Yano E-plus 2023년 1월호(No.178)(일본어판)

<<톱 새해 소감≫

●2023년 세계의 불확실성을 극복하기 위해. 다시 원점에서(3~6페이지)

주식회사 야노경제연구소 대표이사 사장 미즈코시 다카시

​

≪차세대 시장 트렌드≫

해수 기술 동향(7~31페이지)

~인구 증가에 따라 물 수요가 증가, 물 부족의 심각화와 담수 자원의 급속한 고갈이

세계 해수담수화 시장의 성장을 촉진하는 주요 요인~

​

1. 세계의 물 사정

2. 해수담수화 기술의 변천

3. 해수담수화 수요 용도별·지역별 상황

4. NEOM프로젝트(https://www.neom. Com/en-us)

5. 해수담수화 장치에 관한 시장규모

[그림·표1. 해수담수화 장치의 WW 시장규모 추이와 전망(금액: 2021-2026년 예측)]

[그림·표2. 해수담수화 장치의 방식별 WW 시장규모 추이와 전망(금액: 2021-2026년 예측)]

[그림·표3. 해수담수화 장치의 지역별 WW 시장규모 추이와 전망(금액: 2021-2026년 예측)]

6. 해수담수화 기술 관련 기업·연구기관의 대응 동향

6-1. 국립대학법인 신슈대학

(1) RO막+CNT

[그림1. CNT/PA나노 복합막의 구조모델(청록: CNT, 갈색: PA분자]

(2) 신슈대학 아쿠아·이노베이션거점(https://www.shinshu-u.ac.jp/coi/)

(3) 사우디아라비아에서 진행되는 거대 스마트시티 "NEOM" 계획

6-2. 주식회사 DMW

[그림2. 에너지 회수의 구조]

[그림3. DeROs®의 시스템 구성]

[그림4. DeROs®를 이용한 에너지 회수 장치의 구조]

[그림5. DeROs® 기기 구성]

[그림6. DeROs®의 형식과 적용 범위]

6-3. 국립대학법인 도쿄대학/국립대학법인 도쿄공업대학/국립연구개발법인 이화학연구소

(1) 물을 초고속으로 통과시키지만 소금은 통과시키지 않는 불소나노튜브 개발

[그림7. 초고속 물 투과와 탈염을 양립하는 불소화 나노링의 구조와 1차원 집합화에 의한 불소화 나노튜브 구조(상단) 기존의 물 처리막, 아쿠아포린, CNT 및 불소화 나노튜브의 물 투과 능력과 탈염 능력의 비교 맵(하단)]

6-4. 도요보 주식회사

(1) 중공사형 RO막

[그림8. 도요보의 중공사형 RO막 "HOLLOSEP®"]

(2) RO막을 이용한 해수담수화 사업

[그림9. RO막을 이용한 해수담수화 사업의 실적]

(3) 중공사형 FO막

[그림10. FO막을 이용한 해수담수화 프로세스의 개요]

(4) FO막을 이용한 해수담수화 실증시험(Trevi Systems사)

[그림11. FO막을 이용한 해수담수화 실증시험(Trevi Systems사)]

6-5. 도레이 주식회사

(1) 도레이의 RO막 라인업

[그림12. 도레이의 RO막 제품]

(2) 도레이의 RO막이 아랍에미리트의 세계최대 해수담수화 플랜트용으로 수주

(3) 초고압·중성분자 고 제거 RO막 엘레멘트 "TBW-HR 시리즈"의 개발·판매 개시

(4) RO막 중 물분자의 움직임을 규명

~물분자의 동적 거동 계측과 계산화학의 양면에서 다공 중의 물 운동성을 분석~

[그림13. RO막의 미세구조]

7. 해수담수화 기술의 장래 전망

​

전동화 모빌리티의 시장 동향(3) (32~41페이지)

~2030년에 일본 eVTOL 관련 시장은 540억엔, 전동화 보트는 125억엔~

​

1. 2022년 12월호까지의 정리

2. eVTOL 관련 시장의 동향

[그림1. 세계 eVTOL 관련 시장 전망(금액: 2020-2030년 예측)]

[표1. 일본 eVTOL 관련 시장 전망(금액: 2020-2030년 예측)]

[그림2. 일본 eVTOL 관련 시장 전망(금액: 2020-2030년 예측)]

3. 전동 보트 시장의 동향

3-1. 해외 메이커의 동향

[표2. 전동화 보트의 해외 메이커와 주요 제품 예]

3-2. 일본 메이커의 동향

[표3. 전동화 보트의 일본 메이커와 주요 제품 예]

3-3. 전동화 보트 시장규모 예측

[표4. 일본 전동화 보트 관련 시장규모 추이(금액: 2020-2030년 예측)]

[그림3. 일본 전동화 보트 관련 시장규모 추이(금액: 2020-2030년 예측)]

​

≪ 주목 시장 포커스 ≫

최신 뇌과학과 응용(2) ~뇌의 정보처리 아키텍처(~42~77페이지)

~컴퓨터처럼 뇌에도 OS가 존재, 뉴런으로 구성되는 모든 네트워크 정보처리를 통솔~

​

1. 뇌를 구성하는 주역은 신경 세포

2. 뇌의 정보처리 아키텍처

3. 뇌의 정보처리 아키텍처에 관한 시장규모

[그림·표1. 뇌의 정보처리 아키텍처의 일본 및 WW 시장규모 예측(금액: 2022-2030년 예측)]

4. 뇌의 정보처리 아키텍처 관련 기업·연구 기관의 대응 동향

4-1. 국립대학법인 교토대학

(1) 강화학습의 세포기반 이론적 검증(도쿄대학/교토대학 공동 보도자료)

[그림1. 대뇌피질-기저핵의 학습모델]

[그림2. 범화·판별 학습을 포함한 강화 학습 알고리즘 OVaRLAP의 성능검증에 이용한 미로 내비게이션 태스크]

(2) 사이보그 AI

[그림3. 사이보그 AI의 기본적 컨셉]

(3) 시각 주의

[그림4. 생체 뇌에서 시각 주의의 메커니즘]

4-2. 국립대학법인 쓰쿠바대학

(1) 광유전학적 방법

[그림5. 광유전학에 의한 실시간 뇌 조작 실험계(폐루프 실험계) 구축]

(2) 전기생리학적 방법

[그림6. 뇌 계측 프로브]

(3) 기계학습의 적용

[그림7. 다 채널 스파이크 계열 커널]

4-3. 국립대학법인 도호쿠대학

(1) Brainmorphic Computing(BMC)의 개념

[그림8. BMC 패러다임의 개요]

(2) BMCH의 연구 사례

[그림9. 의식 과정과 무의식 과정의 상호 작용에 힌트를 얻은 Dynamics Algorithm Hybrid 계산 패러다임과 조합 최적화 문제에 대한 응용]

[그림10. 하이브리드 뇌형 컴퓨터의 하드웨어(프로토타입)]

[그림11. 스핀 궤도 회전력(SOT) 디바이스의 물리 다이나믹스를 직접 이용한 뉴런 다이나믹스와 시냅스 다이나믹스의 실현]

[그림12. 동적 원형 자기를 실현하는 뇌간 네트워크 모델과

카오스 뉴럴 네트워크 리저버 집적회로(프로토타입)]

4-4. 국립대학법인 도요하시기술과학대학

[그림13. 아래 올리브핵(왼쪽)HH모델에 의한 시뮬레이션(오른쪽)]

[그림14. 인접한 뉴런 간의 직접적인 접속만으로 모델링(왼쪽),

가장 뛰어난 성능을 나타낸 STREAM design(오른쪽)]

[그림15. LIF모델에 의한 SNN의 전형적인 발화 전파와 도립 진자라는 실제 엔지니어링분야의 문제에 적응한 사례]

[그림16. FPGA의 스텐실 계산의 접속을 위한 매핑]

4-5. 국립대학법인 요코하마국립대학

(1) AI와 심층학습

[그림17. 계층형 NN의 구조(왼쪽)과 문자인식 사례의 결합하중의 최적화(오른쪽)]

(2) 설명 가능 AI(XAI)

(3) NEDO 프로젝트: 설명 가능 AI(XAI)·공진화 AI(CAI) 기반기술의 개발과 산업 응용(2020~2024)

[그림18. XAI 유저의 니즈에 맞추어 진행되고 있는 개발]

(4) 진화형 NN에 의한 인공뇌 구축

[그림19. 내부에 임의의 구조를 가진 신경회로망 사례]

[그림20. 범용 NN의 단계적 진화와 사람과의 공진화]

[그림21. 범용 NN의 표현형(왼쪽)과 유전자형(오른쪽)의 표현 예]

4-6. 국립연구개발법인 이화학연구소

(1) 뇌형 학습 알고리즘 개발

[그림22. 뇌형 시냅스 학습 법칙으로 인한 신호원 추출]

(2) 사람의 "주체감"을 최적 감각정보의 통합으로 설명하는 이론을 제안

[그림23. 행동과 귀결의 시간 지각]

(3) 뇌 신경 네트워크의 임계 현상 "카오스의 가장자리"와 " avalanche (눈사태) 형상"의 이해

[그림24. 신경 네트워크 활동에서 2가지 임계 현상]

(4) 예측 주성분 분석(PredPCA)의 개발

[그림25. "PredPCA"에 의한 전망과 상태 변수의 추출]

5. 뇌의 정보처리 아키텍처의 장래 전망

​

페로브스카이트 태양전지 연구개발 동향(78~89페이지)

~광전 변환 효율은 실리콘계 수준으로 향상, 탠덤형 개발 움직임도 활발~

​

1. 페로브스카이트 태양전지의 정의

[그림1. 할로겐화 금속 페로브스카이트의 구조]

2. 태양전지 셀의 종류

[그림2. 태양전지 셀의 상용화 레벨에 따른 분류]

2-1. 제1세대 태양전지

2-2. 제2세대 태양전지

2-3. 제3세대 태양전지

2-4. 제3세대 태양전지 ― 페로브스카이트 태양전지

3. 페로브스카이트 태양전지의 특징과 기술 개발 동향

[그림3. 탠덤형 페로브스카이트 태양전지의 구조]

4. 태양전지의 광전 변환 효율을 둘러싼 경쟁

[그림4.NREL발표의 태양전지 효율 차트]

5. 페로브스카이트 태양전지의 최신 연구개발 동향

5-1. 대학·연구 기관의 최신 연구개발 동향

(1) 물질·재료연구기구(NIMS), 고 내구성 페로브스카이트 태양전지를 개발

(2) 한국 울산과학기술원(UNIST), 진공박막증착 공정에 의한 제조기술을 개발

(3) 한국 울산과학기술원(UNIST), 코팅용 저 독성 용매를 개발

(4) 중국 난징공업대학, 스크린 인쇄기술에 의한 제조방식을 개발

5-2. 기업의 최신 개발 동향

(1) 주식회사 Kaneka

(2) 주식회사 AISIN

(3) Hanwha Solutions Corporation

(4) GCL Perovskite(昆山协鑫光电材料有限公司)

6. 페로브스카이트 태양전지 시장의 장래 전망

​

≪ 적시 콤팩트 리포트 ≫

모션캡처 시스템 시장(90~96페이지)

~미개척 영역의 발견과 조기 착수가 중요, 유형별 장점을 활용한 각인각색의 개성으로 수요 확장~

​

1. 모션캡처 시스템 시장은

2. 시장 상황

3. 분야별 동향

3-1. 광학식

3-2. 관성식 자기식

3-3. 일본 모션캡처 시스템 시장의 타입별 점유율 추이

4. 주목 토픽

4-1. 모션캡처 시스템을 세상에 알린 엔터테인먼트분야는 향후도 시대에 맞춰 변화를 계속 보여준다

4-2. 관성식의 간편함, 자기식 절대적인 신뢰와 같은 무기로 의료분야에서 일본 독자적 활약이 확대

5. 장래 전망

[그림1. 모션캡처 시스템 세계 시장규모 예측(금액: 2020-2030년 예측)]

[그림2. 일본 모션캡처 시스템 시장의 타입별 점유율(금액·수량 기준: 2020-2030년 예측)]