Yano E plus 2022년 12월호(NO.177)(일본어판)

≪차세대 시장 트렌드≫

고온 초전도체의 메커니즘(3~33페이지)

~발견부터 36년 경과되었지만 상세한 메커니즘이 밝혀지지 않아

최근 메카니즘 해명에 대한 큰 전진이 있어 향후 진전에 기대~

​

1. 초전도란

2. 고온 초전도체란

3. 고온 초전도체의 메커니즘

4. 고온 초전도체에 관한 시장규모

[그림·표1. 초전도 재료의 일본 및 WW 시장규모 예측(금액: 2020-2045년 예측)]

[그림·표2. 고온 초전도 재료의 일본 및 WW 시장규모 예측(금액: 2020-2045년 예측)]

5. 고온 초전도체 관련 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 국립대학법인 오사카대학

(1)구리계 고온 초전도체에서 기존 정설을 넘는 초전도 현상을 실증

[그림1. 하이브리드 초전도 물질의 구조]

[그림2. 하이브리드 초전도 물질의 초전도 특성]

[그림3. 하이브리드 초전도 물질 중의 구리 원자에서의 응답 신호]

(2)자성과 초전도와 관계

[그림4. 다층형 구리 산화물을 이용한, 일정한 이상적인 구리 산소면의 전자 상태도]

[그림5. 이 세상은 "자성"과 "초전도"는 양립하지 않는 것으로 생각된 것이 사실은 자성이 초전도의 발현과 깊이 관련된 세계였다. 향후 자기 외의 기원을 가진 새로운 물질 개발도 기대된다]

5-2. 국립대학법인 쓰쿠바대학

(1)초전도 표준 이론(BCS이론)에 근본적인 변경이 필요하다는 새로운 이론의 제안

[그림6. 초전도 표준 이론 및 고이즈미 히로야스 준교수가 제창하는 새로운 이론의 방식]

(2)물성 물리 이론 계산의 기초 방정식에 관한 검토

(3)고온 초전도를 밝히는 것은 현대 물리학의 대변혁을 이어질 가능성이 있다

5-3. 학교법인 일본대학

(1)철계 초전도체의 입계 학리의 구축

(2)철계 고온 초전도체에서 세계최고의 초전도 전류를 실현! ~강자기장 발생용 자석 응용으로 전진~

[그림8. (Ba, K)Fe2As2 박막 단면의 STEM상]

[그림9. 제작한 (Ba, K)Fe2As2 박막의 모식도. 박막 안에 도입된 낮은 각 낱알 경계가 자속고정점으로 적용되고 있다]

[그림10. 제작한(Ba, K)Fe2As2 박막의 자속 고정력 밀도(Fp)의 외부 자기장(B) 의존성]

(3)중간층을 마련한 MgO 기판상에서의 (Ba, K)Fe2As2 에피택셜 박막 형성

[그림11. (Ba, K)Fe2As2 박막과 비 도프 Ba122 중간층 사이의 계면을 나타내는 STEM상]

5-4. 국립연구개발법인 물질·재료연구기구(NIMS)

[그림12. 구리 산화물에 대한 하나의 광전자 분광 데이터(왼쪽)에서

부족한 정보를 보편적인 물리법칙으로 보충하고 인공 NN을 최적화하고 자기 에너지의 2가지 성분을 결정]

5-5. 국립대학법인 호쿠리쿠첨단과학기술대학원대학(JAIST)

(1)제1원리 계산의 대상과 특징

① 전자 간 상호 작용을 이용한 인류

② 같은 방정식으로 다양한 현상이 나타난다

③ 데이터 과학 및 AI와 친화성이 높은 연구

(2)고온 초전도를 실현하는 수소화합물의 새로운 구조를 해명

[그림13. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 새로 발견된 초전도체의 구조]

(3)고온 초전도를 실현하는 수소 화합물의 새로운 구조를 컴퓨터 시뮬레이션으로 잇따라 해명

[그림14. 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 새로 발견된 초전도체의 구조]

5-6. 학교법인 와세다대학

(1)새로운 이론적 개요가 필요한 고온 초전도체

(2)고온 초전도체와 전자 분수화

[그림15. (a)제1원리 계산으로 구한 수은계 구리 산화물 HgBa2CuO4+y의 홀 농도(캐리어 농도) 함수로서의 상태도[2]. (b)강한 전자 상관으로 나타나는 "모트성"을 나타내는 에너지의 캐리어 농도 의존성에서 보이는 비선형성과 쌍안정성의 개념도. (c)Bi2Sr2CaCuO8+δ의 ARPES 데이터의 기계학습 해석으로 얻은 자기 에너지의 정상부 Snor와 이상부 Sano의 기여 W의 허부(각각 빨간색과 하늘색의 상징) 및 그의 합(검정색 상징)의 에너지 의존성]

6. 고온 초전도체의 미래 전망

​

전동화 모빌리티의 시장 동향(2)(34~45페이지)

~eVTOL시장은 시작 직전, 미국-유럽이 사업화 경쟁, 일본은 출발 늦어~

​

1. 2022년 11월호 정리

2. 각국·각 지역의 추진 모체의 동향

2-1. 미국 NASA에 의한 National Campaign(NC)

[표1. National Campaign(NC) 실험의 개요]

[표2. National Campaign(NC)의 스케줄]

[표3. National Campaign(NC) 기술적인 단계]

2-2. 유럽의 SESAR

[그림1. 유럽의 SESAR에 의한 eVTOL의 개발·보급 체제]

[표4. 유럽의 SESAR에 의한 eVTOL의 개발·보급 체제]

[표5. 유럽 CORUS-XUAM의 개요]

2-3. 각국의 인증 취득상황

(1)미국 eVTOL 인증취득 상황

[표6. 미국의 인증취득 상황]

(2)유럽과 아시아에서의 eVTOL 인증취득 상황

[표7. 유럽·아시아의 인증취득 상황]

2-4. eVTOL의 운용 서비스의 추진

(1)해외 동향

[표8. 세계의 서비스 전개 상황]

(2)일본 동향

2-5. eVTOL 사업가를 위한 인프라의 정비

(1)해외 동향

[표9. 세계의 인프라 정비 상황]

​

IoT시장에서의 RFID의 동향③ ~기업동향 편(하)~(46~60페이지)

~RAIN RFID가 IoT-RFID시장을 견인하면서

다양한 배터리리스 센서가 신장하고 획기적인 차세대 RFID도 등장~

​

1. 머리말

1-1. RAIN RFID의 현황과 전망

(1)RAIN RFID의 개요

(2)RAIN RFID 시장규모 예측

[그림·표1. RAIN RFID의 WW 시장규모 예측(금액: 2021-2026년 예측)]

[도표2. 패시브형 RFID시장에서 RAIN RFID의 점유율(금액: 2021년 2030년)]

2. 배터리리스 센서 시장 전망

2-1. RFID계 배터리리스 센서의 동향

(1)패시브형 배터리리스 센서

(2)무선 충전형 배터리리스 센서

2-2. 비 RFID계 배터리리스 센서의 동향

2-3. 배터리리스 센서 시장 동향

[그림·표3. 배터리리스 센서 타입별 WW 시장규모 예측(금액: 2021-2030년 예측)]

[그림·표4. 배터리리스 센서 시장에서의 RFID계 제품의 점유율(금액: 2021년 2030년 예측)]

3. 주목기업의 노력

3-1. ARM Ltd.

3-2. Impinj,Inc.

​

≪주목 시장 포커스 ≫

최신 뇌과학과 응용(1) ~뇌의 신경회로기구~(61~99페이지)

~뇌 부위와 기능의 관계는 많이 밝히고 있다

다만 작용이 어떻게 뇌의 기능 발현에 이어질지는 커다란 수수께끼~

​

1. 뇌는 미개척 소우주

2. 뇌의 신경회로기구

3. 뇌의 신경회로기구에 관한 시장규모

[그림·표1. 뇌 신경회로기구의 일본 및 WW 시장규모 예측(금액: 2022-2030년 예측)]

4. 뇌의 신경회로기구 관련 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 국립대학법인 오사카대학

(1)피질뇌파·뇌자도를 이용한 BMI의 개발

[그림1. 피질뇌파 cx계측]

(2)Brain-Computer Interface(BCI) 로봇을 이용한 환지통 치료

[그림2. BCI 로봇을 이용한 환지통 치료]

(3)실용적인 성능의 BCI가 실현되면 운동영역의 활동으로 몸을 통하지 않고 의사전달이 가능

①상상만으로 화면에 생각한 이미지를 제시할 수 있는 BCI

[그림3. 상상만으로 화면에 생각한 이미지를 제시하는 BCI]

②ALS의 경우

[그림4. 지각과 상기의 공통된 활동을 Closed-loop으로 제어]

[그림5. 지시 벡터=지시한 word2vec 벡터("사람의 얼굴", "풍경", "문자") 등이 표현 가능]

4-2. 국립대학법인 교토대학

(1)뇌는 정보처리기능을 갖춘 특별한 장기

(2)인간 뇌의 신경 가소성의 연구 ~외국어 학습에 의한 뇌의 유연한 변화를 가시화~

[그림6. 영어 어휘력과 상관하여 발달하고 있는 뇌 구축(일본인 성인)]

(3)MRI 연구

[그림7. 고 정밀 MRI 영상의 일례]

(4)BMI 연구(교토대학/국립 정신·신경의료연구센터 공동 보도자료

[그림8. 대뇌기저핵을 기점으로 한 BCI 조작 중 네트워크]

(5)현재 진행 중인 연구(논문 발표 전이므로 자세한 내용은 생략)

4-3. 국립대학법인 도쿄공업대학

(1)뇌의 운동제어 구조

[그림9. 뇌 내부 전기장의 수식에 의한 신경 모듈레이션(왼쪽)과 뇌 내부 전기장에서의 정보 디코딩(오른쪽)]

(2)운동 학습 모델

[그림10. 뇌 정보 처리 메카니즘의 해명(왼쪽)과 이를 토대로 한 뇌·환경 인터페이스의 개발(오른쪽)]

(3)뉴로 모듈레이션 사례: 전기 자극에 의한 간질병의 억제

[그림11. 생쥐를 이용한 약제로 유발된 간질병 활동의 억제 실험]

[그림12. 출력형 BMI의 전개]

4-4. 공익재단법인 도쿄도의학종합연구소

(1)뇌기능 재건 프로젝트

(2)인공신경접속에 의한 뇌기능 재건·기능회복 촉진

[그림13. 인공신경접속에 의한 뇌기능 재건·기능회복 촉진의 이미지]

[그림14. 인공신경접속의 구조]

4-5. 국립대학법인 도카이국립대학기구 나고야대학

[그림15. 신경회로 연구에서 화학유전학(Chemogenetics)의 위치]

[그림16. 흥분성 신경전달에서의 글루탐산 수용체의 역할]

(1)mGlu1을 선택적으로 활성화시키기 위한 변이 도입 및 인공 리간드(Pd(bpy)의 개발

[그림17. 배위 화학유전학에 의한 mGlu1의 활성화

(a)mGlu1의 구조 및 글루탐산 결합에 의한 활성화의 모식도

(b)배위 화학유전학에 의한 mGlu1 활성화 모식도

(c)글루탐산 및 Pd(bpy)의 농도 의존성]

(2)Pd(sulfo-bpy)에 의한 뇌조직 내 mGlu1의 활성화

[그림18. CRISPR/Cas9법에 의한 mGlu1(N264H) 점 돌연변이 도입 마우스의 작성]

[그림19. 배위 화학유전학에 의한 mGlu1의 활성화]

(a)소뇌 구조의 모식도 (b)mGlu1 변이 마우스의 mGlu1 발현확인 (왼쪽)mGlu1 단백질의 발현량. (오른쪽)mGlu1의 발현분포

(c)Pd(sulfo-bpy) 처리 전후의 EPSC 수치 변화]

(3)뇌 내부에서 세포종 선택적인 mGlu1 변이체의 발현 및 Pd(sulfo-bpy)에 의한 활성화

[그림20. 배위 화학유전학에 의한 세포종 선택적인 mGlu1의 활성화

(a)소뇌의 신경회로 모식도 (b)아데노수반바이러스를 이용한 MLI 및 푸르키네 세포 선택적 유전자 발현의 확인 (c)MLI의 자발적인 신경활동의 평가]

4-6. 학교법인 후지타학원 후지타의과대학

(1)망라적 행동 테스트 배터리

[그림21. 183계통 마우스의 행동을 망라적으로 해석한 결과]

[그림22. 유전자와 행동의 관계를 모식적으로 나타낸 그림]

(2)CaMKII 결손 마우스

[그림23. 해마 치상회에서 칼빈딘의 발현]

(3)미성숙 치상회는 다양한 요인으로 유발

[그림24. 다양한 요인으로 유도되는 미성숙 치상회]

(4)미성숙 뇌는 왜 형성되는가

[그림25. 미성숙 뇌가 형성되는 프로세스: 정신분열증인 경우의 가설]

4-7. 국립대학법인 홋카이도대학

[그림26. 귀뚜라미의 기류 감지 시스템]

(1)도피 전략에서 행동선택의 의사결정기구 해명

[그림27. 귀뚜라미의 기류 유도성 도피 행동에 있어서 이동 방향의 자극 방향 의존성]

(2)거대 개재 뉴런에서 자극방향 정보추출기구에 관한 연구

[그림28. 기류 응답성 거대 개재 뉴런]

(3)기류 방향 정보의 집단세포활동에 의한 코딩 양식의 규명

[그림29. 거대 개재 뉴런의 방향 감수 특성]

5. 뇌의 신경회로기구의 장래 전망

​

≪시기적절 콤팩트 리포트≫

자율주행 시스템의 가능성(100~104페이지)

~2025-2026MY를 위해 차세대 E/E 아키텍처의 개발이 가속

센서, SoC의 소싱이 활발화 → 새로운 게임 체인저는? ~

​

1. 자율주행 시스템이란

2. 시장 상황

3. 분야별 동향

3-1. 차량 가격별·ADAS/자율주행의 보급 패턴

4. 주목 토픽

4-1. 2024년 레벨2의 시장규모가 레벨1을 넘는다

5. 장래 전망

[그림·표1. ADAS/자율주행 시스템의 세계 시장규모 예측(수량:2020-2030년 예측)]