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Yano E plus 2018년 4월호(NO.121)

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 토픽 

인공근육의 기술 동향

인공근육이라는 말은 장래적으로 줄기세포를 이용한 재생의료공학 등에서 진짜 근육을 인공적으로 만드는 의미로도 이용하기도 하지만, 여기서 주로 취급하는 것은 실용화가 멀지 않을 것으로 기대되는 액추에이터로서 사용할 수 있는 유연한 소재 개발에 대한 대응에 관해서이다. 이러한 소재는 마치 인간의 근육과 같이 유연하게 성장 및 수축하여 힘을 발생시킬 수 있으므로 인공근육이라고 부른다.

즉, 인공근육이란 도전성 고분자, 압전소자, 정전소자, 고무, 하이드로겔 등 다양한 소재로 만들어진, 마치 근육과 같은 기능을 하는 신축성이 있는 액추에이트이다.

그 중에서도 공기압으로 신축하는 고무를 이용한 공기압 러버 액추에이터는 작동하는 힘이 강해, 공장 등에서 무거운 것을 들어 올리거나 옮기는 작업기계 및 로봇, 파워 어시스트 슈트, 드라이브·시뮬레이터 등 폭넓은 분야에서의 응용이 기대되고 있다.

향후 재해 및 사고 등의 인명구조로봇 및 생체 매입형 인공장기, 공기압을 전기에너지로 변환해 축적하는 새로운 에너지 하베스팅 디바이스 등 인공근육이 활약하는 분야는 더욱 확대될 것으로 기대되고 있다.

 내용목차 

《산업용 센서 시리즈》
●산업용 센서의 동향 외계용②:광학식 센서 관련 시장(1) (3~25페이지)
 ~FA용 기기의 수요가 급격히 확대되는 가운데 핵심인 광전센서 및 
레이저센서도 새로운 전개가 시작되고 있다

1. 머리말
1-1. 광전센서의 주목 특성
(1) 비접촉으로 고속 검출이 가능
(2) 앰프 내장의 반사형 센서가 많다
【표1. 광전센서의 주된 검출 방식과 그 특징】
【표2. 광전센서의 검출 방식에 따른 특징 비교】
【표3. 광전센서의 유닛 구성 종류와 특징】
1-2. 레이저변위센서의 주목 특성
(1) 범용성이 높은 레이저식을 많이 사용
【표4. 각종 변위센서/변위계의 특징 비교】
(2) CMOS 탑재품이 증가해 보급이 가속화
【그림1. 레이저변위센서의 확산 반사 방식(왼쪽)과 정반사 방식(오른쪽)】
(3) 판별 변위형과 고정밀도 계측형이 신장
【그림2. 레이저변위센서의 이용 사례(이미지)】
2. 광전센서와 레이저변위센서의 시장동향
2-1. WW 총 시장규모의 추이·예측
【그림·표1. 광전센서와 레이저변위센서의 WW 시장규모 추이(금액:2016-2021년 예측)】
【그림·표2. 광전센서와 레이저변위센서의 WW 시장 매출 비율(금액:2017년)】
2-2. 광전센서의 일본 시장 동향
【그림·표3. 광전센서의 일본 시장규모 추이·예측(수량·금액:2016-2021년 예측)】
【그림·표4. 피버형 광전센서의 일본 시장 구성비(금액:2017년)】
2-3. 레이저변위센서의 일본 시장의 동향
【그림·표5. 레이저변위센서의 일본 시장규모 추이·예측(수량·금액:2016-2021년 예측)】
【그림·표6. 판별 변위센서의 일본 시장 구성비(금액:2017년)】
3. 주목 기업의 최신 동향
3-1. 아즈빌 주식회사
【그림3. 앰프 내장형 광전스윗치 「HP7 시리즈」와 그 사례】
3-2. OPTEX FA 주식회사
【그림4. 레이저변위센서 「CDX 시리즈」의 linearity와 사용 예】
3-3. 오므론 주식회사
【그림5. IO-Link 대응 센서의 접속 예(왼쪽)와 IO-Link의 통신 기능(오른쪽)】
3-4. 미쓰비시전기 주식회사 / 주식회사 애니와이어
【표5. 「iQSS」의 파트너 메이커와 이용 가능한 센서】

《차세대 시장 트렌드》
●인공근육의 기술 동향 (26~49페이지)
 ~도전성 고분자 및 공기압 러버 액추에이터를 비롯해 다양한 형태의 개발이 가속화, 
각종 응용 분야에 대한 적용이 시도되고 있다∼

1. 인공근육이란
2. 인공근육의 타입
2-1. 도전성 고분자
2-2. 압전소자, 정전소자
2-3. 공기압 러버 액추에이터
2-4. 하이드로겔
3. 인공근육의 응용 분야
3-1. 공장 자동화
3-2. 인조인간 로봇
3-3. 파워 어시스트 슈트
3-4. 에너지 하베스팅
3-5. 인공장기
4. 인공근육의 시장규모 추이와 예측
【그림·표1. 인공근육의 일본 및 WW 시장규모 예측(금액:2020-2040년 예측)】
【그림·표2. 인공근육의 수요 분야별 WW 시장규모 예측(금액:2020-2040년 예측)】
5. 인공근육과 관계되는 기업·연구기관의 대응 동향
5-1. 주식회사 이노피스
【그림1. 인공근육을 이용한 「머슬 슈트®」의 장착·사용 이미지】
【그림2. McKibben형 인공근육의 모식도】
5-2. 이멕스 주식회사
5-3. 주식회사 s-muscle
5-4. 국립대학법인 오사카대학
5-5. 산신흥산 주식회사
【그림3. 다리 트러블을 경감하는 「Sorbothane」DSIS 패드】
【그림4. 「Sorbothane」DSIS의 동적 밸런스 보정 메커니즘】
【그림5. 「Sorbothane」의 충격 흡수력】
5-6. 학교법인 주오대학
【그림6. 축방향 섬유 강화형 인공근육(왼쪽:모식도, 오른쪽:실물 사진)】
【그림7. 인공근육을 이용해 제작한 허리 어시스트 장비】
【그림8. 지렁이형 연동운동로봇의 일례로서 파이프라인 탐사로봇】
【그림9. 대장을 규범으로 한 연동 펌프】
5-7. 국립대학법인 도쿄공업대학
5-8. 국립대학법인 나고야대학
5-9. 브리지스톤 주식회사
5-10. 국립연구개발법인 이화학연구소
6. 인공근육의 장래 전망

●차세대 시스템 「CPS」과 시장의 움직임(3) (50~59페이지)
 ~CPS에 의한 자동차 임베디드 시스템 분야 변용의 가능성과 시장규모 추계~

1. 플랫폼과 생태계
1-1. 플랫포머, 애플리케이션 벤더의 비즈니스 모델
(1) 플랫폼의 비즈니스 모델 사례
(2) 애플리케이션의 비즈니스 모델 사례
2. 자동차 CPS 관련 시장의 추계
【그림1. 자동차 임베디드 소프트 일본 시장 추이(금액:2015-2030년 예측)】
【그림2. 텔레마틱스 관련 B2C 일본 시장(금액:2015-2025년 예측)】
【표1. 자동차 임베디드 소프트 관련 일본 시장 규모 추이와 예측(금액:2015-2030년 예측)】
【그림3. 기존의 임베디드 시스템과 CPS 플랫폼 일본 시장 추이와 예측(금액:2015-2030년 예측)】
【그림4. 기존의 텔레마틱스와 CPS 애플리케이션 일본 시장 추이와 예측(금액:2015-2030년 예측)】
【그림5. CPS 플랫폼·애플리케이션 일본 시장 예측(금액:2020-2030년 예측)】

《주목 시장 포커스》
●자동차 ECU 시장 (60~93페이지)
 ~자동차 인텔리전스화의 진전은 통합된 기능을 담당하는 하이 퍼포먼스
 컴퓨터를 중심으로 ECU 시스템 구성의 진화를 촉진!~

1. 자동차 ECU의 개요
2. 자동차 ECU의 종류
【그림1. 자동차의 자동차 ECU의 개략도】
2-1. 파워트레인 제어
2-2. 바디 제어
2-3. 차량 제어
2-4. 주행 안전 제어
2-5. 정보통신 제어
3. 자동차 ECU가 새로운 조류 AUTOSAR
【그림2. 자동차 산업의 구조 변화를 표현한 모식도】
4. 자동차 ECU의 시장규모 추이와 예측
【그림·표1. 자동차 ECU의 일본 및 WW 시장규모 추이와 예측(수량:2017-2022년 예측)】
【그림·표2. 자동차 ECU의 WW 시장규모 추이와 예측(수량, 금액:2017-2022년 예측)】
【그림·표3. 자동차 ECU의 종류별 WW 시장규모 추이와 예측(수량:2017-2022년 예측)】
5. 자동차 ECU의 시장 점유율
【그림·표4. 자동차 ECU의 WW 시장에서의 기업 점유율(2017년)】
6. 자동차 ECU와 관계되는 기업·연구기관의 대응 동향
6-1. SCSK 주식회사
【그림3. SCSK의 AUTOSAR 준거 원스톱 서비스 「QINeS」의 개요】
①코스트 경쟁력 강화에 공헌
②생산성·개발속도 향상에 공헌
③품질향상에 공헌
6-2. NEC솔루션이노베이터 주식회사
【그림4. NEC솔루션이노베이터의 자동차 기술 솔루션의 개요】
6-3. Elektrobit Nippon 주식회사
【그림5. E/E아키텍쳐의 기본적인 천이를 나타낸 모식도】
【그림6. 통합된 E/E아키텍쳐의 모식도】
6-4. 주식회사 오버스/이솔 주식회사
【그림7. BSW 아키텍쳐/제품 패키지】
【그림8. AUTOSAR Adaptive Platform 개념도】
6-5. 클라리온 주식회사
6-6. 주식회사 Keihin Electronics Technology(KET)
6-7. 주식회사 DTS인사이트
6-8. 주식회사 덴소텐
6-9. 도요타자동차 주식회사
6-10. 주식회사 트랜스트론
6-11. 일본항공전자공업 주식회사
【그림9. 일본항공전자공업의 자동차용 커넥터의 주요 라인업】
6-12. 히타치오토모티브시스템즈 주식회사(히타치 AMS)
6-13. 르네상스일렉트로닉스 주식회사
6-14. Continental AG(독일)
6-15. Robert Bosch GmbH(Bosch:독일)
6-16.Vector Informatik GmbH(Vector:독일)
7. 자동차 ECU의 향후 방향성

●초경합금 공구 시장 (94~104페이지)
 ~자동차 부품 및 반도체 제조장치 부품의 수요 증가에 의해
 -생산·판매량이 안정적으로 신장, 향후도 기대∼

1. 초경합금 공구 시장의 현상
1-1. 초경합금 공구의 종류와 특징
【그림1. 주된 초경합금 공구의 종류】
2. 초경합금 공구의 시장규모
【그림·표1. 초경합금 공구의 일본 및 WW 시장규모(금액:2013-2017년도 예측)】
2-1. 초경합금 공구의 주된 종류별 구성
【그림·표2. 일본에서의 초경합금 공구의 주된 종류별 규모(금액:2016년도)】
2-2. 주된 수요 분야별 구성
【그림·표3. 초경합금 공구의 주된 수요 분야별 구성 비율(금액:2016년도)】
2-3. 주된 주요 자재별 소비 실적 구성 비율
【그림·표4. 초경합금 공구의 주된 주요 자재별 소비 실적 구성 비율(수량:2016년도)】
2-4. 주된 메이커 점유율(세계)
【그림·표5. 초경합금 공구의 주된 WW 메이커 점유율(금액:2016년도)】
3. 초경합금 공구 시장과 관련되는 기업·단체의 대응 동향
3-1. 주식회사 Tungaloy
3-2. 미쓰비시머테리얼 주식회사
3-3. ECTA(European Cutting Tools Association)
4. 초경합금 공구 시장의 장래 전망
【그림2. 공작기계와 절삭요구에 요구되는 니즈의 변화】
【표1. 환경조화제품인정 일람표】
【표2. 텅스텐의 리사이클 비율】

《시기적절 리포트》
●「네프콘재팬2018」, 「오토모티브월드2018」리포트 (105~113페이지)
 ~최신 전자 디바이스 및 재료, 반도체 제조 기술부터 패키지,
로봇카일렉트로닉스, 차세대 조명 등을 중심으로 2,480사가 전시~

1. 전체
【사진1. 「네프콘재팬2018」】
【사진2. 「오토모티브월드2018」】
2. 각사의 전시 상황
2-1. BorgWarner Inc.
【사진3. Belted Alternator Starter 「iBAS」전동 드라이브 모듈 「eDM」】
2-2. 주식회사 미쓰바
【사진4. 인휠모터/EV콘버터 트라이얼 오토바이 「E-TR」의 모터】
2-3. 주식회사 다이낙스
【사진5. 레어어스리스 인휠모터】
2-4. 주식회사 Keihin
【사진6. Keihin 부스에서 전시된 파워 컨트롤 유닛】
2-5. 주식회사 미쓰이하이텍
2-6. 코어리스모터 주식회사
【사진7. 기어 내장 모터】
3. 전문 기술 세미나
3-1. 자율주행

《후서》
독자 앙케트 「흥미 있는 리포트」톱3 예상 (114페이지)

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1 Yano Report 2018년 8월 10ㆍ25일 합병호
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2018-08-25 125
2 JAPAN PRECIOUS 2018년 가을호
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2018-08-24 96
3 Yano E plus 2018년 8월호(NO.125)
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4 Yano News 2018년 8월호
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5 Yano Report 2018년 7월 25일호
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6 Yano E plus 2018년 7월호(NO.124)
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7 Yano News 2018년 7월호
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2018-07-15 99
8 Yano Report 2018년 7월 10일호
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2018-07-10 64
9 Yano Report 2018년 6월 25일호
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2018-06-25 75
10 Yano E plus 2018년 6월호(NO.123)
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2018-06-15 99

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