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인공망막기술에서 쓰이는 칩의 종류는 무엇인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.CCD(Charge - Coupled Device)와 CMOS(Complementary Metal - Oxide - Semiconductor)는 빛을 전기 신호로 바꾸는 이미지 센서의 두가지 다른 방식입니다. CCD와 CMOS는 기본적으로 기술 구조에 큰 차이가 있습니다. CCD : 각 픽셀에서 발생한 전하를 한 방향으로 이동시켜 마지막에 하나의 출력단에서 신호를 읽어냅니다. 마치 계주처럼 신호를 전달하는 방식입니다. 이 때문에 노이즈가 적고 화질이 우수하다는 장점이있었으나, 생산 원가가 비싸고 전력 소모가 많으며 속도가 느리다는 단점이 있었습니다. CMOS : 각 픽셀마다 별도의 스위치와 증폭기를 가지고 있어, 각 픽셀의 신호를 개별적으로 읽어냅니다. 이는 각 선수가 바로 결승선으로 뛰어가는 방식과 비슷합니다. 덕분에 전력 소비 효율이 좋고, 제조 단가가 저렴하며, 처리 속도가 빠르고 소형화에 유리합니다. 초기에는 CCD보다 노이즈가 많다는 단점이있었으나, 기술 발전으로 이 격차는 많이 줄었습니다. 따라서 CMOS는 CCD를 개선한 것이라기 보다는 빛을 전기 신호로 변환하는 다른 아키텍처를 가지고 있다고 보시는 것이 정확합니다. CMOS는 현대 전자기기에서 요구되는 저전력,고속,저비용 생산 등의 장점으로 인해 스마트폰,CCTV 카메라 등 대부분의 이미지 센서 시장을 지배하고 있습니다. 인류 역사상 최초로 상용화된 인공망막인 미국 세컨드 싸이트 사의 아르구스 III(Argus III)는 60개의 광 다이오드(픽셀)를 가진 마이크로칩을 망막에 이식하는 방식입니다. 이 기술은 빛을 감지하는 광 다이오드를 이용하며, 여기서 생성된 전기 신호로 세포를 활성화시켜 시각 정보를 전달합니다. 초기 연구 단계에서는 CCD를 활용한 시도도 있었을수 있으나, 현재 인공망막과 같은 정교하고 저전력, 소형화가 필수적인 의료용 임플란트 기기에는 CMOS 기술 기반의 칩이 더욱 적합합니다. CMOS는 각 픽셀에서 바로 신호를 처리하고 전력 효율이 높아 인체 내 삽입형 장치에 유리하기 때문입니다. 따라서 인공망막 기술에서는 주로 CMOS방식의 소형 칩이 활용된다고 이해하시면 되겠습니다. 발표에 좋은 결과 있으시기를 응원합니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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"안티 드론(Anti Drone)"이 무엇인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.이는 무인 항공기, 즉 드론으로 인한 위협을 감지하고 무력화하는 기술입니다. 안티 드론 기술은 허가받지 않거나 위협이 될 수있는 드론을 탐지, 추적, 무력화하는 시스템을 통칭합니다. 탐지 및 추적 : 레이더, 무선 주파수(RF)감지기, 음향 센서, 광학 센서 등을 활용하여 드론의 존재를 확인하고 비행 경로를 추적합니다. 무력화 : 드론의 통신 신호(GPS,조종 신호)를 방해하여 통제를 불능하게 만들거나(재밍), 물리적 충돌(네트포획,드론 요격등), 혹은 레이저와 같은 에너지 무기를 사용하여 격추하는 방식등이 있습니다. 드론은 물류, 농업 등 다양한 분야에서 활용도가 높아지고 있지만 동시에 테러, 정찰, 사생활 침해, 불법 활동 등 악용될위험도 커지고 있습니다. 공항 및 중요 시설 : 공항 활주로 무단 침입니다 원자력 발전소, 주요 산업 시설 공격 등 사고를 방지합니다. 국방 및 안보 : 군사 작전시 적 드론의 정찰 및 공격에 대응하며 , 국가 안보를 위협하는 드론으로부터 주요 시설을 보호합니다. 대규모 행사 및 공공 안전 : 베네수엘라 대통령 암살 시도 사례 처럼 요인 경호나 대규모 행사 시 보안을 강화하는데 사용됩니다. 이처럼 안티 드론 기술은 드론의 역기능으로부터 우리의 안전과 사회 기반 시설을 보호하기 위한 필수적인 방어체계입니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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로봇의 발달과 역할의 다양화에 대한 질문
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.로봇이 단순히 어렵고 위험한 작업을 넘어 AI 기술과 함께 다양한 역할을 수행하게 될 것이라는 예측은 정확하십니다. 과거 공상 과학 속 이야기 였던 로봇은 이제 인공지능과 머신러닝 기술의 발달로 자율성이 크게 증대되어 서비스 로봇과 협동 로봇 등으로 확산되고 있습니다. 이러한 변화 속에서 우리가 가장 시급하게 다루어야 할 문제들은 다음과 같습니다. 첫째, 안전과 윤리 문제입니다. 로봇이 사람과 직접적으로 상호작용하는 빈도가 늘어나면서, 오작동이나 예기치 않은 사고로부터 사람을 보호하는 것이 중요해졌습니다. 또한,AI 기반 로봇의 자율적인 판단과 행동에 대한 책임 소재, 그리고 로봇이 학습 과정에서 발생시킬수있는 편향성 문제 등 윤리적 쟁점들을 해소해야 합니다. 둘째, 일자리 변화 및 사회적 수용성 확보입니다. 로봇이 다양한 업무를 수행하게 되면서 인간의 일자리 변화가 불가피해질수있습니다. 이 과정에서 발생할수있는 사회적 갈등을 최소화하고, 로봇이 인간의 삶에 긍정적으로 기여할수있도록 사회 전반의 인식 개선과 수용 노력이 필요합니다. 셋째, 법적, 제도적 기반 마련입니다. 로봇의 발전 속도를 따라가지 못하는 기존 법규와 제도를 정비하여, 새로운 로봇 서비스와 산업이 안전하고 예측가능하게 성장할수있는 환경을 조성해야 합니다. 이러한 문제들을 해결함으로써 우리는 로봇과 인간이 조화롭게 공존하는 미래 사회를 만들어 나갈수있을것입니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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비행기 이륙이나 착륙할때보면 바퀴가 굉장히 작던데 그게 큰 비행기를 지탱할수있는지가 신기한데 불안하게 왜이렇게 작게만들었을까요,
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.비행기 바퀴가 크기에 비해 작아보이는 것이 신기하고 불안하게 느껴지실수있습니다. 하지만 이는 비행기의 특성과 설계 목적을 고려한 최적의 결과입니다. 비행기의 바퀴는 언뜻 작아 보이지만, 실제로는 엄청난 무게와 충격을 견딜수 있도록 특수하게 설계되었습니다. 초고압 공기압 : 비행기 타이어는 일반 자동차 공기압(30~40psi)보다 약 6배 높은 200psi이상의 초고압을 견딜수있습니다. 이 높은 압력 덕분에 작아 보여도 엄청난 하중을 지지할수있습니다. 하중 분산 : 비행기는 한두개의 바퀴로 무게를 지탱하는것이 아니라, 수입개의 바퀴를 여러곳에 배치하여 전체 하중을 분산시킵니다. 예를 들어, 보잉 747은 18개, 에어버스 A380은 22개의 바퀴를 가지고 있습니다. 특수 소재 및 설계 : 타이어와 랜딩기어(착륙장치)는 특수한 고강도 소재로 만들어지며, 착륙시 엄청난 충격을 흡수하도록 설계된 충격 흡수 장치와 유압 시스템을 포함합니다. 비행기 타이어는 자동차 타이어와 달리 접지 능력 보다는 직진성과 제동 능력을 우선하여 설계됩니다. 작게 만드는 이유는 다음과 같습니다. 무게 절감 : 비행기는 무게가 가벼울수록 연료 효율이 높아지고 더 많은 화물을 실을수 있으므로, 바퀴를 포함한 모든 부품의 무게를 최소화합니다. 공기 저항 감소 : 이륙후 바퀴는 동체나 날개 안으로 완전히 접혀 들어갑니다. 바퀴가 클수록 집어 넣기가 어려워지고, 비행중 공기 저항이 커져 속도와 연료 효율에 악영향을 미칩니다. 결론적으로, 비행기 바퀴는 작게 만든 것이 아니라, 항공기의 특성(이착륙 시 하중 지탱, 비행 시 경량화 및 공기 저항 최소화)을 고려하여 최적화된 형태로 설계된 것입니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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자율주행 차에 레벨에 대해 알려주세요. 그리고 우리나라 기업을어디까지 개발 가능한가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.자동차의 자율주행 수준은 SAE(미국자동차공학회)가 정한 6단계(레벨0~5)로 나뉩니다. 자율 주행 레벨 레벨 0(자동화 없음) : 운전자가 모든 것을 제어합니다. 레벨 1(운전자 보조) : 크루즈 컨트롤처럼 특정 기능을 시스템이 보조합니다(예:주행속도 유지)레벨 2(부분 자동화) : 차선 유지 보조 등 두가지 이상의 기능이 결합되어 작동하지만, 운전자는 항상 주행 상황을 주시하고 개입할 준비를 해야 합니다. 레벨 3(조건부 자동화) : 특정 조건(예:고속도로)에서 시스템이 주행을 전적으로 담당하지만, 시스템 요청시 운전자가 즉시 개입해야 합니다. 레벨 4(고도 자동화) : 특정 조건 하에선 시스템이 모든 주행을 제어하며, 운전자의 개입이 필요없습니다.(운전선이 없어도 가능)레벨 5(완전 자동화) : 모든 도로 및 환경 조건에서 시스템이 주행을 제어합니다. 운전석이나 운전대도 불필요할수있습니다. 우리 나라기업, 특히 현대차그룹은 현재 양산 차량에 레벨2기술을 보편적으로 적용하고 있으며, 일부 차량은 레벨3 수준의 자율주행(예:고속도로 자율주행)상용화를 추진하고 있습니다.또한 서울 상암동에서는 국내 최초로 운전석이 없는 무인 자율주행차(레벨4 수준)가 실제 운행을 시작했습니다. 이는 특정 구역 내에서의 고도 자율주행 기술을 실증하는 단계이며, 향후 상용화를 목표로 연구 및 개발이 활발히 진행 중입니다. 중국, 독일 등 선도국 대비 기술 격차는 존재하지만, 우리나라 역시 제조 강국으로서 기술 개발에 박차를 가하며 레벨4 이상으로 나아가고 있습니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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미사일에서 자세 조정할 때 쓰는 부스터를 뭐라고 하죠?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.미사일 자세 조정용 부스터는 반동제어시스템(RCS, Reaction Control System)이라고 합니다. 또는 자세제어 추진기라고도 불립니다. 이는 미사일이나 로켓에 장착된 작은 추력기(스러스터)들을 순간적으로 분사하여 원하는 방향으로 기체의 자세와 궤적을 정밀하게 제어하는 시스템입니다. 이를 통해 공중에서 회전,정지, 방향전환 등 다양한 기동이 가능합니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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4행정과 2행정 사이클의 장단점은?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.먼저, 4행정 및 2행정이라는 용어는 엔진이 한번의 동력 발생(연소)과정을 완료하는데 필요한 피스톤의 움직임(행정)횟수를의미합니다. 4행정 사이클 엔진은 흡입-압축-연소(동력)-배기 이렇게 4개의 행정이 피스톤의 2회 왕복 운동(크랭크샤프트 2회전)을 통해 이루어집니다. 장점 :연료 효율이 높습니다 : 연료가 비교적 완전하게 연소되어 연료 소모가 적습니다. 배출가스가 적습니다 : 연소가 완전하여 2행정 기관에 비해 오염 물질 배출이 적습니다. 내구성이 높고 정숙합니다 : 윤활이 비교적 잘되고 작동이 부드러워 수명이 길고 소음이 적습니다. 단점 :구조가 복잡하고 무겁습니다 : 밸브 구동 장치 등 부품이 많아 설계가 복잡하고 엔진의 크기와 무게가 커집니다. 출력당 무게 비율이 낮습니다 : 동일 배기량에서 2행정 기관보다 상대적으로 출력이 낮습니다. 정기적인 오일 교환이 필요합니다 : 별도의 윤활 시스템으로 인해 주기적으로 오일을 교환해야 합니다. 2행정 사이클 엔진은 흡입-압축 및 연소(동력)-배기 이렇게 2개의 행정이 피스톤의 1회 왕복 운동(크랭크샤프트1회전)만으로 이루어집니다. 장점 :구조가 단순하고 가볍습니다 : 밸브가 없어 부품 수가 적고 엔진 크기가 작고 가볍습니다. 출력이 높습니다 : 4행정에 비해 동력 발생 빈도가 높아 같은 배기량에서 더 높은 출력을 낼 수 있습니다. 어떤 자세에서도 작동 가능 : 주로 연료와 오일을 혼합하여 사용하므로 특정한 자세에서도 작동이 가능합니다(예:체인톱)단점 :연료 효율이 낮습니다 : 연료와 윤활유가 혼합되어 사용되며, 흡배기 과정에서 일부 연료가 배출되어 연료 소모가 많습니다. 배출가스가 많습니다 : 불완전 연소와 윤활유 연소로 인해 환경 오염 물질 배출이 많습니다. 내구성이 낮고 소음이 큽니다 : 윤활 방식의 한계로 부품 마모가 빠르고 작동 소음이 큰 경향이 있습니다. 피스톤 엔진의 기계적인 작동 방식은 크게 2행정과 4행정으로 나뉘지만, 열역학적 사이클의 종류는 다양합니다. 가장 대표적인 열역학적 사이클은 다음과 같습니다. 오토 사이클(Otto Cycle) : 휘발유 엔진의 기본이 되는 사이클로, 정적(일정한 부피) 연소 방식을 가정합니다. 디젤 사이클(Dissel Cycle) : 경유 엔진의 기본이 되는 사이클로, 정압(일정한 압력) 연소 방식을 가정합니다. 사바테 사이크(Sabathe Cycle) : 고속 디젤 엔진에서 사용되며, 정적 연소와 정압 연소가 결합된 복합 사이클입니다. 이러한 열역학적 사이클들은 실제 엔진의 효율이나 성능을 분석하는데 사용되며, 대부분의 피스톤 엔진은 기계적으로 2행정 또는 4행정 방식으로 이러한 열역학적 사이클을 구현합니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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로봇시장에서 중국이 독점하고 있다고 하던데 기술력은 어떤가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.서비스 로봇 시장에서 중국의 약진이 두드러지는것은 사실입니다. 중국은 정부의 강력한 지원과 막대한 투자를 바탕으로 로봇 산업을 급속도로 성장시키고 있습니다. 특히 서비스 로봇 분야에서 높은 시장 점유율을 보이며, 2028년에는 글로벌 시장에서 패권을 굳힐 것으로 전망되기도 합니다. 유비테크와 같은 중국 로봇 기업들은 스스로 배터리를 교체하는 휴머노이드 로봇 기술을 선보이는 등 기술적인 면에서도 상당한 발전을 이루고 있습니다. 이러한 발전은 거대한 내수 시장과 인공지능(AI)기술과의 적극적인 융합 덕분이라고 볼수있습니다. 우리나라의 경우, 산업용 로봇 분야에서는 여전히 세계적인 기술력을 보유하고 있습니다. 특히 제조 공정에서의 정밀 로봇이나 자동화 시스템 구축에는 오랜 노하우와 경쟁력을 자랑합니다. 하지만 서비스 로봇 처럼 범용적이거나 대규모 시장을 대상으로 하는 로봇에서는 중국이 빠르게 격차를 좁히거나 일부 앞서나가는 모습을 보입니다. 정리하자면, 중국은 서비스 로봇 시장의 규모와 성장 속도, 그리고 일부 휴머노이드 로봇 기술에서 두각을 나타내고 있으며, 우리나라는 산업용 로봇과 고부가가치 특수 로봇 분야에서 기술력을 유지하고 있습니다. 양국이 로봇 산업의 서로 다른 영역에서 강점을 가지고 발전하고 있다고 이해하시면 됩니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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2025년 11월에 발사 예정되어있는 누리호는 이전 발사체와 기술적으로 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.누리호는 일련의 발사를 통해 기술 발전을 이어가고 있습니다. 제공된 정보에 따르면 누리호 시리즈는 기본적으로 같은 기술을 유지하고 있습니다. 즉, 발사체의 핵심적인 설계나 구조는 크게 변경되지 않습니다. 하지만 4차 누리호 발사는 야간 발사가 계획되어 있다는 점에서 이전과는 다른 운영 방식을 보여줄것입니다. 야간 발사는 지구 자전 효과와 태양 전지판 운영 등 여러 요소를 고려하여 위성 궤도 진입에 최적화된 조건을 활용하기 위함입니다. 또한, 미래를 위한 기술 발전으로 재사용 발사체 개발도 지속적으로 추진되고 있습니다. 이는 우주 발사비용을 절감하고 발사 횟수를 늘리는데 기여할 기술로, 장기적으로 누리호 시리즈의 중요한 진화 방향이 될 것입니다. 따라서 2025년 발사될 누리호는 기존의 검증된 기술을 바탕으로 하되, 야간 발사라는 새로운 운영적 시도를 통해 역량을 확장하고, 장기적인 관점에서는 재사용 기술 개발을 통한 진화를 모색하고 있다고 볼수있습니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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ai로 인해 새로 생기는 직업 어떤 게 있을까요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.인공지능 기술의 발전으로 일부 직업이 대체되는 현상이 있지만, 동시에 새로운 직업들이 생겨나고 있습니다. 이러한 변화 속에서 주목받는 미래 직업들은 다음과 같습니다. AI윤리 전문가 : AI시스템의 편향성, 개인정보 보호, 규제 등을 관리하며 윤리적인 사용을 담당합니다. AI트레이너 : AI모델을 훈련시키고 개선하는 역할을 수행합니다. 클라우드 아키텍트 : 클라우드 컴퓨팅 환경을 설계하고 구축하여 IT인프라를 최적화합니다. 데이터 큐레이터 : 데이터 수집 , 정제, 분석, 시각화 등을 통해 기업의사 결정을 지원합니다. 사이버 보안 전문가 : 디지털 보안을 강화하고 사이버 위협으로 시스템을 보호합니다. 지능형 건설 기술자 : 건설 현장에서 로봇과 자동화 기술을 활용하여 효율적이고 안전한 작업을 감독합니다. 신경공학자 : 뇌과학과 공학을 접목하여 뇌-컴퓨터 인터페이스 개발 및 인지 능력 향상 기술을 연구합니다. AI규정 준수 관리자 : AI관련 규제 및 윤리 표준 준수를 감독합니다. 이외에도 감정분석기, 워크플로우 최적화 전문가 등 다양한 역할들이 새롭게 생겨날것으로 예상됩니다. 이러한 직업들은 AI기술을 이해하고 활용하는 역량, 그리고 인간적인 소통 능력과 유연성을 요구하게 될것입니다.
학문 / 기계공학
25.07.29
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