• 회원가입
  • |
  • 로그인
  • |
  • 장바구니
  • News
    뉴스 신제품 신간 Culture & Life
  • 강좌/특집
    특집 강좌 자료창고 갤러리
  • 리뷰
    리뷰
  • 매거진
    목차 및 부록보기 잡지 세션별 성격 뉴스레터 정기구독안내 정기구독하기 단행본 및 기타 구입
  • 행사/이벤트
    행사 전체보기 캐드앤그래픽스 행사
  • CNG TV
    방송리스트 방송 다시보기 공지사항
  • 커뮤니티
    업체홍보 공지사항 설문조사 자유게시판 Q&A게시판 구인구직/학원소식
  • 디렉토리
    디렉토리 전체보기 소프트웨어 공급업체 하드웨어 공급업체 기계관련 서비스 건축관련 업체 및 서비스 교육기관/학원 관련DB 추천 사이트
  • 회사소개
    회사소개 회사연혁 출판사업부 광고안내 제휴 및 협력제안 회사조직 및 연락처 오시는길
  • 고객지원센터
    고객지원 Q&A 이메일 문의 기사제보 및 기고 개인정보 취급방침 기타 결제 업체등록결제
  • 쇼핑몰
크레오 9.0에서 향상된 주요 기능
캐디안 마스터 2022 : 지리정보 기능 Ⅱ
레빗에서 알아 두면 아주 유익한 꿀팁 시리즈 (12)
  • 전체
  • 범용
  • 기계
  • 건축
  • 그래픽
  • 기타
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (9)
인공적 보조 감각    지난 호에서는 인간의 오감으로 얻어진 정보로부터 어떻게 종합적인 감각으로 변환되어 활용되는지, 비몽사몽, 무감각, 무심이란 어떤 상태인지에 관하여 소개하였다.  이번 호에서는 우리의 오감을 대신할 인공적 보조감각(센서)과 그 활용사례에 관하여 살펴본다.   ■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 인간의 오감과 오감을 대신하기 위한 센서에 필요한 기능   오감의 표현 오감은 태어나면서부터 가지는 감각기능이기 때문에 굳이 생각해 볼 필요도 없는 경우가 대부분이다.(그림 1) 평소에 아무런 문제가 없을 때는 관심조차 없다가 평소와 다른 느낌이 들거나 정도가 심해져서 불편함 또는 장애로 다가왔을 때 비로소 의식하게 되는 경우가 대부분이다. 공기가 없으면 살 수 없지만 공기의 존재를 의식하면서 살고 있지 않은 것과 같다. 공기라고 하는 것도 두리뭉실한 표현일 뿐이다. 공기를 구성하는 기체의 종류, 구성비율, 밀도 등에 관한 정보가 갖춰져야 우리가 일상적인 대화에서 사용하는 공기라는 단어의 의미를 이해할 수 있을 것이다. 다만 구체적인 것을 이야기하지 않아도 비슷한 상황에 익숙한 사람들은 의사소통에 전혀 문제가 되지 않는 암묵적인 약속 같은 것이다. 물고기도 물이 없으면 살지 못한다. 물이 없는 세상은 생각할 수도 없는 일이다. 물이라고 다 같은 물일까? 민물, 바닷물, 녹조가 발생한 물, 오염된 물 등 물 앞에 갖가지 수식어가 붙는다. 물이라는 광범위한 액체의 상태를 지칭하는 말로는 구체적인 상태를 담아내지 못하기 때문이다. 물은 언제부터 물이라고 불리게 되었을까? 언어가 다르면 ‘Water’, ‘水’, ‘Agua’, ‘Wasser’ 등으로 그 이름도 달라지기 마련이다. 물의 상태를 특징 지은 개념이 ‘물’이라는 단어와 연결되어 사용하고 있을 뿐이다. 물의 상태를 형용하는 단어 역시 그 단어의 개념을 일상에서 사용되는 예문을 통해서 각자의 방식으로 학습하여 의사를 전달하는데 사용하고 있을 뿐이다. 언어적 사고 없이는 의사소통이 불가능하지만 언어의 불완전성 또한 크다는 사실을 이해할 필요가 있다. 오감 신호에 대한 해석과 표현 방법도 예외는 아닐 것이다.   오감의 정체 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각의 다섯 가지 감각의 정체는 무엇일까? 신체 외부의 환경을 감지하여 생명활동에 활용하기 위한 신호를 얻는 감각이다. 시각, 청각, 후각, 미각은 몸체의 머리부분에만 모여 있는 기능이고 촉각은 신체 전부에 골고루 분포되어 있다. 시각은 400nm~700nm의 한정된 범위의 빛의 유무와 세기 분포를 안구에 들어온 물리적 신호인 빛을 시신경을 통해서 감지하여 뇌로 전달한다.  청각은 초당 20~2만회(20Hz~20kHz)에 이르는 매질(공기)의 압력 변화를 귀 안에 있는 고막의 진동으로 감지하여 뇌로 전달한다. 매질이 없으면 전달되지 않으며 매질이 달라지면 전달 속도도 달라진다. 공기라는 매질이 없으면 생명을 유지할 수도 없다. 후각은 공기 중의 특이한 냄새를 콧속에 있는 후각세포를 통하여 감지한다. 공기는 무색 무취이므로 냄새를 맡게 되면 무엇인가 이상하다는 것을 느끼게 된다. 일산화탄소와 같은 유독 가스도 무색 무취이므로 냄새가 나지 않는다고 해서 안전하다는 의미는 아니다.  미각은 혀의 미각세포를 통해서 쓴맛, 신맛, 짠맛, 단맛, 감칠맛의 다섯가지 맛을 화학적 반응으로 감지한다. 매운맛, 떫은 맛은 맛이 아니고 통각을 맛처럼 느끼기 때문에 맛이라고 표현하는 것으로 알려져 있다.     신체 전체에 분포되어 있는 촉각을 담당하는 감각기관은 외부의 물리적인 상태를 감지하는데 부드러움, 딱딱함, 따스함, 차가움, 건조함, 젖음, 거침, 매끈함, 무거움, 가벼움 등의 다양한 정보를 수집한다.  
유우식 작성일 : 2022-09-01 조회수 : 1142
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (8)
종합적 감각 : 비몽사몽, 무감각, 무심   지난 호에서는 ‘촉각’의 정체를 알아보고 ‘무감각’, 과민 반응으로 볼 수 있는 ‘바람만 스쳐도 아프다’고 하는 통풍과 점자를 비롯하여 인간의 촉각을 활용한 여러가지 사례에 관하여 소개하였다.  이번 호에서는 인간의 오감으로 얻어진 정보로부터 어떻게 종합적인 감각으로 변환되어 활용되는지, 비몽사몽, 무감각, 무심이란 어떤 상태인지에 관하여 생각해 본다. ■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 표류하는 사람과 고립된 사람의 동상이몽    오감으로 얻어진 신호의 종합적 처리와 활용 우리는 시각, 청각, 후각, 미각, 촉각의 다섯 가지 감각기관을 통해서 얻어진 오감 신호를 어떤 방법으로든 종합적으로 처리하여 생명활동, 사회활동, 경제활동 등 생존과 생활에 필요한 다양한 요구에 도움이 되도록 활용하고 있다. 생명의 유지에 필수적인 기본 기능의 경우에는 무의식적으로 일어나는 경우가 많아서 살아있다는 것조차 느끼지 못할 때가 많다. 태어나면서부터 줄곧 유지되어 왔던 것으로 굳이 의식해야 할 만한 것이 되지 못했기 때문일 것이다. 태어나면서부터 숨은 계속 쉬어 오고 있지만 숨을 쉬고 있다는 사실도 잊고 지내는 시간이 훨씬 길다. 숨을 쉬기 어려운 상황에 처했을 때 비로소 숨을 쉬고 있었다는 사실을 인지하고 숨을 쉴 수 있도록 하려고 발버둥치게 된다.  앞서 언급한 오감은 생명활동이 유지되고 있을 때 비로소 가질 수 있는 매우 사치스러운 기능이라고 할 수 있다. 대부분의 사람들은 나면서부터 이러한 사치스러운 명품 기능을 가지게 된 탓에 명품의 가치를 잘 모르고 지내고 있다. 명품 기능에 이상이 생겼거나 잃게 되는 상황에 처해서야 그 소중함을 인식하게 되는 경우가 대부분이다. 당연한 권리라고 생각하는 경우가 많기도 하고, 전혀 생각해야 할 필요성을 느끼지 못했기 때문이다. <그림 1>에 작은 보트에 몸을 의지하고 망망대해를 표류하는 사람이 작은 섬을 발견한 경우와 작은 섬에 표류하여 섬을 빠져나갈 방법을 모색하고 있던 사람이 서로를 발견했을 때의 반응을 소개하였다. 섬을 발견한 사람과 보트를 발견한 사람 모두 “이제 살았다”는 생각을 하게 된다. 사람보다는 ‘섬’과 ‘보트’에만 신경이 집중되었을 것이다. 서로가 반대의 입장이 되었다고 생각하면 상황은 전혀 달라진 것이 없을 것이다. 같은 상황에 서로 다른 인식을 하고 있는 셈이다. 표류하는 상황이 아니고 취미 생활의 한 장면이었다고 해도 전혀 다른 생각을 하게 되었을 것이다. 오감을 통해서 얻어진 정보는 같은데 왜 다른 느낌을 받게 될까? 오감을 통해서 얻어진 신호를 종합적으로 처리하면서 자신이 처해 있는 상황에서의 유불리를 판단하기 때문에 발생하는 문제라고 할 수 있을 것이다. 바다도, 보트도, 섬도, 야자수도 자신의 존재와는 무관하게 그저 그때에 거기에 있었을 뿐이다.  
유우식 작성일 : 2022-08-01 조회수 : 2287
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (7)
촉각 : 무감각, 바람만 스쳐도 아프다   지난 호에서는 ‘미각, 무미’라는 주제로 우리의 미각의 정체, 미각을 담당하는 기관의 기능 및 미각을 대신한 각종 센서에 관하여 소개하였다.  이번 호에서는 ‘촉각’의 정체를 알아보고 ‘무감각’, 과민 반응으로 볼 수 있는 ‘바람만 스쳐도 아프다’고 하는 통풍과 인간의 촉각을 활용한 여러가지 사례에 관하여 소개한다.   유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 닿을 듯 말 듯한 하느님과 아담의 손가락   촉각 촉각은 오감 중 하나이며 외수용기로 외부 자극에 대해 인지 또는 반응하는 감각의 한 종류이다. <그림 1>에 프레스코 시스티나 경당 천장에 그려진 미켈란젤로(Michelangelo Buonarroti)의 벽화의 하나인 아담의 창조(The Creation of Adam)를 소개하였다.  시스티나 경당(라틴어 : Aedicula Sixtina)은 바티칸 시국에 있는 교황의 관저인 사도 궁전 안에 있는 경당으로 시스티나 성당으로 불리기도 한다. 하느님이 최초의 인간인 아담에게 생명을 불어넣은 창세기 속 성경 이야기를 그리고 있는데, 하느님의 손가락이 아담의 손가락과 닿아야만 무언가 일어날 것 같은 느낌이 든다. 아직 신체의 접촉은 이루어지지 않는 것으로 보이나 신체의 접촉이 역사적 이벤트의 ‘Start Button’과 같은 의미로 해석될 수도 있을 것 같다. 하느님이 자신의 형상을 닮은 인간을 만들어 낸 창조적 힘과 혼을 불어넣어 인간이 만들어지는 감동적인 순간을 역동적으로 형상화한 작품이다. 이 작품을 통해서 촉각의 상징성을 가늠해 볼 수 있을 것이다.   피부로 느끼는 다양한 촉감 피부의 사전적 의미는 척추동물의 몸을 싸고 있는 조직이다. 간단히 말해서 인간의 신체를 둘러싸는 조직인 살갗, 즉 살가죽의 겉면에 해당된다.  <그림 2>에서 보는 바와 같이 다양한 감촉을 느낄 수 있다. 압력, 온도, 통증, 질감 등을 구별할 수 있다. 뜨겁거나 차가운 것, 거칠거나 매끈한 것, 딱딱하거나 부드러운 것, 미끈거리거나 끈적거리는 것, 마르거나 젖은 것 등의 느낌의 정도를 검출하여 생명활동을 이어가는데 활용하고 있다.   그림 2. 피부로 전해지는 다양한 촉감(그림에 의한 시각적 자극으로도 과거의 경험치를 바탕으로 촉감이 느껴지는 듯한 가상현실을 체험하게 된다.)   생명활동에 영향을 미치는 위급한 상황은 반사신경으로 시간의 지체됨이 없이 신체가 자기방어를 위하여 즉각적으로 반응하여 생명의 위험으로부터 몸을 보호하려고 한다. 생명에 크게 위협받지 않는 정도의 좋고 싫음의 정도라면 피부를 통해서 얻은 정보를 바탕으로 판단하여 적합한 대응을 하게 된다. 어떤 상황은 피하기도 하고 즐기기도 한다. 시간적으로도 수 초에서 생애에 걸쳐 서서히 적응해 가기도 한다. 좋고 싫음의 개인차도 상당히 큰 편이어서 반응이나 대응이 일률적이지 않은 특징이 있다. 기호의 문제로 치부되는 경우도 있다. <그림 2>에 소개간 다양한 사례의 사진을 통해서 촉각에 의한 느낌을 연상하게 된다. 시각적 자극으로 촉각에 의한 감각인 양 사진 속의 상황을 느끼게 된다. 이것은 과거의 체험을 통해서 축적된 시각적 자극의 데이터베이스와의 비교를 통하여 가장 유사한 상황을 연상하여 추정한 시뮬레이션의 결과라고 볼 수 있다. 한 번도 경험한 적이 없는 상황의 사진에서도 무언가를 연상하고 추정할 수는 있겠으나, 실제의 상황과는 상당히 다른 상황을 연상하거나 어떤 의미의 사진인지 이해하지 못하는 경우도 발생할 수 있다.
유우식 작성일 : 2022-07-01 조회수 : 1961
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (6)
미각, 무미   지난 호에서는 ‘후각, 무취’라는 주제로 우리의 후각의 정체, 후각 기관의 기능, 냄새의 정체, 냄새의 분류, 냄새의 강도, 향기와 악취, 악취 발생물질 및 안전사고 예방을 위한 주의사항 및 후각을 대신하여 기체를 대상으로 한 전기 화학센서의 활용에 관하여 소개하였다. 이번 호에서는 ‘미각, 무미’라는 주제로 우리의 미각의 정체, 미각을 담당하는 기관의 기능 및 미각을 대신한 각종 센서에 관하여 소개한다.     유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 혀 표면에 분포되어 있는 미각센서(돌기)의 확대사진   미각 맛을 느끼는 감각기관은 혀이다. 혀에는 맛을 느끼는 것 이외에도 중요한 기능이 있다. 말로 의사소통을 하기 위해서는 성대로 발성을 해야 하지만 혀의 모양에 따라서 다양한 소리를 낼 수 있다. 한글의 자음의 모양이 발음할 때의 혀의 모양에 유래한다고 하는 것만 보아도 혀의 또 다른 기능을 알 수 있다. 혀에 관한 속담으로 유명한 것이 ‘삼촌지설’, 즉 세치의 짧은 혀라는 뜻이다. ‘세치 혀’는 말재주의 힘을 말하는 것으로 사마천의 사기에서 유래된 것이다. 혀의 길이는 고작 세치(9.09 cm)밖에 되지 않지만 그 위력이 대단하다는 의미를 지닌다. 혀는 입안에서 항상 침으로 촉촉하게 젖어 있으며 혀의 표면에는 맛을 느끼게 하는 다양한 크기와 모양의 맛 봉오리, 미뢰 또는 유두라고 불리는 돌기가 분포되어 있다.(그림 1) 혀에 접촉한 고체 또는 액체상의 물질의 화학적인 성분을 검출하여 맛으로 느끼게 된다. 혀는 화학센서인 셈이다. 화학센서의 반응의 종류와 세기를 바탕으로 맛을 인식한다. 혀에서 미각이 사라진다면 음식의 섭취도 단순하게 생명활동을 이어 가기 위한 행위에 불과할 뿐으로 맛을 즐기는 일도 없는 무미건조한 세상이 아닐까 싶다.   맛의 종류 캐드앤그래픽스 2월호에서도 간단하게 소개한 바와 같이 학교에서 배운 전통적인 혀의 맛 지도를 공부해 왔다. 학교에서 배운 혀의 맛 지도에서는 쓴맛을 느끼는 부위가 혀의 안쪽, 신맛을 혀의 가장자리에서, 단맛을 혀의 끝 부분으로, 그리고 짠맛을 혀 전체에서 느끼는 것으로 <그림 2>와 같이 소개되었다. 2002년에는 제5의 맛으로 감칠맛(Umami)이 추가되었으며 2010년에는 제6의 맛으로 지방맛(Fat)을 추가하려는 움직임이 나타났다. 우리는 아직도 ‘세치 혀’를 탐색 중인 셈이다. 쓴맛, 신맛, 짠맛, 단맛의 네 가지 맛을 느끼는 맛 지도는 지금부터 약 120년 전인 1901년에 독일의 의사 D. P. Henig(헤니히)가 발표한 연구 결과를 잘못 소개한데서 비롯된 것이다. 그는 혀의 부위별로 민감한 맛이 따로 있지만 그 차이가 매우 미미하다고 하였으나, 그 주장이 잘못 전달되어 엉뚱한 혀의 맛 지도가 그려진 것이다. 실제로 우리의 혀는 부위와 상관없이 네 가지 맛을 느끼는 정도에 큰 차이가 없으며, 미뢰는 혀 전체에 분포하기 때문에 혀의 모든 부분에서 모든 맛을 느낄 수 있다고 한다. 매운 맛, 떫은 맛, 물맛 등은 없는 것일까? 표현할 방법이 없어서 표현하지 못하는 맛도 있지 않을까 싶다. 너무나 당연한 것이라고 생각하고 있는 것 중에도 사실과 다른 것은 의외로 많다. 상식이라는 이름으로 호기심을 갖는 것조차 포기하게 만드는 경우가 비일비재하다. 상식이라는 개념이 존재하는 한 비상식적인 생각과 몰상식한 생각으로 구분하게 되어 잘못 알려진 혀의 맛 지도를 그리는 것과 비슷한 행위가 될 수 있다.   그림 2. 학교에서 배운 혀의 맛 지도는 믿을 수 있을까? 혀의 모든 부분에서 모든 맛을 느낄 수 있다.  
유우식 작성일 : 2022-06-02 조회수 : 1025
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (5)
후각, 무취    지난 호에서는 ‘청각, 이명, 환청’이라는 주제로 우리의 청각과 청각기관에 관련된 내용을 귀의 중요한 감각기능인 평형감각과 함께 소개하였다. 소리의 정체, 소리의 특징, 소리의 매질에 따른 전달 속도, 도플러 효과에 관하여 설명하고 빛과 소리에서 일어나는 현상과의 차이점도 소개하였다.  이번 호에서는 ‘후각, 무취’라는 주제로 우리의 후각의 정체, 후각 기관의 기능 및 후각을 대신하는 각종 센서에 관하여 소개한다.   유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 냄새의 정체는 무엇이며 어떻게 인식되는 것일까?   후각 냄새의 정체는 무엇이며 어떻게 인식되는 것일까? 좋은 냄새를 맡으면 기분이 좋아지고 좋지 못한 냄새를 맡으면 인상이 찌푸려지고 피하고 싶어진다. 냄새를 맡는 것은 후각기관을 통해서 이루어진다.  <그림 1>에서 보는 바와 같이 냄새의 성분을 가진 향기(또는 악취) 물질이 비강을 통해서 후신경구와 후각 신경 소자를 통해서 감정과 욕구 등을 관장하는 신경계인 대뇌의 변연계에 전달되면 냄새로 인식하게 된다. 냄새를 지닌 물질을 비강을 통해서 흡입하는 것만으로 냄새 물질의 존재, 종류, 농도를 검출하는 셈이다. 기체를 호흡하고 있기 때문에 밀도가 매우 낮은 물질이다. 우리가 생명활동을 이어 가기 위해서는 일정한 농도와 양의 산소가 필요하기 때문에 냄새 물질의 농도가 수 퍼센트를 넘을 수 없다. 지난 호에서도 소개한 바와 같이 1기압의 대기에서 공기 1리터의 무게는 1.2그램으로, 물 1리터의 무게인 1킬로그램의 830분의 1의 밀도이다. 이렇게 밀도가 낮은 공기의 수 퍼센트 이하의 냄새 물질을 호흡을 통한 샘플링만으로 냄새를 느낄 수 있다는 것은 후각의 감도가 매우 높다는 것을 짐작할 수 있다.   향기와 악취 사람마다 기호가 달라 좋아하는 냄새와 싫어하는 냄새에도 개인차가 있을 수 있다. 문화와 지역에 따라서도 기호에 차이가 있어 향기와 악취를 구분하는 절대적인 기준을 정할 수는 없지만 대체적으로 좋아하는 냄새를 향기라고 하고 싫어하는 냄새를 악취로 구별할 수 있을 것이다.  <그림 2>에 향기와 악취를 내는 것들을 예시하였다. 그림에서는 어떤 냄새도 나지 않지만 시각적으로 예시된 사진과 일러스트를 통해서 자신의 경험을 바탕으로 냄새를 상상할 수 있을 것이다. 향기를 내는 것은 실물의 사진을 사용하였고 악취를 내는 것은 일러스트를 사용하였다. 악취를 내는 것도 실제의 사진을 사용하게 되면 혐오스러운 경우도 있고 냄새가 나는 상태는 사진으로는 전달되지 않기 때문이다.   그림 2. 향기와 악취의 공통점과 차이점  
유우식 작성일 : 2022-05-02 조회수 : 386
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (4)
청각, 이명, 환청   지난 호에서는 ‘시각, 시각센서 : 착시, 실명’이라는 주제로 빛의 특성을 살펴보고 우리의 시각과 시각 보조장치에 관한 내용을 소개하였다. 시각이 단독으로 작용하는 것이 아니라는 것도 여러가지 예시를 통해서 확인할 수 있었다.  이번 호에서는 ‘청각, 이명, 환청’이라는 주제로 우리의 청각, 청각기관, 청각 센서 및 청각 보조장치에 관련된 내용과 귀의 또 다른 중요한 감각기능인 평형감각에 관하여 소개한다.   유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 소리의 정체는 무엇이며 어떻게 인식되는 것일까?   청각 : 들리는 것과 들리지 않는 것 고요한 밤이 지나 아침이 되면 기상시간을 알려주는 알람 소리부터 일과를 시작하기 위한 준비로 부스럭거리는 소리 등 여러 종류의 소리를 듣게 된다. 많은 종류의 소리 중에서 정보로 활용하는 소리는 신호이고 나머지는 잡음(또는 소음)이라고 할 수 있다. 관심이 있는 소리에는 귀를 기울이고 관심이 없는 소리는 잡음 정도로 생각하고 지나치는 경우가 많다. 아무리 작은 소리라도 관심이 있는 소리 또는 얻고 싶은 정보를 담고 있는 소리라면 잡음에 묻힌 소리라고 하더라도 귀를 쫑긋 세우고 신경을 곤두세워서라도 신호를 잡음으로부터 분리하여 필요한 정보를 얻으려고 노력한다.  아무리 귀를 쫑긋 세우고 신경을 써서 소리를 듣는다고 해도 실제로 정보를 포함한 소리와 정보를 얻는데 방해가 되는 잡음의 비율은 달라지지 않는다. 있는 그대로의 소리를 듣고 정보를 담고 있는 소리의 특징을 파악하여 그 소리에만 집중하고 나머지 소리는 무시하려고 의식적으로 노력할 뿐이다. 많은 사람들이 모여 있는 시끄러운 광장에서 전화통화를 하거나 옆사람과 대화를 나누는 경우가 이에 해당할 것이다. 잡음이 들리기는 하지만 애써 무시하려고 하거나 신경 쓰이지 않는 것이라면 들리지 않는 것과 크게 다르지 않다.(그림 1) 방음이 잘 되어 있는 방에 혼자 있는 경우를 생각해 보자. 평소에는 의식해 본적도 없는 자신의 심장박동은 물론 숨소리까지 느껴지기도 한다. 잠시 호흡을 멈추고 있노라면 귀에서 ‘윙~’하는 소리 또는 ‘삐~’하는 소리가 들리는 것 같은 체험을 하기도 한다. ‘윙~’ 또는 ‘삐~’ 소리는 실제로 존재하는 소리일까? 아니면 우리의 뇌에서 마치 그런 소리가 들리는 것처럼 만들어 낸 것일까? 소리가 있어도 인식하지 못하기도 하고 소리가 없어도 있는 것처럼 느끼기도 한다. 물리적인 소리는 귀로 듣지만 소리를 인식하는 것은 뇌에서 이루어지기 때문에, 귀와 뇌의 작용에 의하여 우리가 느끼는 소리도 달라지게 된다. 물리적으로 존재하는 소리라면 다 들을 수 있을까? 답은 ‘그렇지 않다’이다. 일반적으로 인간이 들을 수 있는 소리의 진동수(주파수 : 1초에 같은 상태가 몇 번이나 반복되는가를 나타내는 양)를 가청 주파수라고 하며, 20Hz~20000Hz(또는 20kHz)로 알려져 있으나 개인차가 있다. 어린이는 가청 주파수의 고음영역도 들을 수 있지만, 나이가 들면 고음영역의 소리는 잘 듣지 못하게 된다. 20kHz 이상의 주파수를 가진 소리를 초음파라고 하며 초음파의 소리가 있어도 우리는 듣지 못한다. 시력이 나쁜 야행성의 박쥐가 야간비행을 하면서 물체까지의 거리측정에 사용하는 초음파도 반려견들의 귀를 쫑긋하게 하는 초음파도 우리는 들을 수 없다. 우리는 이러한 20kHz 이상의 진동 에너지를 사용하여 초음파 가습기, 초음파 세척기, 초음파 용접기, 초음파 의료기기 등에 활용하고 있다. 초음파 세척기의 경우에는 초음파의 저조파(기본 주파수의 정수분의 1배가 되는 주파수의 정현파, Subharmonics)가 날카로운 소리로 우리의 귀에 들리기도 한다.   소리는 무엇으로 듣는가? 너무나도 당연한 이야기이지만 소리는 귀로 듣는다. 음원으로부터 우리의 귀에 전달된 소리(음파)가 귓구멍을 통해서 고막에 전달되어 고막을 진동하고, 그 진동이 이소골(추골, 침골, 등골)을 통하여 달팽이관에 전달된다. 달팽이관의 내부에 채워진 림프액의 진동에 청각세포가 반응하여 청각 전기신호로 바뀌면 청신경을 통하여 뇌로 전달되어 뇌가 소리로 인식하게 된다.(그림 2) 귀의 제일 안쪽에 위치한 내이에는 소리를 듣고 인지하는 달팽이관과 평형감각을 담당하는 전정기관이 있다. 전정기관은 세반고리관과 전정을 말하며 달팽이관과 세 개의 반고리관(세반고리관, Three Semicircular Canals) 사이에 연결되어 있다. 전정은 둥근 주머니와 타원형 주머니로 이루어져 있으며, 내부에는 림프액과 다양한 크기의 돌이 있고 전정과 연결된 세반고리관은 서로 직각을 이루며 X, Y, Z의 세 평면상의 위치정보를 제공하는 기능을 한다. 내부에는 림프액이 채워져 있어 평형감각을 유지하는데 필요한 정보를 제공한다. 지난 호의 의미 불명의 그림은 세 개의 반고리관, 즉 세반고리관을 의미하는 것이었다.(그림 2) 우리말로 세반고리관이라고 하면 전혀 의미가 통하지 않는다. ‘세’는 셋, 세 개의 3을 나타내는 것이고, 반고리관은 ‘반+고리+관’으로 이루어진 단어로 그 의미를 추측하는 것은 거의 불가능하다. 차라리 기호로 표시하거나 영어로 표시하는 것이 그 의미를 이해하기 쉬운 전문용어들이 많다. 우리의 전문용어들은 분야를 막론하고 이렇게 우리말과 한자가 함께 쓰이거나 일본에서 사용되는 학술용어의 한자를 우리말로 읽는 경우가 많으나, 한자를 병용하지 않기 때문에 의미불명인 경우가 많다. 전정기관 역시 마찬가지이다. 전정은 앞뜰이라는 의미인데 이소골과 연결되어 있으며 세반고리관과 달팽이관에 연결되어 있으므로, 앞뜰과 같은 위치에 있기 때문에 그렇게 명명된 것으로 생각된다. 달팽이관도 한자로 와우(蝸牛)라고 표현하기 때문에 와우 기관이라는 용어가 일반적으로 사용된다. 아마도 일본의 의학용어가 그대로 도입된 것이 아닌가 싶다. 한자를 거의 사용하지 않는 시대에 맞게 우리의 학술용어의 표기방법에 관해서도 한번쯤은 고민해야 할 것이다.   그림 2. 청각이란 무엇이며 무엇을 듣는가?(지난 호의 퀴즈의 해답 : 세반고리관)
유우식 작성일 : 2022-04-04 조회수 : 478
시각, 시각센서 : 착시, 실명
우리의 감각과 인공적 감각(센서) (3)   지난 호에서는 ‘우리의 감각과 인공적 감각(센서)’라는 대주제의 두 번째 연재로 ‘우리의 감각(오감)’, ‘느낌’을 담당하는 다섯가지 감각을 통하여 느낌이 어떻게 인식되어 전달되며 생명활동에 활용되는지 살펴보았다. 이번 호에서는 ‘시각, 시각센서 : 착시, 실명’이라는 주제로 빛의 특성을 살펴보고 우리의 시각과 시각 보조장치에 관한 내용을 소개한다.   유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 어딘가 어색해 보이는 공중에 떠있는 횡단보도와 일반 도로 위를 달리는 자전거 시각 : 보이는 것과 보이지 않는 것 아침에 일어나면서 눈을 뜨자 마자 본인의 의지와 관계없이 다양한 이미지가 쉴 새 없이 눈을 통해 비춰진다. 어떤 것은 시선을 집중해서 보기도 하고 어떤 것은 무관심하게 지나치기도 한다. 본다는 것은 무엇이며 구체적으로 무엇을 보는 것일까? 카메라의 렌즈의 역할을 하는 눈의 수정체를 통해서 바깥 세상에 펼쳐진 빛의 향연이 안구 뒷면의 망막에 투영된 이미지가 시신경을 통해서 대뇌로 전달되면 시각정보를 분류하고 비교하면서 생명을 유지하는데 필요한 정보를 추출하는 과정과 행위라고 정의할 수 있을 것이다. 아무리 밖에서 많은 일이 벌어지더라도 우리 눈으로 인식할 수 있는 파장의 빛이 없거나 눈으로 인식하기 위해 필요한 최소한의 빛의 양이 없다면 아무 것도 볼 수 없다. 신체적 장애로 빛을 볼 수 없는 상태를 ’빛을 잃었다’는 의미로 ‘실명’이라고 하는 이유이기도 하다. <그림 1>에 공중에 떠있는 횡단보도위를 달리는 자전거와 일반 도로를 달리는 자전거의 그림이 있다. 필자가 합성한 것이지만 어딘가 어색해 보인다. 실제로는 도로 위에 횡단보도가 떠있는 것처럼 보이도록 흰 선의 주위에 밝기의 차이를 만들어 입체적으로 보이게 하고, 그 아래에 그림자처럼 보이게 페인트를 칠했기 때문에 그렇게 보일 뿐이다. 이러한 착시현상은 특정한 방향과 각도에서 바라보았을 때만 그런 느낌이 날 뿐, 바라보는 방향이나 각도가 달라지게 되면 금방 모순점을 발견할 수 있다. 우리는 평소에 3차원적인 형상을 안구 뒤쪽의 망막에 2차원적으로 투영된 이미지를 바탕으로 판단하게 되는데, 당연히 그것이 평면 이미지인지 3차원 이미지인지는 구분하지 못한다. 그것을 구분하기 위해서는 보는 각도를 달리했을 때 어떻게 보이는지에 따라서 2차원 평면의 이미지인지 3차원 입체의 이미지인지를 판단할 수 있게 된다. 보는 방향과 각도를 바꾸었을 때 어떤 변화가 나타나는지에 따라서 판단이 달라진다. 자신의 경험과 비교를 통해서 익숙한 경우에는 편안한 느낌을 받게 되는 것이고 예상했던 것과 다르다면 어색하게 느끼는 것이다. 평면에 그려진 풍경화나 정물화는 정면에서 바라보면 깊이 방향도 느껴지도록 입체적으로 그려져 있지만 감상하는 방향, 높이, 각도 등이 달라지면 매우 어색한 그림이 되는 것과 같은 이치이다. 어두운 저녁시간이나 야간에 <그림 1>의 광경을 보게 되면 어떤 느낌을 받게 될까? 햇빛도 거의 없고 해의 방향과도 맞지 않는 그림자를 보면 이상한 느낌이 들 것이다. 더 어두워지면 그림자처럼 칠해 놓은 부분과 도로가 구별도 되지 않을 것이니 크게 신경 쓰이지는 않을 것이다. 더 어두워져서 칠흑같이 어두운 밤이라면 아무 것도 보이지 않는 실명 상태가 될 테니 모두가 눈뜬 장님이 되어버린다. 이제까지 안구에 들어오는 빛을 밝기나 색상의 공간적인 분포를 신호로 삼아 세상을 판단하던 것이, 신호가 없어졌으니 어두운 방안에서 손과 발로 더듬고 귀를 기울여 무엇인가 힌트가 될 만한 자그마한 신호(소리, 냄새, 촉감 등)라도 찾아보려고 신경을 곤두세우게 될 것이다. 극심한 공포를 느끼게 될지도 모른다. 지금까지 경험하지 못했던 세상에 대한 두려움 때문일 것이다. 작은 구멍으로 약한 빛만 새 나와도 실낱 같은 희망을 갖게 된다. 그야말로 광명이다. 광명과 실명은 하늘과 땅만큼 큰 차이가 있다.  
유우식 작성일 : 2022-03-04 조회수 : 558
우리의 감각(오감), 느낌
우리의 감각(오감), 느낌   지난 호에서는 ‘우리의 감각과 인공적 감각(센서)’이라는 주제의 첫 번째 기사로 ‘다양한 감각(신호, 우주의 스펙트럼)’에 관하여 자연현상의 관찰, 정보의 공유, 우주와 환경으로부터의 신호의 예를 통하여 살펴보았다. 이번 호에서는 우리 몸이 가지고 있는 다섯 가지 감각에 관해서 알아보고 느낌이란 무엇이며 어떻게 전달되고 인식되며 생명활동에 활용되는지 살펴보고자 한다.   유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비 분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 일본 오사카대학 대학원 공학연구과 공동연구원, 경북대학교 인 문학술원 객원연구원, 문화유산회복재단 학술위원이다.  이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com  홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 사람의 다섯 가지 감각(오감) : 특별한 감각기관을 통해서 느끼는 시각, 청각, 후각, 미각과 신체 전체의 피부를 통해서 느끼는 일반적인 감각인 촉각이 있다.   1. 우리의 감각(오감) 우리는 신체 내부 및 외부의 환경과 상태 및 그 변화를 다양한 방법으로 느끼고 대처해 가는 법을 자연 발생적으로 터득해서 자신들이 처해있는 환경에서 생존 및 생활에 유용한 기능들을 계발하여 적절히 활용하며 살아가고 있다. 한마디로 말하자면 매우 정교하게 설계된 고성능 자동제어 시스템을 갖춘 생명체인 셈이다. 우리가 어떤 특징을 가진 정보들을 어떻게 얻어서 활용하고 있는지를 곰곰이 생각하고 특징별로 분류해 보면, 어느 정도의 윤곽을 파악하고 그 해답을 얻는 것도 가능하다. 구체적인 원리는 잘 모르지만 항상 활용하고 있는 것이라서 누군가의 간단한 설명만 들어도 쉽게 수긍이 가는 부분이 적지 않다. <그림 1>에 초등학교에서도 배우는 사람의 다섯 가지 감각, 즉 오감(five senses)을 정리하여 표시하였다. 눈으로 보고(시각, vision), 귀로 듣고(청각, hearing), 코로 냄새를 맡고(후각, smell), 혀로 맛을 보고(미각, taste), 피부로 느끼고(촉각, touch), 그렇게 전달된 정보가 뇌에서 처리되어 인식되고(지각, perception or awareness), 필요한 행동으로 이어지게 된다. 그 행동은 무의식적인 것도 있고 의식적인 것도 있으나 생존 또는 생활을 영위하는데 도움이 되는 방향으로 판단하는데 활용된다. 여기까지의 설명을 보면 너무나도 당연하면서도 쉽고 완벽하게 이해된 듯하다. 초등학생도 이해할 수 있는 내용임에 틀림없다고 생각하기 쉽다. 그러나 구체적으로 무엇을 보고 느끼는 지는 전혀 언급되지 않은 의미불명의 그럴 듯한 설명에 불과하다. 느끼는 주체 또한 불분명하다. 나, 자아, 의식 또는 마음이라는 과학적이라기보다는 철학적인 연구대상이 될 법한 용어로 얼버무리는 경우가 허다하다.  결국은 잘 모른다는 이야기라고 하는 것이 보다 솔직한 표현이 아닐까 싶다. 그림, 그래프, 숫자로 표현하면 그럴 듯한 착각에 빠뜨리기 쉽고, 모른다는 사실을 인정하기 싫어하는 인간의 심리를 잘 이용한 표현방법이라고 할 수 있을 것이다. ‘모른다는 것을 아는 것이 아는 것’이라는 말도 있다. 무엇을 모르고 있는지 제대로 알아기기 위한 준비운동을 시작해 보자.  
유우식 작성일 : 2022-02-03 조회수 : 708
GNSS 하우징 스캔 데이터 역설계 작업 Ⅰ
Pointshape Design 소프트웨어를 사용한 역설계 사례 (3)   드림티엔에스에서 자체 개발한 PointShape Design(포인트셰이프 디자인)은 3D CAD 기반의 CGM(Catia) 커널이 적용된 역설계 소프트웨어이다. 사용자에게 친숙한 디자인 프로세스 및 사용자 인터페이스를 제공하여 다양한 제품의 3D CAD 모델을 쉽게 생성하는 수 있으며, 3D 스캐너에서 출력된 3D 스캔 데이터를 가지고 특별한 교육 없이도 3D CAD 모델을 생성할 수 있는 것이 특징이다. 이번 호에서는 GNSS 하우징(housing) 스캔 데이터를 PointShape Design 소프트웨어에서 쉽게 생성하는 방법에 대해 소개한다. ■ 자료 제공 : 드림티엔에스, http://www.pointshape.com   1. 스캔 데이터 정렬 스캔 데이터의 좌표 정렬 상태는 스캔 당시 스캐너의 좌표를 기준으로 정렬되어 있기 떄문에 상대좌표 상태이다. 따라서 스캔 데이터를 절대 좌표에 정렬 후 역설계를 진행한다. 스캔 데이터에 좌표 정렬하는데 사용할 평면, 벡터, 점을 생성한다.    2. Alignment : 3-2-1 Alignment 3-2-1 Alignment 기능을 사용하여 좌표 정렬할 스캔 데이터를 선택하고 평면, 벡터, 점을 순서대로 선택하여 스캔 데이터를 절대 좌표에 정렬한다.   그림 1   3. Plane 생성 Plane 기능의 Offset 옵션을 사용하여 Top 평면에서 -10mm 간격으로 2개의 평면을 생성한다.   그림 2  
드림티엔에스 작성일 : 2022-02-03 조회수 : 636
총 게시글 426