안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 인공지능이 발달을 하면서 기계 설계에 대한 변화가 있을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일일이 사람이 하나하나 설계에 참여하는 방식보다는AI 기반 프로그래밍 도구를 통한 설계로인력에 의해서만 이뤄지는 설계가 아닌AI의 협조/ 도움을 받는 설계가 이뤄지고 있습니다.AI 기반 프로그래밍 도구를 살펴보면1, Replit Ghostwrter코드완성, 생성, 변환 및 편집기 내 검색기능을 제공하는 ML기반 도구로코드분석 계속 제안을 제공하는 코드완성제안에 따라 새 코드 생성하는 코드생성표준을 충족하도록 코드를 리팩토링 하거나 현대화하는 코드변환기존 코드를 분석하고 자연어와 시맨틱 검색사용하여 기능 설명하는 코드 설명요소로 구성됩니다.코드를 리팩터링하여 더 빠르게 실행하고 다른 언어로 번역 가능한 장점이 있습니다.2, TbaNine딥러닝 알고리즘으로 Java, Python 및 C++ 같은 언어의 지능형 코드완성을위한 AI 코드완성 도구자동으로 코드 색인하고 작성 패턴에 따라 맞춤형 제안을 생성고급 AI 기능은 자동 코드 완성, 자동 생성 테스트, 구문강조표시, 인기 있는 IDE와 통합과 같은 기능 제공실시간 코드완성으로 개발속도를 높여주고코드개인정보 보호하며사용자코드에 대해 학습된 개인 모델을 제공합니다3, OpenAI Codex코덱스는 파이선, 자바스크립트, 고, 펄, PHP, 루비, 스위프트, 타입스크립트, 심지어 셀을 포함함 12개 이상의프로그래밍 언어로 작업코드를 생성할 수 있는 OpenAI GPT-3 에 기반한 자연어 처리 모델입니다.코덱스 학습에 사용되는 데이터에는 공개적으로 사용 가능한 소스의 수십억 줄의 소스코드 뿐 아니라공개 HitHub 리포지토리의 코드를 포함한 자연어 까지 포함됩니다.다양한 API dp 엑세스하고 데이터를 조작가능하고오픈소스 프로젝트의 기존 코드베이스에 대한 문서를 자동 생성합니다.코덱스는 초기 요청과 관련된 추가정보를 포함하는 확장된 응답을 제공합니다.4, CodeWPCodeWP 는 등방성에 의해 구축된 AI WordPress 코드 생성기 입니다.워드프레스 웹사이트 제작사를 위해 특별히 훈련되고 최적화 되었습니다.CodeWP 에는 실시간 협업, 실시간 코드 피드백, 다양한 프로그래밍 언어를 위한 광범위한 플러그인 등 기능이 포함되어있습니다.11개의 프로그래밍 언어를 지원하며인공지능모델은 워드프레스에 맞게 특별히 훈련되었습니다.5, CodeSquireCodeSquire 는 데이터 과학자, 엔지니어, 분석가를 위해 특별히 설계된 AI 기반 코드 작성 도우미 입니다.지능형 코드제안을 제공하고, 데이터 탐색을 지원하며, 반복작업을 자동화 합니다.데이터 과학자의 요구에 맞춰져 있으며적절한 데이터인식 및 셀 출력을 제공6, Salesforce CodeGen 프로그램 합성을 용이하게 하는 오픈소스 모델로, 대화형 AI 프로그래밍을 가능하게 합니다. 160억개 매개변수 자동회귀 언어모델을 사용하여 코드자동완성을 넘어사용자의 궁극적 목표를 이해, 더 적은 코딩으로 빠른 개발을 지원합니다.이 외에도 아주많은 도구들이 있으나이런 범용적인 프로그래밍 도구를 통하여AI 기반 코딩이 이뤄지면서 작업을 자동화하는 기능 덕분에기계설계/ 개발에 있어서 프로그래밍의 생산성/효율성의 향상을 꾀하고 있습니다.
기계공학
Q. 풍력발전기에 같은 기계들은 어떻게 만들어지나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.풍력발전기는 풍차에 의해 풍력에너지를 회전에너지로 변환하여 발전기를 구동시킴으로써 전기에너지를 생산하는 장비인데요발전기 원리를 보면1. 날개를 돌려 코일을 회전시킴2. 날개가 돌면 코일이 자석 사이에서 빙빙 돌면서 코일을 통과하는 자기장의 방향이 계속 반대로 바뀜3. 유도 전류가 흐르게 되고 전기에너지가 생성되어 전구의 불이 켜지게 됨이를 풍력발전기에 적용하면1. 블레이드를 통해 바람에너지가 회전운동에너지로 전환2. 기어박스를 거쳐 저속 회전에너지가 고속 회전에너지로 증폭3. 고속 회전에너지가 발전기를 통해 전기에너지로 변환풍력발전기 구조는3부분으로 크게 나누면 쉽습니다.블레이드, 타워 , 터빈1, 블레이드 블레이드는 '바람에너지→회전에너지'로 전환시키는 기계적 장치이므로 매우 중요한 역할을 한다고 할 수 있습니다.최근에는 바람개비의 크기가 커지고 있는 경향인데, 블레이드의 크기가 커질 수록(=회전축으로 부터 블레이드의 길이가 길어질수록=원의 반지름 길이가 길어질 수록=날개의 회전면적이 커질수록) 발전 출력이 커지기 때문입니다.· 출력 = 날개의 회전면적 x 날개의 힘 x 효율2, 터빈 터빈은 보통 발전기 전체를 말하는데 특히 Yawing과 Pitching은 제어장치부에 속하는데 제어를 통해 풍력발전기가 무인 운전이 가능토록 설정하는 것Yawing Control블레이드가 바람이 불어오는 방향으로 움지이도록 블레이드의 방향을 조절하는 것Pitch Control 날개(브레이드)의 경사각 조절로 출력을 능동적으로 제어하며 유압으로 작동 장기간 우전 시 유압장치실린더와 회전자 간의 기계적 링크 부분의 손상이 우려되며, 빠른 풍속 변화 시 순간적 피크발생으로 시스템 손상이 우려Gear box기어박스가 있는 풍력발전기를 기어형 풍력발전기라고 하며 대부분의 정속운전 유도형 발전기기를 사용하는 풍력발전시스템에 해당되며 유도형 발전기의 높은 정격회전수에 맞추기 위해 회전자의 회전속도를 증속하는 기어장치가 장착되어 있는 형태Nacelle풍력터빈의 하우징(housing)과 베드 플레이트(bed plate), 메인 프레임(main frame), 방향제어 시스템 등을 포함3, 타워풍력발전기를 지지하는 구조물로서 너셀과 로터부를 지상에서부터 일정한 높이에 위치시켜 지지해 주는 역할을 함구조는 심플하게 생각하면 가운데가 텅빈 커다란 원기둥원기둥 내부에는 전력선, 사다리, 엘리베이터 시스템 등 여러 가지 유지 보수를 위한 장치들이 장착의 구조물로 간단히 구성됩니다.참고로풍력발전기 출력 계산방법을 나열하면Output Power(kW) = Swept Area(날개의 회전면적) x Power Density(날개의 힘) x Efficiency(효율)로1. 출력은 공기밀도와 날개의 선회(회전) 면적의 크기에 비례한다.2. 출력은 풍속의 세제곱에 비례한다.3. 풍속은 세제곱에 비례하므로 출력을 만드는데 가장 결정적인 역할을 한다.정도로 이해가능하겠습니다.
기계공학
Q. 기계공학 학문에서 말하는 기초과학은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학은 4대 역학의 지식을 기반으로 모든 것이 발전해나가는 학문입니다.열역학, 정/동역학, 재료 역학 , 유체역학 의 4대 역학 입니다.정역학역학의 기본단위 및 차원, 단면의 기하학적 성질과 재료의 역학적 성질을 익히고, 강재에 작용하는 힘의 합성과 분해, 중심과 도심의 해법 등 역학 전반에 필요한 기본적인 지식을 습득한다. 정지해 있는 구조물의 역학적 원리 및 힘의 평형 상태와 관성모멘트를 파악하고 트러스, 보, 케이블 등 기본적인 정정구조물의 해석을 통해 구조공학의 기본동역학본 과정은 Newton역학에 기초하여 질점이나 강체로 이상화된 물체들로 이루어진 시스템의 운동을 해석할 수 있는 능력을 배양시키는데 목표가 있다.이를 위해 위치, 속도, 가속도, 각속도, 각가속도 등과 같은 운동의 기본개념들과 질량 및 관성 모멘트의 개념들을 습득하고 이들을 수학적으로 나타내는 방법과 이들 상호간의 관계를 유도하는 방법을 배운다. 또한 자유물체도 작성에 의한 운동방정식 유도방법과 일, 에너지, 운동량, 충격량 등의 개념 및 사용방법을 습득열역학이상기체의 취급과 열과 일의 사이클론에 대하여 열역학 제1법칙, 제2법칙, 이상기체, 비열, 내부에너지, 엔탈피, 열역학적 사이클, 증기사이클, 기체의 흐름 등에 대한 학문재료역학Stress 및 strain의 개념을 이해하고, normal stress 및 shear stress를 배우고, 각도에 따른 normal stress 및 shear stress의 변화를 이해한다. 자유물체도를 통하여 원하는 단면과 외부영역의 반력 및 stress를 계산하며, 재료의 물성치에 따른 거동을 파악한다. 비틀림 및 굽힘에 있어, stress 및 strain를 계산하며, 탄성에너지에 대한 학문유체역학유체의 정의, 유체정역학, 검사체적해석법에 의한 유동해석, 유체유동에 관한 미분적 해석법, 점성유동, 난류유동, 운동량정리와 베르누이정리의 응용, 차원해석과 상사법칙, 포텐셜유동, 내부유동 등에 관한 이론적 해석을 다루며, 유체시스템에 응용할 수 있는 능력을 기르도록 한다. 또한 유체역학의 응용과 목인 공기역학, 첨단유동실험법, 전산열유체, 터보유체기계, 열전달 등의 과목을 이수하기 위한 기본지식이 것들이 기본인데이걸 위해서는 수학, 물리학, 미/적분학 의 기초지식이 근간이 되어야 한다는 말이지요
기계공학
Q. 기계공학 학문은 이공계 계열이 필수인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.이공계에서 배우는 과목이 아주 기초가 됩니다.따라서 이공계가 아니면 많이 힘든 부분이 있습니다.기계공학과의 교과목 커리큘럼을 학년별로 보면1학년정역학, 공없학, 열역학, 재료역학, 컴퓨터 언어, CAD,공학설계 입문 등으로 가는데역학의 기본단위 및 차원, 단면의 기하학적 성질과 재료의 역학적 성질을 익히고, 강재에 작용하는 힘의 합성과 분해, 중심과 도심의 해법 등 역학 전반에 필요한 기본적인 지식을 습득한다. 정지해 있는 구조물의 역학적 원리 및 힘의 평형 상태와 관성모멘트를 파악하고 트러스, 보, 케이블 등 기본적인 정정구조물의 해석을 통해 구조공학의 기본을 익히고1계 미분방적식의 해법, 2계 및 고계 미분방정식의 해법, 연립 미분방정식의 해법, Laplace 변환을 이용한 미분방정식의 해법, 선형대수학, 벡터미적분학 등 기계공학의 기초가 되는 각종 역학과목에서 널리 이용되고 있는 상미분방정식의 이론과 해법을 배우게 됩니다.또한 이상기체의 취급과 열과 일의 사이클론에 대하여 열역학 제1법칙, 제2법칙, 이상기체, 비열, 내부에너지, 엔탈피, 열역학적 사이클, 증기사이클, 기체의 흐름 등에 대해 배우고Stress 및 strain의 개념을 이해하고, normal stress 및 shear stress를 배우고, 각도에 따른 normal stress 및 shear stress의 변화를 이해한다. 자유물체도를 통하여 원하는 단면과 외부영역의 반력 및 stress를 계산하며, 재료의 물성치에 따른 거동을 파악한다. 비틀림 및 굽힘에 있어, stress 및 strain를 계산하며, 탄성에너지, 좌굴에 대하여 배우는 과정을 통과하려면이공계에서의 물리 및 수학 의 기본이 아주 탄탄해야지만기계공학과 교과목 커리큘럼을 따라 갈 수 있습니다
기계공학
Q. 드론 입문을 해보고 싶은데 어떤 제품으로 시작하는게 좋을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.드론을 알아보시기 전 드론을 사는 목적을 분명히 해야 합니다.이것이 촬용용 인가, 그외 코딩 용인가아니면 VR 착용을 통한 드론 레이싱 이 목적인가 등등 말이죠단순히 드론을 비행시켜보고 싶은 경우 드론의 조종이 간편한지, A/S는 잘 되는지 등을 확인하시는 게 좋습니다.일단 가격대별로 입문용을 나열해보면1, 1- 4만원 대테란 미니드론 먼저 저렴한 가격대에서는 테란 미니드론을 추천합니다. 테란 미니드론은 드론 조종 미숙으로 드론이 망가질까 봐 걱정되시는 분, 저렴한 가격에 그냥 가볍게 드론을 즐기고 싶으신 분들께 추천드리는 제품 360도 회전비행이 가능할 뿐 아니라 호버링 기능, 속도 변경 기능SYMA의 X5시마의 X5시리즈는 국민드론이라 불릴 만큼 대중적인데요, 그중에서도 가장 기본형이고 가장 저렴한 X5 드론이 입문용 드론으로 이용하시기에 좋음별도의 조종기를 가지고 좀 더 고도화된 조종을 할 수 있다는 건데요, 360도 플립회전을 할 수도 있고 미세 조정을 할 수도 있고 고속/저속 모드를 설정할 수도 있음2, 5 - 9만원대바이로봇 페트론페트론은 손바닥 크기의 작은 소형드론에 속하고 있으며 이미 대중화가 되어 있어 많은 사람들이 이용하고 있습니다. 또 국산기업 제품인 만큼 A/S도 가능드론 비행뿐 아니라 RC카처럼 바퀴를 통해 주행을 할 수도 있으며 FPV 카메라 모듈을 통해 항공촬영까지 할 수 있고오토 호버링 기능과 조종기인 스마트폰을 기울이면 드론도 같은 방향으로 움직이는 모션컨트롤 기능도 지원3, 10 - 19 만원대코딩버드 키위드론아두이노, 스크래치 코딩이 가능하며 회로를 스스로 구성할 수 있도록 회로세트를 제공하고 있음드론에 입문하시는 분 뿐만 아니라 코딩에 막 입문하시거나 아이들에게 코딩을 가르치려고 하시는 분들에게 적당한 제품학습교재가 함께 판매되고 있으며 동영상 강의도 무료 제공됨.옵티컬센서가 탑재되어 있어 호버링이 가능하고 자이로가속도 6축센서가 탑재되어 있어 안전한 비행이 가능DJI의 TELLO카메라가 장착되어 있어 촬영이 가능하고 스마트폰 VR이 호환되어 색다르게 드론을 즐기실 수 있음 비행시간도 다른 드론에 비해 길어 장시간 비행이 가능하며 텔로 전용 어플리케이션이 있어 조종이 보다 쉽고 드론입문자가 다루기 쉽다는 장점정도로 나열해 보았습니다