4차 산업혁명과 센서 산업
작성자 : snam513 분류 : 연구개발 | IT 작성일 : 2018.02.26 10:47:43 조회 : 1172 키워드 : 4차산업혁명,센서산업,스마트센서,사업화유망분야
(요약/배경) 4차 산업혁명 관련 사업화 아이템 중에서 센서 관련 산업이 중요하다고 하는데 어떤 센서들이 있으며 사업화가 유망한 분야는 무엇인가요?
(개요) 센서 산업은 산업혁명의 기계화, 공정화 과정에서 오래된 산업 분야 중 하나이고 세계 센서 시장 규모는 2019년에는 1161억달러 규모로 미국, 독일, 영국, 일본 등이 최고 수준의 기술력을 보유하고 있음. 최근 센서 산업이 다시 주목받는 이유는 사물인터넷 기술의 발전과 4차 산업혁명의 영향으로 이와 관련해서는 스마트 센서가 주목받고 있음. 스마트 센서는 기존 일반 센서 기술에 나노기술 또는 MEMS 기술을 접목하여 데이터 처리, 자동 보정, 자가 진단, 의사 결정 등 다기능이 포함된 센서 기술을 의미함. 예를 들어 스마트 폰은 터치센서, GPS, 모션센서, 조도센서, 지문센서 등 10여 종의 스마트 센서가 내장되어 있고 자동차에는 가장 많은 스마트 센서가 사용되고 있음.
(스마트 센서 개발 전망) 현재 사용되는 스마트 센서의 대표적인 적용분야는 다음과 같으며 센서는 향후 4차 산업혁명의 발전과 더불어 1조개 이상의 센서가 사용된다고 하니 현재의 개발되는 스마트 센서들을 기반으로 센서 개발 사업의 가능성을 전망함.
- 오감인식센서; 오감인식센서는 센서를 이용하여 인간의 감각을 모방하는 기술로서 로봇 기술 등과 관련하여 연구가 활발히 진행되고 있음. 상용화된 대표적인 기술은 접촉센서기반의 지문인식 센서와 이미지 센서기반의 홍체 인식 센서임. 가스 센서 기반의 인식센서는 센서 어레이를 이용하여 다종 가스를 분석하는 기술은 전자코 (Electronics Nose; E-nose)기술이 개발 중임. 그밖에 센서가 사람의 목소리를 판명하는 기술이나 사람의 얼굴을 인식하여 졸음운전 등 이상 행동을 분석하는 센서들이 많이 개발 중임.
- 바이오센서; 바이오 센서는 DNA, RNA, 항체, 효소 단백질, 및 호르몬 수용체 등의 선택적 특이성이 있는 수용체에 특정 물질을 반응시켜 분석 대상 물질의 존재나 양을 측정하는 센서를 말함. 바이오 센서의 우선적인 적용 분야는 의료 분야이지만 환경, 산업 공정, 군사용 분야에도 적용범위를 확대하고 있음. 의료분야에서 가장 많이 상용화된 센서는 혈당, 콜레스테롤, 감염, 심전도, 혈액, 임신 진단 등임. 최근에는 나노, MEMS 기술의 발전으로 초소형의 집적화된 스마트 센서로의 발전을 가속화하고 있음.
- 스마트 압력, 관성 센서; 스마트 센서가 가장 많이 사용되는 자동차의 경우 스마트 압력 센서와 관성 센서가 사용됨. 압력센서는 압저항형과 정전용량형 압력센서가 주로 사용되며 최근에는 웨어러블 디바이스, 전자 피부, 타이어 압력모니터링 시스템과 같은 저전력 소모를 요구하는 부위에 사용됨. 스마트 관성센서는 디바이스의 각가속도를 측정하는 센서로 MEMS 기술이 적용된 고집적 첨단 센서로 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서가 복합되어 모션 센서, 항법 센서로 사용되며, 최근에는 핸드폰, 자동차 자세 제어, 로봇, 미사일, 우주항공, VR(Virtual reality) 기기, 게임 등에 사용되고 있음.
- 스마트 환경센서; 환경의 영향이 점차 중요해지면서 환경 센서에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다. 미세먼지나 가스 센서 이외에도 많은 다양한 센서들이 개발되고 있음.
Tip
4차 산업혁명관련해서 센서는 저전력, 집적화된 센서에 대한 요구가 늘어나고 있으므로 단일 센서보다는 집적화 기술 개발이 필요함.
<참고자료·문헌>
1.한국전자통신연구원
future.fki.or.kr/Common/Download.aspx?id=011a3cad-21d2-4089-96cd...
2.정보통신산업진흥원
https://www.nipa.kr/downloadManager.it?type=board&bno=600&cno=11...
<전문용어>
MEMS, 스마트 압력, 관성 센서