휴대폰, 노트북, 스마트폰, 태블릿 PC 등 모바일 IT 제품들이 빠른 속도로 소형화, 슬림화, 저전력화 됨에 따라 소형화, 저가격화가 가능한 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 센서 및 ROIC의 개발이 요구되고 있다. 최근에는 초소형, 저전력 등의 요소는 물론이고 향후 인간의 안전과 편의를 제공하기 위해 다양한 종류의 환경센서에 대한 연구가 필요하다는 점에도 많은 이들이 공감하고 있다. 센서에 관한 토탈솔루션을 제공하는 ㈜알앤에스랩은 노력의 결실인 독보적인 센서 기술을 기반으로 수질 감지시스템, 가스감지 시스템과 같은 환경 모니터링 시스템 등 지속적인 기술개발을 이어가며 쾌적하고 안전한 생활환경을 만들어가기 위해 애쓰고 있다. 센서 기술로 일상의 변화를 만들겠다는 이들의 사명 아래, 센서의 활용도는 무한하게 확장하며 우리의 생활을 편리하게, 안전하게 바꿔나갈 것이다.
스마트센서로 보다 나은 생활환경을 구현하는 연구소 기업
㈜알앤에스랩은 반도체 공정기술과 Analog IC 설계 기술을 기반으로 설립된 연구소 기업이다. 한국전자통신연구원의 기술 출자를 통해 설립된 덕분에 사업 초기, 일찍이 센서 개발에 필요한 기술들을 확보할 수 있었고 이를 기반으로 세계에서 가장 작고 저전력인 MEMS 기반의 센서도 개발했다. MEMS 센서 운영을 위해 개발한 ROIC(Read-Out, Integrated Circuit)는 MEMS 센서뿐만 아니라 수질 모니터링 시스템 등 스마트팜, 스마트시티 등의 분야에도 적용할 수 있으며, 실제 응용제품에 탑재되고 있다. 더불어 회사는 전기자동차와 배터리 모니터링을 위한 BMS용 ROIC도 추가로 개발 중이다.
알앤에스랩은 명실상부 독보적인 센서 기술을 보유한 기업이지만, 기술을 확보한 후 제품을 양산하기까지의 과정이 순탄하지만은 않았다. 소재 기술을 도입하고, 공정과 회로설계 기술을 적용해 개발한 제품이 환경 모니터링에 활용된다는 기쁨도 잠시, 코로나 팬데믹에 따라 양산화 작업에 차질이 생겼다. 중요한 단계를 앞두고 마주한 난관이었지만, 이상엽 대표는 문제가 되는 부분을 하나씩 해결해나갔고, 또 여러 종류의 가스센서를 추가로 개발하며 어려운 시기를 성장의 시간으로 탈바꿈했다. 당면한 문제를 다양한 시각으로 바라보고, 해결하는 과정에서의 정성과 끈기를 통해 기어이 센서에 관한 토탈 솔루션을 제공하는 국내 유일의 기업으로 거듭났다. 이 대표의 손으로, 발로 직접 만들어 낸 결과이다.
“결과적으로는 필요한 시간이었던 거죠. 부품 단계에서 플랫폼을 개발하는 단계로 나아갈 수 있는 기반을 마련한 시간이었어요. 센서를 자체적으로 개발하는 것은 물론, 센서를 운영하기 위한 IC, IC를 결합한 모듈, 모듈이 들어가는 플랫폼까지 개발하는 회사가 된 겁니다.”
알앤에스랩은 가스센서와 수질모니터링 시스템 등 환경오염을 직접적으로 모니터링할 수 있는 제품을 개발해 출시했으며, 개발된 플랫폼을 기반으로 감지할 수 있는 영역과 응용 분야 등을 지속적으로 확대해 나갈 계획이다. 나아가 센서와 ROIC, 운영소프트웨어와 데이터 서버에 이르는 플랫폼을 구성함으로써 플랫폼을 통해 확보되는 데이터를 가치있게 만드는 솔루션 회사로 거듭나고자 한다.
환경센서가 가진 단점 해소하며 저전력·초소형 센서 기반의 정밀한 오염지도 개발까지, 무궁무진한 센서의 활용
사람이 생활하는 환경과 밀접한 관련이 있는 대기의 다양한 정보를 수집하여 쾌적한 실내 또는 사무환경을 조성하기 위해 여러 종류의 센서를 탑재한 센서노드 시스템의 필요성이 증대되고 있다. 현재 기존제품에 적용된 대부분의 환경센서 모듈은 전력 소모가 크고 센서의 크기가 상당히 크다는 단점이 있다. 유해물질에 노출되는 환경이라면 근무자가 이동하는 모든 경로에서 유해환경이 모니터링되어야 하지만, 이런 단점들 때문에 지금의 센서는 여러모로 충분하지 않다. 그러나 ㈜알앤에스랩이 개발한 저전력·초소형 ROIC 소형 제품은 배터리 동작을 비롯해 현재 환경센서가 가진 단점을 해소한다.
“산불이나 주변 가스, 미세먼지 등 넓은 지역의 환경감시에 저전력·초소형 센서노드 시스템의 도입이 확대되는 추세예요. 센서라고 하면 일반적으로 가전에 들어가는 부속품 정도로 생각하는데 그렇지 않아요. 저전력·초소형이라는 장점만으로도 사용처는 무궁무진합니다. 드론 같은 기기에도 탑재될 수 있어요. 드론도 배터리로 동작하기 때문에 일반센서는 전력 소모가 커서 넣을 수 없거든요. 배터리를 모니터링하는 센서는 환경적인 관점에서도 중요하고요. 대기, 수질을 넘어 전기차 배터리까지 센서의 활용도는 무한하게 확장되고 있죠.”
휴대성이 좋은 센서와 IoT 통신을 결합한 덕분에 매우 정밀한 오염지도도 확보할 수 있다. 출력 특성이 다양한 여러 개의 환경센서를 하나의 보드로 구현하기 위해서는 환경센서의 특성에 맞는 각각의 신호처리 칩 또는 신호처리 시스템이 필요한데, 이는 센서노드의 전력 소모 증가와 함께 크기가 커지는 단점이 있다. 그러나 알앤에스랩이 개발한 개인이 휴대할 수 있는 휴대형 센서 노드는 센서 노드 수를 확대해, 결과적으로 센서 데이터의 정확도를 높인다. 해당 기술을 기반으로 알앤에스랩은 최근 부산대학교와 공동으로 오염지도 시스템을 개발했다. 사용자는 스마트폰 앱을 통해 실시간으로 오염지역과 오염 정도를 파악할 수 있다. 이미 핀란드 등의 나라에서는 오염지도를 내비게이션 시스템과 연동해 자전거나 도보 하이킹의 클린 경로를 설정하는데 적용해 적극적으로 활용하고 있다고. 현재 공공데이터로 확보되고 있는 센서 노드는 모수가 작아 일부 지역의 센서 데이터를 이용해 도시 전체의 오염도를 산정하고 있지만, 알앤에스랩의 휴대형 센서 노드는 동일한 지역 내에 많은 데이터를 취합한 통계 자료를 얻을 수 있어 정확한 지역의 오염도를 도출할 수 있다. 또, 시간에 따라 오염예측이 가능하도록 구현되어 있어 사용자와의 소통을 통해 더 다양한 기능을 갖춘 제품을 추가로 개발할 수 있다. 회사는 추후 통신사와 협력해 더욱 많은 사람에게 보급된다면 기술의 영역을 확장할 수 있기를 기대하고 있다.
탄탄한 센서 플랫폼을 기반으로 활용영역 넓혀가며 다양한 응용서비스 및 솔루션을 제공할 것
국내에서는 아직까지 환경센서와 관련해 전주기적인 솔루션을 제공하는 기업은 드물다. ㈜알앤에스랩 역시 센서와 센서 구동 회로인 ROIC, 운영소프트웨어와 데이터서버에 이르는 플랫폼을 구성하고, 이를 이용한 응용서비스를 제공할 수 있는 솔루션 회사를 목표로 센서와 ROIC의 응용을 통하여 환경산업뿐만 아니라 스마트팜이나 스마트시티, 자율주행 등에서 응용효율을 극대화 할 수 있도록 기존의 산업군에 적용할 수 있는 제품개발을 지속적으로 진행하고자 한다고 전했다.
“우리 주변 대부분의 제품은 센서와 결합되어 있어요. 우리가 의식하지 않을 뿐이죠. 녹음기를 사용하면서 어떤 센서가 장착되어 있는지 생각하지 않는 것처럼요. 센서만을 공급하면 부품 업체에 지나지 않지만, 이를 기반으로 서비스 플랫폼을 제공하면 시장 내에서 깊이도, 영향력도 키울 수 있습니다. 알앤에스랩은 오염지도를 비롯해 대기, 수질 오염 등 환경 분야 전반으로 범위를 넓혀가고 있는 중이에요.”
최근 회사는 KT대구경북광역본부와 ‘ESG기반 친환경 DX 분야 사업 협력에 관한 업무협약’을 체결하고 스마트 수질측정시스템을 구축하기로 했다. 이번 협약은 우리나라 상수도 보급률이 98.5%인데 반해 수돗물을 직접 마시는 비율은 5%에 불과해 수돗물의 수질 신뢰도를 높임으로써 안심하고 마실 수 있는 수돗물을 제공하고, 수돗물 불신으로 발생하는 자원 낭비와 플라스틱 폐기물 처리 등 사회적 비용의 최소화를 목적으로 한다. 수돗물 보관소 및 입수관에 설치하는 스마트 수질 측정기는 수소이온농도(pH)와 전기전도도(EC), 잔류염소농도, 탁도, 수온 등 5개 항목을 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 측정한 정보는 스마트폰 앱을 통해 공개되며 수질 재난 발생 시 경고 신호 및 음용 금지 문자를 발송한다. KT의 네트워크와 알앤에스랩의 기술력을 바탕으로 양사는 디지털기술 기반 수질측정시스템을 활용해 공공 및 민간분야 수돗물 수질측정사업을 발굴하는 한편 시스템의 효과적 이용을 위한 플랫폼을 구축할 계획이다.
일상의 안전을 지키고 쾌적한 환경을 위해 반드시 필요한 센서 기술로 환경 이슈에 사전 대비해야
전반적인 생활수준이 향상됨에 따라 사람들은 보다 쾌적하고 안전한 생활환경을 요구하게 되었지만, 그러는 한편 유해환경에서 근무하는 근로자들의 사고는 빈번하게 발생하고 있다. 분뇨처리시설에서 일하던 근로자가 쓰러져 의식을 잃고, 석회공장에서도 황화수소 중독 의심사고가 발생해 근로자가 다치거나 숨지기도 한다. 안타까운 상황에서 이상엽 대표가 강조하는 것은 환경오염을 근본적으로 해결할 수 있는 방안에 대해 함께 고민해야 한다는 점이다. 환경센서로 환경오염을 모니터링하고 분석해 오염의 원인을 찾고 이를 제거하는 방법을 찾는, 다양한 영역에서 단계적인 노력을 하는 방향으로 나아가야 한다는 것. 오염지도를 활용해 오염도가 높은 지역을 찾았다면 이를 기반으로 한 도시개발 계획을 구축함으로써 오염지역을 축소해 나가야 한다는 것이다. 단순히 결과를 관찰하는 것이 아니라 원인을 해결하는 방향으로 나아가는 것이 미래의 환경 이슈에 대비하는 최선의 방법일 것이다.
“황화수소 중독 사망 사고는 매년 발생하고 있습니다. 센서로 오염 위험지역을 알려주는 것만으로는 근본적인 해결을 할 수 없다는 사실을 알아야 합니다. 근본적인 위험을 해소해야 하죠. 저희는 위험 상황의 전조 증상을 보다 정확하게 알릴 수 있는 기술을 개발해나가려고 해요. 그리고 저희의 연구와 함께 지자체와 기업들이 기술 이후의 일들에 대한 고민과 노력과 협동이 전제되어야 한다고 생각합니다.”
㈜알앤에스랩은 스마트팜이나 스마트시티 관련 제품을 비롯해 전기자동차용 배터리 모니터링 ROIC 등을 통해 효율을 높이면서도 환경오염은 최소화하는 제품을 개발하며 기술 기업으로서의 사명을 다하겠다는 목표를 다시 한 번 전한다. 인류의 생존과 직결된 미래의 환경을 목전에 둔 지금. 오염 위험지역을 알리는 것, 오염물질의 배출을 최소화하는 것, 그 근본의 원인을 찾아 사고를 미연에 방지하는 것까지. 각자가 할 수 있는 가까운 노력이 더해진다면 어쩌면 우리가 최선의 결과를 만들어낼 수 있지 않을까.
