안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 요즘은 많은 자동차들이 자율주행을 기능
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.최근의 자동차 추세는ADAS, 즉 Advanced Driver Assistance Systems(고성능 운전 보조 시스템)이 중요 고려사항입니다.그 중에서도자율주행은 ADAS의 핵심적 기술이라 할 수 있는데요그 자율주행에 있어 핵심기술이라면시각정보 습득/처리위치정보 파악주행환경 및 정보 통신기술이 핵심적이라 하겠습니다.시각정보 습득/처리라이다, 테슬라비전LiDAR : Light Detection And Ranging라이다 기술은 자율주행의 핵심 센서로특정 기기에서 발사한 빛이 반사되어 돌아오는 현상을 이용하는 것으로돌아오는 시간 측정으로 거리 산출을 합니다.테슬라비전 은 라이다에 대해 부정적으로라이다 대신 자기들만의 비전시스템은 테슬라 비전을 상ㅇ하는데요기본적응로 카메라 기반 이며 모든 방향 시각정보 수집/ 딥러닝 통한 상황 인지를 합니다.위치정보 파악동시적 위치 추정과 지도 생성이라 불리는 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기술로센서통한 자신 위치정보 파악으로 동시에 지도를그려나가는 방식을 사용합니다.Visual SLAM, Graph-based SLAM과 함께 LiDAR 센서를 활용한 LIDAR-based SLAM, 차량에 부착된 여러 센서의 데이터를 복합적으로 사용하는 Multi-Sensor Fusion SLAM 등여러가지 방식이 적용됩니다.주행환경 및 정보통신자율주행차는 홀로 독립적으로 주행하는 듯 보이지만주변 정보가 있어야 보다 안전하고 효율적으로 주행을 할 수 있습니다.자율주행차가 주변 기기 혹은 인프라와 데이터를 주고받는 통신 기술 일체인V2X(Vehicle-to-Everything)입니다.주변기기와 통신하는 블루투스나 와이파이주변 인프라와 통신으로 데이터 수집배터러 전력 활용기술보행자의 디바이스와 통신하여 근처차량 데이터까지 수신하는 기술위에 언급한 3가지 분야 기술이자율주행을 가능케 하는 핵심 기술이라 할 수 있겠습니다.
기계공학
Q. 염화칼슘을 이용하여 눈을 녹이는 원리?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.제설 작업에 있어서염화칼슘은 필수적인 구비용품으로 여겨지는데염화칼슘의 특수한 성질 때문입니다나열해보면열발생 효과염화칼슘은 눈이나 얼음 위에서 습기를 흡수하면서 눈이나 얼음이 녹는데,그때 열이발생하면서 발생한 열이 또한번 눈/ 얼음을 녹게 합니다.스스로 녹는 효과염화칼슘은 주변의 습기를 흡수하면서 고체에서 스스로 녹는 성질이 있습니다이를 조해성이라하는데 주변공기의 습기를 빨아들여 녹으면서 염화칼슘 수용액이 되며수용액이 얼음/눈에 닿으면 그것들을 또 녹이게 됩니다.어는점을 내려주는 효과물의 어는 점은 섭씨 0도 이지만, 염화칼슘이 습기를 흡수하면서 녹아서 물과 섞이면어는 점이 훨씬 내려가서 영하 40-50에서도 얼지않는 효과를 보면서얼음을 녹일 수 있습니다.단점다만 단점으로는 염화칼슘의 화학적 성분 cl 부분이 염소 이온 성분으로서도로를 부식시키고, 또한 자동차 하부 등에 달라붙게 되면 부식에 따른 문제가 발생합니다.용해된 물이 토양으로 흡수되면 전체적 재순환에 따른 생태계 문제 유발도 가능합니다.그에 관련된 해결책으로 친환경 제설제 사용이 권장됩니다.
기계공학
Q. 해양 플랜트에서 부식 문제를 해결하는 방법이 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 구조물 자체를비부식성으로 구성해야합니다금속성 구조의 경우티타늄, 스테인리스 강, 클래드 강 의 소재를 적용하며비금속 재료로 부식에 대비하기도 합니다.금속과 대비하여 성능비교 후 적용됩니다또한방어막을 형성 시키는 방식인데방청도료를 도포하는 방식입니다스프레이 방식으로 바로 구조물에 도포하는방식이 효율적이고 고립성이 뛰어나일반적 으로 사용되나도장을 도금하는 방식으로구조물 표면에 도금층을 형성하는 방식도적용 됩니다
기계공학
Q. 자율주행 자동차에서 활용되는 기계공학적 기술 중 가장 혁신적인 요소는 무엇인가요???
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.자율주행 관련기계공학적 기술 중 가장 혁신적 부분은시각정보 습득, 위치정보 파악, 주행환경 및 정보통신 기술이라 할 수 있습니다.시각정보 습득에서운전자의 눈 역할을 하는 센서기술이 필수이며라이다, 레이더, 카메라 기술이 모두 접목됩니다.라이다(LiDAR : Light Detection And Ranging)특정 기기에서 발사한 빛이 다른 물체에 부딪혀 돌아오는 현상을 이용하는데라이다 기기 주변에 있는 물체에 닿은 빛이 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 떨어진 거리를 측정하게 됩니다.이를 통해 주변환경의 3D포인트 데어터를 토해 물체의 모양/ 거리 정보로 상세 지도를 생성합ㄴㅣ 다.레이더전자기파를 이용하여 물체의 소도,거리 등을 계산하는 방식으로 상대적으로 가격이 저렴합니다.카메라전/후방, 측면 카메라를 이용하여 시각정보 제공, 거리 측정, 이미지 인식 및 분류 작업등을 하며이를 딥러닝 기술로 학습된 모델로 인식하게 합니다.도로상황 판단, 차량 앞 장애물 판단 등을 예측 인지하는 시스템으로테슬라의 테슬라 비전을 예로 들 수 있습니다.위치정보 파악에 있어서는SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기술이 적용되는데동시적 위치 추정과 지도 생성 기술이라 불리며미지의 환경에서 특정 객체가 센서를 활용해 자신의 위치 정보를 파악하면서 동시에 지도를 그려나가는 방법을 말합니다.근래의 자율주행 분야에서는 LiDAR 센서를 활용한 LIDAR-based SLAM, 차량에 부착된 여러 센서의 데이터를 복합적으로 사용하는 Multi-Sensor Fusion SLAM 등이 쓰이기도 합니다.주행환경 및 정보통신 기술에서는V2X(Vehicle-to-Everything) 기술입니다.V2X는 자율주행차가 주변 기기 혹은 인프라와 데이터를 주고받는 통신 기술 일체를 뜻합니다.자세히 나눠보면V2DVehicle-to-Device를 뜻합니다. 스마트폰 등 주변 기기와 자율주행차가 통신하는 블루투스나 와이파이 같은 기술이 포함됩니다.V2I차량과 주변 인프라와의 통신을 뜻하는 Vehicle-to-Infrastructure입니다.V2G자율주행차는 대부분 전기를 에너지로 사용하므로전원 공급 장치 혹은 전력망과의 양방향 커뮤니케이션이 중요한데 V2G 즉 Vehicle-to-Grid 기술은 자율주행차의 배터리 전력 활용과 직결됩니다.V2P보행자(pedestrian)와 통신하는 Vehicle-to-Pedestrian 입니다. 개별 보행자 1명 혹은 다수의 보행자와 소통할 수 있으며, 차량이 움직임, 이상 상황 등을 보행자에게 전달하고 반대로 보행자는 자신의 디바이스를 통해 근처의 차량이 보내는 데이터를 수신하게 됩니다.이 3가지 분야의 핵심적이고도 혁신적 기술을 통해자율주행차의 성능과 안전성을 향상 시켜가고 있습니다만아직도 이들 기술이 어떻게 발전해 나가는 지에 대한 부분은흥미로운 분야로 판단됩니다.
기계공학
Q. 사람이 하는일 보다 기계가 하는일들이 많아지는세상에 문제점은 뭘까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계가 모든 일을 처리하게 되는 추세에서 발생하는 문제점은 여러가지 입니다.결국 노동력의 변화에 따른 여러가지 문제 발생으로 볼 수 있는데간단히 분류해 본다면첫째, 일자리 감소기계에 의한 자동화 및 컴퓨터화에 따라비숙련적인 반복작업에서의 일자리는 대부분 기계로 대체됩ㄴ디ㅏ.특히 생산직, 판매/사무 , 운영관리 등에서 일자리 감소 현상이 두드러 집니다.둘째, 고용불안기계에 의한 자동화를 통한 고용불안으로 , 기본소득의 감소로 귀결됨로그에 대한 사회안전망의 구축이 절실해 지게 됩니다.셋째, 기술격차의 가속화기계적 자동화를 통한 기존 일자리 감소가 발생하면서, 특정 분야에서의 기존 기술 보유에 대한기술격차가 심화되며, 새로운 기술을 필요로 하는 일자리가 발생하게 됩니다.물론 너무 단점만이 부각되는 시각이 있으나기계를 통한 작업, 특히 로봇의 발전을 지켜본다면현재는 로봇이 인간업무를 대체하는 측면에서 주로 주목되나미래에는인간과 로봇이 협력하고 상호작용하는 시스템이 강조될 것입니다.이를 위하여인간의 감정을 이해하고 상호작용하는 로봇인간의 동작및 의도를 정확하게 해석하는 기술자연스럽게 대화 및 협력이 가능한 로봇이 필요하게 될 것입니다.
기계공학
Q. 인공지능이 더 발전한다면 사람의 창의력을 넘어서는 새로운 예술 장르를 만들어낼 수도 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.인공지능(AI)의 발전을 통해 사람의 창의력을 초월하는 예술장르가 창조될 수 있는가에 대한 문제는여전히 논쟁의 대상입니다.이것은인공지능이 창작해 내는 예술의 방식에 기인하는데요.데이터 기반 패턴 및 학습방대한 양의 데이터를 학습하여 패턴을 인식함으로써 예술 작품을 생성하기에모방에 모방, 또 그 모방에 모방이 수없이 변화무쌍하게 이뤄지면결국 인간의 개입없이 독자적으로 예술작품을 생성해 내는 방식입니다.잠재적 창의성 보유수많은 작품의 학습을 통한 새로운 작품 생성가능으로실제 인간참가자 보다 더 높은 창의성을 보유했음을 보여주었습니다.이런 부분에서 그럼 결국 중요한 부분은이렇게 생성된 작품이 작품으로서의 가치가 있는 것인가?이것은 그냥 모방의 재 생성인가? 라는 것을 인간이 어떻게 판단할 것인가의 문제 입니다.인공지능을 통하여 더욱 새로운 스타일의 예술작품이 탄생할 수있으나이것이 예술의 정의에 대해 새롭게 생각하게 만드는 부분이며감정이 없이 수많은 데이터를 통해 재생성 된 작품이작품으로서의 의미를 가지는 것이 맞느냐 의 판단에 대해아직까지도 논쟁의 쟁점이 되는 부분이라 하겠습니다.
기계공학
Q. 언어 장벽을 완벽히 허물 수 있는 인공지능의 개발이 가능할까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.영화 자막 같은 경우인공지능을 통한 자막을 보면예전보다는 많이 나아졋다고는 하지만아직 어떤 부분에서는 아 이건 인공지능이 했구나 하는 것을 알아챌 수 있는 상황인데요.이것은 인공지능을 통한 통/ 번역이 여전히 한계가 있음을 보여주는 사례라 하겠습니다.이유를 나열해 본다면어감차이에 대한 이해 부족시적 표현이나 비유/은유적 언어에 대해 완전한 이해를 못한 결과로서 부자연 스러운 번역이 발생합니다.감정에 대한 이해 부족감정이나 공감능력에서 한계를 드러내고 있으므로, 문맥을 이해한 후 정보제공하는 면에서는 강하지만인간의 복잡한 감정등을 완벽히 이해하지 못하기 때문에 사람수준의 번역까지는 불가합니다.문화적인 맥락 이해 부족주된 학습 모델이 영어를 통해 이뤄지기에타 언어 권에 대한 문화적 차이를 이해하지 못하여 맥락적으로 부적절한 대응을 도출하는 경우가 있습니다.역사적인 배경의 이해 부족특정 문화와 역사적인 배경에 대한 감정적 이해를 못하므로, 내재된 상징성이나 깊은 의미를 이해하지 못합니다.이런 이유들로전체적 뉘앙스나 문화적 맥락을 이해하여 사람 수준의 통/ 번역을 하는 것은 아직은 한계를 보이고 있으며이 부분의 한계를 넘어서기 위해서는역시 사람의 협력과 지속적인 연구개발이 필요한 것으로 판단됩니다.
기계공학
Q. 산업 현장에서 가장 기계적인 효과를 많이 보는 직군이 어디일까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.산업현장에 있어서 여러 직군이 있겠습니다만기계적으로 효고를 가장 많이 보는 직군의 관점에서 바라본다면기계공학의 원리를 응용하여다양한 산업분야에서 사용 되는 기계장치와 산업설비 설계,운영,제조, 관리를 담당하는기계공학기술자 직군으로 볼 수 있습니다.주요활동 분야를 나눠서 바라보면산업기계 공학기술자, 플랜트 공학 기술자, 메카트로닉스 및 산업기계 설비 등으로 볼수있으며산업기계 공학기술자는제조업, 건설업, 광업, 농업 등 산업 분야에서 적용되는각종 기계/ 설비에 대한 연구 , 개발, 설계 및 제작 / 유지 보수를 관리 기획하는 업무를 담당합니다플랜트 기술자는화학공장, 발전소, 정유공장 및 소각장, 해양 플랜트와 같은 대형 설비나 공장의 시공, 설계 등을 담당합니다.메카트로닉스 기술자는컴퓨터 시스템으 활용한 생산시설/ 공정 자동화를 위히여여러 시스템의 자동화 기술/ 시스템 제어 기술을 개발, 설계, 연구 하며각 기술의 통합을 통해 각종 설비의 자동화, 무인화 등을 실현합니다.기계장치/ 산업설비 기술자기계생산 /가공을 위한 산업용기계, 건설기계, 공작기계, 항공기, 로봇, 자동차 등각종 기계의 설계 및 제조, 운영을 담당하게 됩니다.이를 비추어보면기계공학기술자 들의 직무적인 다양성, 직무전망, 직무 전문성 및 고용가능성 증대 등의 효과를 엿볼 수 있으며기계공학의 발전과 산업현장에서의 필요성으로 인하여이 직군의 중대성이 더욱 높아지는 추세 입니다.
기계공학
Q. 도서관에서 책을 대출할때 대출 기계에
안녕하세요. 김F상규 전문가입니다.도서관에서의 책들의 다인식 및 관련되 데이터 저장 관리 시스템은기본적으로 RFID 시스템에 기반합니다.RFID 원리는태그 내부에 IC칩과 안테나가 있고, 태그가 전자파를 방출하여 주변 RFID 리더에 신호를 전송하며리더는 태그 신호를 수신, 데이터 리드 및 디코딩하는 역할을 담당합니다.도서관 RFID 시스템에서는각책에 RFID 태그가 부착되는데, 스티커 처럼 얇은 라벨 형태로 되어있습니다.무인대출기에서 RFID 스캐너가 설치되고 , 이 스캐너는 전자기장을 쏘아 책의 RFID 태그를 인식합니다.한번에 여러 책을 무작위로 배치한다해도 RFID 기술로 인해 한번에 대출 및 반환이 가능합니다.스캐너가 RFID 태그 인식 시시스템은 책 제목, 저자, 대출 상태 등에 대한 정보를 자동으로 인식 및 기록하게 됩니다.네트워크 통신기술, 컴퓨터 기술, 프로그램 컨트롤러 기술의 결합으로이 모든 과정이 가능하게 됩니다.또한 RFID 시스템에 따른 도서 대여 / 반납 시스템 단순화, 재고 자동화 뿐 아니라무단 방출을 실시간 감지하여 경고음 까지 가능합니다.참고적으로 부가한다면RFID 시스템이 응용되는 다른 분야를 보면물류 및 재고관리 (수퍼마켓 및 상점)자산관리 (공장 호텔 등의 소모품, 도구, 기계 관리)대충교통 / 통행료 관리RFID 기술 통한 통행료 자동 징수등을 볼 수 있습니다.
기계공학
Q. 이번에 동해안에서 대왕고래 사업을 한다면 얼마정도의 비용이 들어가나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적으로석유 가스 유전 개발 에 대한평균 개발 비용은 8~15조 가량 드는 것으로 나타납니다개발에 시작이라 할 수 있는시추 비용을 살펴보면각 시추공 1회에 약 1천억이 소요되며전체 시추 비용은 5회를 계획하고 있으므로최소 시추에만 5천억 소요가 예상됩니다.또한심해유전 개발에 대한 비용은육상유전이나 천해유전에 비해 10~30배, 2~5배 가량 많이 소요되는 것으로 알려져있으며결국 심해유전 시추비용은 5천억 이상이 소요되는게 일반 적이라 하겠습니다.사업 특성상 불확실성에 따른 예산초과 경우가 다반사입니다.또한 개발사업이 성공시 그에 따른 온실가스 배출에 따른 탄소비용까지 감안한다면시추비, 개발비, 탄소비 까지 합산하여 총 수십조가 소요될 수 있습니다.