답변 내역

피지컬 AI는 AI가 화면 속에서 판단하는 것을 넘어 현실의 물체를 보고 판단하고 직접 움직이는 기술이라고 이해하시면 쉬울 것 같네요.일반적인 AI가 텍스트나 이미지 같은 디지털 정보를 처리한다면 피지컬 AI는 카메라와 라이다와 힘 센서 등으로 현실을 인식하고 모터나 액추에이터를 움직이게 되는데, 기존 로봇공학이 정해진 규칙과 프로그램에 따라 움직이는 데 강했다면 피지컬 AI는 AI 학습을 통해 예상하지 못한 상황에서도 행동을 선택하는 방향으로 점차 발전해나가고 있습니다. 제 생각에는 앞으로는 로봇이 사람처럼 주변 환경을 이해하고 작업 방법까지 스스로 학습하는 방향으로 발전하면서 제조와 물류뿐 아니라 건설과 의료와 가정 등으로 그 영역이 넓어지지 않을까 생각됩니다.

페로브스카이트 태양전지의 가장 큰 장점은 빛을 잘 흡수하면서도 얇은 막으로 만들 수도 있고, 공정 또한 낮은 온도의 공정이 가능하다는 점입니다.페로브스카이트는 원소 조합을 바꿔 밴드갭을 조절할 수 있기 때문에 태양빛을 흡수하기 좋은 특성으로 설계가 가능하고, 또 빛을 흡수하면 전자와 정공이 생성되고 이들이 비교적 효율적으로 이동할 수 있어서 얇은 흡수층만으로도 빛을 전기로 바꿀 수 있는 특징이 있습니다.실리콘은 고온에서 웨이퍼를 만들고 가공하는 고정이 필요한 반면, 페로브스카이트는 잉크처럼 코팅한 뒤 결정막을 형성하는 방식도 가능하기 때문에 제조비용을 낮출 가능성이 있습니다. 다만 습기와 열과 빛에 대한 장기 안정성이 중요한 과제라 실제 발전소에서는 실리콘보다 내구성 측면에서 해결해야 할 문제들이 많이 남아 있습니다.

자동화가 진행될수록 인간의 손으로 만든 제품 중에서도 정말 뛰어난 기술을 가진 수작업은 오히려 더 비싸지지 않을까요? 디지털 시대에 아날로그 감성을 찾는 사람들이 있는 것 처럼요.기계가 대량생산을 담당하면 단순한 수작업은 가격 경쟁력을 읽습니다, 그러나 숙련된 장인의 작업처럼 기계가 쉽게 복제하기 어려운 기술들은 그만큼 희소성이 커질 것 같습니다. 특히 수작업에는 제작자가 가지고 있는 개성도 들어가있고, 제작 과정에서의 이야기가 담겨있기 때문에 단순한 제품을 넘어서 예술품이나 문화적 가치를 가질 수 있습니다.물론 모든 제품들이 수작업을 했다고 오른느 것은 아닐 것이고, 자동화로 충분하게 대체 가능한 작업들은 비용이 크게 낮아질 가능성이 크다고 생각합니다.

이족보행 로봇의 핵심은 넘어지기 전에 몸의 움직임을 아주 빠르게 감지하고 관절을 계속 수정하는데 있다고 보입니다.로봇의 자이로, 가속도 센서와 관절 센서와 발바닥 힘 센서 같은 각족 센서들이 몸의 기울기와 무게중심과 지면 상태를 실시간으로 측정하는데, 제어기는 이 정보를 바탕으로 발목과 무릎과 허리 같은 것들을 움직여서 무게 중심과 지지하는 점을 안정적인 위치에 유지하게 됩니다.몸이 앞으로 기운다면 발을 아픙로 내딛거나 발못과 골반을 움직여 넘어지려는 움직임을 빠르게 상쇄하는 식이죠. 여기에 로봇의 보행 패턴을 미리 계산하는 제어 알고리즘과 강화학습 등을 결합한다면 울퉁불퉁한 지면에서도 보행을 조절할 수 있습니다.

그래핀이 강하고 전기가 잘 통하는 핵심은 탄소 원자들이 매우 규칙적인 벌집 모양의 2차원 구조로 강하게 결합하기 때문입니다.탄소 원자들은 서로 공유결합으로 연결되어 있어 외부에서 힘을 받아도 구조가 쉽게 끊어지지 않기 때문에 매우 높은 기계적 강도를 가지고 있습니다. 동시에 탄소의 일부 전자들은 특정 원자에 묶이지 않고 넓게 퍼져 움직일 수 있어 전기가 잘 흐르는 특성을 나타내는 겁니다.이 전자들은 그래핀의 평면을 따라 매우 빠르게 이동할 수 있기 때문에 높은 전기전도성과 독특한 전자적 특성을 만들어 내고, 원자 한 층의 매우 얇은 구조이기 때문에 무게에 비해 강도가 뛰어난 장점을 가집니다.

자동변속기의 핵심은 차량 상태를 센서로 판단한 뒤 컴퓨터가 유압과 클러치를 제어해 가장 적절한 기어를 선택하는 것입니다.엔진 회전수와 차량 속도와 가속페달 위치 등의 정보를 변속기 제어장치가 실시간으로 받아서 현재 주행상태를 판단합니다. 제어장치는 일정한 조건이 되면 솔레노이드 벨브를 작동시켜 변속기 내부의 유압을 조절하고 여러 클러치와 브레이크를 선택적으로 작동시킵니다. 이러한 과정에서 수동변속기의 운전자가 하던 기어 선택과 클러치 조작을 자동차가 대신하게 됩니다.

6G의 테라헤르츠 활용 핵심은 주파수가 높아질수록 사용할 수 있는 대역폭이 넓어지기 떄문에 훨씬 많은 데이터를 한꺼번에 보낼 수 있다는 것입니다.테라헤르츠파는 기존 이동통신보다 훨씬 높은 주파수의 전자기파기 때문에 넓은 주파수 대역을 확보할 가능성이 있습니다. 데이터를 전자기파에 실어 보내고 수신기에서 다시 데이터로 복원하는 기본적인 원리는 5G와 같지만, 훨씬 넓은 대역폭을 활용할 수 있다는 차이가 있습니다. 또 파장이 매우 짤기 때문에 작은 안테나를 여러 개 배치해 빔포밍으로 특정 방향에 전파를 집중시키는 기술이 매우 중요합니다.

휴머노이드의 보행 안정성은 액추에이터가 몸을 실제로 움직이고 강화학습 AI가 그 움직임을 계속 조절하는 구조라고 보면 됩니다.액추에이터는 모터와 감속기 등을 이용해서 무릎과 발목과 허리 등에 필요한 힘과 움직임을 만들어 냅니다. 로봇은 관절의 각도와 속도, 발바닥의 힘과 모의 기울기 등을 센서로 측정해 현재 자세가 얼마나 불안정한지 파악합니다. 강화학습 알고리즘은 이런 센서 정보를 바탕으로 넘어지지 않으면서 자연스럽게걷는 행동을 반복적으로 학습하고 보상값이 높은 움직임을 선택하게 됩니다.

라이다의 핵심은 빛을 쏘고 돌아오는 시간을 측정해 주변 물체까지의 거리를 계산하는 것입니다.라이다가 레이저 펄스를 주변으로 발사할 경우 차량이나 건물 같은 물체에 부딪힌 빛 일부가 센서로 되돌아 오는데, 이때 빛이 왕복한 시간을 측정하고 빛의 속도를 이용한다면 물체까지의 거리를 계산할 수 있습니다.레이저를 여러 방향으로 빠르게 쏘면 각 지점의 거리와 방향을 모아 수많은 점으로 이루어진 3차원 점군이 만들어 지게 되죠. 자율주행 차량은 이 점군을 카메라나 GPS 등의 정보와 결합해 차량 주변 도로와 차량과 보행자 등의 위치를 파악하는데 활용합니다.

알루미늄 합금의 강도를 높이는 핵심은 합금 원소를 넣고 가공과 열처리를 조절해 금속 내부의 변형을 어렵게 만드는 것입니다.대표적으로 보면 구리, 마그네슘, 아연, 실리콘 같은 것을 첨가하면 고용강화나 석출강화가 발생해 순수 알루미늄보다 훨씬 강해지는 특징을 보입니다.또 압연이나 단조처럼 소성가공을 하게되면 전위가 증가하는 가공경화가 일어나 강도가 올라갈 수 있습니다. 반대로 열처리를 지나치게 하거나 온도를 잘못 관리하면 석출물이 커져 오히려 강도가 떨어질 수도 있어 시간과 온도의 제어가 중요합니다.