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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해상도 데이터 게산은 어떻게 해야하나여?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.실시간 영상의 데이터량은 해상도만으로 바로 결정되는 것이 아니라 해상도 × 초당 프레임 수 × 픽셀당 데이터량을 기준으로 생각하면 이해하기 쉽습니다. 예를 들어 320×240 영상이라면 한 화면에 76,800개의 픽셀이 들어갑니다. 압축하지 않은 RGB 영상이 30fps라면 320×240×24bit×30으로 약 55Mbps가 필요하고 반대로 1K를 1920×1080 정도라고 가정하면 같은 조건에서 약 1.49Gbps까지 올라가므로 차이가 상당히 커집니다. 하지만 실제 유튜브나 CCTV, 화상통화에서는 이렇게 원본 데이터를 그대로 보내지 않고 H.264/H.265 같은 코덱으로 압축한 뒤 전송합니다. 그래서 실제 인터넷 사용량은 픽셀 계산값보다 설정된 비트레이트(Mbps)에 훨씬 직접적으로 좌우됩니다.따라서 실제 데이터 사용량을 알고 싶다면 비트레이트 ÷ 8 × 시간 = 전송량으로 계산하는 것이 가장 실용적이랍니다.
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자동차 타이어의 마찰력은 무엇에 의해 달라지나요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.자동차 타이어의 마찰력은 단순히 차량 무게 하나로 결정되는게 아니라 타이어와 노면이 맞닿는 조건 전체에 영향을 받습니다. 그중에서 특히 타이어 고무의 재질과 온도, 트레드 상태가 접지력을 크게 좌우합니다.노면도 중요한데 마른 아스팔트에서는 비교적 높은 마찰력을 얻을 수 있지만 비나 눈이 오면 타이어와 노면 사이에 물이나 눈이 끼면서 접지력이 떨어집니다. 여기서 물이 제대로 배출되지 않으면 수막현상이 발생해 제동력이 급격히 감소할 수도 있습니다. 공기압도 역시 영향을 주는데 공기압이 지나치게 높거나 낮으면 타이어가 노면과 적절하게 접촉하지 못하고 변형이나 발열도 달라지기 때문에 제조사가 권장하는 공기압을 유지하는 것이 중요합니다.그렇기 때문에 타이어 재질과 마모도, 온도, 공기압과 노면의 재질 및 건조상태, 차량의 하중과 속도 등이 함께 작용해 실제 마찰력이 결정됩니다. 그래서 같은 자동차라도 타이어와 도로 상태에 따라 제동거리가 달라지는거랍니니다.
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도아락 잠금 속도설정하는법 알려주세요
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.사진을 보면 에스코트의 레버형 디지털 도어락으로 보이는데 사진만으로는 정확한 모델명을 알수가 없네요. 그래서 특정 버튼 조합을 알려드리면 오히려 설정이 꼬일 수 있을것 같습니다.말씀하신 잠금 속도가 문을 닫은 뒤 자동으로 잠길 때까지의 시간을 말씀하시는 거라면 제품에 따라 시간을 직접 조절하는 기능이 없고 자동잠금/수동잠금만 선택할 수 있는 경우도 있습니다. 모델마다 설정법도 상당히 다르고요.가장 확실한 방법은 실내측 본체의 배터리 덮개를 열어 모델명 스티커를 확인하는겁니다. 보통 모델명이나 제품번호가 적혀 있으니 그 부분을 확인하시고 해당 모델명 및 제품번호를 검색해서 확인하는걸 추천드립니다.
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자율주행 라이다(LiDAR)센서
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.라이다는 쉽게 말하면 레이저를 이용해 주변 물체까지의 거리를 재는 센서입니다. 먼저 자동차가 아주 짧은 레이저를 주변으로 쏘면 그 빛이 자동차나 사람·건물 등에 부딪힌 뒤 다시 센서로 돌아옵니다. 그러면 센서는 레이저를 보낸 순간부터 되돌아올 때까지 걸린 시간을 측정합니다. 빛의 속도는 일정하기 때문에 이 왕복시간을 알면 물체가 얼마나 떨어져 있는지도 계산할 수 있습니다.이런 거리 측정을 주변의 수많은 방향으로 빠르게 반복하면 점들이 하나씩 만들어집니다. 그렇게 모인 수많은 점이 자동차와 도로, 보행자 등의 형태를 나타내는 포인트 클라우드가 되고 자율주행차는 이 점들을 연결해 주변 공간을 실시간으로 3차원처럼 파악하는 거라고 보시면 이해하면 될것 같습니다.
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피지컬 AI의 개념과 주요 사례 및 미래 전망이 궁금합니다.
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.피지컬 AI는 쉽게 말하자면 AI가 현실 세계를 보고 판단한 뒤 직접 움직이는 기술인데 기존 생성형 AI가 글이나 이미지를 만든다면 피지컬 AI는 로봇이나 자동차 같은 실제 기계를 움직인다는 차이가 있습니다.기존 산업용 로봇도 움직이지만 대부분 정해진 동작을 반복하는 데 특화돼 있습니다. 반면에 피지컬 AI는 카메라와 센서로 주변 상황을 파악하고 상황이 달라지면 행동도 바꿀 수 있다는 점에서 한 단계 더 발전한 개념입니다. 그래서 이미 공장에서는 부품 운반 및 검사와 조립에 활용되고 있고 자율주행차나 물류로봇도 대표적인 사례라고 볼 수 있습니다. 최근에는 아틀라스 같은 휴머노이드가 사람의 작업공간에서 여러 일을 수행하는 방향으로 발전하고 있습니다.앞으로는 제조와 물류, 건설, 농업 등 사람이 직접 움직여야 했던 산업에서 영향이 특히 클 것으로 보고 있습니다. 물론 안전성과 비용, 배터리, 고장 대응 문제가 남아 있어서 당분간은 사람을 완전히 대체하진 못하고 함께 일하는 형태로 확산될 것으로 추측하고 있습니다.
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타이어에 압정이 밟히면 몇 분 후에 차가 운전을 못
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.압정을 밟았다고 해서 타이어 공기가 바로 빠져 몇 분 만에 운전할 수 없게 되는 것은 아닙니다. 오히려 압정이 박힌 채 구멍을 어느 정도 막고 있으면 공기가 아주 천천히 새는 경우도 있습니다.문제는 구멍의 크기와 위치입니다. 트레드 가운데에 작은 압정이 박혔다면 몇 시간에서 며칠 동안 압력이 서서히 떨어질 수도 있지만, 큰 구멍이 생겼거나 옆면이 손상되면 훨씬 빠르게 빠질 수 있습니다. 그래서 압정이면 몇 시간까지 괜찮다는 일정한 기준은 없습니다. TPMS 경고등이 들어오거나 차가 한쪽으로 쏠리고 타이어가 주저앉아 보인다면 계속 운전하면 안 됩니다.그래서 정리하자면 압정이 발견됐다면 직접 뽑지 말고 공기압을 확인한 뒤 가까운 타이어점에서 점검받는 게 좋을것 같습니다.
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인간형 로봇은 어떻게 사람처럼 유연하게 관절을 움직이나요?
안녕하세요. 감병주 전문가입니다.사람의 어깨를 보면 팔을 앞뒤로 움직이는 것뿐 아니라 옆으로 들거나 비틀 수도 있습니다. 휴머노이드 로봇도 이런 움직임을 여러 개의 회전축을 조합해서 구현하는 거랍니다.한가지 예시를 들자면 어깨에 서로 다른 방향으로 움직이는 모터를 2~3개 배치했을 때 각각의 움직임이 합쳐지면서 사람의 어깨와 비슷한 다자유도 관절이 됩니다. 모터의 빠른 회전은 감속기를 거쳐 관절을 움직일 만큼 큰 힘으로 바뀌는데, 물론 그렇다고 모터만 움직이는 것은 아닙니다. 엔코더가 관절 각도를 확인하고 토크센서가 외부에서 받는 힘을 측정하면서 제어기가 여러 모터를 아주 짧은 시간 간격으로 계속 조절하게 됩니다. 한마디로 사람의 근육과 신경이 하는 일을 로봇에서는 모터와 감속기, 센서, 그리고 제어 소프트웨어가 나눠서 담당하는 셈입니다.최근 휴머노이드가 자연스럽게 움직이는 것도 기계 관절뿐 아니라 이런 정밀한 제어기술이 함께 발전했기 때문이라고 보시면 될것 같습니다.
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