2020년 10월 9일

교토 대학과 미네베아미츠미, 공동 국가 전략 특구를 활용하여 바카라 규칙 전원 공급 장치로 사회적 실증 테스트 시작

요약

노후화되고 노후화되는 사회 인프라를 유지관리함에 있어 인력부족, 경제성, 업무효율성 등 다양한 문제가 발생하고 있으며, 인력을 활용하는 기존의 검사방법을 대체할 AI, IoT, 로봇기술 등을 활용하여 효율적인 검사를 수행하는 기술이 개발되고 있습니다 특히 검사방법 중 가장 기본적인 육안검사를 대신하여 카메라, 레이더 등 영상처리 기술을 활용한 검사 서비스에 대한 수요가 증가하고 있습니다

그러나 이러한 기술은 구조물의 표면을 관찰하여 검사하는 것에 국한되어 있으며, 아직 구조물의 내부 상태를 정확하게 파악하는 것은 불가능한 것이 현실입니다

교토대학교에서는 전자파(마이크로파)를 이용한 바카라 규칙 전원 공급 기술에 대한 연구를 진행해 왔습니다^*1) 지금까지의 기술 개발은 2016년 12월 일본 과학기술청(JST)의 COI(Centre of Innovation) 프로그램에서 발표되었습니다 기술 개발은 완료되었으나, 전자레인지를 이용한 바카라 규칙전원은 전파법 규제로 인해 실용화가 어렵다 2017년 3월에는 사회적 실증 실험인 '전기 자동차용 바카라 규칙 전원 공급 장치'가 실시되었고, 같은 해 5월에는 '배터리 없는 센서에 바카라 규칙 전원 공급 장치'가 실시되었습니다 이번 시연을 통해 바카라 규칙 전원 공급 장치의 편리성과 실용성 문제를 확인하고 실용화를 위한 노력을 추진해 왔습니다

이번 교토부 협력으로 교토대학은 국가 전략 특구 시스템을 바카라 규칙하여 긴키 통신국으로부터 라이센스를 받았으며 지장 터널 피난 터널에서 사회 실증 실험을 실시하게 됩니다^*2교토부 미야즈시

배경

국토교통부에 따르면 건설 후 50년이 경과한 터널의 비율은 2013년 20%에서 2023년 34%, 2033년 50%에 이를 것으로 예상되며, 경제적인 예측 유지관리 개념으로 터널에 센서 모니터링이 활용되고 있다 숙련된 인력에 의한 기존 검사 방법에 더해 인프라 검사 및 관리 회사에서는 인력 부족을 보완하기 위해 노동력 절약 기술의 활용을 더욱 촉진할 것으로 예상됩니다 센서 정보를 기반으로 한 객관적이고 정량적인 검사 방식이 도입되면서 데이터 기반의 고신뢰성, 첨단 인프라 유지관리가 보편화될 것으로 예상됩니다

연구결과

마이크로파 바카라 규칙 전력 전송 기술은 멀리 있는 전력 수신 장치에 전력을 전송할 수 있어 전송 효율이 중요합니다 따라서 개발시스템의 전력송신 안테나부는 48개의 소자가 어레이로 배열된 평면 안테나를 갖고, 마이크로파가 빔으로 형성되어 방사되도록 위상을 제어한다 또한 비전 센서의 프레임 레이트(1000fps)에 따라 1ms 단위로 지향성을 제어함으로써 전력 수신 장치로의 에너지 전달 효율을 향상시키는 방법을 고안하고 있습니다

수전측에 있는 배터리가 없는 볼트 축력 센서는 바카라 사이트, MINEGE에서 처음 개발한 소형, 고감도, 초저바카라 규칙 소비형 스트레인 게이지입니다_™^*3, 바카라 규칙 송신 안테나와 함께 시스템 레벨에서 바카라 규칙 균형을 최적화하는 데 성공했습니다

이 인프라 모니터링 시스템을 바카라 규칙하면 일반 교통과 혼합되어 교통 제한을 두지 않고 터널 등에서 주행하는 동안 인프라 전체 영역을 효율적이고 경제적으로 검사할 수 있을 것으로 기대됩니다

사회적 시위 실험 개요

(그림) 운전개요

(그림) 개발 차량 및 재귀반사 위치 마커

(그림) 실증 실험

파급효과 및 향후 계획

교토대학의 세계 최고의 마이크로파 바카라 규칙 전송 기술을 인프라 모니터링 시스템으로 실용화함으로써 마이크로파 바카라 규칙 전송 기술의 편리성과 잠재력을 해외에도 널리 전파할 수 있습니다

앞으로 마이크로웨이브 바카라 규칙 전력 전송 기술을 적용한 제품이 전 세계적으로 널리 보급되어 세상을 크게 변화시킬 것으로 예상됩니다

터널뿐만 아니라 교량, 포장도로, 하수관, 경사면 등 인프라 모니터링 애플리케이션으로 제한되더라도 노후화로 인한 사고 및 피해가 사회와 경제에 큰 영향을 미칠 수 있는 위험이 있습니다 따라서 마이크로웨이브 바카라 규칙 전력 전송을 핵심 기술로 하는 지속 가능한 사회 인프라 구현을 위해 WiPoT(Wireless Power Transfer Consortium for Practical Application) 및 BWF(Broadband Wireless Forum)와 협력하여 마이크로파 전력 전송에 대한 입법 및 표준화와 기술 개발에 적극적으로 노력할 것입니다

연구 프로젝트에 대하여

이 연구 결과 중 일부는 일본 과학기술청(JST)의 COI(Centre of Innovation) 프로그램의 지원을 받았으며 비즈니스 및 연구 프로젝트 "스마트하고 행복하며 회복력 있는 사회를 위한 마지막 5X 혁신 R&D 센터^*4"

논문 및 컨퍼런스 프레젠테이션

• [1] Tsuji, Fujii, Imai, Masuda, "인프라 유지 관리 시스템의 마이크로파 전력 전송을 위한 안테나 어레이 개발" IEICE 무선 전력 전송 연구 그룹, 2020년 3월
• [2] 후지이, 츠지, 마스다, "초고속 시각 감지를 통한 고속 이동 표적에 대한 마이크로파 전력 전송 방향 제어 실험실 실험" IEICE 총회, 2020년 3월

용어

• *1: 마이크로파: 1~10GHz 주파수 대역의 전파를 가리키는 일반적인 용어입니다
• *2: 대피 터널: 주 터널과 별도로 대피를 위해 만들어진 터널
• *3: MINEGE: 바카라 사이트의 일본 등록 상표(등록 번호 6069512)
  보도자료
  신제품 고감도 스트레인 게이지 필름 개발 성공
• *4: '스마트하고 유연하며 수용적인 사회를 향해' 활동하는 교토대학을 핵심 기관으로 삼아 약 40개 기업과 기관이 참여하는 산학협력 개발 기반입니다

연락처

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