스마트 시스템

Smart system

스마트 시스템은 상황을 기술하고 분석하기 위해 감지, 작동, 제어 등의 기능을 통합하고, 가용 데이터에 기반한 결정을 예측적 또는 적응적으로 함으로써 스마트 액션을 수행한다. 대부분의 경우 시스템의 "스마트성"은 폐쇄 루프 제어, 에너지 효율, 네트워킹 능력에 기초한 자율적 운용에 기인할 수 있다.

특성.

스마트 시스템은 일반적으로 다음과 같은 다양한 구성 요소로 구성된다.

  • 신호 획득용 센서
  • 정보를 명령 및 제어 장치로 전송하는 요소
  • 사용 가능한 정보에 따라 결정을 내리고 지침을 제공하는 명령 및 제어 장치
  • 의사 결정 및 지침을 전송하는 구성 요소
  • 필요한 동작을 수행하거나 트리거하는 액추에이터

개발

많은 스마트 시스템들이 마이크로 시스템으로부터 진화했다. 그들은 마이크로시스템 기술(미니포화 전기, 기계, 광학, 유체 장치)의 기술과 구성요소를 생물학, 화학, 나노과학 또는 인지과학과 같은 다른 분야와 결합한다.

3세대 스마트 시스템이 있다.

  • 1세대 스마트 시스템: 최소 침습성 수술을 위한 객체 인식 장치, 운전자 상태 모니터링 및 다기능 장치
  • 2세대 스마트 시스템: 달팽이관이나 인공 췌장 등 능동 소형화된 인공기관, 첨단 에너지 관리 시스템, 환경 센서 네트워크
  • 3세대 스마트 시스템: 기술적 "지능"과 인지 기능을 결합하여 가상 세계와 물리적 세계 사이의 인터페이스를 제공할 수 있음

과제들

스마트 시스템 기술의 주요 과제는 매우 다른 기술과 재료로 개발되고 생산되는 다양한 구성 요소의 통합이다. 전문 애플리케이션(예: 의료 기술) 및 대량 시장 애플리케이션(예: 자동차 산업)을 위한 완전히 새로운 시장 가능한 제품과 서비스의 설계 및 제조에 초점을 맞추고 있다.

산업적 맥락에서, 그리고 기능적 능력과 기술적 능력을 상호운용 가능한 시스템에 융합하는 것을 목적으로 한 요소들의 조합을 강조할 때, "스마트 시스템 통합"이라는 용어가 사용된다. 이 용어는 서로 다른 기술, 부품 크기 및 재료를 하나의 시스템으로 통합해야 하는 산업 요구사항과 특히 과제를 반영한다.

시스템 접근방식은 통합 설계와 제조를 요구하며, 학제간 기술 접근법과 솔루션(융합 기술)을 결합해야 한다. 따라서 제조업체는 물론 연구기관도 통합 스마트 시스템의 연구, 설계 및 제조에 필요한 전문 기술 노하우, 숙련된 노동력, 설계 도구, 장비 등의 측면에서 도전에 직면해 있다.

적용들

스마트 시스템은 제한된 자원, 기후 변화, 인구 고령화, 세계화와 같은 환경, 사회적, 경제적 과제를 해결한다. 그러한 이유로 그들은 많은 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다. 이 맥락에서 핵심 부문은 운송, 의료, 에너지, 안전 및 보안, 물류, ICT, 제조업이다.

환경

환경 과제 측면에서, 에너지 관리 및 유통을 위한 스마트 솔루션, 전기 드라이브의 스마트 제어, 스마트 물류 또는 에너지 효율적인 설비 관리를 위한 스마트 솔루션은 2020년까지 9.2 Gt COe에2 상당하는 전세계 배출량을 23% 줄일 수 있다.

자동차 부문

자동차 분야에서 스마트 시스템 통합은 2020년까지 교통사고 사망자 수를 절반으로 줄이는 도로안전조치계획의 목표에 도달하기 위한 사전충돌 시스템과 예측 운전자 지원 기능의 핵심 지원 요소가 될 것이다. 또한 스마트 시스템은 하이브리드 및 전기 트랙션과 같은 지속 가능하고 에너지 효율적인 모빌리티를 위한 기본 시스템으로 간주된다.

사물 인터넷

스마트 시스템은 또한 공급망의 산업재나 식품 공급망의 식품과 같은 일상적인 물체에 스마트한 기능성을 제공한다는 점에서 미래 사물인터넷의 발전에 상당히 기여한다. 능동 RFID 기술, 무선 센서, 실시간 감지 및 대응 능력, 에너지 효율성, 네트워킹 기능 등의 도움으로 물체는 스마트한 물체가 될 것이다. 이 똑똑한 물건들은 노인들과 장애인들을 부양할 수 있다. 식품에 대한 면밀한 추적과 모니터링은 식품 공급과 품질을 향상시킬 수 있다. 스마트 산업재는 원산지, 목적지, 부품 및 사용에 대한 정보를 저장할 수 있다. 그리고 폐기물 처리는 정말 효율적인 개인 재활용 과정이 될 수 있다.

아르마틱스는 RFID 작동 손목시계를 이용해 작동시키는 권총을 개발했다.

헬스케어

의료 분야에서 스마트 시스템 기술은 공공 의료 시스템의 비용을 절감하는 동시에 환자의 치료와 삶의 질을 향상시킴으로써 더 나은 진단 도구로 이어진다. 이 분야의 핵심 개발은 스마트 소형화 장치와 인공 췌장이나 달팽이관 이식 같은 인공기관이다.

예를 들어 Lab-on-a-chip 소자는 체액이나 조직의 특정 분자 표지를 감지하는 생화학 센서를 가지고 있다. 여기에는 샘플 채취, 샘플 준비 및 샘플 전처리, 데이터 처리 및 저장, 사용 후 신체가 재흡수할 수 있는 이식 가능한 시스템, 경피 원리에 기초한 비침습 센서 또는 의약품의 반응성 관리를 위한 장치가 포함될 수 있다. 건강관리에서 스마트 시스템은 종종 네트워크 내에서 자율적으로 작동하는데, 이는 그러한 시스템이 실시간 모니터링, 진단, 다른 장치와의 상호작용 및 환자 또는 의사와의 통신을 제공할 수 있기 때문이다.

참고 항목

참조

  • Akhras, G, "미래를 위한 스마트 재료 및 스마트 시스템", 캐나다 군사 저널, 08/2000
  • 유럽 위원회 ICT 작업 프로그램 2007-08 [1]
  • 유럽 위원회 ICT 작업 프로그램 2009-10 [2]
  • Gessner, Thomas, ed. (2008). Smart systems integration 2008 : 2nd European Conference & Exhibition on Integration Issues of Miniaturized Systems - MEMS, MOEMS, ICs and Electronic Components, Barcelona, Spain, 9-10 April 2008. Berlin: VDE-Verlag. ISBN 978-3-8007-3081-0.
  • Gessner, Thomas (2007). Smart system integration 2007 Paris, France 27. - 28.03.2007 ; with CD-ROM. BerlinOffenbach: VDE-Verl. ISBN 978-3-8007-3009-4.
  • Gessner, Thomas (2013). Smart systems integration. BerlinOffenbach: VDE-Verl. ISBN 978-3-8007-3490-0.
  • 마이어, G. 외: 자동차 애플리케이션을 위한 첨단 마이크로시스템 2009 - 안전, 지속 가능성 및 편안함을 위한 스마트 시스템, Springer 2009
  • 2020년 사물 인터넷 – 2008년 미래 로드맵 [3]
  • 전략 문서 "전체 전기 자동차를 위한 스마트 시스템", 2008 [4]
  • 바라단, V. K.: Smart Systems and Materials Handbook, Inst Of Phub, London 2005
  • Wadhawan, V. K.: Smart Structures, Oxford University Press 2005
  • Meyer, Gereon; et al. (2018). Advanced Microsystems for Automotive Applications 2018: Smart Systems for Clean, Safe and Shared Road Vehicles. Berlin: Springer. ISBN 978-3-319-99762-9.

외부 링크