안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 동적 하중을 계산하는 방법은 무엇일까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학에 있어서 동적하중은시간에 따라 변동하는 하중이기에 , 기계 구조의 안정성에 지대한 영향을 미치므로관련된 계산방식은 여러가지 입니다.첫째, 시뮬레이션여러가지 동적하중 소프트웨어 도구를 토해 실제 상황에 대한 시뮬레이션을 시행하여 동적하중을 분석합니다.둘재, 진동분석과 운동방정식진동분석을 통해 구조물의 동적하중 영향 평가 및전통적인 뉴턴의 법칙 및 라그랑주방정식 통하여 동적하중을 계산하기도 합니다.셋째 , 각종 센서 이용 힘센서, 변형률 측정하는 스트레인 게이지 및 가속계 등을 이용해서실제로 실시간 하중의 변화를 측정하는 방법도 있습니다.
기계공학
Q. 자율주행차량의 작동되는 원리는??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자율주행이 수행되는 근간은요즘 세계를 휩쓸고 있는인공지능의 결과물로 볼 수 있습니다.그 인공지능을 통한 자율주행을 수행하기 위한 핵심기술은시각정보를 습득하고, 자동차의 위치정보를 정확히 파악하며,그 정보를 통해 주행환경을 파악하여 주변과 통신하면서인간과 못지않은 자율적인 주행을 가능하게 하는 것인데요.우선 시각정보 습득 에 있어서 라이다 와 테슬라 비전을 볼 수 있는데사람의 시각적 인지와 주행판단을 그대로 닮은 기술로 라이다를 보면기기에서 발사한 빛의 반사되어 돌아오는 현상을 이용한 기술로초당 소백만번 발사를 통해 반사시간을 측정하여이를 통해 3차원 공간을 시각화 합니다.테슬라 비전의 경우라이다 방식에 회의적입장으로 수많은 카메라 장착을 통한 모든 방향에서의 시각정보 습득을 하여이 정보의 딥러닝을 통한 학습모델로서 주변상황을 사람눈이 보는 듯이 예측 인지하는 방식입니다.위치정보 파악에 있어서는동시적 위치주정 지도생성 기술인데요.SLAM 알고리즘으로 불리는데특정 객채가 미지의 환경에 있어서 센서를 통해 자동차의 위치를 파악하면서지도를 생성해 나가는 방식입니다.마지막으로 주행환경 파악 및 주변과의 통신 기술입니다.자율주행은 차 한대만 달랑 독립적으로 주행하는 것이 목적이 아닌부변의 모든 정보를 습득하고 그에대한 분석까지 하면서 주행하는 것이 목적이기에주변기기와 통신하는 V2D주변 인프라들과 통신으로 주행데이터를 습득하는 V2I보행자와 통신하여 정보를 습득하는 V2P이 들의 기술을 토해신호등 상태 표지판 안내 , 터널 내 구간 차량상태배터리 상태, 유휴전력차량의 움직임을 보행자에게 전달 및 보행자 디바이스 통한 근처 차량 데어터 수신 등보행자의 안전을 지키면서도 주변상황을 더욱 선제적으로 파악하게 되는 효율적 주행을 실현 시킬 수 있습니다.이외 과제로는 윤리적 부분이 여전히 딜레마 이긴 합니다.사고발생이 임박한 시점에서누구의 안전을 최선으로 할 것인가..에 대한 부분은아직도 논의가 여러각도로 진행되어야 할 부분입니다.
기계공학
Q. 로봇과 인간이 상호작용 하는 방법은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.로봇과 인공지능의 발전에 더불어인공지능 탑재 로봇에 의한각종 제조업에서의 혁신은 상상할 수 없을 정도로 진행되고 있습니다.특히모든 것이 자동으로 돌아가는 스마트 팩토리 부분에서 더욱 두드러 지면서인간노동력을 로봇이 대체함으로서 인간의 일자리 감소에 대한 문제가 대두되기도 합니다만인공지능 로봇 발전에 따른 산업현장에서의 인과과의 상호작용 방법은여러가지 방향으로 추구되고 있습니다.가장 큰 부분은 여러 산업현장에서의 인간과 함께 작업하도록 설계된협업 로봇을 들 수있습니다.인간의 동작을 감지하고 이를 기반으로 작업을 조정하면서 작업자의 안전을 보장하고 작업 효율성을 증대시키는 형태입니다.또한 인간과의 작업환경에서 인공지능 머신러닝을 통한 유연한 대처와 적응으로다양한 협업을 수행하고여러 공정에서 실시간 데이터 분석을 통한 작업을 효율성을 높이면서도오류를 방지하도록 도움을 주는 방향으로 역할을 수행하고 있습니다.
기계공학
Q. 하드웨어와 소프트웨어의 차이점은 무엇일까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학에 있어서하드웨어와 소프트웨어의 융합된 분야라면 메카트로닉스 분야와 스마트 팩토리를 향한 산업자동화 분야가 가장 크다고 하겠습니다.하드웨어라면 기계시스템, 설비, 기계장치 등을 말하는 것이고그것을 설계 및 개발/제조 하여 산업에 있어서 생산 및 운영에 적용가능하도록 하는 것이 하드웨어 회사라 할 수 있습니다.소프트웨어라면앞서 말한 하드웨어의 제어, 모니터링 및 최적화를 위한 프로그램을 말하는 것으로이 프로그램의 개발을 통해 하드웨어의 성능 과 효율성을 극대화 시키는 것을 목적으로 하는 것이소프트 웨어 회사라 하겠습니다.특히 요즘 트랜드인 로봇공학그 로봇을 통한 스마트 팩토리 분야가 상당히 미래지향적이면서도 혁신적 발전을 하는 트랜드 인데요.스카트 팩토리를 예를 든다면인공지능이 결합된 로봇과각종 설비와 기계에 부착된 센서로 부터의 데이터를 실시간 수집 , 분석을 통해제조공정을 최적화 및 자동화 하는 새로운 형태의 공장으로센서, 인공지능, 로봇, 엣지 컴퓨팅, 빅데이터 등 서로가 상호작용 하여 스마트 팩토리를 구성합니다.이 과정에서 소프트웨어가 받쳐줘야만 정밀하고도 고효율적인 시스템이 완성되기에 소프트웨어가 중요하다 볼 수 있겠으나실질적으로 일단 기본이 되는 각종 설비, 센서 및 로봇의 하드웨어가 받쳐주지 못한다면지속성을 가질 수 없기에이 둘이 관계는 뭐가 우선이다라는 개념으로 보기 힘든 단계에 와있습니다.로봇을 한 예로 들면로봇의 기능적이고 동작적인 부분에서 더욱 첨단으로 인간처럼 발전해가는 부분그리고 그 로봇의 제어, 특히 인공지능 제어, 빅데이터 딥러닝 분야가 어떻게 발전하고 접목되냐에 따라그 우수한로봇의 성능을 극한으로 끌어올리게 되는 부분이 있기에좋은 예로 볼 수 있겠습니다.
기계공학
Q. 초고층 빌딩만한 크기의 거대한 크루즈선이 바다에 떠 있을 수 있는 이유는??
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.아무리 대형이라도조건을 맞추면 물에 뜰 수 있습니다.소위 말하는 아르키메데스의 원리를 이용하는 것인데요일반 적으로 부력 이라고 부릅니다.이 부력이 크루즈가 가지는 중력에 비해 크게만 해주면크루즈는 물에 뜨게 되는데요배는 매우 크고 무거우나배의 모양과 구조 덕분에 물을 밀어내게 되는데그 밀어낸 물의 무게 만큼 부력을 생성하게 되어 물에 뜨는 원리 입니다.여기서 배가 밀어낸 물의 무게보다배가 무거위 지면 배는 가라앉게 되기에배에는 최대 용량이 정해져 있습니다.크루즈선은 무게중심을 맞추기위해 중앙부분을 비우는 형식의 설계를 통하여 부력과 더불어 전체적인 안정성을 유지하도록 설계됩니다.
기계공학
Q. 산업 폐수를 줄이기 위한 기계설비로는 어떤것이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로공장과 같은 산업현장에서는여러 공정에 따라 그에따른 여러종류의 폐수가 발생되므로폐수의 특성에 따라 다양한 폐수 처리 장비가 있습니다.간단하게 몇가지 나열해보면첫째침전 , 부상장치부유물이 중력에 의해 침전시켜 중간정도 크기의 고형물을 제거하는 침전장치공기등의 가스를 주입하여 부유물을위로 떠올리게해서 제거하는 부상장치둘째스크리닝, 그릿 폐수 흐름을 방해하는 큰 건데기를 제거하는 스크리닝 (일종의 망)돌아니 모래같은 고체 침전물을 제거하는 그릿 제거장치셋째.필터 시스템활성탕 이나 세라믹 필터 등의 여과장치를 통한 미세 고형물 제거멤브레인 필터 를 이용한 미세 입자 및 용해되는 고형물 제거넷째화학적 처리 장치오존,염소, 자외선 등으로 폐수 내 미생물 제거 및 이온교환기 통한 폐수 내 중금속 제거간단히 이런 폐수 처리 장치들이각각의 목적에 따라 조합되어 처리됩니다.
기계공학
Q. 비행기의 엔진 출력은 뒤로 나가는데 어찌 하늘에 떠있는가?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 전투기 같은 항공기들은엔진의 추력이 뒤로 밀어내는 힘으로작용 반작용의 원리로 앞으로 나아가는 힘입니다하늘을 날기 위해서는기본적으로 하늘에 떠야하고뜬 상태에서 뒤로 밀어야 하는데엔진은 뒤로 밀기만 하는데 어떻게 날 수 있을 까요뒤로 밀면 위로 뜨는 힘이 생겨야 하는데그것이 바로 양력입니다양력은 비행기의 날개로 부터 발생하는데요이것은 유체역학의 원리와 뉴턴의 3법칙을 이용한 힘입니다.우선 유체역학에서베르누이의 법칙에 따라 유체속도 증가시 압력이 감소하고, 속도가 감소하면 압력이 증가한다는 원리를 이용해서비행기 날개 윗면을 곡선으로 만들어 이동거리가 길게 만들어 줍니다.같은 공간을 같은 속도로 진행할 때이동거리가 긴 윗부분은 공기가 빨리 흐르고상태적으로 평평한 날개 아래는 공기가 위에 비해 느리게 흐릅니다.결국 그런 속도차이에 따른 압력의 차이로속도가 늦은 날개 아래가 위에 비해 높은 압력을 생성하면서 밀어 올리게 됩니다.또한 뉴턴 3법칙 작용 반작용 에서날개 끝 형상에 따라 날개 위로 흐르는 공기가 날개 아래방향으로 흐르면서 그에 따른 작용 반작용의 밀어내는 힘으로 그또한 밀어올리는 힘을 발생하게 됩니다.이런 복합적인 원리가 날개에서 발생하면서결국 비행기 동체를 밀어올리는 양력을 발생시키게 되는데이는 비행기가 앞으로 진행 시 발생할 수 있기에비행기 엔진은 결국 앞으로 전전 가능하도록뒤로 분사하는 추력을 발생시키는 엔진을 가지게 됩니다.결국엔진이 뒤로 힘있게 밀어주면앞으로 가게되고그 때 날개에서 양력이 발생하면서상승하게 되는 구조 입니다.
기계공학
Q. 소방에서 종단저항에 대해 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.소방설비에서의 종단 저항 말씀하시는 듯 합니다.종단 저항은 기본적으로 소방설비 제어 회로의 단선 유무를 파악하는 역할을 합니다종단저항을 설치하여감지기 회로가 정확하게 연결되어 있는 지단선이 발생한 건 아닌지를 확인하는 역할로서종단저항 없이는 회로의 안전성을 보장하기 힘듭니다.또한 감지기와 병렬 배열로 연결되어 있으므로감지기 동작시에 전압을 효율적으로 조절하는 역할도 합니다.종단저항은 감지기 회로의 끝 부분에 설치되어야 하며육안으로 구별이 쉽도록 반드시 표시를 해야 합니다.
기계공학
Q. 기계 공학은 소프트웨어가 중요한가요? 하드웨어가 중요한가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로기계공학은 기본적으로 기본적인 기계 설계, 제작, 유지보수 등이 중점이 되는 부분이다보니하드웨어 중심 분야가 맞습니다다만 최근의 추세를 본다면 소프트웨어의 역할이 필수적으로 중요해지고 있습니다.일단은 기본적으로 하드웨어가 정확하고 정밀하고 튼튼해야 하기에물리적인 설계 및 제조에 가장 기본적으로 집중이 되고기계적 강도 및 효율성을 제공하기 위해서도 기계의 하드웨어적 성능은 우선됩니다.다만 현재의 흐름은메카트로닉스 와 같은 분야와의 융합에 따라소프트웨어가 얼마나 중요한지 부각되는 상황입니다.제작된 하드웨어의 정확한 제어와 그에따른 현장에서의 최적화를 위한 프로그램 제어가 뒷받침 되지 않는다면기계의 최고 성능 발휘 및 그에 따른 에너지 효율 증대를 위해서도 필수적입니다.특히 요즘은 기계공학에 있어서협동로봇 분야가 활발히 발전중이며협동로봇에 있어서 , AI의 접목을 통한 비약적인 발전이 이뤄지는 상황입니다.이들은 결국 또 스마트 팩토리를 향한 일부이기도 합니다.인공지능과 로봇을 활용하여 제조현장에서 설비와 기계에 설치된 센서의 데이터 실시간 수집, 분석으로공장 내 모~ 든 상황이 관찰되고, 분석되어결국 얼아서 스스로 제어되는 공장을 실현하는 것인데요.여기서는 결국 정보통신 기술 과 사이버 물리 시스템을 결합하여 최적화하는소프트 웨어가 뒷받침 되지 않으면 실현이 불가합니다.결국 기본은 하드웨어 지만하드웨어의 최고 성능과 효율성을 잡기 위해서는 소프트웨어가 뒷받침 되어야 한다는 관점이맞다고 판단됩니다.
기계공학
Q. 자동차 판금은 개인이 배워서 할 수 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.개인이 배울 수 있는 경로가 있긴 합니다.말씀대로 자동차 관련 어디 박거나해서 찌그러지거나 들어가거나, 스크레치 생기면한판당 얼마 해서 각 매장마다 가격이 천차만별이고 기술수준도 다른걸 경험하게되는데요.간단한 경우라면 배워서 할 수 있으면 좋겠다는 생각이 들기도 합니다.관련기술을 습득하기 위한 방법으로는일단 기본적으로 관련 기술 교육 기관에 등록하여자격증을 취득하는 것인데자격증 취득 과정에서 관련 기술의 실기 기술이 필수로 들어가다보니 당연히 배울 수 있습니다.자동차 직업학교가 부산에 있으며교육과정을 통해 자동차 차체 수리 기능사 취득 도 할 수 있고관련 기술도 습득 가능합니다.또한 실습 위주 교육을 하는 기관이SK 뉴스쿨 같은 기관이 있는데요자동차 도색 및 판금을 실습 위주로 교육하며비전공자도 교육과정 수료를 통해 높은 수준의 기술자로 성장 가능합니다.이외 온라인강좌나 플랫폼이 있긴합니다만결국 실습이 가장 중요한 부분이다보니위에 열거해 드린 경로를 통해 기술 습득을 하시는 것이 가장 실질적일 것으로 판단됩니다