안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계공학
Q. 딥러닝과 AI는 어떻게 다른 기술인가요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.인공지능(AI)은 인간의 지능을 모방하여 기계가 생각하고 학습하며 문제를 해결하도록 만드는 광범위한 분야입닏. 딥러닝은 이러한 인공지능을구현하는 여러 방법중 하나로, 신경망을 통해 인공지능을 만드는 머신러닝의 한종류입니다. 특히 딥러닝은 인간 뇌의 신경망 구조를 모방한 다층 신경망을 사용하여 복잡한 데이터를 스스로 학습하고 패턴을 인식하는 기술입니다. 머신러닝과 딥 러닝 모두 데이터를 분류하는데 사용되지만 딥러닝은 사람의 개입 없이 스스로 특징을 학습한다는 점에서 차이가 있습니다. 즉, AI는 큰 개념이고 딥 러닝은 AI를 실현하는 강력한 하위 기술중 하나라고 이해하시면 됩니다.
기계공학
Q. 복합재료의 장단점에 대해서 문의드립니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.복합재료는 가볍고 강하며 내식성이 우수하여 항공기(구조 부품,엔진)와 자동차(차체,배터리 시스템) 경량화에 크게 기여합니다. 하지만 제조 비용이 높고 재활용이 어려운 단점이있습니다.
기계공학
Q. 모터를 기계로 봐야 하나 전기제품으로 봐야 하나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.모터는 전기와 기계의 특성을 모두 가진 장치이기 때문에 어느 한쪽으로만 분류하기는 어렵습니다. 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지(회전운동)으로 변환하는 장치입니다. 따라서 전기 에너지를 받아 기계를 움직이게 하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 전기적 측면 : 모터는 전기를 공급받아 코일에 전류를 흘려 자기장을 형성하고, 이 자기장과 영구자석또는 다른 코일의 자기장 사이의 상호작용을 통해 회전력을 발생시킵니다. 전원 공급 방식, 권선 방식, 제어 방식 등은 순전히 전기적인 영역입니다. 기계적 측면 : 발생된 회전력은 축(샤프트)을 통해 다른 기계 장치로 전달되어 실제 작업을 수행합니다. 모터의회전자, 고정자, 베어링 , 하우징 등은 물리적인 구조물이며, 이들의 조립 정밀도, 재료 강도, 윤활 상태 등은 기계적인 특성에 해당합니다.
기계공학
Q. 현관에 있는 센서등 작동하는 원리가 무엇인가요?
현관이나 계단에 설치된 센서등은 주로 PIR(Passive Infrared)센서를 사용하여 사람의 움직임을 감지하고 작동합니다. 센서의 작동원리는 다음과 같습니다. 적외선 감지 : PIR 센서는 사람이나 동물과 같은 온도가 있는 물체에서 방출되는 적외선(열 에너지)를 감지합니다. 온도 변화 감지 : 센서는 주변 온도와 감지되는 물체의 온도차이를 인식합니다. 사람이 센서의 감지 영역 안으로 들어오면 센서는 주변 온도와 다른 온도의 물체(사람의 몸)가 움직이는것을 감지하여 적외선 변화를 포착합니다. 움직임 인식 및 점등 : 이 변화가 감지되면 센서는 전기 신호를 보내고, 이 신호가 조명 회로로 전달되어 센서 등이 켜지게됩니다. 센서에는 감지 영역을 넓히고 감도를 높이기 위한 렌즈가 부착되어있습니다. 자동 소등 : 일정 시간 동안 감지 영역내에서 더이상 움직임이 없으면, 센서등은 자동으로 꺼지도록 설정되어있습니다. 이는 내장된 타이머 기능 덕분입니다. 이외에도 초음파를 이용하여 움직임을 감지하는센서 등 다양한 방식이 있지만, 현관 센서 등에는 주로 인체에서 방출되는 열을 감지하는 PIR 센서가 널리 사용됩니다.
기계공학
Q. 재료 엔지니어링이 기계공학에서 어떤 중요성을 가지고 있나요? 다양한 재료의 특성에는 어떤 것들이 있나요?
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.재료 엔지니어링은 기계공학에서 핵심적인 역할을 하며, 제품의 성능, 내구성,안전성, 그리고 경제성에 직접적인 영향을 미칩니다. 재료의 선택은 설계의 성공을 결정하는 중추적인 요소입니다. 아무리 뛰어난 설계라도 적절한 재료가 뒷받침 되지 않으면 의도한 성능을 발휘하기 어렵습니다. 예를들어, 고온 환경에서 작동하는 엔진 부품은 내열성이 강한 재료가 필요하고 충격에 강해야 하는 부품은 인성이 높은 재료가 필수적입니다. 재료 엔지니어링은 이러한 요구사항에 맞춰 최적의 재료를 개발하고 선택하는 학문입니다. 재료는 다양한 특성을 가지며 크게 다음과 같이 분류할수있습니다. 기계적 특성 : 강도(인장 강도 , 항복 강도), 경도, 연성, 취성, 인성, 피로강도, 크리프 등 재료가 외부 힘에 어떻게 반응하는지를 나타냅니다. - 예시 : 탄소공구강은 탄소함유량에 따라 절삭능력, 경도, 내마모성이 달라지며, 특정 용도에 맞춰 사용됩니다. 열적 특성 : 열전도율, 열팽창계수, 내열성, 비열 등 재료가 열에 어떻게 반응하는지를 나타냅니다. 전기적 특성 : 전도율 , 절연성, 유전율 등 전기적 성질을 나타냅니다. 자기적 특성 : 자성을 띠는 정도, 투자율 등 자기적 성질을 나타냅니다. 화학적 특성 : 내부식성,산화 저항성, 화학적 안정성 등 화학 반응에 대한 저항성을 나타냅니다. - 예시 : 페라이트꼐 스테인리스강은 크롬을 함유하여 내식성과 내열성이 우수하며, 마르텐사이트계 스테인리스강은 강도와 경도가 높지만 내식성은 상대적으로 떨어집니다. 재료의 단위격자 구조 또한 재료의 특성에 영향을 미칩니다. 최근 한국재료연구원에서는 투명한 내플라즈마성 고엔트로피 세라믹을 세계 최초로 개발했습니다. 이 기술은 반도체 식각 공정에 사용되는 세라믹의 새로운 방향성을 제시하며, 고성능 반도체 생산에 기여할수있는 중요한 기술 혁신 사례로 평가받고 있습니다. 이는 재료 엔지니어링의 발전이 첨단 산업의 발전과 직결됨을 보여주는 예시입니다.