[창간14주년특집] 21세기 신기술-산전

초전도 MRI

21세기를 겨냥, 국내외 전자의료기기업계가 집중 개발하는 것이 바로 자기공명 영상진단장치(MRI)다. MRI는 원자핵을 정자장 속에 두고 일정한 주파수와 에너지를 부여하면 공명현상을 일으키면서 에너지가 방출되는데 이 에너지를 주기적인 신호로 전환, 컴퓨터를 이용해 인체 내부를 진단하는 의료기기다.

이 장비는 컴퓨터 단층촬영장치(CT), X선 촬영장치 등 기존 에너지 방출형영상진단기와는 달리 물리적 방법을 사용하기 때문에 인체에 무해하며 진단효과가 탁월해 세계적으로 수요가 급증하고 있는 「영상진단장비의 총아」로불리고 있기도 하다.

MRI의 성능을 가늠하는 결정적 요소로 작용하는 것은 핵심부품인 마그네트. 마그네트는 크게 초전도 자석식(Supercon)과 영구 자석식(Permament)으로 나눌 수 있으며 GE, 지멘스, 필립스 등 대부분의 선진업체들이 초전도 자석식 마그네트를 채용하고 있다.

이처럼 초전도 자석식 마그네트를 채용하는 것은 영구 자석식보다 운영비가 많이 들지만 영상의 질이나 일일 환자진단 가능수(throughput)에서 우위를 보이기 때문이다.

그러나 최근 메디슨이 고려대, 광운대, KAIST, 서울대 등과 공동 개발한1.0테슬라급 초전도 자석식 MRI(모델명 MAGNUM 1.0T)의 경우 초전도 자석식MRI의 최대 단점으로 지적돼 오던 운영비를 10분의 1수준으로 끌어내렸다.

세계적인 마그네트 제조업체인 영국의 옥스퍼드사의 기술지원을 받아 기존제품(1천8백∼2천)보다 훨씬 짧은(1천4백50) 마그네트를 채용했기 때문이다.

실제로 동급 타사 제품(특히 영구 자석식 MRI)의 경우 6∼10톤 이상 무게가 나가는 데 비해 메디슨이 개발한 이 제품은 이의 절반인 최대 3.2톤에 불과한 것으로 알려졌다.

세계 각국의 의료기기업체가 차세대를 주도할 MRI를 놓고 펼치는 개발경쟁이 주목된다.

〈박효상 기자〉

리니어 엘리베이터

다가올 21세기에는 자기부상 열차처럼 전자기력에 의해 수직운동하는 리니어엘리베이터가 보편화될 전망이다. 이 엘리베이터는 전자기력에 의해 발생된 직선 추진력을 수직운송에 사용하는 것으로 지금까지의 수직운송수단에서는 필수적이라할 로프를 아예 무시하고 자유낙하라는 자연법칙에 도전하는차세대 엘리베이터다.

미국 오티스사의 경우 지난 83년 전자석을 이용한 엘리베이터 개발에 착수, 90년 로프가 있는 1단계 리니어엘리베이터를 개발한데 이어 2000년대에는 줄없는 리니어엘리베이터 개발할 계획이다.

오티스사외에도 일본의 미쓰비시 등 세계 주요 엘리베이터 업체들이 리니어엘리베이터 개발에 경쟁적으로 나서고 있으며 국내에서도 LG산전이 원통형리니어모터를 사용한 1단계 리니어엘리베이터를 개발, 상품화를 앞두고 있다.

리니어 엘리베이터는 로프와 엘리베이터 자체의 무게를 견뎌야 하기때문에엄청난 전기와 자력이 필요하게 된다. 따라서 세계의 엘리베이터 업체들은아직까지는 로프있는 리니어엘리베이터를 개발하고 있으며 전력효율을 높이기 위해 상온에서의 초전도체 개발에 집중하고 있다. 또 초전도 리니어모터가 개발됐을 경우 인체에 큰 영향을 미칠 것으로 보여 이에 대한 연구도 병행하고 있다.

줄없는 리니어엘리베이터가 개발돼 실용화될 경우 건물마다 레일만 설치하면 되므로 엘리베이터의 건물간 수평이동은 물론 곡선주행, 경사로주행이 가능하고 한 통로에 여러대의 엘리베이터가 주행하는 멀티택도 실현가능한 것으로 전망되고 있다.

<박영하 기자>

차량항법장치

20년전 혈혈단신 한국을 떠나 미국 유학생활을 마치고 돌아온 K씨. 서울생활에 정착하기 위해 자가용을 타고 도시 이곳저곳을 찾아 헤매보지만 거미줄처럼 얽히고 설킨 서울도로는 마치 미로와 같아 목적지를 찾기가 쉽지 않다.

그러나 다가올 21세기에는 이러한 고민을 하지 않아도 된다. 인공위성을이용한 차량항법장치(카 내비게이션 시스템:CNS)가 등장, 목적지에 가장 빠르고 쉽게 찾아갈 수 있도록 도와주는 첨단장치가 등장하기 때문이다.

차량항법장치가 부착된 차량의 운전자는 앞에 장착된 모니터를 보며 전자지도 상의 특정부분을 확대, 축소해 도로상황을 파악할 수 있으며 목적지의주소를 입력해 그 위치를 지도에서 찾아 목적지까지 이르는 주행경로를 시뮬레이션으로 볼 수도 있다.

또 CNS를 통해 교통정보 제공업자가 보내는 교통상황을 무선팩스와 호출기능을 이용해 받아볼 수 있으며 TV 및 라디오수신, 오디오, CD 플레이어도 작동할 수 있다. 평상시에는 자동차에서 분리시켜 가정이나 야외에서 오락기로사용할 수도 있다.

현재 CNS 상용화를 위해 뛰어든 국내업체는 현대전자, 쌍용정보통신, 만도기계 등 5, 6여개 업체로 이들 업체는 최근 CNS 상용화의 가장 핵심이 되는소프트웨어인 전자지도를 자체 구축하고 하드웨어 개발에 한창이다.

현대전자는 지난 5월 자동차 부품연구원과 공동으로 개발한 1 대 5천 축척의 6대 광역시 전자지도와 1대 2만5천의 전국지도를 확보한 상태다. 또한 GPS 위성의 거리오차를 보정해 주는 오차보정센서를 올해 말까지 개발 완료할예정이며 CNS의 가장 기본이 되는 주행안내시스템을 99년까지 개발 완료한다는 방침이다.

쌍용정보통신 역시 지난 7월 독자적으로 CD롬 내장형 전자지도(전국 1 대10만, 6대 광역시 1 대 1만)개발을 완료하고 하드웨어와의 호환성을 면밀히검토하고 있다.

쌍용정보통신이 개발중인 하드웨어는 자동차에 탈착이 용이한 가전형 제품으로 모니터와 본체를 하나로 결합시킨 제품으로 알려졌다.

이밖에 만도기계, LG정밀, 대우정밀 등에서도 완성차업체들과 공동으로 자체 하드웨어 개발에 본격 나서고 있어 조만간 최첨단 차량항법장치가 상품화될 것으로 기대된다.

〈김홍식 기자〉