Yano E plus 2024년 3월호(NO.192)(일본어판)

≪차세대 시장 트렌드≫

차세대 AI·컴퓨팅 기술(4)~뉴로모픽 AI 모델~(3~35페이지)

~디지털뉴런이 정보를 연산·축적하는 능력을 가지고 있으며,

　정보를 병렬 처리하는 비노이만형 계산 시스템~

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1. 뉴로모픽 AI 모델이란

2. 뉴로모픽 AI모델의 진전

3. 노이만형 컴퓨터의 한계와 이를 돌파하는 비노이만형 컴퓨터로서의 뉴로모픽 AI 모델

4. 뉴로모픽 AI모델에 관한 시장규모

【그림·표1. 뉴로모픽 AI 모델의 일본 및 WW 시장규모 예측 (금액: 2025-2050년 예측)】

5. 뉴로모픽 AI 모델과 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

5-1. 국립대학법인 가나자와대학

(1)초고속·병렬 AI 처리를 위해 빛의 파동으로 AI 계산을 실현

【그림1. 스펙클 패턴을 이용한 고속 예측 처리의 이미지】

【그림2. 2개의 독립된 비선형·노이즈 통신로에서 얻은 별도의 수신신호를

1개의 스펙클 생성기를 이용하여 동시에 복원 추정한 결과】

(2)소뇌를 본뜬 광학 인공신경망 회로로, 초고속·절약 전력의 광학 리저버 컴퓨팅 칩을 실현

【그림3. (a)리저버 컴퓨팅의 기본 모델, (b)본 연구 제안의 광학 리저버 컴퓨팅 회로의 개념도, (c)고밀도 광학 신경망 구현 모델】

【그림4. 본 연구에서 제작한 광 리시버 계산 회로 칩】

【그림5. 카오스적인 복잡 신호의 한 단계 앞을 예측한 결과, (a)입력 카오스 신호. 초당 12.5기가 샘플의 속도로 광위상을 변조하여 계산회로칩에 입력, (b)광학 리시버 계산회로칩으로 생성한 광학 신경망장의 응답. 이 시공간 응답에서 한 단계 앞을 예측하도록 학습했음, (c)는 그 결과】

5-2. 국립대학법인 규슈공업대학

(1)로봇 운영 체제(ROS)

①로봇 손의 촉각 정보와 리시버 컴퓨팅을 통한 물체 인식

【그림6. ROS에 사용한 촉각 센서】

【그림7. 로봇 손의 촉각 정보와 리시버 컴퓨팅에 의한 물체 인식】

②Material reservoir에 의한 음성 인식

【그림8. Material reservoir에 의한 음성 인식】

(2)NEDO 프로젝트: 「고효율·고속 처리를 가능하게 하는 AI 칩·차세대 컴퓨팅의 기술개발/연구개발 항목②: 차세대 컴퓨팅 기술: 뉴로모픽 다이내믹스를 토대로 한 초저전력 엣지 AI 칩의 연구개발과 그 응용 전개」

【그림9. 리시버 칩의 사회 구현에 도전하는 NEDO 프로젝트】

(3)RC 하드웨어 ROS 패키지 사례

①리시버 FPGA 구현을 통한 타음 검사 시스템

【그림10. 리시버 FPGA 구현에 의한 타음 검사 시스템】

②해마·편도체··전두전야 3부위 융합모델

【그림11. 해마·편도체··전두전야 3부위 융합 모델】

5-3. 국립대학법인 시즈오카대학

(1)운동 감각 의존 네트워크에 의한 근골격 암의 운동학습

【그림12. 인공 근육을 가진 로봇 팔의 제어에 관한 모식도】

【그림13. 감각 간의 의존 관계를 추정하는 네트워크.

위치 제어규칙으로 생성한 케이스(왼쪽), 힘 제어규칙으로 생성한 케이스(오른쪽).

체인생성의 모습(상단), 성공적인 체인 제어 모습(하단)[1]】

(2)상지 운동학습의 부분적 인과관계 변환 추정을 위한 적응적 격자 배치 방법의 검토

【그림14. 부분적인 정보를 재사용하는 운동 학습 모델[1]】

【그림15. 부분 역학 재사용에 의한 운동 기능 손상으로부터의 회복 모델[2]】

5-4. 국립대학법인 도쿄대학(1)

(1)신경의 확률적 스파이크 발화에 의한 질서 생성 기능 발견: 신경 발화의 불규칙성·임펄스성이 적응적 운동 생성 능력에 기여

【그림16. 스파이킹 뉴런에 의한 질서생성 능력의 이미지도】

5-5. 국립대학법인 도쿄대학(2)

(1)뇌호환 AI란

【그림17. SiNN의 모식도】

【그림18. 정보 처리를 위한 구성 요소의 SiNN (왼쪽 하단)과 인공NN (오른쪽 하단)의 차이】

(2)뇌 호환 AI 과제

【그림19. 뇌의 시스템 구축과 비교한 SiNN(왼쪽)과 인공NN(오른쪽)의 차이】

(3)마이크로회로의 정보 처리 원리 분석

①해석적 접근

②보텀업 구축적 접근법

5-6. 학교법인 류코쿠대학

(1)뉴로모픽 시스템 연구

(2)박막 디바이스를 이용한 디바이스 연구

【그림20. 뉴로몰픽 시스템의 회로도】

(3)인공 생명이란

6. 뉴로모픽 AI 모델의 미래 전망

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희소 자원(희귀금속·희토류) 대체 재료(36~67페이지)

~고기능 제품에서 필수 재료인 희귀금속·희토류 등의

　희소자원은 지정학적 제약도 많아 대체재료 개발이 급선무~

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1. 희귀자원 (희귀금속·희토류)를 둘러싼 정세

2. 대표적인 희귀자원(희토금속·희토류) 상황

2-1. 동(Cu)

2-2. 니켈(Ni)

2-3. 바나듐(V)

2-4. 코발트(Co)

2-5. 몰리브덴(Mo)

2-6. 플래티넘(Pt)

2-7. 리튬(Li)

2-8. 텅스텐(W)

2-9. 인듐(In)

2-10. 희토류

3. 희귀자원 대체재료에 관한 국가전략

4. 도시광산이라는 새로운 보물더미

5. 희귀자원 대체재료에 관한 시장규모

【그림·표1. 대표적인 희소자원(희토금속·희토류)의 일본 및 WW 시장규모 추이와 예측(금액:2023-2028년 예측)】

【그림·표2. 대표적인 희소자원(희토금속·희토류)의 종류별 WW 시장규모 추이와 예측(금액:2023-2028년 예측)】

【그림·표3. 일렉트로닉스 관련 스크랩의 WW 시장규모 추이와 예측(수량, 금액: 2023-2028년 예측)】

6. 희소자원(희토금속·희토류) 대체재료 관련 기업·연구기관의 대응동향

6-1. 주식회사 ENVIPRO HOLDINGS(ENVIPRO)

(1)자원 순환 사업

【그림1. ENVIPRO의 사업 전략 = 서큘러 이코노미(CE)】

【그림2. 모노즈쿠리를 지원하는 CE 모델】

【그림3. 자원 순환 사업의 처리·가공 플로우】

(2)LiB 재활용 사업

【그림4. LiB 재활용 플로우와 공동개발 영역】

【그림5. LiB에 관한 비즈니스 플로우】

(3)소각재로부터의 금은재 회수

【그림6. 소각재 등으로부터의 금은재 회수 전략】

6-2. 국립대학법인 도호쿠대학 대학원 공학연구과 부속 초임계 용매공학연구센터

(1)레어메탈 그린이노베이션 연구개발센터(RamGI)

(2)LiB의 완전 순환을 위한 기술개발 및 지역 네트워크의 구축

【그림7. LiB 완전 순환 기술 및 지역 네트워크 연구의 개관】

(3)LiB 양극재 활물질의 수열산 침출법 개발

(4)지역 네트워크 구축

6-3. 도레이 주식회사

【그림8. 지르코니아 볼(비즈) 사용방법·목적】

【그림9. 지르코니아 이트리아계 상도】

【그림10. 지르코니아의 결정 구조 변화】

【그림11. 수열 처리 후의 취약 결정(단사정)의 발생률】

【그림12. 신 지르코니아 볼(비즈)에 의한 마모량 개선 효과】

【그림13. 지르코니아 볼(비즈)의 재활용 이미지】

6-4. 주식회사 하마야

【그림14. 하마야의 비즈니스】

(1)하마야의 E-스크랩 사업(타사와의 차이점)

【그림15. E-스크랩 주요 품목】

【그림16. E-스크랩 해체 및 선별 작업】

【그림17. E-스크랩에서 꺼낸 기판 예】

(2)E-스크랩 시장의 추세와 하마야의 대응

6-5. 주식회사 Proterial

(1)희토류 자석

①에너지 절약·자원 절약을 실현하는 자성 재료

②'M확산™' 기술 개발

(2)페라이트 자석

①xEV 구동 모터용 고성능 페라이트 자석 제안

【그림18.x EV 구동용 모터의 설계 예】

②BEV와 PHEV의 구동 모터에 적용 가능한 100kW 이상의 출력을 페라이트 자석 모터의 실제 기기로 확인

【그림19. 페라이트 자석을 탑재한 로터의 사진】

7. 희귀재료(희토금속·희토류)의 대체재료 미래전망

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《차세대 전지 시리즈》

차세대 전지 시리즈(5) 유기 2차전지 동향(68~81페이지)

~'자원, 환경 과제에 대한 대응', '경량' 등을 강점으로 다음

　리튬이온전지로서 항공·우주계 특수 용도로의 용도 전개 유망~

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1. 머리말

1-1. 유기 활물질 충방전 메커니즘

【그림1. 라디칼 폴리머(TEMPO 치환) 양극의 흔들의자형 전지】

1-2. 유기활물질은 고분자계와 저분자계로 크게 구분

(1)고분자계

【그림2. TEMPO의 구조식과 충방전 반응 모델】

(2)저분자계

【그림3. DS-MOF의 구조】

1-3. 유기 2차전지 시장 전망

【그림·표1. 유기 2차전지의 WW 시장화 전망(금액 기준: 2022-2030년 예측)】

2. 주목기업·연구기관의 대응

2-1. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소 분자응용에너지디바이스 연구그룹

【그림4. (왼쪽)나프타잘린 Li염 (오른쪽)축합된 나프타잘린 이합체 Li염】

【그림5. AQ 아마이드트리머가 가수분해로 저분자화되는 반응식과 질량분석계에 의한 해석】

2-2. 간사이가쿠인대학 나노축전에너지 재료과학연구실

【그림6. CPL-4 양극의 나트륨이온전지의 모식도】

2-3 아이치공업대학 공학부 응용화학과

【그림7. (왼쪽)H3TOT의 분자구조 (오른쪽)H3TOT 1차원 컬럼 구조】

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≪주목시장 포커스≫

자동차 분야의 AI 이용 동향(2) (82~96페이지)

~공장의 AI 이용은 실용화 단계, 드디어 설계·개발 분야가 움직이기 시작한다~

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1. 자동차 분야의 AI 이용 동향(1)의 정리

2.특허출원으로 본 자동차분야의 AI 대응상황

2-1. 자동차회사의 특허

【표1. "AI×자동차" 검색결과 (2023, 2024년)】

【표2. "AI×자동차" 검색결과 (2022년)】

【표3. "AI×자동차" 검색결과 (2021년)】

2-2. 각 자동차회사의 특허분석

(1)도요타자동차 주식회사의 특허·실용신안 일람

【표4. "AI×도요타" 검색결과 (2007-2024년)】

【표5. "AI×도요타" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

【그림1. "AI×도요타" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

(2)도요타자동차 주식회사 외의 특허·실용신안 일람

①닛산자동차 주식회사

【표6. "AI×닛산" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

【그림2. "AI×닛산" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

②혼다기연공업 주식회사

【표7. "AI×혼다" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

【그림3. "AI×혼다" 검색결과의 3구분 추이 (수량: 2018-2023년)】

③마쓰다 주식회사

【표8. "AI×마쓰다" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

【그림4. "AI×혼다" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

④주식회사 스바루

【표9. "AI×스바루" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

【그림5. "AI×스바루" 검색결과의 3구분 (수량: 2018-2023년)】

(3)일본 자동차회사 5사 특허·실용신안 현황

【그림6. OEM 각사의 AI 관련 특허·실용신안 출원 상황(수량: 2018-2023년)】

【그림7. OEM 각사의 AI 관련 특허·실용신안 3 분류와 상세 구분

(수량: 2018-2023년)】

3. 마무리

3-1. 과거에서 현재까지

3-2. 향후 움직임

3-3. 자동차분야 AI시장

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자동차 실내 센싱 시장성 탐색(9)~2035년의 자동차 산업과 DMS 진화~(97~118페이지)

~Lv4/5 자율주행 사회로의 변화와 애플카 투입에,

　늦지 않게 대응하는 일본 DMS(자동차 실내 센싱)~

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1. 머리말 ~2030년대 모빌리티 사회와 레벨4 자율주행차 보급의 특징~

1-1. 자율주행 사회의 실현과 자동차산업의 변혁

【표1. 자율주행 레벨의 정의 개요】

【그림1. 2030년대를 향한 자동차 산업의 변혁】

1-2. 세계 지역유형별 자율주행차 보급 특징

【표2. 2030년대 세계 지역별 모빌리티 사회와 자동차 실내 센싱 시장의 특징】

2. 레벨3 자율주행까지의 자동차 실내 센싱

2-1. 레벨3까지는 필수적인 자동차 실내 센싱

2-2. 유럽 레벨3 자율주행차의 실내 센싱

3. 세계 레벨4 자율주행차 보급 스토리

3-1. 일본 레벨4 자율주행차 2020년대 보급 스토리

【표3. 2030년대까지 일본 레벨4 자율주행차 보급 시기와 특징】

3-2. 해외 레벨4 자율주행차 2030년까지의 보급 스토리

(1)기존 자동차산업의 움직임

(2)IT산업으로부터의 참가 움직임 -애플카(Apple Car) 진입 모색·철수·미래는?―

4. 법규제 및 무인자율주행 서비스와 자동차 실내 센싱

4-1. 도로교통법에서 '레벨4' 자율주행 해제(자동차 실내 센싱 관련은 굵은 글씨)

【그림2. 도카이리카 「원격 조작용/자동차 내 조작용 컨트롤 유닛」】

4-2. 무인 자율주행 서비스에서 자동차 실내 센싱 역할

【그림3. 도카이리카 ‘자동차 내 감시 시스템에서의 승객 동작 화상 해석'】

【그림4. 도카이리카 ‘자동차 내 감시 시스템 '승차 상태 식별'】

【그림5. 도카이리카 ‘자동차 내 감시 시스템 '골격 감지'】

5. 레벨4 자율주행자동차의 2035년 예측

5-1. 세계 레벨4 자율주행 보급 예측

【표4. 자율주행 시스템(Lv1~4)의 세계시장에 관한 조사】

5-2. 레벨4 자율주행 보급의 일본·미국 비교

【그림6. 혼다기연공업 'Honda SENSING Elite’】

5-3. 일본 레벨4 자율주행차 시장 2035년 예측

【그림·표1. 일본 자율주행 MaaS 자동차 시장규모 추이 예측(수량:2022-2035년 예측)】

5-4. 레벨4 자율주행 시장 참가기업 동향과 2020년대 스토리

【그림7. 혼다·GM·크루즈의 Lv4 자율주행차 「크루즈 오리진」】

5-5. 애플카의 '자동차 실내는 엔터테인먼트&비즈니스 공간'

5-6. 레벨4 자율주행 보급에 필요한 센서 개발

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≪시기적절한 콤팩트 리포트≫

세계 AGV/AMR 시장 (119~127페이지)

~AGV의 다양화와 AMR의 등장으로 선택지가 확대

　'커스터마이징'과 '멀티 유도식'은 성장에 대한 신기~

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1. AGV/AMR 시장은

2. 시장 개황

3. 분야별 동향

3-1. 일본시장 ~설비투자 수요가 높아져 코로나 이전 수준으로, 해외기업의 진입도 본격화

3-2. 중국시장 ~정부의 재정지원 하에 고기술력 및 저비용을 실현하여 최대 시장으로 성장

3-3. 한국시장 ~23년과 24년이 성장 원년, 로컬기업 4사의 점유율이 60% 이상

3-4. 미주시장 ~제조업 투자 확대, 구인난으로 자동반송 니즈는 해마다 증가경향

3-5. 유럽시장 ~재정지원 등 우대정책은 없지만, 자동화·소인화 니즈가 시장을 견인

4. 주목토픽

4-1. 제조업용이 약 80%로 주요 수요처에, EC시장의 확대로 물류용도 성장기조

4-2. 인재부족, 인건비 상승으로 소인화·무인화 수요 확대

4-3. 제품 사양의 개량·개선이 진행되어, 단기적으로는 제품 가격이 다소 오를 전망

5. 장래전망

【그림1. AGV/AMR 세계 시장규모 추이·예측(금액: 2021-2026년 예측)】

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