Yano E-plus 2025년 8월호(No.209)(일본어판)

Yano E-plus 2025년 8월호(No.209)

 

발행빈도: 월 1회 발행(연 12회)

 

≪차세대 시장 트렌드≫

머티리얼 DX 시리즈(1) ~프로세스 인포매틱스~ (3~31페이지)

~예측 정밀도의 향상과 프로세스 최적화를 가속화하고 있는

재료 개발의 혁신을 뒷받침하는 기반 기술~

 

1. 프로세스 인포매틱스의 대두 ~재료 탐색에서 프로세스 탐색으로의 패러다임 전환~

2. 프로세스 인포매틱스의 기술적 기반

3. 머티리얼 DX의 새로운 단계와 디지털 트윈

4. 혁신재료 창출을 목표로 하는 문부과학성 '머티리얼 DX플랫폼'

4-1. 머티리얼 분야의 현황과 과제

4-2. 정부의 '머티리얼 혁신력 강화전략'

4-3. 문부과학성이 진행하는 '머티리얼 DX 플랫폼' 구성

(1)데이터 창출: 머티리얼 첨단 리서치 인프라(ARIM)

【그림1. ARIM 사업의 데이터 구조화】

(2)데이터 통합·관리: 데이터 핵심 거점(MDPF)

(3)데이터 활용: 데이터 창출·활용형 머티리얼 연구개발 프로젝트(DxMT)

4-4. 향후 전망

5. 머티리얼 DX에 대한 PI 시장규모 예측

【그림·표1. 머티리얼 DX의 PI 일본 및 WW 시장규모 예측

(금액: 2025-2050년 예측)】

6. 머티리얼 DX에서의 PI와 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

6-1. AIxtal 주식회사

(1)제조업의 현황 과제와 PI에 의한 해결

(2)AI를 활용한 다목적 최적 조건 탐색 사례

【그림2. 실리콘의 CVD 에피택셜 성장 프로세스의 모식도(왼쪽)와

프로세스 최적 조건에서 실리콘 박막 성장속도 최대화 달성(오른쪽)】

(3) NEDO 선도 프로그램: 반도체 제조 프로세스를 "일회통관"으로 최적화하는 사례

【그림3. 반도체 디바이스 제조 공정의 모식도】

【그림4. 메타팩토리의 모식도】

6-2. 국립대학법인 도쿄대학

【그림5. 연료 전지 프로세스와 오코노미야키 프로세스의 아날로지【1】】

(1)본 사업의 개발 개요

【그림6. 로봇 구동 프로세스 탐색 시스템 'ROPES'의 콘셉트【1】】

(2)본 사업의 개발 내용

【그림7. 자동 실험 속도를 10배 높인다는 KPI 달성】

(3)향후 전개 전망

6-3. 주식회사 Hitachi

(1)Hitachi의 재료 개발 솔루션

①DX 지원 서비스

【그림8. DX 지원 서비스의 개요】

②분석 지원 서비스

【그림9. 분석 지원 서비스의 개요】

③분석 환경 제공 서비스

【그림10. 분석 환경 제공 서비스의 개요】

④실험 데이터 수집 서비스

【그림11. 실험 데이터 수집 서비스의 개요】

(2)사례

①MITSUBISHI GAS CHEMICAL 주식회사

【그림12. MITSUBISHI GAS CHEMICAL 사례】

②SEKISUI CHEMICAL 주식회사

【그림13. SEKISUI CHEMICAL 사례】

(3)실험 자동화에 관한 대응

【그림14. 실험 자동화가 지향해야 할 모습】

6-4. 국립연구개발법인 National Institute for Materials Science(NIMS)

(1)combinatorial 박막 합성

(2)2차원 계측 데이터를 통한 유전체 박막 재료 탐색 효율화

【그림15. 유전체 박막 재료 개발에서 입출력 이미지 ~재료 물성의 시점과 계측의 관계~】

【그림16. 재료 탐색 사이클의 개략】

【그림17. 2차원 계측 데이터의 클러스터링】

【그림18. 유전체 재료의 기존 데이터를 이용한 머티리얼 맵】

7. 머티리얼 DX의 PI 과제와 장래 전망

7-1. 과제

(1)데이터 수집·품질에 관한 과제

(2)프로세스 모델링에 관한 과제

(3)AI 도입·운용 측면에서의 과제

(4)표준화·공통 기반에 관한 과제

(5)시큐리티 프라이버시의 염려

7-2. 장래전망

(1)멀티스케일 연계 가속

(2)Semantic AI와 지식 그래프 도입

(3)설명 가능한 AI(XAI) 구현과 신뢰성 향상

(4)자율형 제조 시스템으로의 진화

(5)표준화와 오픈 플랫폼 확립

(6)지속 가능성에 대한 공헌

(7)사람과 AI의 협력을 통한 새로운 가치 창출

 

촉역각(햅틱스) 시장성 탐색(1) ~변화하는 인간사회가 요구하는 촉역각~(32~89페이지)

~「자율주행&조종」, 「숙련기능 자동전승」, 「사회로의 AI기기 안전

확보'로 생성되는 촉역각(햅틱스) 수요~

 

1. 햅틱스란

2. 주목받는 "촉각"이 향후 세계적으로 수요증가가 되는 배경

2-1. 인구감소·고령화로 부족한 기기 조종자

【그림·표1. 일본 고령화의 추이와 장래 추계(수량: 1950-2060년 예측)】

2-2. '자율주행·자율조종', '숙련기능 자동전승', '사회로의 AI기기 도입'으로 발생하는 수요

3. 햅틱스의 용도분야

4. 햅틱스에 이용되는 주요 요소기술

5. 햅틱스에 관한 시장규모

【그림·표2. 햅틱스의 일본 및 WW 시장규모 예측 (금액: 2025-2030년 예측)】

【그림·표3. 햅틱스 기술+용도별 일본 시장규모 예측(금액: 2025-2030년 예측)】

【그림·표4. 햅틱스 기술+용도별 월드와이드 시장규모 예측

(금액: 2025-2030년 예측)】

5-1. 과제

5-2. 장래전망

6. 촉각 센서 시장

6-1. 촉각 센서의 종류와 기술적 포지셔닝

【표1. 주요 역학량 센서의 특징과 이용 분야】

6-2. 촉각 센서의 특징과 효과

(1)암묵지를 데이터화

(2)터치패드 활용

(3)조이스틱 활용

(4)로봇 위치 제어의 대체품으로서

6-3. 촉각 센서의 종류와 기술방식

【표2. 촉각 센서의 종류와 기술 방식·특징】

6-4. 촉각 센서의 특징과 역각 센서의 차이

6-5. 촉역각 기술의 시장분류와 향후 진전

【그림1. 촉역각의 시장 분류】

6-6. 촉각 센서 주목기업 동향: 데이터화와 퓨전화를 중심으로

(1)2020년: Panasonic 주식회사 "촉각 센서·데이터의 가시화"

(2)2022년: Panasonic 주식회사 "시각과 촉각 멀티 모달 정보 활용 위치 결정 기술"

(3)2023년: 주식회사 Thinker"적외선 조사에서 로봇 핸드가 잡은 것을 이해"

(4)2023년: 국립 대학 법인 가가와 대학 "촉각 센서 부착 내시경"

(5)2025년: 국립대학법인 니가타대학 "마이크로 촉각 센서 칩에 의한 퓨전화·데이터화"

7. 역각 센서의 특징과 최근 동향

7-1. 역각 센서의 구조와 방식

【그림2. 정전 용량식 역각 센서의 구조(위)와 다이어프램의 변형(아래)】

【표3. 일본 역각 센서 시장의 역사】

7-3. 역각 센서 주목기업 동향: 사업화의 역사와 장래를 중심으로

(1)역각 센서의 역사와 같은 주식회사 WACOH-TECH

(2)WACOH-TECH의 역각 센서 사업 특징

【그림3. WACOH-TECH의 신세대 역각 센서(제품사례)】

8. 햅틱스과 관련된 기업·연구기관의 대응 동향

8-1. 국립대학법인 도카이국립대학기구 기후대학

(1)로봇 손

【그림4. Gifu HandⅢ】

(2) VR 로봇 교시

【그림5. VR을 이용한 로봇 손 동작 교시】

(3)합틱스 인터페이스

【그림6. 미래과학백과사전(왼쪽). 조작 시연(오른쪽)】

(4)생체신호 로보틱스

【그림7. 근전의수(왼쪽). VR 근전의수 훈련 시스템(오른쪽)】

(5)사물의 경도 차이가 지각 가치에 주는 영향

【그림8. 강성 평가의 측정 방법과 지각 가치 평가를 수집하는 모습】

8-2. 국립대학법인 쓰쿠바대학

(1) EnhancedTouch: 사람과 사람의 물리적 접촉을 강화하는 스마트 팔찌

【그림9. 팔찌형 Enhanced Touch 디바이스를 장착한 사람의 신체적 접촉】

(2)게이밍 팔찌에의 응용과 양자 간에의 진동 촉각 피드백

【그림10. Enhanced Touch 기술을 이용한 게이밍 팔찌】

(3)팔찌(손목)에서 손가락, 접촉 상대에게 전파되는 진동: 기계 계측과 지각 계측

【그림11. 손목에서 손가락 끝으로 전파되는 진동 가시화의 일례】

8-3. 국립대학법인 도쿄대학(1)

(1)초음파에 의한 촉각의 재현

【그림12. 양호한 촉각 재현(집속, 포화 억제, 차폐의 허용)을 실현하기 위한 디바이스. 각도 θ를 크게 함으로써 양호한 재현 결과를 얻을 수 있다】

【그림13. 소정의 압력 분포를 실시간으로 생성】

(2)압각의 재현

【그림14. 지각되는 힘을 평가하는 셋업.

힘 게이지를 왼손 손가락의 안쪽에 눌러 LM 자극을 오른쪽 손가락에 제시】

(3)온도를 느끼는 촉감

【그림15. 초음파에 의한 온도 촉감 실현】

(4)촉각과 커뮤니케이션

8-4. 국립대학법인 도쿄대학(2)

(1)손바닥에 대한 피부자극기구를 갖춘 의사 역각 제시 장치

【그림16. 그립형 의사역각 제시 장치. 왼쪽 사진에 보이는 자극자가 내미거나 회전함으로써, 오른쪽 사진과 같이 쥔 손바닥에 대해 법선 방향과 접선 방향의 압력 자극을 제시한다. 이것으로 실제로는 존재하지 않는 외력과 토크를 유저가 착각한다】

(2)부드러움 제시 장치로 다양한 크기의 덩어리 감각을 표현

【그림17. 유연한 시트의 접촉 면적과 장력을 제어함으로써 부드러움을 표현하는 장치. 가동 베이스가 하부의 보이스 코일 모터의 힘으로 들어올리면 유연 시트가 손가락을 감싸 접촉 면적을 늘린다. 양쪽 끝의 보이스 코일 모터가 유연 시트에 장력을 가해 접촉부의 압력 부분을 변화시킨다】

【그림18. 시트에 적당한 장력을 주고 손가락 양 끝을 들어 올리면 부드러운 물질 속에 단단한 덩어리가 매몰되어 있는 듯한 감촉을 표현할 수 있다】

8-5. 국립대학법인 도호쿠대학

【그림19. 촉각 신호의 변환법】

【그림20. Intensity Segment Modulation(ISM)의 개념】

【그림21. 앱 모니터 평가: 피험자 100명(20-50대)에 의한 촉각 강조 비디오의 주관 평가 결과. 숫자는 긍정적으로 대답한 비율】

8-6. 국립대학법인 나라여자대학

(1)온도에 따른 스킨 도포감 평가

【그림22. 온도 변화의 특징량과 도포감의 관계】

(2)Thermal Grill Illusion(TGI)

【그림23. ThermoScratch에 의한 가려움증 완화】

(3)월경통 체험 시스템

【그림24. Perionoid의 구성과 메커니즘】

(4)야리칸나(槍鉋: (일본의) 옛 목공구((木工具))의 하나(창날과 비슷한 칼날에 긴 자루를 댄 대패) 체험 시스템

(5)Osaka Heat Cool 주식회사

8-7. Motion Lib 주식회사

(1)역촉각이란

(2)Real Haptics®의 제어기술

【그림25. 오감을 이용하기 위해서는 계측과 재현(제어) 모두 필요】

【그림26. 시스템 구성 이미지】

(3)작업의 원격 조작

【그림27. 역촉각으로 가능한 원격조작】

 

《주목시장 포커스》

SDV의 AI 이용 동향(1)(90~103페이지)

~중국에서는 'SDV는 플랫폼과 자율주행'이라는 현실해~

 

1. 자동차분야 그림의 AI 이용경향

【표1. 토요타, 혼다, 닛산의 설계·개발에 대한 AI 대응 상황

주로 공개 정보(각종 언론사, 인터넷 매체, 뉴스 릴리스)에서 검색한 결과】

【그림1. 'AI×일본 OEM' 검색 건수의 비율(건수(%): 왼쪽 그림은 2021-2023년,

오른쪽 그림은 2024년+2025년 전기를 더해 다시 계산한 것)】

【그림2. AI를 이용하는 대상 분야의 검색 건수의 비율(건수(%):

왼쪽 그림은 2021-2023년, 오른쪽 그림은 2024년+2025년 전기를 더해 다시 계산한 것)】

【그림3. AI의 도입·가동 상황 검색 건수의 비율(건수(%):

왼쪽 그림은 2021-2023년, 오른쪽 그림은 2024년+2025년 전기를 더해 다시 계산한 것)】

2. SDV 추진상황

2-1. 일본 자동차용 소프트웨어의 변천

(1)2018년경의 자동차용 소프트웨어

【그림4. 2018년경까지의 자동차용 소프트웨어 개념도】

(2)2025년경의 자동차용 소프트웨어

①2025년경의 자동차용 소프트웨어 개념도

【그림5. 2025년경의 자동차용 소프트웨어 개념도】

②2028년경의 자동차용 소프트웨어

【그림6. 2028년경의 자동차용 소프트웨어 예상 개념도】

③자동차용 소프트웨어와 SDV

④SDV의 두 가지 흐름

⑤왜 SDV 중 하나가 자율주행인가?

 

≪타임리 콤팩트 리포트≫

EMC 노이즈 대책 관련 시장(104~108페이지)

~시장 개척을 게을리하면 「어중간한」 상황을 타파할 수 없다

공급처 확대와 고품질을 추구하여 디지털 시대에 공헌~

 

1. EMC 노이즈 대책이란

2. 시장개황

3. 분야별 동향

3-1. 근방계 관련시장

3-2. 원방계 관련시장

4. 주목토픽

4-1. 기판용 금속 쉴드케이스는 포화상태에서 디지털 기술 개발 활성화로 간접적으로 수요회복 가능성 있음

4-2. SPD 등 규격화로 세계에서는 안정적인 활용이 보이며, 일본에서도 기후변화에 대응한 설치 요망이 확대

5. 장래전망

【그림1. EMC 노이즈 대책 관련 세계시장 예측(금액: 2023-2028년 예측)】