안녕하세요, 김태환 전문가입니다.
기계공학
Q. 착용 로봇은 어떠한 로봇을 말하는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.착용형 로봇은 사람이 의복처럼 입거나 착용할 수 있는 로봇으로, 사람의 반복적인 동작을 보조하거나 중력의 반대 방향으로 힘을 보조하여 피로도를 줄여주는 역할을 합니다. 현장에서 장시간 반복 동작을 하는 노동자들의 피로도를 줄여주기 위해 개발되고 있습니다.질문자님께서 질문하신 현대자동차의 착용형 로봇은 '벡스(VEX)'라는 이름의 로봇이며, 자동차 생산라인에서 위를 보고 장시간 일하는 노동자를 보조합니다. 노동자의 근골격계 질환을 줄여주고 작업 효율성을 높이는 것을 목표로 개발되었습니다. 참고자료: https://tech.hyundaimotorgroup.com/kr/press-release/hyundai-motor-group-develops-wearable-vest-exoskeleton-to-alleviate-burden-in-overhead-work/
전기·전자
Q. 사람의 몸은 왜 전기에 감전되나요??
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.새도 감전될 수 있습니다. 아마 강의로 접하신 상황은 새가 전기줄 하나에 앉아있는 경우일 것입니다. 이 경우 한 전선 위에 새가 병렬로 연결되어 있기 때문에 전선보다 상대적으로 저항이 큰 새를 통해서는 전류가 흐르지 않습니다.만약 새가 두 전기줄 사이에 앉는다면, 즉 한 다리를 전기줄 하나에, 다른 다리를 다른 전기줄 하나에 놓는다면 새 사이에 전위차가 발생해서 전류가 흐르기 시작합니다.사람 또한 새처럼 전기줄 하나만 잡는다면 감전이 되지 않습니다만, 만약 두 전선을 같이 잡는다면 전위차가 발생하여 감전될 위험이 있습니다.
화학
Q. 차가운 소주가 강한 충격을 주었을 때 소주가 어는 이유
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.질문하신 현상은 과냉각 현상입니다. 과냉각은 액체나 기체가 고체가 되지 않고 그 상태를 유지한 채 어는점 아래까지 온도가 내려가는 현상을 말합니다. 액체나 기체가 고체로 응고되기 위해서는 고체덩어리의 중심인 핵이 필요한데, 핵 역할을 하는 불순물이 없거나 핵 역할을 할 결정덩어리가 생성되지 않는다면 액체나 기체 상태를 유지한 채 어는점 아래까지 온도가 내려가고는 합니다. 이때 액체가 기체에 충격을 가하면 순간적으로 고체로 변하게 되는데, 이것이 과냉각 현상의 가장 큰 특징입니다.
지구과학·천문우주
Q. 건물안에서소지질러도 어떻게 밖에서 소리가 나나요?
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.소리는 매질의 진동에 의해 전달됩니다. 공기가 매질로서 진동하여 소리가 전파되기도 하지만, 단단한 벽 또한 매질로서 진동하여 소리를 전파할 수 있습니다. 따라서 건물 안에서 문을 봉쇄하더라도 밖에서 내부 소리를 들을 수 있는 이유는 공기와 벽이 매질로서 진동하면서 소리를 밖으로 전파하기 때문입니다.
기계공학
Q. 3d 프린팅 기술이란 무엇인가요? 궁굼합니다.
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.3D프린팅 기술은 재료를 한층한층 쌓아 3차원 물체를 만들어내는 기술 중 하나로, 기존의 생산방식인 형성 방식(Formative), 커팅 방식(Substractive) 다른 특성을 보이는 새로운 방식인 적층 방식(Additive)입니다. 적층 방식에는 적층 재료에 따라 FFF, SLS, SLA 등 다양한 방식이 있습니다.위 그림은 각 생산방식별 생산량에 따른 생산 비용을 나타낸 그래프입니다. 기존의 형성 방식과 커팅 방식은 소량 생산 시 초기 비용이 많이 들지만 대량으로 생산할수록 생산 비용이 감소하는 것을 알 수 있습니다. 반면 적층 방식인 3D프린팅 방식은 생산량과 상관없이 생산 비용이 일정한 것을 알 수 있습니다.질문하신 로켓의 경우, 많은 로켓을 대량으로 생산하지 않기 때문에 기존의 생산 방식으로 제작하는 데에는 많은 비용이 발생합니다. 그런 3D프린팅 방식을 이용할 경우 비용을 획기적으로 저감할 수 있다는 장점이 있습니다.
전기·전자
Q. 축구를 하면서 전기에너지를 만드는 소켓볼은 아직 상용화되지 않았나요?
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.질문하신 소켓볼(Soccek ball)은 2013년에 킥스타터를 통해 크라우드 펀딩 받아 상용화를 시도한 바 있습니다. 하지만 2014년 킥스타터에 공개한 마지막 공지에 의하면, 배송 문제와 품질 문제로 인해 버전 1은 생산을 중단한 상태이며 유명 제조 컨설팅 회사와 협약을 맺어 버전 2를 공개할 예정이라고 합니다. 최근까지 새로운 공지가 없고, 버전 1조차 아직 받지 못했다는 리뷰가 있는 것으로 보아 개발과 영업의 난황으로 개발이 중단된 것으로 보입니다.참고자료: https://www.kickstarter.com/projects/unchartedplay/soccket-the-energy-harnessing-soccer-ball/posts/951293l
전기·전자
Q. 아두이노에 대해서 1개 질문드립니다!
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.USB 포트의 구조는 아래 사진과 같습니다.5V에 해당하는 전극과 GND에 해당하는 전극 사이의 전압을 아두이노로 측정한 뒤(analogRead 혹은 digitalRead), 이에 맞게 조건문을 작성하여 릴레이를 제어하시면 되겠습니다.
전기·전자
Q. 자동제어 계통의 요소나 그 요소 집단의 출력 신호를 입력 신호로 계속해서 되돌아 오게 하는 폐회로 제어는 무엇일까요?
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.질문하신 회로는 피드백 제어입니다.시퀀스제어는 출력 신호와 무관하게 입력 신호가 들어가는 개회로 제어에 해당하고,피드백제어는 출력 신호에 따라 입력 신호가 달라지는 폐회로 제어에 해당합니다.
전기·전자
Q. 일반모터와 서보모터의 차이점이 무었인가요?
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.가장 큰 차이는 엔코더 유무입니다. 일반적인 AC모터는 모터의 회전 위치에 대한 피드백 센서 없이 동작하므로 무한궤도 동작에 적합합니다. 반면 AC서보모터는 모터의 회전 위치를 감지하는 엔코더 센서가 후면에 부착되어 있어 모터가 얼마나 회전하였는지 알 수 있습니다. 따라서 정밀한 로봇 기구에 AC서보모터를 사용합니다.
전기·전자
Q. 쇼트가 난다는게 무슨말인가요?
안녕하세요. 김태환 과학전문가입니다.일반적으로 쇼트(short)는 전원의 +극과 전원의 -극이 저항 없이 연결되었을 때를 말합니다. 전원 과부하 없이 두 극을 연결하기 위해서는 두 극 사이에 저항을 연결해야 합니다. 저항을 연결하지 않고 두 극을 연결할 경우 매우 큰 전류가 흐르면서 스파크가 발생합니다.