[제조소식] 9월 4주차 제조업 소식

기업 AI 도입 80% 실패…제조업은 ‘하늘의 별 따기’

RAND 연구소에 따르면 기업의 AI 도입 성공률은 20% 미만입니다. 주된 이유는 AI 문제 정의 오류, 데이터 부족, 기술 도입에만 집중, 데이터 관리와 인프라 미비, 그리고 해결 불가능한 문제를 시도하기 때문입니다.

특히 제조업은 데이터의 복잡성 때문에 AI 도입이 어렵습니다. 설비 예지보전, 품질 관리, 수요 예측 등 제한된 분야에만 적용됩니다. 성공적 도입을 위해 명확한 목표 설정, AI 인프라 투자, 데이터 표준화와 파트너십 구축이 필요합니다. 센서 데이터 수집, 데이터 마이닝, 알고리즘 선정, 트랜스퍼 러닝 등 4단계 전략도 중요합니다.

데이터 품질과 표준화는 필수이며, 일관성 없는 데이터는 AI 성능을 저하시킬 수 있습니다. 제조 프로세스와 시스템 연동도 해결해야 하며, 구체적인 문제 해결에 초점을 맞춰야 합니다. 신뢰성과 확장성 확보를 위해 검증과 테스트, 정부-학계-기업 협력도 필수적입니다.

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폐플라스틱 기름으로 플라스틱 원료 만든다…“수율 향상”

한국화학연구원이 폐플라스틱 열분해유를 에틸렌, 프로필렌 같은 경질 올레핀으로 전환하는 새로운 촉매 기술을 개발했습니다. 기존 플라스틱을 고온에서 분해해 재생유를 얻는 열분해유 방식은 온실가스 저감과 탄소중립 실현에 기여할 수 있습니다. 최근 규제 완화로 폐플라스틱 열분해유가 석유화학 원료로 허용되면서 연구와 상업화가 활발해지고 있으나, 기존 기술의 효율성 문제는 여전했습니다.

연구팀은 나프타 촉매 분해 기술을 발전시켜 열분해유에 적합한 촉매를 개발했습니다. 순환 유동층 반응기를 이용해 촉매 표면의 찌꺼기를 제거하며, 기존보다 낮은 680도에서 경질 올레핀 수율 44.1%를 달성했습니다. 이 연구는 국제 학술지 표지 논문으로 선정되며 기술적 가치를 인정받았습니다.

이번 연구는 폐플라스틱 재활용에 새로운 가능성을 제시했습니다. 특히, 기존 공정보다 낮은 온도에서 높은 수율을 기록해 상업화 가능성을 높였고, 찌꺼기 문제 해결로 공정 안정성을 확보했습니다. 또한 고온·고압 수소화 공정의 필요성을 줄여 환경적 부담을 낮출 수 있을 것으로 기대됩니다.

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“사용자 달라져도 일관된 촉감” 가상 전기 촉각 기술 개발

기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단과 세브란스병원의 공동 연구팀이 모든 사용자가 동일한 촉감을 경험할 수 있는 혁신적인 가상 전기 촉각 기술을 개발했습니다. 이 기술은 기존의 진동 촉각 기술을 뛰어넘어, 인체의 촉각 세포가 전기 신호를 통해 촉각 정보를 전달하는 원리를 활용하여 인공적으로 촉감을 재현합니다.

기존 전기 촉각 기술은 저항이 높아 안전성 문제가 있고 사용자마다 다른 촉감을 경험한다는 한계가 있었습니다. 그러나 이번 연구팀은 인듐·주석 산화물 기반 전극 위에 백금 나노입자를 도금해 전극 저항을 낮추고, 압력 센서를 통합하여 사용자 손가락의 압력을 측정 및 보정할 수 있는 투명한 전기 촉각 기기를 개발해 이러한 문제를 해결했습니다.

이 기기를 통해 일정한 전기 촉각 구현에 성공했으며, 다양한 전류 밀도와 진동수 변화에 따른 사용자 뇌 신호 분석을 통해 털, 유리 등 9가지 촉감을 재현했습니다. 이 연구는 AR, VR, 스마트 기기 등의 상호작용을 극대화할 수 있는 기술적 발전을 예고하며, 향후 다양한 응용 분야에서 활용될 가능성을 보여줍니다.

출처: “사용자 달라져도 일관된 촉감” 가상 전기 촉각 기술 개발

UNIST “차세대 소재 ‘금속-유기 골격체’ 설계 전략 개발”

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 금속-유기 골격체(MOF) 설계 전략을 개발했습니다. 연구팀은 '상-하향 접근법'을 통해 신소재를 빠르게 발굴해냈습니다. 상향식은 작은 단위부터 설계하고, 하향식은 목표 구조에 맞는 재료를 찾는 방식입니다. 두 방식을 결합해 지르코늄 기반의 26개 새로운 구조를 발견했고, 이 중 두 가지를 합성했습니다. 또한, '리본 표현법'으로 리간드 구조를 정밀하게 설계해 합성 정확도를 높였습니다.

MOF는 이산화탄소 분리·저장과 촉매 반응에서 우수한 성능을 보이지만, 구조 탐색에 한계가 있었습니다. 이번 연구는 이 문제를 해결하고 기능성 소재 연구에 새로운 방향을 제시했습니다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처 신테시스에 게재되었습니다.

이번 연구의 핵심은 상반된 두 접근법을 결합해 신소재 발굴을 효과적으로 한 것입니다. 리본 표현법을 통해 합성의 정확성을 높였고, MOF의 화학적 다양성을 확장했습니다. 이 기술은 다양한 금속과 유기물의 조합으로 신소재 개발 가능성을 열어, 에너지 저장 및 환경 보호 기술에 기여할 것으로 기대됩니다.

출처: UNIST “차세대 소재 ‘금속-유기 골격체’ 설계 전략 개발”