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하늘을 나는 자동차 개발에서 가장 큰 기계공학적 난제는?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.하늘을 나는 자동차(플라잉카)개발에서 가장 큰 기계공학적 난제는 다음과 같습니다. 에너지 밀도와 경량화 : 비행을 위한 충분한 에너지를 저장하면서도 차체 전체의 무게를 최소화하는 기술이 핵심입니다. 현재 배터리는 용량 대비 무게가 많이 나가고, 수소등 대체 연료는 대량 생산의 어려움과 위험성 문제를 안고 있습니다. 효율적인 에너지원을 경량화된 형태로 탑재하는것이 중요합니다. 추진 시스템 및 안정성 제어 : 수직 이착륙(VTOL) 및 다양한 비행 모드에서 안정적인 비행을 가능하게 하는 복잡한 추진 장치 설계와 정교한 제어 기술이 요구됩니다. 특히 공중에서의 돌발 상황에 대비한 안정성과 신뢰성 확보가 매우 중요합니다. 소음 저감 기술 : 도시 환경에서 운용될 플라잉카는 낮은 소음 수준을 유지하는것이 핵심적인 과제입니다. 이외에도 지상 주행과 비행을 모두 가능하게 하는 복합적인 제어 시스템 개발, 경량화 소재 적용 등 다양한 기계공학적 도전 과제들이 있습니다. 전문가들은 이러한 난제들을 해결하는데 아직 많은 시간이 필요하다고 보고 있습니다.
학문 / 기계공학
25.08.24
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캡슐내시경에대해궁금해서 질문합니다
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.현재 캡슐 내시경은 주로 소장 검사에 활용되고 있습니다. 위 내시경 캡슐 상용화에 대해 말씀드리자면 우리나라 연구진이 2022년에 이미 식도와 위장까지 검사할수있는 캡슐 내시경을 개발하는데 성공했습니다. 이는 기술적으로 상당한 진전을 보인것으로 이르면 가까운 시일내에 상용화될 것으로 기대되고 있습니다. 캡슐 내시경 기술 자체가 계속 발전하고 있으며 다양한 첨단 진단 기술과 융합되고 있습니다. 대장 캡슐 내시경의 경우 :대장 캡슐 내시경은 이미 제품이 존재하며, 국내에서도 식품의약품안전처 허가를 받은 제품들이 있습니다. 그러나 아직 용종 발견 및 제거라는 대장 내시경의 핵심 목적을 완벽하게 수행하기에는 정밀성과 유효성이 부족하다는 평가가 많습니다. 캡슐 내시경으로 용종이 발견되더라도 결국 일반 적인 대장 내시경으로 제거해야 하는 한계가 있습니다. 따라서 현재로서는 일반적인 대장암 선별 검사보다는, 기존 대장 내시경 검사가 어렵거나 실패한 고위험 환자들을 대상으로제한적으로 사용되고 있습니다. 이러한 기술적 한계가 완전히 극복되고 수익성 문제가 해결되어야 본격적인 상용화가 이루어질 것으로 보입니다. 국내 연구팀들은 의료용 마이크로 로봇의 상용화를 위해 활발히 연군중이며 임상시험을 거쳐 5년내 제품화를 목표로 하고 있습니다.
학문 / 기계공학
25.08.24
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- 정말 감사해요
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원자로에서 냉각수가 하는 역할은 무엇이며, 어떤 냉각재가 사용될 수 있을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.원자로에서 냉각수(냉각재)는 핵분열 과정에서 발생한 막대한 열에너지를 흡수하고 외부로 운반하는 역할을 합니다. 이렇게 흡수된 열은 증기를 만들고, 이 증기가 터빈을 돌려 전기를 생산하는데 사용됩니다. 즉, 원자로를 식히는 동시에 발전에 필요한 열을 전달하는 열매체로서 매우 중요합니다. 사용되는 냉각재는 원자로의 종류와 특성에 따라 다양한데요 일반적으로 경수(H2O),중수(D2O),이산화탄소(C02),헬륨(He),소듐(Na)등이 적절히 사용될 수있습니다. 이중에서 물(경수)은 안전성과 경제성이 뛰어나 가장 많이 사용되는 냉각재 중 하나입니다.
학문 / 기계공학
25.08.24
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로봇공학에서 인공지능을 활용한 의료 로봇 수술의 장점은?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.최근 인공지능(AI)을 활용한 의료 로봇 수술은 기존 수술 방식에 비해 정밀성과 안전성 면에서 여러 장점을 가집니다. 전문가들은 로봇 수술의 가장 큰 장점으로 다음을 꼽습니다. 떨림 보정 기능 : 사람 의사의 미세한 손 떨림 없이 정교한 움직임이 가능합니다. 확대된 시야 : 수술 부위를 10배 이상 확대하여 볼수 있어, 섬세한 조직이나 혈관도 명확히 구분하며 수술할수있습니다. 자유로운 움직임 : 로봇 팔은 사람의 손목보다 훨씬 더 넓은 각도로 움직여, 접근하기 어려운 부위에도 정교한 수술이 가능합니다. 이러한 장점들 덕분에 출혈 및 조직 손상이 적고, 환자의 회복이 빠르며 입원 기간도 단축되는 등 전반적인 안전성과 유효성이 우수하다는 평가를 받고 있습니다. 기술은 지속적으로 발전하며 더욱 정밀하고 안전한 방향으로 나아가고 있습니다.
학문 / 기계공학
25.08.24
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현재 개발된 가장 초소형로봇은 어떤게 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.현재 개발된 초소형 로봇으로는 한국 연구팀이 개발한 0.23g 무게의 소금쟁이 로봇이 있습니다. 이 로봇은 정교한 움직임으로 수상 이동 등 다양한 분야에 활용될 잠재력을 가지고 있습니다. 인공지능과 로봇 기술의 발전은 분명 우리 사회에 큰 변화를 가져올 것입니다. 하지만 이러한 기술 발전은 주로 인간의 삶을 더욱 풍요롭고 편리하게 만들기 위한방향으로 연구되고있습니다. 기술이 가져올수있는 윤리적, 사회적 문제에 대해서도 이미 전 세계적으로 활발한 논의가 이루어지고 있으며 기술의 방향은우리가 어떻게 이를 받아들이고 활용하느냐에 따라 달라질 것입니다. 혼란보다는 새로운 시대와 발전 가능성으로 이해하는것이 중요하다고 생각합니다.
학문 / 기계공학
25.08.24
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순항미사일과 탄도미사일은 어떤차이가 있으며 날아가는 고도와 위력은 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.탄도 미사일은 발사 시 로켓 추진으로 포물선 궤적을 그리며 대기권 밖까지 치솟은후 목표를 향해 자유 낙하합니다. 비행고도가 매우 높고 속도가 빨라 요격기 어렵습니다. 핵탄두 등 탄두 탑재가 가능하며, 사거리에 따라 위력이 다양합니다. 순항 미사일은 제트 엔진으로 비행기처럼 낮은 고도로 수평 비행합니다. 대기중 산소를 사용하며지형을 따라 비행하여 레이더 회피가 용이합니다탄도 미사일보다 느려 요격 가능성이있지만, 정확한 타격에 유리합니다. 주로 재래식 탄두를 탑재합니다.
학문 / 기계공학
25.08.22
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방탄이 되는 자동차의 소재는 무엇인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.현대 방탄 자동차는 단순히 두꺼운 강판만 사용하는 것이 아닙니다. 일반 강판이 아닌 특수 복합 소재와 다층 구조를 활용하여 제작됩니다. 주요 소재는 다음과 같습니다. 차체/방탄 장갑 : 가벼운 세라믹 타일, 그리고 여러 층의 첨단 항공 우주 재료를 결합한 복합 장갑이 사용됩니다. 또한 케블라, 카본파이버와 같은 합성 소재도 주로 사용됩니다 차체의 강판은 방탄 능력 등급에 따라 20~25겹으로 만들어지기도 합니다. 방탄 유리 : 일반 유리가 아닌 폴리카보네이트와 같은 소재를 여러 층으로 접합하는 라미네이션 공정을 통해 제작됩니다. 이는 강하고 부드러운 소재를 합쳐 충격 흡수력을 높이는 방식입니다. 이러한 복합적인 재료와 다층 구조를 통해 외부의 위협으로부터 내부를 안전하게 보호할수있게됩니다.
학문 / 기계공학
25.08.22
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풍력발전기가 전부 돌지않고 있는 이유는?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.풍력발전기가 가동되지 않은 주요 원인은 다음과 같습니다. 풍속 부족 또는 과도 : 풍력 발전기는 바람이 너무 약하거나 너무 강하면 안전을 위해 자동으로 멈춥니다. 최저 풍속 : 일반적으로 초속 2~3m 이하에서는 발전량이 적어 운전을 멈춥니다. 최고 풍속 : 초속 25m 이상 강한 바람이 불면 발전기가 손상될 수있어 정지합니다. 계획 정비 및 유지보수 : 풍력발전기도 자동차처럼 주기적인 점검과 부품 교체가 필요합니다. 따라서 유지보수를 위해 일시적으로 가동을 중단하기도 합니다. 고장이나 사고를 예방하기 위한 정기적인 점검도 포함됩니다. 전력 계통의 안정성 유지 : 발전된 전력을 모두 사용할 수 없는 경우 전력망의 안정성을 위해 발전량을 조절하거나 일부 발전기를 멈출수있습니다. 환경적 요인 : 조류 이동 시기나 소음 규제 등으로 인해 일시적으로 가동이 중단될 수도 있습니다. 물론 실제로 고장이 나서 멈춰 있는경우도 있습니다. 특히 한국의 풍력 발전기 중 일부는 높은 수리 비용 때문에 방치되거나 제대로 가동되지 않는 경우도 존재합니다. 이처럼 풍력발전기가 멈춰있는 이유는 복합적이며 그 자체로 시스템이 정상적으로 작동하고 있음을 나타내기도 합니다.
학문 / 기계공학
25.08.22
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로봇이 택배 배달 분야에서 사람을 대체 하기까지 얼마정도 남았을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.자율 배송 로봇 시장은 현재 빠르게 성장하고 있으며 2025년 부터 2037년 까지 큰 성장이 예상되고 있습니다. 일부 전망에 따르면 2026년에는 로봇 배송, 2027년에는 드론 배송이 상용화 단계에 이를 것으로 보고 있습니다. LG전자 등 주요 기업들도 2025년을 전후로 관련 기술을 선보이고 있습니다. 하지만 사람을 완전히 대체한다는 개념에는 많은 시간이 걸릴 것입니다. 현재 배달 로봇은 아직 기술적, 제도적 한계와 규제를 극복해야 할 숙제들이 남아있습니다. 또한, 모든 환경에서 인간의 유연성과 복잡한 상황 대처 능력을 완벽히 재현하기는 어렵습니다. 초기에는 물류 센터 내부나 특정 아파트 단지 등 제한된 구역에서 보조적인 역할을 수행하며 인간과 협력하는 형태로 발전할 가능성이 높습니다. 복잡한 배달 경로, 예상치 못한 변수 발생, 고객 응대 등은 여전히 인간의 역할로 남을것입니다. 따라서 로봇이 단기간 내에 모든 인간 배달 업무를 완전히 대체하기보다는 역할이 세분화되고 협력하는 형태로 진화할 것으로 보입니다.
학문 / 기계공학
25.08.22
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전투기 파일럿이 견딜 수 있는 최대 속도가 마하로 어느 정도일까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.무이 전투기가 대안으로 거론되는 것도 이와 무관하지 않습니다. 전투기 파일럿이 견딜수있는 속도(G-Force 기준)전투기가 낼 수 있는 최대 속도는 기종마다 다르지만, 일반적으로 마하1에서 마하 2정도 이며, 일부는 마하 2.5까지도 가능합니다. 하지만 전투기 조종사가 견딜수있는 한계는 단순히 속도 그 자체보다는 급격한 방향 전환이나 가속/감속 시 발생하는 중력가속도(G-Force)와 관련이 깊습니다. 조종사는 이러한 고G환경에서 의식을 잃거나 신체적 손상을 입을수있습니다. 일반적인 사람 : 약 5G를 넘어서면 대부분의 사람이 의식을 잃을수 있습니다. 훈련받은 전투기 조종사 : 엄격한 훈련을 통해 순간적으로 중력의 9배 정도인 9G까지 견딜수있습니다. F-35와 같은 최신 전투기도 최고 속도는 마하1.6정도이지만, 스텔스 성능 등 다른 부분에 우선순위가 있어 속도 자체 보다는 기동중 발생하는 G-Force가 더 중요하게 다루어집니다. 따라서 파일럿이 탑승하는 전투기는 사람이 견딜수있는 G-Force한계내에서 기동해야 하므로 기술적으로는 더 빠른 속도를 낼수있더라도 파일럿의 생체 한계 때문에 실제 운용 속도나 기동에 제약이 있을수있습니다. 인체가 견딜수 있는 이론적 최고 속도 인체가 견딜수있는 이론적인 최고 속도를 정의하기는 쉽지 않습니다. 이는 속도 그 자체보다는 가속도나 충격량에 인체가 더 큰 영향을 받기 때문입니다. 만약 일정한 속도로 움직인다면(예:우주공간에서),속도 자체는 신체에 영향을 주지 않습니다. 중요한 것은 속도의 변화입니다. 지구 대기권 내에서라면, 공기 저항이 커지면서 인체에 가해지는 압력과 마찰열이 문제가 됩니다. 일반적으로 사람이 견딜수있는 최대 속도는 약 1,000km/h(마하0.82 수준)정도로 알려져 있습니다. 이속도를 넘어가면 공기 저항등의 요인으로 인해 인체에 심각한 무리가 올수있습니다. 우주 비행사들은 고도의 가속도를 견딜수있도록 훈련과 보호장비를 통해 인체 부하에 대비합니다. 따라서 파이럿의 탑승 유무는 전투기의 최대 속도보다도 고G 기동을 얼마나 자유롭게 할수 있느냐에 더 큰 영향을 미칩니다.
학문 / 기계공학
25.08.22
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