안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. AI 로봇 등이 더 이상 미래의 얘기가 아니라 현재 상용화되고 있는데요 문제는 없을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로아직 여러가지 문제가 많습니다.상용화에 따른 문제들을 간단히 보면첫째기술적으로 아직 인간의 복잡한 상황에 대한 이해가 부족함에 따른 대응이 부정확하고다양한 작업 처리를 위한 오랜 작업 가능성을 실현시킬 하드웨어와 배터리 부분에서 문제도 있습니다.그외 기술적으로도 정상적으로 작동을 하느냐에 대한 신뢰성 또한 떨어지는 면이 있습니다.둘째생산 과정에 잇어서 아직 양산수준이 안되다 보니 생산비용이 높고이 비용은 결국 소비자에게 전가될 것입니다.또한 그에 따른 실질적인 시장에서의 확산이 제한되는 면이 있습니다.셋째가장 중요하다 볼 수있는 윤리적 / 사회적 부분인데요휴머노이드가 인간의 감정을 대체하고 유사한 행동을 모방할 때 발 생할 윤리적 문제 발생 여지그리고 인간의 일자리 대체에 따른 노동시장에서의 노동력 전환 문제입니다.특히 제조업에서의 영향이 심각할 것으로 예상되고그 외 각종 서비스업 , 전문직 분야에서도 문제발생 소지가 큽니다.의료분야에서의 정밀하고도 복잡하며 대량의 데이터를 필요로하는 부분 업무를 대체하게될 부분도문제 소지가 큽니다.
기계공학
Q. 모터의 소리를 작게 만들수는 없는건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.모터 관련의 소음을 줄이는 방법으로는모터 자체 제작 시 소음을 줄이도록 하는 법과모터 유지 관리 및 주변 장치로 줄이는 방식이 있습니다.모터 자체적으로 소음을 줄이려면내부에 기어시스템이 포함될 시소음은 큰 맞물림기어 대신 톱니가 나선형으로 맞물리는 헬리컬 기어를 적용시키고적절한 윤활유 채택으로 마찰을 최소화 하는 방법입니다.또한 모터의 전자기 고주파 노이즈를 줄이기 위해서는고정자와 회전자 슬로 수 조정 및 회전자 슬롯을 기울여 축 방향 힘을 줄이는 방식입니다.또한 내부 베어링 자체를 저소음베어링을 채택해야 하며아주 원초적인 방법으로는모터 인클로저 내부에 흡읍재까지 부착하는 방식입니다주변적인 방식을 보면모터와 고정 구조물 사이 진동차단 마운트나 방진스프링 설치가 일반적이며정기적인 윤활유 주입을 통해 소음 감소를 꾀합니다.
기계공학
Q. 기어 시스템은 동력 전달에 필수적인데요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀대로 기어는 동력전달의 필수적 장치이며기어의 개발이 기계공학의 시작이었다 할 수있습니다.각 기어별로 열거하보면첫째스퍼 기어톱니가 직선으로 배열되어 헬리컬 각도가 없고 두 축이 평행으로 배치됩니다.결국 맞물리는 구조로 인해 소음이 크고 진동발생이 많습니다.적용되는 대표적 장치로는가정용 세탁기 에 많이 사용됩니다.둘째헬리컬 기어톱니가 나선형으로 배열되어, 주로 고속회전에 적합하며스퍼기어에 비해 정숙한 작동을 보여주는데요축방향으로 추력이 발생할 소지가 있습니다. 나사못이 추력을 가지듯 말이죠대표적 장치는기어박스로 구성되어 고속 변속기에 주로 적용되며산업현장에서도 소음이 없이 돌려야한는 곳에서 많이 사용됩니다.셋째유성기어하나의 축 에 중앙기어롤 두고 주변 기어들이 돌며 작동하는 방식으로감속비가 높지만 조립이 복잡해지는 특징이 있습니다.대표적 장치는감속비가 높아질 수 있기에 자동차 변속기에 주로 사용되며그 외 정밀한 감속이 요구되는 최근의 로봇 측 모터 및 서보모터시스템에 적용됩니다.
기계공학
Q. PLC프로그램 락업과 관련하여 질문드립니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.PLC 락업 원인과 락업에서 오류 코드 및 알람을 확인하는 절차를 보면우선 원인은코딩이 잘못되어 프로그램논리 및 초기화안된 변수 등이 문제일 수 있고PLC 자체 결함이나 센서/엑츄에이터의 이상이 원인일 수 있으며다른 프로그램과의 소프트웨어 충돌이나과도한 입출력 요구에 따른 PLC 프로그램 자원 초과로 프로그램이 락업될 수 있습니다.오류 / 알람 확인절차는PLC 전원점검 및 재부팅, 외부장치와 센서의 연결상태 점검HMI로 확인되는 알람메시지나 코드 확인PLC 매뉴얼 확인으로 발생 오류 코드 분석 을 해야합니다또한 알람에서는알람유형에 따르 다르지만 재실행하여 일시적인 문제인지 확인하고반복 발생 시는 하드웨어 점검 및 프로그램 수정이 요구 됩니다.이렇게해도 해결이 안되면프로그램을 초기화 하거나 osexecutable 파일 다시 불러와야하는최악의 경우가 될 수도 있습니다.특정부분 테스트를 통한 락업 방지의 방법으로는프로그램을 모듈로 나누어 각 모듈의 독립작동을 테스트하고각 모듈 별 실행에 따른 문제를 판단합니다.PLC 시뮬레이선 프로그램을 이용해서 가상환경에서 시뮬을 돌려 테스트를 합니다.
기계공학
Q. 인공지능은 인가의 지능을 모방한 기술인데요
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.인공지능은 크게 3 단계로 분류 가능한데요약 인공지능, 강 인공 지능, 초 인공 지능으로 분류 됩니다약인공지능은 특정 목적 수행을 위해서만 만들어진 것으로, 컴퓨터 비전 및 자연어처리 등의 목적을 위해 적용됩니다강 인공지능은인간과 유사하거나 인간을 능가하는 수준의 지능을 가진 인공지능을 목표로 하는데현재 발전과정에 있는 인공 지능 들이 목표로 하는 지점이라 볼 수 있습니다.마지막으로초인공지능은인간의 사고능력을넘어서는 지능을 갖춘 시스템으로인간과 같은 감정과 자의식을 가질 수 있다고 예상되는 인공지능으로인간이 수행하는 모든 지적활동의 영역에서 더 뛰어난 성과를 낼수 있는 수준입니다.추론과 분석, 계산 등 모든 걸 뛰어넘고스스로 학습하면서 발전하는 지능폭발의 기능을 가짐으로서인간의 도움이 필요하지않는 독립적 인공지능의 단계입니다.발전과정을 보면50년대에서 80년대 시절에는논리적 문제 해결 및 관련 알고리즘 개발이 진행되던 시기고그 이후 2010년대 가지만해도딥러닝 등의 기술 발전을 통해 음성 및 이미지 인식 등의 기능이 비약적으로 발전했으며20년대 이후부터 생성형 AI 및 대형언어모델인 LLM 의 발전으로 인해이미지 생성 자연어 처리 등의 수준까지 되면서지금도 상상하기 힘든 속도로 발전 중입니다.영항은 긍정적이면서도 부정적인 면이 혼재하는데요모든 분야에서의 자동화를 통한 업무 효율성 증대 및의료 분야에서의 커스터마이징 된 의료 서비스로 의료의 질 상승보안 분야에서의 정밀하고 수준높은 보안 서비스 등많은 효율성을 보이나그에 따른 인간의 노동력 불필요로 일부 직업들이 사라지고인공지능을 통한 보안분야의 역공격 등이 우려되는 부분도 있습니다.
기계공학
Q. 모멘트와 모멘텀은 무엇이 다른 것인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.비슷한 듯 하지만서로 다른 물리개념으로 알맞게 써야 하는데요모멘텀은 물체가 어떤 속도로 얼마나 무겁게 움직이는 지를 나타내는것으로물리적인 추세를 의미한다 볼 수 있는데요물리에서 모멘텀은 결국 물질을 속도와 질량의 곱으로 나타납니다.즉 물질이 가지는 운동의 양을 표시하는 것으로 보시면되고모멘트는어떤 기준점에서 물리량의 분포 및 위치에 따른 영향을 나타내는 것으로회전운동 같은 효과 분석 시 사용됩니다.대표적으로 물리에서 토크 를 보실 수 있습니다.주로 기계회전운동 이해 에 사용되는 면이 있습니다.
기계공학
Q. 전투기 f47의 성능은 어떻게 될까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.현존하는 최강 전투기 세대는 5세대 전투기로스텔스 기술과인공지능 및 네트워크 연결을 통한 전투상황 인식이 극대화 된 세대입니다.추력편형 노즐을 통한 기동성이 좋고무장을 내부화 해서 레이더 반사면적을 줄인 형태로 나오는데요5세대인 F-22 및 F-35 를 대체할 목적으로 개발중인 것이 F - 47 모델이고 보잉사가 개발사업자 입니다.스텔스 기술에서 5세대를 넘어사면서 비행속도와 항속거리가 5세대를 뛰어넘습니다.또한 인공지응 기반한 주변 드론까지 함께 운용이 가능한 멀티 드론 컨트롤 성능을 가지고반자율 드론과 편대를 이루면서 작전 수행이 가능할 예정입니다.최신 소재를 통한 경량화로 5세대에 비해 더욱 강한 무장능력을 탑재할 것으로 나옵니다.실전배치는 2030년대 중반 즈음으로 예상되고 있습니다
기계공학
Q. 지하철을 만드는데 사용되는 원자재는 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.지하철 차체는초기에는 주로연강 소재로 하여 도색을 한 철판으로 제작되었습니다내구성이 우수하여 사용되었으나지하철 특성 상 부식에 강하면서도 내구성이 우수해야 하는 관계로점점 스테인레스 스틸과 알루미늄 소재의 복합으로 구성되어부식에 강하면서도 내구성이 높아야 하는 부분은 스테인레스경량화가 필요한 부속부분은 에너지효율성을 높이기 위해 알루미늄 재질이 적용되었습니다.습기가 많고 공기유통이 좋지 못한 지하의 특성 상스테인레스와 알루미늄의 조합으로 충분히 목적을 달성해왔으나최근에는카본 섬유나 나일론 및 에폭시 수지로 구성된 복합재료Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) 로 불리는 복합재료의 적용이 증가하는 추세입니다.무게가 가볍지만 강도는 매우 우수한 소재로부식에 강하고 내구성이 뛰어나서 다양한 환경에서 장시간 사용이 가능합니다CFRP 의 적용을 통해차체 경량화와 구조적 강도를 높여 차량 성능 개선과 동시에소모 에너지를 줄여 에너지 효율성을 높이고 있습니다.
기계공학
Q. 보행자 작동 신호기는 어떤 기능이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.보행자 작동 신호기는일단 누르게 되면자동으로 타이머에 따라 정해진 신호변경과 상관없이보행자의 목적에 따라신호가 변경되는 장치 입니다.원래는 2분마다 파란불로 바뀌는 지점이라 할때난 지금 빨리 좀 건너가고 싶은데차는 하나도 다니지 않는다 하면보행자 신호기를 누르시면약간의 시간이 지난후에 보행신호로 변경되게 됩니다.보행자도 많지않고그렇다고 차량 통행량도 많지 않은 장소의 경우쓸 데 없이 계속 신호만 변경되는 것은 교통 효율성 면에서 흐름에 원할성을 저해하기때문에그런 곳에 잘 설치되어 있습니다다만 문제라면고장난 것들이 많은데지자체랑 경찰이 공동관리다 보니 서로 책임소재가 명확하지 않아서관리가 잘 안됩니다.
기계공학
Q. 기억을 AI에 저장하고 사람처럼 회상할 수 있는 기술이 가능해질까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하시는 기술은인간의 기억을 결국 기계쪽으로 업로드가 가능해야 할 텐데요.일단개인 기억이런것이 단순한 영상, 소리등 여러 감각만의 데이터가 아니고복잡한 감정과 경험, 사회적 관계 등을 포함하는 면이 있고또한 생리학 적으로는아주 복잡한 신경 시스템을 통해 기억이 저장되고 회상 기능을 수행하다보니이런 인간의 기억을 기계로 업로드 한 다는 것은아직은 불가능한영역으로 취부되긴 합니다.다만 인간의 뇌와 컴퓨터가 연결되는 인터페이스 기술의 발전이 이뤄지면뇌와 컴퓨터 사이에서 직접적으로 상호작용이 일어나면서그 과정에서 생기는 데이터를 토해 AI가 기억을 효과적으로 이용하는 건 가능해질 것을 보이며모든 것은 아닐 지라도상호작용에서 생기는 각종 데이터 들을 AI 알고리즘을 통해 디지털 저장소로 저장하면서보조도구로 활용 될 수 있는 부분은 충분히 가능합니다.결국 기술의 발전과 여러 실험에 따른 AI 알고리즘의 발전그리고 AI 를 통한 딥러닝 과정을 통해결국에는 유사한 기억의 저장까지 올라갈 수 있을 것입니다만그렇게 해서 디지털화 된 기억은 영원히 저장될 것인데생전의 인간의 기억을 업로드 하여 남은 기억은그럼 과연 생전의 그 사람인가 아닌가 하는 윤리적인 문제점 등에 대한 부분은시화적 합의나 규정등에 의해 명시된 부분이 없다는 것이향후 우리 인류가 풀어야 할 문제가 아닌가 판단됩니다.