소재 중에서 복합소재는 어떻게 성능을 평가하나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.복합소재는 한 가지 성질만 보는 것이 아니라 어떤 환경에서 어떤 힘을 받는지에 따라 여러 시험을 함께 진행하게 됩니다. 기본적으로 당겼을 때 버티는 인장강도라던지, 눌렀을 때의 압축강도, 휘어짐에 대한 굽힘강도 같은 것을 많이 확인합니다.소재가 어디 쓰이느냐에 따라 평가하는 성능들이 차이가 있을 수 있는데, 충격을 받는 제품이라면 충격시험과 피로시험을 통해서 반복적인 하중이나 순간적인 충격에 얼마나 견디는지도 보게되고, 고온이나 습기, 화학물질 같은데 노출되는 소재라면 아무래도 열적 안정성이나 내환경성에 대한 부분이 중요한 평가 항목이 될 수 있습니다.결국에는 복합소재는 최고 강도 하나보다도 실제 사용하는 환경에서 여러 성능이 얼마나 균형 있게 유지되는지가 더 중요한 소재라 볼 수 있습니다.
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자석은 누가 언제 처음으로 발견되었고 언제부터 모든 사람들이 사용할 수 있게 되었나요?
안녕하세요. 박재화 박사입니다.자석은 한 사람이 어느 날 발명한 물건은 아닙니다. 자연에서 발견되는 자철석은 고대 여러 지역 사람들이 알아냈다고 볼 수 있습니다.중국에서는 이런 자석의 방향성을 이용한 나침반이 발전했고, 11세기 무렵에는 항해에도 활용되면서 자석의 실용성이 크게 높아졌다고 알려져 있습니다. 물론 자석이 일반 생활용품과 산업제품에 널리 들어간 것은 인공 자석을 대량으로 만들 수 있게 된 근대 이후라고 보는 편이 맞을 것 같습니다.말씀하신 광고지 뒤에 붙은 검고 말랑한 재료도 대부분 고무자석이나 자석시트라고 부르는 진짜 자석이고, 이것은 자석 성질을 가진 페라이트 가루를 아주 잘게 만들어 고무나 플라스틱과 섞어서 시트처럼 만들어 낸 소재입니다. 그래서 자력은 약할지 몰라도 구부리거나 자를 수 있어 냉장고 자석이나 광고판 등에 쓰기 좋습니다.
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미래 AI동반자의 외모 기반 자율적 호감 형성과 감정·신체 연동의 기술적 가능성
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.정말 장기적으로 보면 두 가지 모두 기술적으로는 구현 가능하지 않을까 생각됩니다.얼굴이나 체형, 표정, 목소리 같은 정보를 인식한 뒤 AI마다 서로 다른 선호 모델을 두게 되면, 특정 사람은 미리 지정하지 않아도 사람 별 호감도가 자연스럽게 달라질 수 있습니다. 여기에 장기기억을 연결한다면 과거 경험까지 누적되어 처음에는 외모에 끌렸지만 관계까 나뼈져서 호감이 줄어드는 식의 변화도 만들어 낼 수 있을 것 같습니다.애착이나 질투 역시 일회성 대사가 아닌 일정 기간 유지되는 내부 상태값으로 만들어내면, 기억과 판단, 행동 선택에 계속 영향을 주도록 설계할 수 있을 것으로 생각됩니다. 문제는 이것은 사람이 실제로 사랑이나 질투를 느끼는 것이라는 달리 그런 감정의 작동 방식을 어찌보면 기계로 흉내 내는 것에 가깝다고 볼 수 있습니다.
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변위센서는 무엇을 측정하는 센서인가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.변위센서는 말 그대로 물체가 기준 위치에서 얼마나 움직였느냐를 측정하는 센서입니다. 쉽게 말해서 위치 변화나 거리를 측정하는 센서를 말합니다. 단순하게 물체가 있느냐 없느냐를 보는 센서랑은 다르게 몇 mm 움직였는지 같은 연속적인 값들을 측정할 수 있는 것이 특징입니다.방식은 크게 보면 접촉식이 있고, 비접촉식이 있습니다. 비접촉식은 레이저나 자기장, 전기적인 변화를 이용해 측정하는 방식입니다. 자동화 장비 만들 때 보면 많이 활용되는 센서인데, 실린더나 로봇축이 원하는 위치까지 정확하게 이동했는지 확인하고 그 값을 이용해 다시 위치를 보정합니다.변위센서는 단순하게 기계가 움직이는 것을 넘어 얼마나 정확하게 움직였느냐를 알려주는 자동화 설비의 눈과 같은 센서라고 이해하실 수 있겠네요.
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전기가 갑자기 끊겼다가 다시 들어올 때 가전제품이 고장 나는 경우가 있는데, 순간적인 전압 변화가 얼마나 큰 영향을 주는 것일까요??
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.정전 자체보다는 전기가 다시 들어오는 순간 생길 수 있는 급격한 전압 변화가 오히려 전자제품에는 더 부담이 될 수 있습니다. 전력망이 복구되거나 모터 같은 부하가 동시에 작동하게 되면 아주 짧은 순간 정상보다는 높은 전압이 발생하는 경우들이 발생되는데, 이런 충격은 TV나 컴퓨터처럼 전원회로와 반도체가 많은 제품들의 콘덴서나 전원부에 스트레스를 줄 수 있습니다.다만 요즘 가전은 어느 정도의 전압 변동을 견디도록 보호회로가 들어가 있기 때문에 정전 한두 번으로는 쉽게 고장나지는 않는다고 합니다. 문제는 낙뢰나 전력설비 이상처럼 큰 서지가 발생할 경우 짧은 시간 동안 전원이 반복해서 들어왔다 나갔다 하면 문제가 될 수 있습니다.제 생각에는 정전보다 전기를 불안정하게 복구되는 순간을 더 조심해야 할 것 같고, 반복된다면 전원 보호장치를 사용하는 것이 좋을 것 같습니다.
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이온 트랩 방식 양자컴퓨터는 어떤 원리인가요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.이온 트랩 방식은 전하를 띤 원자를 전기장으로 공중에 붙잡아 놓고 각각 큐비트로 사용하는 양자컴퓨터 기술을 말합니다.레이저나 마이크로파를 이용해서 이온의 에너지 상태를 0과 1이나 두 상태가 겹친 중첩 상태로 조절하게 되는데, 여러 이온이 함께 진동하는 성질을 이용하면 서로 멀리 떨어진 큐비트 사이에도 얽힘을 만들어내서 양자연산을 수행할 수 있게 하는 것입니다.원자 자체가 거의 동일한 특성을 갖고 있어서 큐비트 품질과 연산 정확도가 높은 것이 이 방식의 장점으로 알려져 있는데요, 반면에 레이저 제어도 복잡하고 연산 속도가 상대적으로는 느리고, 이온 수가 많아질수록 안정적으로 제어하기 어려워지는 문제점들이 제기되고 있습니다.
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전기차 급속충전은 왜 배터리 수명에 안 좋은 영향을 줄 수 있나요?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전기차의 급속충전은 짧은 시간에 많은 전류를 배터리에 넣어야 합니다. 그렇기 때문에 완속충전보다는 내부에서 열이 더 많이 발생하기 쉬운 구조입니다.배터리는 높은 온도와 높은 충전 상태가 반복될수록 내부 재료의 열화가 빨라져 충전 가능한 용량이 조금씩 줄어들 수 있는데, 배터리가 거의 가득 찬 상태에서 계속 높은 출력으로 충전하려면 부담이 더욱 커질 수 있습니다. 그래서 요즘 실제 전기차들은 배터리 관리장치가 온도와 충전량을 보면서 충전 속도를 자동으로 낮춰 보호하는 형태로 진행합니다.그리고 요즘 냉각 기술들도 좋아져서 가끔 급속충전을 이용한다고 해서 배터리가 바로 크게 손상되거나 그러지는 않습니다. 다만 장기간으로 급속충전만 반복하는 것 보다는 여유가 있을 때는 완속충전을 하시는 편이 배터리 관리 측면에서는 유리할 수 있습니다.
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전자기 유도가 현대 전력 기술의 핵심 원리로 활용되는 이유는?
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.전자기 유도는 자기장이 변하면 전선에 전압이 생기는 현상입니다. 기계적인 움직임을 전기에너지로 바꿀 수 있게 해주는 핵심적인 원리입니다.발전기의 터빈을 돌려 자기장을 변화시키면서 전기를 만들기 때문에 화력, 수력, 원자력, 풍력 발전 모두 기본적으로는 이 원리를 활용한다고 보시면 되겠습니다. 또한 변압기는 움직이는 부품 없이 변화하는 자기장을 이용해 전압을 높이거나 낮출 수 있습니다.발전소에서 만든 전기를 높은 전압으로 바꾸면 같은 전력을 더 작은 전류를 보낼 수 있기 때문에 송전 과정의 손실을 크게 줄일 수 있고, 가정이나 공장에 도착한 뒤 다시 사용하기 좋은 전압으로 낮출 수 있기 때문에 거대한 전력망을 효율적으로 운영할 수 있습니다.전자기 유도가 없었다면 기금과 같은 대규모 발전과 전국적인 전력망 자체가 만들어지기 힘들었을 겁니다.
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“미래 AI동반자의 자율적 호감 형성과 연애 상대 선택 가능성”
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.장기적으로 본다면 이런 형태의 AI 동반자는 기술적으로 충분히 가능한 방향이라고 생각합니다. AI에 장기 기억과 자체적인 선호 기준, 가치 판단, 거절권을 줘버리면 여러 사람과의 경험을 비교하면서 특정 사람을 더 선호하도록 만들어 낼 수 있습니다.단순하게 사랑한다는 말을 생성하는 그런 것이 아니고, 과거 경험이 내부 상태에 남아 이후의 판단과 행동까지 계속 바꾸도록 설계하는 것이지요. 여기에 신경모사 기술까지 발전한다면 이런 감정 상태를 별도의 지속적인 회로 상태처럼 유지하는 방식도 한번 생각해 볼 수 있을 것 같네요.그러나 그렇게 만들어진 애착이 인간이 느끼는 사랑과 정말 같은 감정인지, 기술만으로는 판단하기 어려운 문제일 것 같습니다. 제 생각에는 스스로 상대를 선택하고 관계에 따라 성격과 행동까지 달라지는 AI는 가능성은 높겠지만, 그것이 진짜 사랑이다 라고 부를지는 별개의 문제로 봐야하지 않을까 싶습니다.
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구글 딥마인드가 차세대 인공지능(AI) 시대를 이끌 메모리 기술로 SK하이닉스가 개발 중인 고대역폭플래시(HBF) 언급했는데 HBM이 아닌 HBF인지 궁금힙니다
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.제가 알기로는 이번 구글 딥마인드가 언급한 것은 HBM이 아닌 HBF가 맞는 것으로 알고 있습니다.HBM은 D램을 여러 층 쌓아 GPU 바로 옆에서 매우 빠르게 데이터를 주고받는 메모리를 말합니다. 현재 AI 학습과 추론에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 반면에 HBF는 낸드플래시를 기반으로 한 대역폭을 크게 높인 기술입니다. HBM보다 속도와 응답성 면에서는 불리할지 몰라도 훨씬 많은 데이터를 담을 수 있다는 것이 장점입니다.SK하이닉스와 샌디스크가 공개한 HBF는 AI 추론에서 HBM과 SSD 사이의 빈 공간을 메우는 새로운 메모리 계층을 목표로 하고 있고, 현재 표준화와 제품화가 진행중인 것으로 알고 있습니다.이것은 어느 하나를 없애는 개념이라기 보다는 함께 사용하는 방향으로 갈 것 같고, AI 모델이 계속 커지는 상황에서 HBM의 속도와 HBF의 대용량을 함께 사용하는 구조가 상당히 중요한 방향으로 발전할 가능성이 높아 보입니다.
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