안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 소방점검 중 구획된 실에 스프링클러 헤드가 설치되어 있지 않아요.헤드 추가 설치는 어떻게 하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.소방점검에 지적 당하셨나봅니다.일단 스프링클러 헤드 설치기준에 맞게 설치를 해야하니하드 간 간격은 1.8미터 이상으로 하면서 최대 간격은 원으로 그래서 3.2미터 안에 다 들어와야 하구요벽이랑 붙는 경우 최소 10센티미터 이상 떨어뜨려야 합니다.헤드 설치는 일단 구획된 실에 기존에 없었다는 부분을 보면실 천정위에 배관이 없을 확률이 높으므로 기존 배관에서 가지배관을 따와서 가지배관에서헤드에 연결될 플렉시블 배관을 다 연결하여 헤드를 설치해야하는데요.기존 배관자체가 최근에 사용되는 링타입 결속이라면 작업시간이 현저히 작게 들겠지만옛날부터 사용되던 용접방식이라면필요한 부분을 커팅하고 다시 구찌를 따내야하기에 시간도 시간이고 비용도 많이 들 겠습니다.배관 구경은 일반적으로 여유분이 있게 구경이 설계되기에실의 면적에 따른 헤드 수량이 어느정도냐에 따라 달라지는데요증설되는게 8개 이상정도 되면 한단계 구경을 올려야 할 것으로 예상됩니다.일단 전체적으로 물빼고 다시 충압해서 채우고 하는 것까지 하면용접배관으로 되었으면 많이 번거로운 작업이 되겠습니다.
기계공학
Q. 인공지능은 인간을 대체할 수 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 AI 발전에 따라 인간의 일자리를 대체하는 영향이 발생할 것이고그에 따른 고용의 양극화는 심각해 질 수 있는 가능성이 있습니다.다만 현장에서의 반복적이고도 단순하며 대량의 작업의 경우AI 에 의해 대체될 빈도가 상당히 크겠습니다.제조산업에서의 자동화부분, 수많은 데이터 관련 입력 정리 부분,고객 서비스 부분(챗봇 응대 등) 등이 그에 해달될것입니다.하지만 그런 반복 / 단순 작업의 자동화를 통해 생산성은 향상될 것입니다.무작정 인간의 일자리가 줄어든다기 보다는그런 분야를 AI에게 맡기고, 그 이외 전략적이고 창의적 분야 업무를 인간이 집중할 수 있기에효율성이 증대되고, 그에따른 새로운 산업모델 창출에 기여할 가능성도 큽니다.결국 AI가 발전한다해서모두 AI의 세상이 된다기 보다는인간이 창의성과 감정적인 지능 분야에서 강점을 보일 수 있도록인공지능은 시간이 많이걸리고 복잡한 데이타 분석 및 자동화에서 보완을 해주는 관계로 발전한다면서로가 공존하는 혁신을 이룰 수 있을 것입니다.이는 단순히 산업현장 뿐 아니라각종 데이터가 난무하는의료현장이나 교육현장, 보완관련 분야 및 법률분야 에서도 활용이 가능하며그 안에서 대두될 수 있는윤리적인 부분이 더욱 중요해질 것으로 판단됩니다.
기계공학
Q. Lean제조 기법의 기본 원칙은 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.Lean 제조 기법의 목적은 결국 낭비를 최소화하면서 효율성을 극대화 하기위한 제조 방법인데요그에 있어서 7가지 낭비를 보면결함, 광잉생산, 대기시간, 인재 활용이흡, 불필요한운반,불필요한재고, 불필요한 움직임 입니다Lean 제조 기법에 있어서 기본원칙을 나열해보면5가지로 구성되며제품의 가치흐름 시각화 통한 구분을 하는 가치흐름 매핑고객이 가치를 두는 요소를 식별 후 서비스 제공하는 가치정의공정에 있어서 중단 / 장애물없이 원활한 작업이 진행되게 하는 흐름수요에 맞춰 생산하는 재고최소화방식의 풀 시스템지속적 공정 모니터링 으로 개선점을 찾는 지속적 개선으로 나눠볼 수 있겠습니다
기계공학
Q. 인공 관절에 가장 필요한 기계적 설비는 어떤것이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.인공관절이라는 단어를 쓰셨기에실제 인체에 적용하는 인공관절을 만드는 데 필요한 기술과 소재부터 말씀드리겠습니다.주로 인체에 무해하고 강도/내구성을 가지는 티타늄 합금으로 제작이되나내마모성 및 기계적 특성이 좋은 플라스틱 재질도 사용되며장기사용에 적합한 소재로 세라믹도 적용됩니다.가공은CAM 장비를 통한 고속가공 및 금형을 통한 제작도 되나최근에는 3D 프린팅 기술을 통해 제작되는 연구가 활발합니다.질문을 다른 관점에서 보면사람의 팔과 비슷한 로봇관절에 필요한 기계설비를 질문한 것으로로 받아들여지는데그부분에 대한 내용으로 본다면일단 관절 종류가 회전조인트, 비틀림조인트, 선형 조인트 등으로 나뉘어회전, 직선, 회전 + 직선 운동 의 조합을 통해복잡한 동작을 가능하게 해야하는데그 기능을 위해 필요한 기계적 부분으로팔의 뼈 부분에 해당하는 링크링크 사이에서 회전+직선운동을 가능케하는 조인트관절을 움직이기 위한 전기모터, 실린더 등의 엑츄에이터관절의 속도 및 위치 제어를 위해 감지해야한느 센서센서에서 받은 정보로 엑츄에이터를 제어하는 제어기 로 구성되겠습니다.특히 로봇 관절에 있어서 엑츄에이터의 모터 속도는 고속이므로이를 상황에 맞게 저속으로 알맞는 힘을 부여하기 위해 장착되는 감속기가 중요한데..저희나라도 많이 따라잡은 기술이나일본이 역시 이부분에서 탑티어 기술을 유지하고 있습니다.
기계공학
Q. 마이크에 성능은 어떤것이 좌우 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.마이크 성능 판단의 기준은마이크가 얼마나 자연스런 소리를 받아들여주는 지에 대한 음질주변 소음을 얼마나 억제하는 지에 대한 억제능력소리를 얼마나 잘 잡아주는 지에 대한 감도특정 방향에 대한 소리를 잘 집중해서 잡아내냐에 대한 소리지향성 의 요소들을 종합적으로 고려하여 성능을 판단하게 되는데요.마이크 종류를 크게 보면녹음실이나 방송에서 주로 사용하는 높은 음질과 감도가 좋은 콘덴서 마이크내구성이 좋고 소음이 많은곳에서도 잘 작동하는 다이나믹 마이크로 나눠 볼 수 있습니다.상황에 따른 선택에 있어서 소리를 픽업해 내는 패턴에 따라서는특정방향 소리를 집중적으로 잡아낼때 쓰는 카디오이드 픽업 방식은주로 발표나 강연장에서 사용되고모든 방향의 소리를 균일하게 잡아야하는 회의실 같은 경우무지향성 픽업 방식 을 사용하게 됩니다.
기계공학
Q. 3D프린터의 작동원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적인 기존 가공은모제 덩어리 저체를 절삭하는 가공방식으로 형상을 제작하나3D프린터는 적층가공, 즉 소재를 한층한층 쌓아서 형상을 제작하는 방식입ㄴ디ㅏ.이 형상 출력 방식은 명칭이 다양하므로동작원리에 따라 ISO에서는 프로세스를 총 7가지로 분류하였기에그 출력방식 들에 대해 간단히 열거해 보겠습니다.첫째소재압출방식필라멘트 형태의 열가소성 물질을 고온의 노즐에 녹여 압출하면서 한층 한층 적층해나가며 형상을 만드는 방식으로미국의 스타라타시스(stratasys)를 설립한 스콧 트럼프가 개발해서 상표권을 가지고 있으며 3D프린터의 특허가 풀리고 대중화 되면서 가격은 낮아지고, 출력속도는 빨라졌습니다필라멘트를 노즐에서 녹여 고온의 노즐에서 압축되어 나온 필라멘트를노즐이 움직이며 한층한층 쌓는 방식입니다.둘째광중합방식광경화성 수지에 빛을 조사하여 한층 씩 적층하는 방식으로 SLA가 대표적인 기술로 1984년 최초로 3d프린터를 개발한 charles Hull이 개발했습니다.정밀도와 표면조도의 뛰어남으로 쥬얼리나 치과 등에서 적용됩니다.수조에 레진을 채우고 레이저를 쏘면 반사경이 움직이면서 레이저 조절하고반사 레이저가 레진에 닿으면 그 부분이 굳으면서 첫레이어가 생성되며그 레이어 가 생성되면 배드가 아래로 내려가며 엑상 레진에 잠기는 방식으로 계속 반복입니다.셋째분말 소결 방식분말을 블레이드와 롤러로 분말 베드에 얇고 평평하게 깔아두고, 얇게 깔린 분말에 레이저를 쏘아 수평면에서 원하는 형상을 만드는 방식으로특수모래, 금속분말, 합성수지 등 분말로 된 소재면 무엇이든지 출력 가능하고, 어느정도의 품질은 나오지만 분말의 입자가 균일해야 하며 각 소재별로 레이저의 세팅을 따로 해야하는 번거로움이 있습니다.넷째결합체 분사방식분말 재료 위에 액상 접착제를 뿌려 적층하는 방식으로 금속 재료의 경우 프린트 한 결과물이 사실상 그냥 플라스틱 풀이 굳은거나 다름없기때문에열처리 과정이 번거로운 방식입니다.다섯째소재분사방식액상 광경화성 수지를 노즐에서 분사한 후 광에너지를 이용하여 굳혀 적층하는 방식으로 잉크젯의 3D프린터 버전이라고 생각하심 됩니다.다양한 색상으로 프린팅 가능하며 높은 정밀도와 투명한 소재를 사용할 수 있어 돋보기에 사용하는 광학 렌즈를 프린팅할 수 있다는 특징이 있지만내구성이 좋지않고 소재 제한이 있으며, 빛에 민감한 단점을 가집니다.여섯째판재 적층 방식종이와 같은 얇은 재료를 레이저, 칼 등으로 조각하고 그것을 한층 한층 접착하는 방식으로 종이, 플라스틱, 금속재질의 시트 형태 재료를 층층이 접착한 후 칼이나 레이저 커터로 형태를 잡아서 자르는 작업의 반복으로 형상이 제작됩니다.열로 용접하는 것이 아니라서 내부 잔류응력 처리나 내부 공기 조절이 필요한 방식입니다.일곱째직접 용착 방식에너지 집중식 퇴적 방식이라고도 부르는데 열 에너지를 집중시켜서 물질을 용접, 적층하는 방식으로인두기와 납땜 공급기가 자동으로 움직이면서 적층해 나가는 방식이라 생각하시면 쉽고재료는 금속파우더 분사를 주로 사용합니다.ISO에서 규정한 7가지 방식에 속해 있는 대표적인 기술들을 나열해 봤습니다만각 장비 종류도 많고 방식이 다양하여 명칭이 여러가지이나실질적으로는 이 7가지에 속한다고 보시면 되겠습니다.
기계공학
Q. 휴머노이드와 안드로이드의 차이는 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단은 굳이 차이를 둔다면결론부터 말씀드리면안드로이드는휴머노이드의 거대한 분류 중 하나라 말씀드릴 수 있겠습니다.즉, 모든 안드로이드는 휴머노이드에 들어가지만휴머노이드는 안드로이드는 아닙니다.휴머노이드는 대략적으로 인간의 신체와 유사한 구조와 동작능력을 가진 로봇을 통칭하는 것으로 대략 머리 몸통 팔, 다리, 꼭 다리가 아니더라도 바퀴형태 등인간 행동을 모방할 능력을 갖춘, 인간과 비슷한 형태의 로봇으로 보시면 되겠으나안드로이드는인간과 거의 유사해서 , 외모 및 행동까지 인강과 구별이 힘든 수준의 휴머노이드 인조인간 정도로판단하시면 되겠습니다.휴머노이드에서는전체적인 동작 및 행동판단 능력등을 위한 AI 딥러닝, 그에 따른 현장에서의 자율노동 및 협동로봇 수준으로혁신적인 발전을 하고있고그외 안드로이드 개열로의 개발상황이라면인간과의 실질적인 대화 및 인간의 표정까지 거의 답습하는 상체부분의 기술은 비약적으로 발전하고 있는 상황입니다.이 상체의 안드로이드에 몸통이하 휴머노이드까지 접목되는 날이오면안드로이드의 완성이라 판단됩니다만아직은 실현되지 않았지만현 시대의 기술발전 속도를 봐서향후 10년 안에 시제품이 나오지 않을까 하는 일종의 두려움이 생기기도 합니다.
기계공학
Q. 도금과 관련된 질문으로 종류와 그 원리에 대해서 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 도금은전기도금, 화학도금, 그리고 그외 용융도금, 아연/ 크롬 도금 등이 있습니다.각 도금별로 나눠서 종류 및 사용 처, 장단점으 나열해보면전기도금은 전기 화학적 반응을 적용한것으로 전기를 흘리고 금속표면에서 금속이온들이 들어붙게 하는것으로금, 은, 니켈, 크롬 등이 사용되고, 부식 방지 목적에 좋습니다.화학도금은전류를 안쓰는 무전해방식 도금으로, 화학적 환원 반응을통해 도금을 하는 것으로주로 니켈 도금에 사용되고, 두께가 균일한 도금이 가능합니다.용융도금은비철 금속을 녹인데다가 도금할 물체를 넣어서 피막을 입히는 방식으로 가로등 등에 주로 사용됩니다.전기도금의 장단점은다양한금속에 적용되고, 장식효과가 좋으나두께조절이 힘들고, 환경에 민감한 단점이 있습니다.화학도금은균일한 두께 도금이 가능하고, 복잡한 형상도금도 가능하나도금속도가 늦고, 비용이 많이 드는 편입니다.용융도금은도금두께를 두껍게 할 수 있어서 내식성이 상당히 좋게 됩니다만도금층의 균일성 유지가 힘들고, 고온처리에 따른 금속 변형 가능성이 있습니다.
기계공학
Q. 인형뽑기의 원리가 따로 있을까요?!!
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.인형 뽑기 기계는인형까지 집게가 이동하는 데는 서보모터로 제어되어정확한 위치에 멈추도록 하는 것이고실제 인형을 집는 집게 부분은피스톤 운동을 통해 열리고 닫히는데이는 모터와 연결된 볼트 너트의 구조로 작동됩니다.아무리 해도 집게를 집은 힘이 약해져 버리거나 헐렁거리면결국 인형을 못뽑게 되는 건데요.이는 콘트롤 부분으로집게 힘 조절 부분의 설정 프로그램을 통해 변경 가능하고또한 잘 집었다해도들어올리는 순간 집게를 살짝 흔들거리게 설정을 해버리면 거기서도 떨어집니다.이런 조작을 업주나 기계관리 기술자가 소프트웨어 조작이나기계 내부 설정을 통해 가능한 것으로 압니다.
기계공학
Q. 우리나라의 휴머노이드 개발 수준은 어느 정도까지 올라와있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 우리나라 휴머노이드는 미국이나 중국 과의 기술수준에서 격차를 보이고있습니다핵심부품들이 아직도 국산화 비율이 낮아 해외에 의존하다보니 더욱 그런데요.미국은 보스턴 다이나믹스의 아틀라스 같은 모델로 기술적 우위를 보여주고있고일본도 아시모 같은 휴머노이드를 전면에 내놓았기에 일단은 우위를 보이고 있습닏.중국도 막대한 투자를 통해 서비스로봇 분야에서 미국과 격차를 치열하게 좁히는 상황인데요.국내 같은 경우는휴머노이드라 하면레인보우 로보틱스에서 이족보행 로봇 휴보를 개발한 것으로 대표적 휴머노이드 회사라 할 수 있습니다만그 후 딱히 보여주는 모습은 없긴했습니다.다만 최근의 트랜드인 인공지능 분야의 제어관련 연구원 채용에 따른 인공지능 제어 역량 강화 및로봇 동역학 분야 강화를 통해휴머노이드 로봇의 AI제어기술의 지능화와 안정성을 높이기 위해 힘쓰고 있으며특히최근 삼성전자의 자회사로 편입됨으로써 소프트웨어 및 AI 와의 결합을 통한 글로벌 수준 휴머노이드 개발가속을 위해 노력중인 것으로 압니다.완전한 휴머노이드라고는 할 수 없겠으나하체를 바퀴형으로 하고 상태를 양팔 로봇 형태로 만든RB-Y1 이라는 모델을 지난해 출시했으며미국에서 '이동형 양팔로봇' 으로 상표권 까지 출원한 상태입니다.산업용, 군사용, 교육용 등 다양한 분야에서 활용가능한 형태로 보시면 되겠습니다.