Yano E plus 2024년 4월호(NO.193)(일본어판)

≪차세대 시장 트렌드≫

차세대 AI 컴퓨팅 기술(5) DNA 컴퓨팅~(3~33페이지)

~DNA를 구성하는 A-T, G-C라는 염기의 조합으로 상보적으로

　결합하는 것을 이용한 완전히 새로운 컴퓨팅 시스템~

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1. DNA 컴퓨팅이란

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2. DNA 컴퓨팅의 특이성

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3. DNA 컴퓨팅의 시장규모

그림·표1. DNA 컴퓨팅 일본 및 세계 시장규모 예측(수량: 2024-2034년 예측)

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4. DNA 컴퓨팅과 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 국립대학법인 오사카대학

그림1. 나노메디에이터의 개념

(1) 광 DNA 나노머신을 이용한 빛과 분자에 대한 나노논리연산법 구축

(2) 형광 공명 에너지 전이(FRET) 네트워크에 의한 광 부호화법 개발

그림2. FRET의 개념

그림3. FRET 네트워크

그림4. 형광 태그를 이용한 DNA 나노머신의 설계 스킴

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4-2. 국립대학법인 규슈공업대학

(1) DNA 나노기술을 구사한 DNA 컴퓨팅

그림5. DNA 컴퓨팅의 메커니즘을 간단히 나타낸 모식도. 적색과 녹색의 배열을 가진 입력 DNA가 녹색과 적색·적색 DNA 복합체와의 반응으로 (아래 왼쪽에서 중), 적색 DNA를 출력한다(아래 오른쪽)

(2) 신호 분자를 인식하고 변형 메커니즘을 제어하는 세계 최초의 인공분자시스템 '아메바형 분자로봇' 개발

그림6. 아메바형 분자로봇의 모식도

그림7. 아메바형 분자로봇의 현미경상. 변형을 계속하는 분자로봇에 정지 DNA 신호를 입력하면 정지 상태가 된다(좌). 정지 상태의 로봇에 변형을 개시하는 DNA 신호를 입력하면 변형 상태로 이행한다(우). 스케일 바: 20㎛, 흰색화살표: 막을 변형시키고 있는 분자 액추에이터 부분(미소관)

(3) 사람의 체온 환경에서 DNA 신호를 5000배 이상으로 늘리는 인공세포 구축

그림8. (a)DNA를 증폭하는 인공세포의 모식도

(4) 인공세포막 상에서 기능하는 나노 디바이스의 새로운 정제방법 확립

그림9. 본 연구에서 개발한 DNA 나노구조 정제법. (A)기존 방법에 의해 작성되는 소수기 수식 DNA 나노구조의 모식도. (B)본 연구 방법에 의한 소수기 수식 DNA 나노구조의 작성과 정제추출의 모식도. (C)정제된 소수기 수식 DNA 나노구조를 혼합한 인공세포막(리포좀)의 공초점 현미경 상

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4-3. 국립대학법인 규슈대학

(1) 학술변혁영역연구(A) 분자사이버네틱스

그림10. 화학반응으로 계산 처리할 수 있는 케미컬 AI를 탑재한 미니멀 인공뇌의 SPA 유닛

그림11. 생체 분자 모터에 의한 유닛 변형

(2) DNA 컴퓨팅

그림12. DNA 컴퓨팅의 논리 연산 메커니즘

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4-4. 국립대학법인 도쿄공업대학

(1) 효소반응 가능한 세포크기 상분리 DNA 캡슐 구축 성공

그림13. DNA 캡슐의 이미지

그림14. DNA 캡슐 제작방법의 모식도(좌)와 유중수적을 주형으로 하여 만들어진 DNA 캡슐의 현미경 이미지(우)

그림15. 인공세포막 뒷면에 형성된 DNA 캡슐

그림16. 주형에서 추출한 DNA 캡슐(좌)과 효소에 의한 분해(우)

(2)액체 방울의 분열로 암 가능성의 유무를 나타내는 'DNA 액체 방울 컴퓨터' 개발 성공

그림17. 액적 분열에 기반한 miRNA 감지기능과 논리계산기능을 가진 DNA 액적컴퓨터의 개념도

①Y모티브 설계와 DNA 액적의 RNA 검출기능 검토

그림18. (a)Y모티브와 DNA 액적 형성의 개념도,

(b)AB 링커의 형성. (c)DNA 액적의 형광 현미경. 스케일바: 10μm

②DNA 액적을 이용한 암바이오마커(miRNA) 검출

그림19. (a-c)논리연산(miRNA-1 ∧ miRNA-2)을 할 수 있는 융합 AC 액적. (a)AC액적모식도. (b)논리연산의 진리값 표. (c)융합AC액적의 분열 모습을 나타낸 현미경 이미지. (d-e)논리연산(miRNA-3 ∧ ¬miRNA-4)이 가능한 융합AB액적. (d)AB액적 모식도. (e)논리연산의 진리값 표. (f)AB액적의 분열 모습을 나타낸 현미경 이미지. 스케일바: 10μm

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4-5. 국립대학법인 도쿄농공대학

(1) DNA 컴퓨팅 출력정보를 나노포어로 디코딩하는 데 성공

그림20. 해밀턴 경로 문제의 DNA 컴퓨팅을 통한 병렬계산

그림21. 나노포어 측정에 의한 디코딩의 원리

(2) DNA 컴퓨팅의 핵산 리퀴드 바이옵시로의 전개

그림22. 암세포(그림22 위)와 건강한 세포(그림22 아래)의 miRNA 패턴을 DNA 컴퓨팅 기술을 사용하여 검출한 결과

5. DNA 컴퓨팅 장래 전망

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위치 측위 시스템(RTLS)(34~74페이지)

~실내외 사람과 사물의 정확한 위치 측정을 실시간으로 가능하게 한

　위치측위시스템(RTLS) 기술이 진화하여 새로운 활용 전개가 시동~

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1. 위치측위시스템(RTLS)이란

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2. RTLS 타입

2-1. RFID

2-2. Wi-Fi

2-3. 비콘(BEACON)

2-4. 초광대역무선(UWB) 시스템

2-5. 보행자 자율항법(PDR)

2-6. 3차원 측위

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3. RTLS에 관한 시장규모

그림·표1. RTLS의 일본 및 세계 시장규모 예측(금액: 2023-2028년 예측)

그림·표2. RTLS의 지역별 세계 시장규모 예측(금액: 2023-2028년 예측)

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4. RTLS와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

4-1. 국제항업 주식회사

(1) 시스템 구성과 측위방식

그림1. 시스템 구성

그림2. 지원 플랫폼

그림3. AoA 방식

(2) 소프트웨어

그림4. Quppa 시스템의 소프트웨어 엔진

(3) 도입사례

①실시간 위치 파악(미쓰비시머티리얼 주식회사의 사례)

그림5. 실시간 위치 파악 사례

②동선분석·행동분석(미쓰이스미토모건설 주식회사의 사례)

그림6. 동선분석·행동분석의 사례

③건설현장에서의 크레인 침입 감지(대형종합건설사의 사례)

그림7. 건설현장에서의 크레인 침입 감지 사례

④연구시설에서의 위치+환경정보의 트래킹(주식회사 리코의 사례)

그림8. 연구시설에서의 위치+환경정보 트래킹 사례

⑤경마장 경주마 측위(고치경마조합 사례)

그림9. 경마장에서 경주마 측위 사례

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4-2. 주식회사 다테야마과학하이테크놀로지스

(1) 'theams'의 특징

(2) 'theams'의 구성

그림 0. 'theams'의 기본적인 시스템 구성

(3) 'theams'의 기능

그림11. 'theams'의 기능 개요

(4) 'theams' 도입 사례

①의료기기 위치 감지

그림12. 의료기기 위치 감지 사례

②종업원 안전관리

그림13. 종업원 안전관리 사례

③AMR 행선지시시스템

그림14. AMR 행선지시시스템 사례

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4-3. 베스트스킵 주식회사

(1) UWB 위치 검출 메커니즘의 특징

그림 15. 위치 검출 기술의 차이

(2) 베스트 스킵제 UWB 위치 정보시스템 'BestskipRTLS'

그림 16. 'BestskipRTLS'의 특징

그림 17. 'BestskipRTLS'의 하드웨어와 소프트웨어 구성

그림 18. 'BestskipRTLS'의 시스템 구성 배치 예

(3) 'Bestskip RTLS' 기능

(4) 'Bestskip RTLS'의 이용씬

①공장·창고

②오피스

③상업시설

④복지시설

그림19. 복지시설 이용씬(좌)과 실제 도입사례(우)

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4-4. 주식회사 매트릭스

(1) 세미액티브 'POWERTAG'

그림20. 세미액티브 'POWERTAG'의 특징

(2) 위치측위 스템 'dokoja2'

그림21. 위치측위시스템 'dokoja2'의 전형적인 시스템 구성 예

(3) 위치측위시스템 'dokoja2'의 활용사례

① 위치 감지 및 터치리스 입퇴실 관리

그림22. 위치 감지 및 터치리스 입퇴실 관리 사례

②중장비·지게차와 작업자의 접촉사고 방지

그림 23. 중장비·지게차와 작업자의 접촉사고 방지 사례

③등하교 지킴이

그림24. 등하교 지킴이 사례

④치매환자 이원방지/유아 납치 방지

그림25. 치매환자 이원방지/유아 납치 방지 사례

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4-5. 마루티스프 주식회사

(1) 'iField'의 기본 서비스

그림26. 'iField'의 전체 이미지

(2) 측위 서비스의 전체상

그림27. 'iField' 측위 시스템의 구성

(3) BLE 비콘 측위 기술 상세

①스마트폰 측위

그림28. 스마트폰× BLE 비콘 측위의 개요

그림29. 스마트폰 삼점 측위 상세

그림30. 스마트폰 근접 측위 상세

②IoT 게이트웨이 측위

그림31. IoT 게이트웨이×BLE 비콘 측위의 개요

그림32. 게이트웨이 근접 측위 상세

(4) 도입 례

그림33. 스마트폰 실내 측위: 주식회사 재팬세미컨덕터의 사례

그림34. 게이트웨이 실내 측위: 주식회사 후지코시의 사례

그림35. 게이트웨이 실내 측위: 주식회사 덴소의 사례

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4-6. MetCom 주식회사(메트콤)

(1) MetCom의 사업 콘셉트: 위치정보를 진정한 사회 인프라로 만들다

그림36. MetCom이 제공하는 측위 서비스의 위상

그림37. GPS와 공통의 절대 좌표로 면을 커버하는 시스템인 MBS의 특징

(2) 3차원 측위 서비스

①기압분석을 통한 수직 측위 ~수직 측위 서비스 Pinnacle~

그림38. 수직 측위 서비스의 개략

그림39. 수직 측위 서비스 제공 지역(간토권)

②전파측위+기압분석을 통한 3차원 측위 실현

그림40. 전파측위+기압분석을 통한 3차원 측위 이미지

그림41. MetCom의 3차원 측위 비즈니스 모델

(3) 사례: 빌딩관리에서의 활용: 건물 내 사람의 위치 파악

그림42. 건물 내에서의 사람 위치 파악[도쿄건물(주)의 사례]

(4) 미국 동향

그림43. AT&T, Verizon 통신망의 실증 결과

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4-7. 라쿠텐커뮤니케이션즈 주식회사

(1) Ubisense 서비스란

(2) 유비센스 서비스 내용

(3) 유비센스 서비스의 특징

①하드웨어

그림44. UWB와 AoA, TDoA 2가지 방식을 조합한 독자적인 측위 시스템

그림45. 기기 배치 이미지

②소프트웨어

그림46. 'SmartSpace®' 플랫폼 구성

그림47. 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현하는 고급 센싱

③풍부한 IT 리소스

그림48. 라쿠텐 그룹의 경제권 이미지

④풍부한 채용 실적

(4) 유비센스 서비스의 세계 사례

①BMW사: 자동차 공장[독일] (그림49)

그림49. BMW사의 사례

②에어버스사: A380 조립공장 작업상황 추적[프랑스] (그림50)

그림50. 에어버스사의 사례

③HERMA사: 물류창고에서의 팔레트 위치 추적[독일] (그림51)

그림51. HERMA사의 사례

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5. RTLS의 장래 전망

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≪주목 시장 포커스≫

2024 모빌리티 : BEV 시장환경(1)(75~86페이지)

~’탄소중립×BEV’의 과열 양상이 일순하여 소비자의 의식이 변화~

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1. 2022년 기사를 돌아보다

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2. 이벤트 따라가기

2-1. 1980년대 중반 이후

그림1. 세계 자동차 시장과 중국 LiB 생산라인의 시동

2-2. 2010년대 후반 이후의 움직임

그림2. 'AClean planet for all (유럽위원회)'에서 탄소중립 추진

2-3. 2023년경까지의 움직임

표1. 중국 자동차 판매대수 추이(수량: 2019-2023년)

그림3. 중국 자동차 판매대수 추이(수량: 2019-2023년)

표2. 중국 비 NEV·NEV 판매대수 추이(수량: 2021-2023년)

그림4. 중국 비 NEV·NEV 판매대수 추이(수량: 2021-2023년)

표3. 중국 BEV·PHEV 판매대수 추이(수량: 2021-2023년)

그림5. 중국의 BEV·PHEV 판매 점유율 대수 추이(수량: 2021-2023년)

그림6. BEV의 급확대와 중국의 급신장 구도

(1) BEV의 항속거리

(2) LiB의 열화

(3) 중고차의 잔존가치

(4) 발화 가능성

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자동차 실내 센싱 시장성 탐색(10) 존형 아키텍처 대응 DMS

~움직이기 시작한 각 사의 2030년대 차량 대응 전략~(87~108페이지)

~자동차의 E/E 아키텍처의 진화로 움직이기 시작하다

　‘센서의 SW 일체화’, ‘주행 제어의 기반화’~

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1. 레벨4 자율주행자동차의 차량 실내 센싱

1-1. 도요타 주식회사의 'e-Palette'와 자동차 실내 센싱

1-2. 대중교통사업자 간의 자동차 실내 센싱 데이터 교환

1-3. 엔터테인먼트 서비스의 자동차 실내 센싱 데이터 교환

1-4. 화객혼재 차량의 자동차 실내 센싱 데이터

1-5. 음성인식 어시스턴트와 다른 자동차 실내 감지 데이터의 통합

1-6. 야자키총업 주식회사 '무인셔틀의 승무원 보호 시스템'

그림1. 야자키총업 '무인셔틀 승무원 보호 시스템'

1-7. 테슬라 'OTA 사업을 위한 자동차 실내 센싱'

1-8. DMS 기계학습 기능으로 레벨4 자동차 실내 신 앱 작동

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2. 레벨4 자율주행시대 센서는 어떻게 변할까?

2-1. 자율주행을 위한 센서 고도화

2-2. 가장 주목도 높은 센서 퓨전화

2-3. E/E 아키텍처의 진화로 '일체화되는 센서와 소프트웨어'

표1. E/E 아키텍처와 차량용 센서의 진화 로드맵

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3. 레벨4 자율주행 시대의 자동차 실내 센싱 주요 기업 전략

3-1. 도요타방직 주식회사 ‘자율주행 탑승자가 쾌적하게 보낼 수 있는 CPS ‘MX221’ ‘MOOX’

표2. 도요타방직 'MX221'의 자동차 실내 센싱 앱

(1) MX221

(2) MOOX

3-2. 테이에스텍 '탑승자 인식 기능을 활용한 시트'

표3. 테이에스텍 'XR Cabin'의 자동차 실내 센싱 연계

3-3. 타티에스 ‘모드에 따른 자동 변화를 가능하게’

3-4. 미국 Adient ‘긴급시 신속하게 시트 재배치’

3-5. 파이어니어 'AI 플랫폼 'Piomatix' 자동차 실내 센싱'

3-6. 마더랩 ‘트래커로 바이탈 데이터 사업 확대’

3-7. 파나소닉 주식회사 'Mobile Living Room'

(1) 파나소닉이 생각하는 미래(2035년~) 자동차 실내공간의 기술

표4. 파나소닉이 생각하는 미래(2035년~) 자동차 실내공간의 기술

그림2. 파나소닉 'Mobile Living Room'의 개념

(2) WELL Cabin Concept A, B

3-8. 도레이 주식회사 ‘쾌적한 공간 콘셉트 모델 ‘TEEWAVE CX1’

그림3. 도레이 '쾌적한 공간 콘셉트 모델 'TEEWAVE CX1'

3-9. 주식회사 덴소 ’BEV의 절전 자동차 에어컨용 따뜻하다고 느끼게 하는 기술’

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4. 2030년대 자동차 실내 센싱 기반 ‘주행 제어’

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≪시기적절 콤팩트 리포트≫

수소 제조기술 및 부재 시장(109~114페이지)

~원료~부재~전해조 공급망의 경제 합리성 추구가

　수소 제조의 산업화와 경쟁력 향상을 실현시키다~

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1. 저탄소 수소란

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2. 시장 개황

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3. 분야별 동향

3-1. 수전해 기술을 활용한 저탄소 수소 생산량 예측

3-2. 메탄열분해 기술을 활용한 저탄소 수소 생산량 예측

3-3. 인공광합성 기술을 활용한 저탄소수소 생산량 예측

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4. 주목 토픽

4-1. 일본의 수소 관련 정책

4-2. 유럽의 수소정책

4-3. 미국의 수소 관련 정책

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5. 장래 전망

그림1. 저탄소 수소의 세계 생산량 예측(수량: 2022-2040년 예측)

그림2. 수소 제조기술별 저탄소 수소 생산량 예측(수량: 2030-2040년 예측)