸준히 기여하고 있습니다.

– Brad Armstrong brad.armstrong@ni.com
Brad Armstrong은 내쇼날인스트루먼트 기업 마케팅 매니저로서 사업개발, 교육 및 마케팅 부문에서 12년 넘게 일해 온 마케팅 전문가이며 일관된 글로벌 기업 브랜드와 비전, 아이덴티티를 구축하는 역할을 하고 있습니다. 그는 St. Edward’s University에서 경영학을 전공했습니다.

아이씨엔 매거진 2012년 05월호

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힐셔, 산업용사물인터넷 지원 netIOT 활용방안 제시

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힐셔 netIOT

산업용 통신 솔루션 선두업체인 힐셔(Hilscher Gesellschaft für Systemautomation mbH)는 11월 2일(금), 인터컨티넨탈 서울 코엑스에서 기자 간담회를 개최하여 힐셔의 혁신적인 netIOT 전략 및 netIOT 인터페이스의 다양한 솔루션을 활용한 IoT 기술 활성화 방안에 대해 소개하는 자리를 가졌다.

힐셔 netIOT

netIOT

힐셔 프로덕트 매니저인 크리스토프 훙어(Christof Hunger)는 “IoT 시장이 성장함에 따라 설비 제조업체들은 필드 디바이스의 정보를 기반으로 예방적 유지보수, 상태 모니터링과 같은 새로운 클라우드 기반의 부가가치 서비스를 구현하고자 한다”며 “힐셔는 디바이스 제조업체들이 힐셔의 netIOT 인터페이스 솔루션을 이용해서 산업용 이더넷, 트랜스페어런트 이더넷(Transparent Ethernet)과 함께 OPC UA 서버 및 MQTT 클라이언트 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 더욱 집중하였고, 힐셔 솔루션을 통해 고객들이 스마트 팩토리를 구축하는데 도움이 되길 바란다.” 라고 말했다.

인더스트리 4.0과 IIoT는 4차 산업혁명으로 센서에서 클라우드까지 지속적인 통신을 요구한다. 힐셔는 이를 산업용 클라우드 통신이라 칭하고 고객들이 Industry 4.0, 스마트팩토리 및 IoT를 구현하도록 돕기 위해서 힐셔 netIOT 제품군이라는 솔루션을 구축하고, 지속적으로 프로모션을 진행하고 있다. netIOT는 netIOT 서비스(Service), netIOT 엣지(Edge), netIOT 인터페이스(Interface)와 같이 총 3개의 영역으로 구분된다. 특히 netIOT 인터페이스는 IoT 기능을 갖는 netX기반의 통신제품으로 netIC IOT와 같은 모듈형 제품을 생산 및 공급하고 있다.

힐셔 넷프록시

netPROXY

 

netIC IOT는 필드 디바이스용 지능형 멀티 프로토콜 모듈로 하나의 하드웨어만으로 모든 Real-Time Ethernet 슬레이브 프로토콜을 지원한다. OEM 고객들은 엔지니어링 툴을 이용하여 고객 어플리케이션 소프트웨어에서 한번만 개발하면 되는 고객 디바이스용 프로토콜 독립형 객체 모델을 생성한다. 네트워크 프로토콜 변경은 툴 내에서 ‘Build Process’를 통해 전적으로 진행되기 때문에 어플리케이션에 필요한 네트워크 별 조정이 없으며 OEM은 정확히 하나의 하드웨어와 소프트웨어 설계로 진정한 멀티 프로토콜 디바이스를 구현할 수 있다.

힐셔코리아 원일민 지사장은 “스마트 팩토리의 구축에 있어 가장 중요한 포인트는 IT영역과 OT영역의 연결에 있다”고 언급하며, “힐셔는 netIOT를 통해 시스템 설치시 발생할 수 있는 리스크를 최소화시킬 수 있게 하고자 한다. 기존OT영역의 사용자들이 IT영역으로 데이터를 전송하거나 클라우드에 연결함에 있어서 사용자의 실수나 의도치 않은 수고를 덜어줄 수 있는 제품과 서비스를 지원하고 있어 시스템 설계나 설치시 발생할 수 있는 오류나 리스크를 최소화 시켜준다”고 덧붙혔다.

힐셔 netIOT 제품에 대한 자세한 설명은 홈페이지 https://www.hilscher.com/products/product-groups/industrial-internet-industry-40/ 에서 확인할 수 있다.

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[포토] PTC, 3D CAD에 증강현실 접목해 디지털 트윈 현실화

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'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

'2018 코리아 CAD 서밋'에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다.

(사진. PTC 코리아)


PTC코리아가 10월 18일 개최한 ‘2018 코리아 CAD 서밋’에서 증강현실(AR)을 통한 디지털 트윈을 체험하고 있다. PTC의 3D CAD 소프트웨어 크레오(Creo®) 5.0은 디지털 트윈 솔루션을 현실화한 세계 최초이자 유일한 기술로 제품의 면면에 증강현실을 적용하여 물리적 세계와 디지털 세계를 연결한다. (사진. PTC 코리아)

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2016 스마트테크쇼, 6월 8~10일 코엑스서 개최

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인공지능 시대를 전망하고 사람을 위한 스마트 기술을 소개하는 ‘2016 스마트테크쇼(Smart Tech Show 2016)’가 6월 8일부터 10일까지 코엑스에서 개최된다. 

본 행사는 ‘Smart Tech for Human’라는 슬로건 아래, ▲드론/로봇 ▲가상/증강현실 ▲에듀테크 ▲스마트 모빌리티 ▲리테일테크 ▲3D프린팅 등 주요 이슈를 선정하여 국내 대표 스마트 기술 컨퍼런스 및 전시회를 개최하며, 관련 산업 간의 시너지를 창출할 수 있는 비즈니스의 장을 마련한다. KT, LG전자, ADT 시큐리티, 프로차일드, 한국과학기술원, 경북대학교 산학협력단 등 각 분야별 주요 기업·기관 125개사 400부스 규모로 이루어질 예정이다. 

유통과 IT산업의 융합을 위한 자리로 스마트 기기 체험과 첨단 리테일 솔루션을 접목한 리테일&테크 특별관이 구성되어 IT/유통산업 관계자를 대상으로 앞으로의 IT 리테일샵이 나아갈 방향을 제시한다. 더불어 한국마이크로소프트와 SGA임베디드 주최로 ‘스마트 리테일에 최적화된 MS IoT 솔루션 세미나’를 개최하여 리테일에 스마트한 혁신을 가져올 솔루션을 소개하는 자리를 마련한다. 

◇인공지능 시대, 일자리 전망 콘퍼런스 개최 

본 전시회와 더불어 ‘인공지능 시대의 일자리 창출과 직업능력 개발’을 주제로 분야별 전문가를 초빙하는 전문 콘퍼런스가 6월 8일과 9일 이틀간 열린다. 

첫째 날은 IBM 김연주 상무와 국내 대표 뇌공학자인 카이스트 정재승 교수의 기조강연과 핀란드 미래학자 마르쿠 윌레니우스(Markku wilenius) 교수의 특별강연을 시작으로 스마트기술의 산업과 일자리에 대해 블록체인OS 박창기 대표와 한국직업능력개발원 김영생 박사의 강연이 이어질 예정이다. 

둘째 날은 ‘새로운 일자리 창출 엔진으로서의 VR 그리고 교육훈련 플랫폼으로서의 가능성’에 대한 한국VR산업협회 현대원 회장의 발표와 ‘에듀테크가 가져올 교육의 혁명적 변화를 주제’로 휴넷 조영탁 대표의 기조연설 후에 스타트업 케이스 스터디를 통해 스마트시대에서 일하기 위한 우리의 성공 전략을 짚어볼 예정이다. 

◇드론에 스마트 기술의 미래를 담다 

드론 관련 신기술 촉진과 국내 드론산업 활성화를 목적으로 6월 대규모 드론 이벤트가 열린다. 드론톤은 우수한 엔지니어와 창의적인 메이커들이 드론 관련 기술을 뽐내는 자리로, 4인 1조로 팀을 꾸려 드론을 직접 제작하고 완성된 기체로 드론 게임을 진행하여 완성도와 비행능력을 종합하여 우승자를 가리게 된다. 

드론 조작에 능숙한 유저라면 도전해 볼 만한 대회도 있다. 다양한 장애물 통과 미션을 통해 드론 실력자를 가리는 ‘드론챌린지’가 9일 개최된다. 우승자에게는 최신 스마트 모빌리티가 수여되며, 참가를 원하는 이는 한국FPV협회 홈페이지를 통해 신청 가능하다. 

그밖에 스마트카, O2O, 핀테크 등 분야별로 이루어지는 테크니컬 세미나와 국내 대표 엑셀러레이터간 의 공동 데모데이를 통해 참가기업과 바이어 간의 비즈니스 기회를 마련한다. 

본 행사는 홈페이지에서 온라인 사전등록 시 무료로 관람할 수 있다.

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