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bmw가 인 휠모터를 적용한다고 하는데 어떤 매커니즘인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기존 전기차의 구동모터는바퀴의 구동 축에 연결되는 방식 입니다만인휠모터는 말그대로 자동차의 바퀴 타이어 휠 안에모터가 들어있는 방식입니다.현재 자동차들은휠안에 제동에 필요한 브레이크 디스크 및 캘리퍼가 내장되어있으나인휠모터 구조는제동장치를 구동모터가 감싸는 형태로 됩니다.인휠모터 방식의 가장 큰 변화라면제자리에서 바로 차량을 회전시킬 수 있다는 점입니다.바퀴 4개에 모두 인훨모터가 장착되고4바퀴 조향까지 가능하게 설정된다면제자리 회전이 가능하고차가 그자리에서 바로 옆으로 이동하는 방법도 되기에수직 수평 주차가 이루어지는혁신적 시스템 이라 할 수 있겠습니다.
학문 / 기계공학
24.07.12
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인간의 골격을 기계로 대체할수 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 뼈같은 경우는 대체가 가능하구요그외 요즘은로봇기술의 발달로팔다리 기능 정도는 실제와 유사한 방법으로 보정기로 장착이 되는 수준입니다.뇌 신호를 읽어서 기계를 제어하는 기술도 발전하고 있기에마비환자가 로봇보조장치를 통해 움직임을 얻을 수 도 있습니다.그외 장기를 본다면일부 인공장기는 이미 사용되고 있으며(최근에는 더욱 성능좋은 인공심장도 나왔지요)그외 부분들도 아마 기술의 발전에 따라 모두 가능해 지는 시점이 오리라 봅니다.다만윤리적 측면 사회적 측면 문제가 발생하는데요신체 대부분이 기계로 대체되었을 경우인간이라는 정의에 대한 질문, 인간성의 본질에 대한 고민이 생깁ㄴ다.또한신체를 기계로 대체하는 과정에서 발생가능한 윤리적 문제개인의 자율성, 프라이버시,정체성 문제등을 고려해야 할겁니다.게다가 고급 로봇기술을 얼마든지 사용/ 교체가능한 사람과그렇지 못한 사람과의 격차발생이로인한 사회적 불평등 의 문제도 발생하게 되겠지요.
학문 / 기계공학
24.07.12
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기계치가 기계를 잘 이해 하기 좋은 방법있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계를 이해하기 위해서는아주 단순하게 부터 시작 하셔야 합니다.복잡하게 기계가 부품 수백개로 되어있는데그 부품하나하나를 이해하려 하지 마시고기본적으로어떤 목적의 기계인가그리고 그 목적달성을 위해서 어떻게 움직이는 기계인가부터 생각을 하시고 어떻게 움직여야겠지 라는 예상부터 하시고 기계를 다시 바라보시면그 기계에 대한 이해가 훨씬 쉬워집니다
학문 / 기계공학
24.07.12
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기계공학의 미래 발전 가능성에 대해 설명하고, 현재의 기술 트렌드와 연관지어 구체적인 응용 분야는?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학은 현대산업/ 기술발전에 핵심적인 부분을 담당합니다.이는 물리학.전기공학. 소재공학, 수학 등 다양한 학문을 융합하여 기계 시스템을 제조/설계/운영 하는 데 있어핵심적 역할을 수행합니다.또한새로운 기술과 혁신을 통한사회/ 산업 발전을 유도하는 핵심역할을 하고있습니다.예를 들면3D 프린팅 기술을 활용, 다양하고 복잡한 구조의 부품을 한번에 가능한 기술이 발전 중입니다.이를 바탕으로 제조과정의 효율성, 비용절감 인공지능 빅테이터 기술까지 접목하여기계시스템의 성능을 최적화/유지보수 효율성을 꾀합니다.또한 환경보호/ 에너지 효율성 증대 분야에도 힘을 쏟는중입니다.신재생에너지/ 친환경 자동차/ 에너지 저장장치 등 연구로친환경적이면서 지속가능한 사회 구현에 이바지 하는 중입니다.그외에도 의료/ 항공우주 등 분야에도 응용되어인간의 삶의 질의 수준을 새로운 차원으로 끌어올리는 역할을 수행중입니다
학문 / 기계공학
24.07.12
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포텐셜 에너지의 개념과 활용도는 무엇이있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.포텐셜 에너지는물체의위치나 형태에 의해 가지는 에너지로서그 에너지가 운동에너지로 변환될 수 있는 물체의 능력을 말합니다.물체를 들어올릴 때 그 물체는 중력에 의한 포텐셜에너지가 존재합니다.높을수록 중력에 의한 포텐셜이 증가하며이는 낙하하면서 운동에너지로 변환됩니다.그 외탄성에너지에 의한 포텐셜도 있습니다.예를 들면 스프링을 늘리거나 압축시키면 탄성에너지가 축적되는데이것이 원래대로 돌아가려는 힘입니다또한전기적 상호작용에 의해 발생하는전기 포텐셜 에너지도 있습니다전기적 양전하 띄는 물체는서로 다익거나 밀어내는 힘이 발생하는데이것은 그들사이 전기적인 포텐셜에너지가 존재하기 때문입니다.기계시스템에서 가장 쉽게 이해할 수 있는 예를 본다면수력발전이나 조력발전을 예로 들 수 있습니다.물을 높은곳에서 아래쪽으로 이동시킬 때 터빈을 돌리고 전기를 생산하는 것이죠물의 중력에 의한 포텐셜 에너지가 활용 됩니다.기계 가공 분야에서는 수도없이 사용되는 부분입니다만밀링 가공 분야에서도 많이 사용됩니다.한 예로5축 NC 밀링 가공에서공구와 가공물간의 충돌, 간섭을 피하기 위해포텐셜 에너지 방법을 이용한 경우가 있는데공구 접촉면에서의 공구 이동체적과가공 곡면의 곡율 차이를 최소화시켜가공 효율을 최대화 하는 방법입니다.가상의 정전기를 부하하는 방법을 이용해서 충돌을 피하는 방식으로공구 모양의 종류와 상관없이 적용한 방식이고엔드 밀리과 사이드 밀링에 모두 적용가능하며충돌 발생 시포텐셜 에너지의 구배 계산에 의해 충돌이 없는 방향을 쉽게 찾아낼 수 있는 방식입니다.
학문 / 기계공학
24.07.12
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뉴턴의 제3법칙이 법칙이 기계 설계에 어떻게 적용되는지 예를 들어 설명해주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.뉴턴 제 3법칙은일명 작용-반작용 의 법칙으로모든 작용에 대해크기는 같고 방향은 반대인 반작용이 존재한다는 법칙으로어떤 사람이 물체를 100 킬로그램의 힘으로 때리면그 물체도 역시 같은 힘으로 사람을 때린다 는 결과를 가지는 건데요.우주에서도 행성과 항성을 볼 때행성 만 항성에 끌리는 것이 아닌, 항성 또한 행성에 이끌리는 것도 같은 맥락으로 볼 수 있습니다.기계설계에 적용 예로항공기 설계에 응용됩니다항공기가 공기를 통해 움직이는 경우항공기와 공기 사이에는 작용/ 반작용 법칙이 적용되는데요항공기 엔진과 날개는 공기에 힘을 가하며반대로 공기도 항공기에 힘을 가합니다.여기의 힘의 균형은 항공기 비행을 유지/ 제어 하는데 중요하기에항공기 기체설계 및 엔진추력 설계에 적용됩니다.자동차 설계에서도 적용된ㄴ데요자동차가 도로위에서 움직일 경우타이어와 도로사이 작용/반작용 법칙이 적용됩니다.타이어는 도로에 힘을 가하고반대로 도로도 타이어에 힘을 가하기에이런 힘의 균형이 차량 움직임과 속도를 조절하기에차량 바퀴측 설계 차체의 설계, 타이어 설계에 까지 적용됩니다.이외에도 항공우주분야 로켓발사 또한 엔진을 통해 발생하는 추력에 대한 반작용으로 우주선이 올라가며로봇 분야에서도 로봇의 동작원리 와 안정성을 이해하기 위해 작용/반작용 법칙을 고려해야됩니다.
학문 / 기계공학
24.07.12
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프로그래밍을 독학하고 싶은데 가장 기초적인것부터 할려면
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.프로그램을 선택함에 있어서가장 먼저 생각하셔야 할 부분은프로그램 언어로 무엇을 할 것인가 부터 생각을 하셔야합니다.내가 어플을 만들것인지소프트웨어를 개발할 것인지특정 플랫폼을 개발할 것인지아니면 홈페이지를 제작할 것인지 말이지요여러 상황을 생각해보고일단 한가지 언어만 마스터 한다 생각하시면나머지 언어는 형식이나 언어가 비슷하고겹치는 부분이 대부분이라처음부터 공부할 필요는 없습니다.다만 결정을 잘 못하시겠다 하시면참고적으로앞으로 사용범위가 더 늘어날 가능성이 높은 파이선이 추천되긴 합니다다른 언어들보다 범용적이고, 직관적이기 때문에당장 개발자로 취직을 준비하시는게 아니라면파이썬으로 코딩의 재미를 느끼 신 후본인이 전문적으로 일할 분야에서 사용하는 언어를 배우는 순서를 추천드립니다.개발자로서 본인 진로를 정하신 분이라면취업하겠다는 회사에서 사용하는 언어를 공부하는게 최선이겠으나결국 언어는 수단이기에코딩에 끝까지 흥미를 가질수 있고, 잘 활용할 수 있는 언어가 최고 좋은 언어가 되겠습니다.
학문 / 기계공학
24.07.12
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로봇 공학의 기본 원리와 응용 분야에 대해 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.로봇공학의 기본이고 핵심인 원리는제어시스템 / 센서/ 액추에이터/ 감속기 등다양한 기술을 바탕으로 로봇이 상태를 인식하고 움직이도록 하는 공학입니다.센서는 주위완경을 감지/ 정보수집 하고정보는 제어시스템으로 분석되며프로그램 알고리즘에 따라 로봇의 행동이 결정되어 행동합니다.액추에이터 및 감속기는이런 결정된 명령에 따라 로봇이 움직이게 해주는 장치로로봇의 움직임을 구현해 내는 중요한 부분입니다.로봇공학은 급속하게 발전하는 분야로서기술 발전과 응용분야 들의 다변화를 영양분으로 해서 더더욱 혁신을 해 나가는 중인데요현재 많은 산업 분야 외에도의료/ 교육/ 군사/ 항공우주 등 다양한 분야에서 응용됩니다.군사분야에서는 로봇을 활용한 위험한 작전 수행 / 폭탄제거/ 부상병 이송 등 임무를 수행하고의료에서는 로봇을 활용한 환자 건강상태 모니터링, 물리치료 지원 등 역할 수행을 합니다.최근에는사람 몸안에서 자유자재로 모양을 바꾸고, 염증없이 녹아 없어지는 의료용 로봇도 개발이 되었습니다.실시간 추적이 가능하므로 체내 반응을 바로 파악도 가능합니다.자기장 반응성을 이용해 위치를 바꾸는 원리는 사용하는데이동은 엑스레이로 확인하고, 독성이나 염증반응없이 4주동안 서서히 분해됩니다.그외 제조업에서의 조립/ 용접/ 페인팅서비스 분야에서 가정용 청소/ 안내 로봇우주에서 탐사/ 위성 유지보수 등 임무 분야까지 응용됩니다.로봇공학은인공지능과의 결합에 따라로봇의 자율성을 더욱 높이게 되었고자율주행, 스마트팩토리 등 다양한 스마트 기술과의 융합을 통해응용범위는 더욱 넓어질 것으로 예상됩니다
학문 / 기계공학
24.07.12
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신설 플랜트현장에 배관제작, 설치하는 이유좀 설명 부탁드립니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비슷한 질문을 하셨던 부분인거 같은데다시 답변드립니다플렌트 현장에서가장 중요한 부분이 배관입니다.다양한 유체를 안전하게 이동시키는 역할이 배관입니다.배관 설계가 전체 작업량 의 50%이상 비중을 차지할 정도로 중요하구요배관 비용이 전체 공사비용의 30% 가량 차지합니다.배관은 유체의 안정적인 흐름 유지가 중요하기에배관 배치/ 배열이 설계에서 가장 중요한데요.따라서 설계 시유체흐름에 따른 응력발생 분석/파악/계산이 선행되어야 배관 설계가 가능합니다.따라서어느 특정 영역에서 압이 집중될 경우변형 및 파손 가능하고, 이때문에 누설이 된다면 플랜트 자체가 위험해질 수 있기에이송하는 물질/운영온도/ 경제성 등 여러요인을 고려하여배관을 직선/곡선 으로 할지 여부, 싸이즈 등을 계산하여도면이 작성되어야 합니다.
학문 / 기계공학
24.07.12
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공구는 역시 일본것이 좋은건지 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 공구는자체 산업으로는제조업 전체 생산의 0.25프로 정도로 미미할 뿐이나부가가치 산업인 기계, 자동차, 금형, 공작기계, 조선, 항공, 전기, 전자, 건설 등타 산업에 미치는 영향이 큰 산업입니다.점유율로 본다면세계 3대 공구시장은 독일, 미국,일본, 이 3개국이 전세계 시장의 57.7 %를 차지하는데요.이 국가들의 공통점 이라면 세계 대전을 치른 국가라는 공통점이 있습니다.산업이 발달하는 부분은 사실 전쟁 군수물자 생산에서 필요에 따른급진적인 발전을 이루는 것이었고그에 따른 각종 생산 기술 , 그리고 부가적으로 유지보수를 위한 공구의 발전은필수적으로 따라 가야했기에이 3개국의 점유율 및 기술은 우수할 수 밖에 없고, 그 중에 하나가 말씀하신 일본이네요.일단 기본적으로 금속 절삭 부분에 있어서는 이 3개국이 거의 우위를 점한다고 볼 수 있는데그 또한 무기관련 기술 발달의 산물이라 볼 수 있겠습니다.각종 중장비들 관련은 살짝만 변경되면 모두 군수물자와 연결되기에 더욱 그러하겠습니다.그외 자동차. 전기전자, 공작기계, 금형, 조선, 항공, 반도체 등관련 산업 생산성향상, 원가절감을 위한 다기능 공구 수요도 현재 급속히 증가중이기에이들 국가의 비중은 여전히 크다 하겠습니다번외로 스위스의 소위 맥가이버 칼을 말씀드리자면1884년 스위스 이바크 마을 수많은 농부들이미국/호주 등으로 이민떠나던 시기에24세 청년 칼 엘스너 가 차린 작은 공장 제품 중 하나인 빅토리녹스..이게 전설이 되어스위스는 칼 산업이 발달하는 나라가 됩니다.독일에서 수입하는 군용칼을 대체하여 고용창출하겠다며 생산한 칼인데이게 나중에 스위스 육군에 공급되면서 판매가 폭발적 증가 하였습니다맥가이버칼에 박힌 흰색 십자가는 스위스 군대 상징에서 따온 것이구요군인용 칼 단점 개선하고 스크류드라이버, 코르크 드라이버 등 여려 기능을 포함하여 장교용 칼을 만들고이게 일반에도 알려져 전세계 적으로 빅토리녹스 나이프가 유명해집니다.빅토리 녹스는 제작자의 어머니 이름을 딴 것인데안에 2-3개의 칼, 캔오프너,가위,코르크스크루. 핀, 이수시개 등 31가지 기능에바늘/ 실/ 밴드 등이 든 서바이벌 키트도 포함입니다.미항공 우주국 나사의 우주선에도 실리구요오늘날 파일럿 장비, 여행자 필수품, 젊은층 패션으로도 불멸의 가치를 자랑합니다정밀함과 예리함의 한 예로1976년 인도항공 524편 탑승 어린이가 사탕이 목에걸려 생사를 오갈 때기내 동승 의사가 빅토리녹스 칼을 소독 후 수술한 사건이 있는데어린이는 무사히 생존하였기에 이 칼의 예리함은 증명이 된 부분이겠네요좋은 하루 되세요~
학문 / 기계공학
24.07.12
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