[신기술 목차]

 

* USP : Uninterruptible Power Supply

 

1. 무정전 전원 공급 장비, UPS의 개념

  • 정전시 밧데리에서 DC → AC로 일정시간 공급되다가 전원이 공급되면 다시 Stand-By 상태로 밧데리에 전원을 보충하는 장치
  • 공급되는 전원이 끊기거나 변동이 생겨도, 중요 부하에 안정적인 전원을 공급해주는 장치

 

2. UPS 시스템 구성

  • UPS는 Battery, Converter, Inverter, Static Switch, Maintenance Bypass Switch 등 5가지 요소로 구성
구성요소 설명
Battery - AC 입력전원 정전시 Inverter에 DC 전원을 공급해주는 장치
Converter - AC 입력전원을 DC로 변환하여, Battery 또는 Inverter에 DC 전원을 공급해주는 장치
Inverter - Converter 또는 Battery로부터 DC전원을 공급받아 정전압, 정주파수의 AC전원으로 변환 공급해주는 장치
Static Switch - Inverter Trouble시, 부하의 오작동 및 가동정지를 막기 위해 대체전원으로 부하를 절체하는 장치
Maintenance
Bypass Switch		 - UPS Trouble로 인한 수리작업시 또는 점검작업시, 부하에 전원을 공급하는 장치

 

3. UPS 종류

 

1) OFF-LINE 방식

정상적인 3상전원 인입시에는 직접 상용전원을 부하에 공급하고 있다가 정전시에만 Inverter를 동작하여 부하에 공급하는 방식으로 주로 서버 전용 등 소용량에 많이 사용되고 있다.


2) ON-LINE 방식

정상적인 상용전원 인입시에는 충전기와 Inverter에 DC를 공급하여 항시 Inverter로 동작하는 방식이다. 입력과 관계없이Inverter를 구동하여 부하에 무정전전원을 공급하는 방식으로, 부하전류를 지속적으로 Inverter에서 공급을 하기 때문에 특히 신뢰도를 요하는 방식이다. 중용량 이상은 거의 이 방식이다.


3) LINE INTERACTIVE 방식

정상식인 상용전원 인입시에는 Inverter Module의 IGBT Free Wheeling Diode를 통한 Full Bridge 정류방식으도 충전기 기능을 하고 정전 시에는 Inverter로 동작을 하여 출력전원을 공급하는 방식으로 OFF-LINE 방식이지만 일정 전압이 자동으로 조정되는 기능이 있다.

 

 

 

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[신기술 목차]

 

1. 현실세계 가상화, 디지털 트윈 (Digital Twin)

디지털 트윈과 제 4차 산업혁명 시대의 오퍼레이션

1) 정의

- 컴퓨터에 현실 사물의 쌍둥이를 만들고, 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 모델링 기술

2) 특징

구분 특징 설명
구현측면 복제성 물리 모델을 사이버에 그대로 구현
재현성 관찰 후 생산현장 즉각적인 피드백
추천성 의사결정 모수 등을 활용, 기대 결과 도출 또는 예측
운영측면 보존성 수집된 데이터와 분석한 데이터의 결과 등을 반영구적 보존
가시성 분석된 데이터와 모델에 대한 Visualization
분석 가능성 물리적인 자산의 현재 상태, 운영방식, 생산 스케줄 등 예측

2. 디지털 트윈 개념도 및 구성 기술

1) 디지털 트윈 개념도

디지털 트윈 개념도

2) 디지털 트윈 구성기술

구분   기술 설명 
현실 세계 센서(sensor)  - 센서 데이터 및 메타 데이터 수집 
액츄에이터(actuator)  - 절삭/가공에 의한 마모도 및 공정 데이터 수집 
컨트롤러(controller)  - WPAN, PLC, Modbus, RS-232, RS-485 등 사용 가능
가상 세계  디지털 스레드  - 물리 자산의 디지털화 
가상공간 자산  - 디지털 자산에 대한 설계, 테스트, 피드백 가능 
3D 모델링  - 전체 공정의 디지털화 가능 
현실/가상 통합  VR/AR 연계  - 현실세계와 가상세계의 연결 역할 
양방향 전달  - 제품에 대한 가상세계에서 다양한 테스트 가능 
공정제어  - 공정의 시뮬레이션 가능 

3. 디지털 트윈 기술 진화단계

디지털 트윈의 기술 진화단

기술 단계 정의 설명
5단계 자율 (Autonomous) 개별 및 복합 디지털트윈에서 자율적으로 문제점을 인지하고 해결하여 물리대상 최적화
4단계 연합 (Federated) 최적화된 개별 물리대상들이 상호 연계된 복합 디지털 트윈 재구성 및 물리대상 상호운영 최적화
3단게 모의
(Modeling &
Simulation)		 디지털 트윈 모의결과를 적용한 물리대상 최적화
2단계 관제 (Monitoring) 디지털 트윈 기반 물리대상 모니터링 및 관계분석을 통한 제어
1단계 모사 (Mirroring) 물리대상을 디지털트윈으로 복제

 

4. 디지털 트윈의 활용분야

분 야 상세분야 사 례
제 조 디지털 제조
제조운영관리
공급망 계획 및 최적화		 - 제품설계 검토, 예지보전
- 생산설비 설계/운영/유지보수 시뮬레이션
- 작업환경 시뮬레이션
에너지 디지털 발전소
에너지 소비 최적화		 - 최대전력생산 발전 설비/단지 설계
- 생애주기 동안 전력생산 최적화
- 전력 소비량 예측 및 소비패턴 분석, 사용량 절감방안
도 시 도시 계획 및 운영 - 신도시 개발, 도시 재생사업을 위한 설계
- 교통/에너지/환경/재난/통신 등 모니터링, 시뮬레이션
물 류 물류운영현황
모니터링 및 최적화		 - 컨테이너 터미널의 운영현황, 장비/차량상태 모니터링
- 물류창고 내부상황 실시간 관제

- 디지털 트윈 기술 발전으로 모든 산업에 융합 가

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[신기술 목차]

 

 

관리 128 4
1. 최근 NFT(Non-Fungible Token) 시장의 활성화 및 생태계 형성의 견인차인 NFT마켓 플레이스가 해커들의 주요 타겟이 되고 있다. 대형 거래소인 Opensea의 보안 침해사례를 기반으로 NFT 특성과 마켓 플레이스에서의 보안 취약점을 설명하시오.

 

응용 126 2
5. 최근 메타버스 산업이 활성화 되면서 NFT(Non Fungible Token)의 중요성이 대두되고있다. NFT에 대하여 설명하시오

 

 

I. 고유한 가치, ERC-721 표준 기반 토큰

가. 정의

-. 각각의 토큰이 각각의 고유한 가치를 지니고 있어 토큰 간 대체하는 것이 불가능한 암호화폐

-. 디지털 작품에 대한 소유권이 유일무이하게 NFT를 소유한 자에게 있다는 점을 증명하는 ERC-721 기반 대체불가능한 토큰

-. NFT가 주목받게 된 이유는 현존하는 디지털 자산의 소유권 분쟁을 해결하기 때문

-. NFT는 ERC-721과 ERC-1155 프로토콜을 이용하여 발행

-. NFT의 특징: 위조의 어려움, 소유권인정

  - 위조의 어려움: 복제가 어려워 희소성 보장 및 위조품으로 인한 가치 보장

  - 소유권인정: 부분에 대한 소유권인정해 토큰을 1/N 형태로 나누어 거래 가능

 

나. NFT의 중요성

-. 대체 불가능함을 이용하여 디지털 자산의 소유권 분쟁 해결 가능

-. 가치부여와 거래를 지원함으로서 해당 산업 시장 확대와 생태계 확장 지원

-. 자산의 희소성 보장 및 원본성 증빙이 가능하고, 소유자 정보와 거래 이력 등 데이터의 위/변조가 불가능하여 무결성 확보 가능

-. 디지털 자산의 메타 데이터와 정보가 블록체인 네트워크를 통해 참여노드에 분산저장 되기 때문에 위변조 불가능하고,

-. 최초 발행자부터 현재 소유자까지의 모든 거래 내역을 추적 가능

  • 메타데이터의 크기가 큰 블록체인 네트워크의 경우에는 네트워크 성능저하를 방지하기 위해 신뢰할 수 있는 외부저장소에 보관/관리하는 방법 사용
  • NFT로 보관하는 경우, 토큰이 발행된 플랫폼에 상관없이 호환성을 가지고 있어 하나의 플랫폼에 종속되지 않고, 자산의 가치가 유지되고 형성된 시장도 유지될 수 있음(ERC와 같은 통상적인 표준 방법으로 발행된 경우)

다. NFT의 특징

특징 설명
대체불가 - 각 토큰은 고유한 가치를 지니기에 대체 불가
- 대체불가능 이더리움 네트워크 ERC-721 토큰 사용
부분 소유허용 - 100ETH기준 90ETH, 10ETH 등으로 토큰 부분소유 허용
- 토큰 부분 소유 허용 및 교환도 가능
영속성 - 토큰이 속한 서비스가 종료되어도 소유권은 영속함
- 토큰 기반의 애프터마켓이 활발해져 컨텐츠 가치 창출

 

 

다. NFT의 장점

  • 사용자들의 디지털 자산에 대한 소유권을 보장하기 위해 중요한 역할 담당
  • 모든 종류의 디지털 자산들이 블록체인에 저장되어 소유권이 보장되고 안전하게 보관

 

 

라. NFT의 단점

  • 확정성 및 과도한 비용 문제

 

II. NFT 주요 프로토콜 및 발행프로세스

가. NFT 개념도

나. NFT 주요 프로토콜

프로토콜 설명
NFT Digitize
(디지털화)		 - NFT 소유자는 파일, 제목, 설명이 완전히 일치하는지 확인
- 소유자는 적합한 포맷으로 raw data를 디지털 정보로 전환
NFT Store
(저장)		 - NFT 소유자는 블록체인 외부의 데이터베이스에 raw data를 저장
- 소유자는 가스를 소비하는 명령을 통해 raw data를 블록체인 내부에 저장할 것을 결정
NFT Sign
(서명)		 - NFT 소유자는 NFT 데이터를 포함한 거래내역에 서명
- 스마트컨트랙트에 거래내역을 전송
NFT Mint
(발행)		 - 스마트컨트랙트는 NFT 데이터가 담긴 거래내역을 받아 NFT를 발행
- NFT의 내부 기능은 토큰 표준에서 정의
NFT Confirm
(확인)		 - 발행 프로세스는 한 번 거래내역이 확인되면 완료
- NFT는 영속적인 증거(Proof)로서 유일한 블록체인 주소와 연결

 

다. NFT 발행 프로세스

  • ERC(Ethereum Request for Comments)-721를 주로 활용하며 최근 ERC-1155표준도 활용

 

III. NFT의 활용 사례 및 시사점

가. NFT의 활용 사례

  • 퍼블릭 블록체인 기반으로 부동산의 권리 이전의 이력관리, 계약서 및 등기부를 기록한 NFT를 발행하여 배포
  • Wallet을 통해 NFT를 거래하고 소유권 정보 등을 업로드하여 참여자에게 공유 및 부동산 정보, 계약 내용 등을 열람(참여자 인증 필수)할 수 있도록 시스템 구축

나. 시사점

  • 글로벌 NFT 시장은 연평균 35% 성장하며 27년까지 136억 달러(한화 약 17조 9천억 원) 규모로 확장될 것으로 예측(‘MarketsandMarkets’, 2022.05, ‘NFT 시장 전망 리포트’)
  • NFT 시장의 안정적이고 신뢰도 높은 환경 구축에 집중 필요
  • (기업과 소비자) NFT를 둘러싼 비즈니스 모델에 대해 명확한 이해도 필요
  • (정부) 과도한 가격 상승과 NFT 관련 디지털 범죄를 예방하기 위한 규제 및 가이드라인 정립 등 안정적으로 NFT 산업을 이어나가기 위한 정책적 뒷받침이 필요

 

IV. NFT 토픽 관계도

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[신기술 목차]

1. 드론 택시의 현실 상용화, UAM(Urban Air Mobility)의 개요

 가. UAM 의 정의

  - 수직 이착륙(V-TOL)이 가능한 개인항공기(PAV)와 목적 기반 모빌리티를 이용하는 하늘을 이동 통로로 활용하는 미래의 도시 교통 체계

 나. UAM 의 등장 배경

등장배경 설 명
도심 이동 효율성 문제 - 대도시권 인적자원 집중으로 도시 지상교통 혼잡 문제 발생
교통 이용형태 변화 - MaaS 및 Seamless Service 확대 따른 교통수단 소유 보다 서비스 이용 중점

 - eVTOL(Electric Vertical Take Off & Landing, 전기동력 분산 수직이착륙기) 기술 발전으로 실현 가능성 증대

2. UAM의 구성도 및 기술요소

 가. UAM의 구성도

   - UAM 의 산업 생태계 측면 관점의 구성도임

   - 기체/부품, 항행교통관리, 인프라, 서비스, 비행기술 부문으로 정부 기술 로드맵 추진

 

 나. UAM의 기술 요소

구분 핵심 기술 요소 설 명
기체/부품 - UAM 경량화 제작
- UAM 동력 추진
- eVTOL		 - 경량/복합소재 인증체계 및 기준/절차 신소재 시험 평가
- 전기구동장치, 프로펠러, 전기동력 저장/공급 시스템
- 전력 사용 수직으로 호버링(정지비행), 이착륙 모빌리티
항행 교통관리 - UAM CNSi
- UAM 통합관리		 - 통신시스템(C), 항법시스템(N), 감시시스템(S)
- UAM 실시간 운항, 스케쥴링, 위험도관리, 가상 통합
인프라 - 버티포트 시스템
- 5G NSA/SA		 - Vertical Flight + Port, UAM 용 이착륙, 충전인프라 제공
- Mobility 와 Vertiport 시스템, 관제센터 무선 통신 제공
서비스 - MRO
- 운항정보 수집분석		 - 항공기 정비(Maintenance, Repair and Operations)
- 도심운용 3차원 공역 공간 정보 생성, 도심기상 정보 수집분석
비행기술 - UAM 자율 항법
- UAM 기체소음 진동 저감		 - UAM 완전 자율비행 조정, 전천후 상황인지 충돌회피 기술
- 소음진동 저감 프롭로터 기술, 기체용 소음진동 제어기술

- 정부 한국형 도심항공교통(K-UAM) 로드맵 및 기술 개발 로드맵 발표 추진 진행중

 

3. 한국형 도심교통(K-UAM)의 추진 전략

번호 추진 전략 상세 과제
1 안전 확보를 위한 합리적 제도 설정 - 국내 실정에 맞는 운항 기준 마련
- 합리적인 기체,Vertiport 구축/운영 기준 마련
2 민간 역량 확보, 강화를 위한 환경 조성 - 비행환경, 기술개발 지원
- 교통,기상, 공간 데이터 지원
3 대중수용성 확대를 위한 단계적 서비스 실현 - 화물에서 사람으로 단계적 확대
- 마중물로 공공서비스 활용
4 이용 편의를 위한 인프라 연계교통 구축 - 민간과 공공의 상생 인프라 구축
- 기존 교통수단과 연계교통체계 마련
5 공정 지속가능하고 건전한 산업생태계 조성 - 공정한 UAM 운영사업의 틀 마련
- 보험제도, 서비스 안전 수익보장장치 마련
6 글로벌 스탠다드와 나란히 하는 국제 협력 확대 - 국제 UAM  공동연구 수행
- 주기적 국제 컨퍼런스, 세계 유수기업 유치

 

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[신기술 목차]

 

개념

ASF 가상적으로 향상된 물리적 현실과 물리적으로 영구적인 가상공간의 융합
IEEE 지각되는 가상세계와 연결된 영구적인 3차원 가상 공간들로 구성된 진보된 인터넷
위키피디아 정치·경제·사회·문화의 전반적 측면에서 현실과 비현실 모두 공존할 수 있는 생활형·게임형 가상 세계

특징

구분 특징 설명
연결 - 정체성(Identity) - 메타버스에서는 록스타, 패션모델, 가수 등과 같은 특정 정체성을 가진 아바타 존재가 필수적이며 다수의 아바타와 연결
- 친구들(Friends) - 실제 현실과 동일하게 메타버스에서도 실제 사람을 사귀고, 사교활동이 가능하는 구조로 실제 현실과 같이 교류 가능
편의성
/ 이동성		 - 어디서든(Anywhere) - 국가나 지역, 문화권 등에 대한 제약 없어 시간과 장소에 종속되지 않고 어디에서나 언제나 접속이 가능한 시스템
- 적은 마찰(Low Friction) - 현재 자신이 생활하던 장소에서 원하는 시대와 장소로 순식간에 메타버스를 이용하여 여행을 떠날 수 있는 환경 제공
상호작용 - 시민의식(Civility) - 메타버스도 현실의 사회처럼 기본적인 사회 규범을 지켜야 안전하게 이용할 수 있고 ‘지속 가능한 세계’로 작동 가능
- 몰입감(Immersive) - 만약 몰입감이 없으면 ‘내가 지금 이 공간 안에 존재한다’는 감각이 사라질 수 있는 가능성 존재(현실과 동일한 몰입감)
확장성 - 다양성(Variety) - 다양한 취향을 가진 사람들을 만족시키기 위해 다양한 콘텐츠의 제공하고 현실의 확장된 형태로 제공(다양한 경험 가능)
- 경제(Economy) - 메타버스에 참여하는 구성원들이 경제적 이익을 얻고, 그 이익이 순환하며 더 커지도록 만드는 활력 있는 경제요소

 

메타버스 메커니즘

메타버스 기술요소

구분 세부기술 설명
XR - 데이터 생성,획득 - 영상, 오디오, 가상객체, 공간 및 환경 데이터 등을 생성
- ThirdEye, Nreal, RealWear HMT-1
- 표현 가시화 - 생성된 실감 컨텐츠를 표현하기 위한 SW 및 하드웨어 기술
- Quadro RTX, Radeon ProRender 솔루션
- 컨텐츠 조작 - XR 컨텐츠를 조작하고 그에 따라 컨텐츠가 반응- VIO(Visual Inertial odometry), Eye Tracker
Data - 데이터 수집 및 처리 - HFDS, Sqoop, Hue, Drill, Hive, Hbase, MongoDB 등 사용
- 현실세계 데이터 수집 및 처리, 시각화, 전처리
- Block Chain - 블록체인 기반의 디지털 화폐 인프라
- 창의성을 발휘하고 플랫폼 안팎에서 진정한 가치 확보
- 데이터 보호 - E2E 보안기술(KMS, HSM)
Network - 초고속, 초연결성 - 밀도 높은 디지털 파일과 전송속도 필요
- 초저지연 - 5G 통해 업로드, 다운로드 속도 증가
- Gigabit Ethernet - AR 공간에서 데이터 전송속도와 용량이 매우 중요
AI - 음성 및 감정처리 - 소리가 감정을 전달하기 때문에 사운드는 설득력 있는 가상세계를 만드는 핵심기능 수행
- RNN, LSTM - 진짜 옆에 있는 것처럼 전체 감정을 전할 수 있는 3D 오디오 보정 기술 필요

 

메타버스 문제점

구분 문제점 특징
보안문제 개인정보 보안문제 - 물건을 구매하고 선호하는지, 나의 현재 위치와 생체 관련된 정보 등이 거의 실시간 단위로 생성
- 메타버스 속 개인의 활동과 행동 모습을 몰래 관찰하고, 생체 정보 등을 수집
플랫폼 보안 - 해커들에 의해 메타버스가 해킹될 경우 해커들에 의해 만들어진 콘텐츠를 통해 음란 및 폭력적인 내용이 미성년자에게 필터링 없이 그대로 노출
법적 문제 콘텐츠
지적재산권
침해		 - 메타버스 내에서는 개인이 다양한 콘텐츠를 제작하여 공유하고, 활용할 수 있음
- 생성된 콘텐츠가 불법 복제될 경우 진본임을 증명할 수 있는 메타버스 내 디지털 인증서가 필요
저작권 사용료 문제 - 메타버스 내에서 공연을 하거나 음악을 틀어 듣게 되는 음악 등 저작물 사용에 대한 저작권 사용료 정산을 하는 과정에서 법적 문제가 이슈
윤리문제 외부 접촉 단절 - 외부와의 접촉은 단절하고 오로지 메타버스 속에서만 살아가는 형태에 사람들이 많아질 수 있음
사이버 폭력 - 가상공간에서 이루어지는 성추행, 성폭행 등이 발생

메타버스(Metaverse ·현실과 가상이 혼합된 세계)와 디지털 트윈(Digital Twin) 개념적 비교

비교 항목 메타버스(Metaverse) 디지털 트윈(Digital Twin)
개념 - 가상과 현실이 상호작용하며 공진화하고 그 속에서 사회·경제·문화 활동이 이루어지면서 가치를 창출하는 세상 - 물리세계에서 다양한 센서를 통해 수집되는 정보가 컴퓨터기반 가상세계에 동일하게 표현되는 가상 모델
개념도

- 디지털 트윈 실제 세계와 상호작용, 메타버스 나를 닮은 캐릭터(아바타)가 다른 세계/아바타와 상호작용

 

II. 메타버스(metaverse·현실과 가상이 혼합된 세계)와 디지털 트윈(Digital Twin) 상세 비교

비교 항목 메타버스(Metaverse) 디지털 트윈(Digital Twin)
목적 - 세컨드 라이프(사회, 경제, 문화적 활동)
- 공간적 시간적 제약 극복		 - 시뮬레이션(미래에 대한 예측)
- 개발 기간 단축 /  운영비용 절감
상호작용 - 가상공간에서 다른 사용자와 상호작용
- 상대방에게 감정연결 및 공감대 형성		 - 쌍둥이 가상 객체가 서로 연결
- 디지털 쓰레드 기반 연결
확장성 - 무한한 공간과 자료 제공가능
- 개인에 특화된 상품 / 콘텐츠 제공 가능		 - 현실과 동일하게 가상공간의 자산 구성
- 확장성 없음(현실 데이터에 종속)
편의성 - 공간과 시간에 제약 받지 않고 어디든지 이동가능한 서비스 제공 - 물리세계에서 수집되는 정보기반으로 생성되어 일부 제약 존재
연결 - 정체성을 가진 아바타와 연결
- XR 기반의 다양한 플랫폼과 결합		 - 3D 모델링으로 현실과 가상의 연결
- AR/VR 연계하여 양방향 전달 가능
사례 - 포켓몬 고
- Google earth 3D Map		 - 버추얼 싱가포르
- S-Map(서울시 3D 지도)

- 메타버스와 디지털 트윈 기술은 가상세계와 현실세계를 연결하는 혁신적 플랫폼 기술로 공공인프라, 산업, 문화 등 사회 전반에 큰 변화와 기회를 가져올 것으로 예측 

 

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