안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
Q. 시계는 어떤 원리에 의해서 작동하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단일반 기계식 시계의 작동원리는기본적으로메인스프링의 탄성에서 동력을 얻고정밀한 시간의 균등을 위한 일정한 진동을 사용합니다.메인 스프링은 결국 테엽을 감아서 그에따른 저장된 응력을 사용하여 동력으로 이용하는 방식이고거기서 공급된 동력은 오실레이터에 균등하게 분배되는데오실레이터에서 밸런스 스프링과 그 주기적 진동을 통해 조절됩니다.밸런스 휠에서 한시간에 28,800 번 진동하는 것을 기준으로정확한 시간을 분배하며 시간표시를 진행하게 되는 방식입니다.그럼 평생 움직인다는 오토매틱 시계는 어떤 원리인가 본다면테엽을 감아주는 것을 안해도 된다는 뜻으로수동식 태엽과 달리손목의 움직임에 따라 태엽을 감아주는 방식으로그에따른 운동으로 전기가 발생하고그 전기를 동력원으로 하여평생 움직인다는 개념으로 받아 들일 수 있는 부분이 있습니다.손목이 움직일때 마다 자동로터가 회전하고, 이 회전력을 증속시키는 장치를 통해 발전로터에 전달됩니다.이 발전로터 회전에 따른 발전코일 교차로 자속이 변화하는데그에따른 전자기 유도에 따라 발전코일에서 전압이 발생되고그에 따른 충전을 통한 장치로 결국 영원히 작동된다는 개념으로 받아 들이시면 됩니다다만 이또한 기계부품이다보니 내부부품들의 마모로 인해 서서히 기능이 떨어지는 부분을 감안한다면영원이라기 보다는사람의 수명대비 시 사람 수명기간 동안은 이상없이 쓸 수있다는 개념정도로 받아들이시면 좋을 듯 합니다.
Q. 로봇공학에서 AI는 어떤 역할을 하게 되나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기존의 로봇공학은제조공정에서의 부분적 작업을 수행하는 데 사용되었으며이는 산업현장에서 인간 노동력의 대체하는 것으로 시작이 되었습니다.그루컴퓨터 기술의 발전으 통해보다 복잡하고 다양한 작업의 수행이 가능해지는 발전과정을 거쳐왔습니다.이런 진행상황에서인공지능과 센서 기술의 진보가 이뤄지면서센서측 초소형카메라, 레이더, 라이다 등을 통하여 로봇의 감각이 향상되어 정밀한 환경 인식이 가능해지고머신러닝 및 딥러니을 통한 센서데이터의 분석 및 학습이 이뤄짐으로 인해센서와 AI의 통합을 통하여 로봇기술은 새로운 페러다임을 제시하게 된 현실입니다.즉 AI를 통한 의사결정, 예측, 문제해결 등 다양한 고차원적 작업 수행이 가능하게되어제조업, 의료, 서비스 물류 등 분야에서 다양한 활용이 가능하게 되었습니다.AI의 발전을 통해 로봇이 더욱 고차원적인 작업을 가능케 하게 되어결국에는 인간과 로봇이 상호협력을 추구하는 단계로 나아가게 될 것으로 예측됩니다.결국 로봇공학에서의 AI의 역할은 더욱 고차원적이고도 정밀한 작업수행을 가능케하는제 2의 두뇌 역할을 하게 됨으로써로봇의 학습능력과 에너지 효율성을 향상시키는 기술적 발전 방향이 더욱 중시 될것이며또한 그에 따른 사회전반에서 인간과의 높은 수준의 상호작용을 이룰 수 있을 것입니다.
Q. 헬리콥터는 꼬리부분에 프로펠러가 있는 것과 없는 것이 있던 데 꼬리프로펠러는 어떤 역활을 하는지 알고 싶습니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 헬리콥터는가장 기본적인 구조라면 꼬리의 프로펠러가 있어야 합니다.왜냐하면중앙의 메인 프로펠러(로터)가 회전할 때 발생하는 헬리콥터 본체의 반작용 현상을 상쇄하기 위해몸체 회전방향의 반대방향으로 바람을 불어 회전력을 상쇄 시켜줘야 하기 때문입니다.영화같은 데서도 보셨을 텐데요꼬리 날개가 파손되면 헬리콥터 몸체자체가 빙글빙글 돌다가 추락하는 장면이 나오곤 합니다.주 프로펠러 회전에 대한 반작용으로 헬기 몸체가 회전하는 것을 상쇄시키기 위해서 이니반드시 일반적인 구조라면 꼬리 날개가 수평방향으로 바람을 불어줘야하기에 있어야만 합니다.다만 말씀대로꼬리에 프로펠러가 없는 형식도 있습니다.그럼 앞서 설명처럼몸체가 돌아가는 걸 막아줘야 하는데 어떻게 없는 형태가 있냐 하는 질문이 나오는데요.그 회전토크를 상쇄 시키는 방식의 설계가 있습니다.동축 반전 로터 와 탠덤 로터 방식인데요동축 반전 로터 라는것은닥터헬기 등의 형식들을 보면주 프로펠러가 두개가 겹쳐서 된 방식이 있는데이게 서로 다른 방향으로 회전하는 방식으로되어, 서로의 회전토크를 상쇄 시킵니다.양력불균형이 없고 꼬리날개가 필요없어 동력손실도 적어집니다만구조가 복잡햇거 결함발생률이 높고, 아래위 두개 프로펠러다 보니 날개가 서로 충격가능해서 위험한 면이 있습니다.탠덤로터 방식은 NOTAR 시스템 입니다이는 No Tail Rotor 약자로 즉 꼬리 날개 회전날개 없이 토크를 상쇄 시킨다는 것인데꼬리날개를 돌려서 회전저항력을 만드는게 아니라꼬리에서 회전력을 상쇄시킬 고속 공기를 뿜어내는 방식입니다.꼬리프로펠러 방식에 비해 안정성이 좋고 소음이 줄어들며, 유지관리도 좋은 면이 있습니다.다만 설계와 내부적인 컨트롤이 어려워 제어적인 기술력을 필요로 합니다.
Q. 사무실에서 사용하는 작은난로가 있는데
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.결론부터 말씀드리면일종의 안전 스위치 입니다.정상적인 수평상태로 있을 때하부 지지대 다리가 바닥에 정상적으로 닿아있다고 인식하고전원이 공급되는 원리 입니다.난로는 어떤 상황이든기울어져서 넘어진다면화재 사고로 직결될 위험이 상당히 큽니다.따라서난로의 수평이 맞지않는 상황이라 인식되면난로가 넘어지는 상황으로 판단되어 작동이 멈추는 것이 가장 기본적인 안전 체계입니다.난로 하부에 고정된 무게를 장착한 추를 가지는 수평감지부가 있습니다.난로가 기울거나 넘어지는 경우, 추의 무게에 의한 로드를 통하여 상단 헤드를 당겨안착부와 수평이 되도록 하고, 작동핀이 평행상태가 되면서 전원을 차단하게 됩니다.또한 기울어져서 하부 접지부가 떨어지면접속단자 내에 탄성편이 off 상태가 되어 전열코일로 가는 전원을 차단하는 기능도 제공됩니다.이는 모두 난로 등의 전열기구가 넘어졌을 때 신속하게 전원을 차단하여 화재를 방지하기 위한 안전장치라 보시면 되겠습니다.
Q. 앞으로 자율주행이 완전 보편화 된다면
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.말씀하시는 자율주행의 레벨은마지막 레벨인 레벨5 입니다.모든 운전작동에 있어서인간의 관여가 전혀 없이 완전 자동으로 시행되는 단계로현재 자율주행 레벨은 4에 머물고 있습니다일단 기술적으로자울주행의 핵심인 눈의 역할을 하는 센서부분그리고 그 센서를 통해 들어온 데이타의지도화 기술지도화된 데이터와 GPs데이터 및 네비게이션 데이터와의 상호보완그리고 스마트시티에서 관리되는전체 교통시스템과의 상호통신 교류등의 기술이 모두 구축되어야만 가능한 레벨 되겟습니다그 외 인공지능 부분에 있어서 윤리적인 부분에 대한 확립이 아직은 미흡합니다절체절명의 사고발생 가능 순간에서운전자를 보호 할 것인지보행저를 보호우선 할 것인지그리고 보행자의 숫자에 따라 어느 쪽을 충돌 선택할 것인지 등에대한윤리적 기준이 아직은 정립되지 못한 부분들기술적으로나 윤리적 부분으로나법적 규제 부분들 까지 넘어야할 산은 많으나기술적으로만 본다면가능한 수순으로 가고 있습니다