자동차의 차동기어는 코너를 돌 때 좌우 바퀴 속도를 어떻게 다르게 만드나요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.자동차가 직진할 때는 좌우 바퀴가 거의 같은 거리를 이동하므로 같은 속도로 돌아도 문제가 없습니다. 하지만 코너에서는 바깥쪽 바퀴가 더 긴 거리를 이동해야 하기 때문에 더 빨리 회전해야 자연스럽게 방향을 바꿀 수가 있습니다.이 차이를 만들어주는 것이 차동기어인데 내부에는 좌우 바퀴와 연결된 사이드 기어와 그 사이에서 회전하는 피니언 기어가 들어 있습니다. 직진할 때는 피니언 기어가 자체적으로 거의 회전하지 않아 좌우 바퀴를 같은 속도로 돌리고 코너에 들어가면 안쪽 바퀴는 노면의 저항 때문에 상대적으로 천천히 돌게 됩니다. 이때 피니언 기어가 회전하면서 생긴 회전수 차이를 반대쪽 사이드 기어에 전달합니다. 그 덕분에 안쪽 바퀴는 느려지고 바깥쪽 바퀴는 그만큼 더 빠르게 회전할 수 있게 되는 겁니다.쉽게 생각하면 차동기어는 엔진에서 전달받은 회전을 좌우에 무조건 똑같이 나누는 장치가 아니라 필요할 때 좌우 바퀴가 서로 다른 속도로 돌 수 있도록 허용하는 기계장치라고 보시면 될것 같습니다. 그래서 코너에서도 타이어가 억지로 끌리지 않고 부드럽게 돌아갈 수 있는 거죠.
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컴퓨터 램 32기가 하드용량 1TB정도 구매하려고 하는데여?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.말씀하신 용도라면 RAM 32기가와 1테라 SSD 구성은 꽤 적절합니다. VMware에 16GB를 할당하고 호스트 Windows에 나머지를 남겨두면 인터넷과 문서작업을 함께 하기에도 무리가 크지 않은데 VMware 자체도 하드웨어 가상화 기능을 지원하는 64비트 CPU를 요구하기 때문입니다.이때 저장공간을 처음부터 정확히 500기가씩 나눌 필요는 없습니다. VMware의 가상 디스크는 최대 용량을 크게 설정해도 실제 사용량만큼 증가하도록 만들 수 있어서 1테라 NVMe SSD 하나에 호스트와 VM을 함께 두는 방식이 관리하기 편합니다. 그리고 CPU는 그래픽 성능보다 코어와 스레드 수가 넉넉한 제품을 우선하는 게 좋습니다. 질문자님의 예산에 따라 최근 세대 Core i5/i7 아니면 Ryzen 5/7급에 32기가 RAM에다가 1테라 NVMe SSD 정도면 잘 맞고 또 게임이나 3D 작업을 하지 않는다면 고가의 외장 그래픽카드까지 넣을 필요는 없겠죠.VM을 하나만 주로 사용한다면 지금 구성으로 충분하지만 앞으로 VM을 2~3개 동시에 실행하거나 개발 및 서버 실습까지 할 생각이라면 RAM 64기가와 2테라 SSD도 고려할 만하다고 생각합니다.
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로봇의 물체인식은 어떻게 다양한 형태의 물체를 구별하나요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.로봇이 물체를 구별하는 과정은 사람이 물건을 보고 '이건 상자고 저건 부품이네'라고 알아보는 과정과 꽤 비슷합니다.먼저 카메라나 3D 센서로 컨베이어 위 물체의 색상과 윤곽·크기, 표면 그리고 거리 같은 시각정보를 받아들입니다. 이렇게 들어온 영상은 컴퓨터 비전과 AI 모델을 거치면서 특징이 분석됩니다. 예를 들어 학습 과정에서 수많은 볼트와 너트 이미지를 보여주면 AI는 각각에서 반복적으로 나타나는 형태와 패턴의 차이를 스스로 찾아내게 되죠.실제 컨베이어에서는 AI가 카메라 영상 속에서 '여기에 물체가 있고 이것은 A부품일 확률이 높다'는 식으로 종류와 위치를 판단합니다. 여기에 3D 카메라를 사용하면 물체의 높이나 방향까지 알아낼 수 있어 로봇팔이 어디를 잡아야 할지도 계산할 수 있고요.한마디로 카메라가 눈이라면 영상인식 AI는 사물을 구별하는 뇌에 가까운 역할을 합니다. 그래서 충분한 학습 데이터와 좋은 센서가 갖춰지게 된다면 모양이 조금 다르거나 방향이 바뀐 물체도 구별하면서 자동으로 분류할 수 있는 거랍니다.
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인간이 인공지능이나 로봇 기술을 계속 발전시키다 보면, 언젠가 기계가 인간처럼 진짜 의식을 갖게 되는 날이 올까요
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.충분히 상상해볼 수 있는 미래지만 AI가 아무리 똑똑해져도 인간처럼 진짜 의식을 갖게 되는지는 아직 과학적으로 답할 수 없는 문제입니다. 지금의 AI는 생각하고 대화하는 것처럼 보여도 실제로는 입력된 정보를 바탕으로 결과를 만들어내는 시스템에 가깝습니다.가장 어려운 부분은 인간의 의식 자체도 아직 완전히 이해하지 못했다는 점입니다. 뇌의 신경세포 활동이 어떻게 나는 존재한다, 아프다, 기쁘다 같은 주관적인 경험으로 이어지는지도 명확하게 설명하지 못하고 있죠. 그래서 미래에는 사람처럼 대화하고 기억하며 스스로 판단하고 행동하는 안드로이드는 충분히 등장할 수 있습니다. 겉으로 보면 정말 감정과 자아가 있는 것처럼 행동해서 인간과 구별하기 상당히 어려워질 가능성도 있고요. 하지만 그 로봇이 단순히 의식을 매우 정교하게 흉내 내는 것인지 아니면 실제로 자신의 존재를 경험하는지는 전혀 다른 문제입니다.정리하자면 인간처럼 행동하는 로봇은 기술적으로 가능성이 높지만 인간처럼 느끼는 로봇이 가능한지는 아직 미지의 영역이라고 보는게 가장 정확할것 같습니다.
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장비제조업 경력쌓기 좋나요? 고민되네요
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.비전공자라면 말씀하신 콤프레샤 장비제조업의 기계조립부터 시작하는 것도 충분히 괜찮은 선택입니다. 단순 반복조립만 하는 곳인지, 도면을 보면서 배관·부품을 조립하고 시운전까지 경험하는지가 경력의 질을 크게 좌우하죠.도면 해독부터 조립, 배관 연결, 공구 사용, 공차 및 체결 관리, 시운전과 트러블 대응까지 배울 수 있다면 이후 산업기계 조립과 설비보전, 그리고 생산기술 쪽으로 이어가기 좋은 현장경력이 됩니다. 반대로 정해진 부품만 계속 끼우는 업무라면 성장 폭은 비교적 작고요.말씀하신 분야 중에서는 비전공자 기준으로 기계조립, 설비보전, 가공, 유틸리티 순서대로 접근해보는게 좋을것 같습니다. 특히 설비보전은 기계부터 해서 공압, 유압, 모터 등을 폭넓게 접하기 때문에 경력이 쌓일수록 기술직으로 발전시키기가 좋습니다. 따라서 해당 회사가 도면을 직접 보고 장비 한 대의 조립부터 시운전까지 경험할 수 있는 곳이라면 지원해볼 만합니다. 면접에서는 조립만 담당하는지, 시운전과 정비 및 고장진단까지 배울 기회가 있는지를 꼭 물어보세요. 그 답을 들으면 배울 게 있는 회사인지 꽤 명확하게 구분할 수 있을 거랍니다.
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협동로봇은 왜 기존 산업로봇과 다른 안전 기준이 필요한가요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.협동로봇은 기존 산업용 로봇과 달리 사람과 같은 작업공간에서 가까이 움직일 수 있다는 점 때문에 안전 기준도 달라집니다. 기존 로봇은 빠르고 강한 대신 안전펜스로 사람과 물리적으로 분리하는 방식이 일반적이었죠. 협동로봇은 이런 분리가 없거나 제한적이기 때문에 사람과 부딪히거나 팔이나 손이 끼이는 상황까지 고려해야 합니다. 그래서 힘과 토크 제한, 충돌 감지, 속도 제한, 비상정지 같은 기능이 훨씬 중요해집니다.예를 들어서 로봇 팔이 작업자를 건드렸을 때 계속 밀어붙이는 것이 아니라 관절의 토크나 힘 변화를 감지해 즉시 멈추도록 설계합니다. 사람이 가까이 접근하면 속도를 낮추거나 정지하는 방식도 사용할 수 있고요.그렇기 때문에 기존 산업용 로봇이 사람과 로봇을 분리해서 안전을 확보하는 방식이라면 협동로봇은 같은 공간에 있어도 위험을 줄이도록 제어하는 방식에 가깝습니다. 그래서 로봇 자체의 성능뿐 아니라 실제 작업환경과 사람의 움직임까지 포함한 안전 설계가 필요한거랍니다.
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열가관 효율은 무엇에 의해 결정되나요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.열기관의 효율은 쉽게 말하면 들어온 열에너지 중 얼마나 많은 부분을 실제 기계적 일로 바꿀 수 있느냐를 뜻합니다. 가장 큰 영향을 주는 것은 열을 받는 고온부와 열을 버리는 저온부 사이의 온도 차이입니다.이론적으로는 고온부의 온도가 높고 저온부의 온도가 낮을수록 효율을 높일 수 있습니다. 카르노 효율 η = 1 - T저온/T고온이 바로 이런 관계를 보여주고있고 어떤 열기관도 이 이론적 한계를 넘어설 수는 없습니다. 하지만 실제 엔진이나 발전설비에서는 상황이 조금 더 복잡합니다. 연소 과정에서 빠져나가는 열과 배기가스가 가져가는 에너지, 피스톤 및 베어링의 마찰, 펌프 구동 손실 등이 생기기 때문에 실제 효율은 이론값보다 낮아지게 되죠.그래서 실제 열기관의 효율은 작동 온도와 압력뿐 아니라 압축비, 연소 상태, 마찰·냉각·배기 손실과 장치의 설계 수준까지 함께 영향을 받습니다. 따라서 열을 얼마나 높은 온도에서 받아들이고 그 에너지를 손실 없이 일로 바꾸느냐가 핵심이라고 보시면 될것 같습니다.
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차세대 자율형 인간형 로봇(휴머노이드)
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.차세대 휴머노이드는 액추에이터가 몸을 움직이고 강화학습 알고리즘이 그 액추에이터를 어떻게 움직일지 결정하면서 균형을 잡습니다. 사람으로 치면 액추에이터는 근육이고 강화학습은 움직임을 학습하는 뇌에 가깝죠.먼저 자이로센서와 가속도, 관절 위치 및 힘 센서 등을 통해 몸의 기울기와 관절 각도 그리고 발에 걸리는 힘을 계속 확인합니다. 그러면 제어기는 이 정보를 바탕으로 무게중심이 어디에 있고 어느 방향으로 넘어지려 하는지 빠르게 파악합니다. 여기에 강화학습을 적용하면 로봇은 시뮬레이션에서 수없이 걷고 넘어지면서 어떤 상황에서 발목/무릎/골반에 어느 정도의 힘을 줘야 안정적인지를 스스로 학습합니다. 실제 보행에서는 학습된 정책에 따라 액추에이터의 토크를 순간순간 조절하는 식입니다.그래서 예상치 못하게 밀리거나 바닥이 조금 달라져도 자세를 바로 보정하고 필요하면 발을 내디뎌 균형을 되찾을 수 있습니다. 정리하자면 센서로 상태를 느끼고 강화학습으로 적절한 움직임을 결정한 뒤에 액추에이터로 몸을 바로잡는 과정이 끊임없이 반복된다고 생각하면 이해하기 쉬울겁니다.
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두 발로 걷는 로봇은 어떻게 넘어지지 않고 균형을 잡나요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.두 발로 걷는 로봇은 완벽하게 중심을 고정한 채 걷는 것이 아니라 넘어지려는 움직임을 계속 감지하면서 그때그때 자세를 고치는 방식으로 움직입니다. 사람이 휘청할 때 무의식적으로 몸에 힘을 주는 것과 꽤 비슷하죠.로봇에는 자이로, 가속도 센서와 관절 센서 등이 있어서 몸이 어느 방향으로 얼마나 기울었는지 계속 확인합니다. 이 정보를 제어 컴퓨터가 받아 현재 무게중심이 안전한 범위에 있는지 실시간으로 계산하게 됩니다. 만약 몸이 오른쪽으로 기울기 시작하면 발목이나 무릎, 골반의 모터를 움직여 반대 방향으로 힘을 만들어냅니다. 그래도 균형을 되찾기 어렵다면 한쪽 발을 내딛거나 상체와 팔까지 움직이는데 사람이 넘어질 때 반사적으로 자세를 잡는 모습과 비슷하다고 보면 됩니다.한마디로 사람의 평형감각은 센서가, 뇌는 제어 컴퓨터가, 근육은 모터가 대신하는 셈이죠. 로봇은 이 과정을 매우 빠르게 반복하기 때문에 두 발로 걷거나 뛰면서도 상당히 안정적으로 균형을 유지할 수 있는 거랍니다.
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인류는 정말 우주여행을 할 수 있는 기술을 만들어낼 수 잇을까여?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.인류가 먼 미래에 지금보다 훨씬 먼 우주까지 여행할 기술을 만드는 것은 충분히 가능하다고 봅니다. 그렇지만 사람이 탄 우주선이 빛의 속도로 이동하는 것은 현재 물리학으로는 어렵다고 보고있습니다.사람의 몸이 견디기 힘든 것은 사실 속도 자체보다 가속도입니다. 우주선이 일정한 속도로 움직이면 아무리 빠르더라도 몸이 눌리는 힘을 느끼지 않지만 짧은 시간에 급격하게 가속하면 큰 G가 발생해 신체가 버티기 어려워집니다. 그래서 미래의 우주선은 오랜 시간에 걸쳐 천천히 가속하는 방식이 현실적입니다. 예를 들어 약 1G로 계속 가속할 수 있다면 탑승자는 지구와 비슷한 중력을 느끼면서도 시간이 지나면서 엄청난 속도에 도달할 수 있습니다. 문제는 그 정도의 추진력을 오랫동안 유지할 에너지와 추진기관, 그리고 고속에서의 우주방사선과 미세입자 충돌입니다.따라서 인류의 우주여행에서 가장 큰 장벽은 인간이 빠른 속도를 견디느냐보다 그 속도까지 안전하게 가속하고 우주선을 보호할 기술을 만들 수 있느냐에 가깝습니다.
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