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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 : 97
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 : 321
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 : 472
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 : 554
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 : 563
다양한 감각(신호, 우주의 스펙트럼) 
우리의 감각과 인공적 감각( 센서 ) (1)   앞으로 12회에 걸쳐서 우리의 감각을 이해하고 우리의 감각을 대신하거나 도움을 줄 수 있는 인공적으로 우리의 감각기관의 역할을 대신할 수 있는 각종 센서에 관해서 살펴보고자 한다. 우리가 감각기관을 통해서 느끼지 못하는 것은 우리의 행동에 아무런 영향을 주지 못하기 때문에 없는 것과 마찬가지이다. 위험이 임박해도 위험을 느끼지 못한다면 위험이 다가왔음을 알지 못한다. 올해의 연재를 통해서 우리 몸이 가지고 있는 감각기관의 역할, 능력, 성능과 한계를 이해하고 인공적 감각기관(센서)을 적절히 활용할 수 있는 방법을 생각해 보는 계기가 되었으면 한다. 이번 호에서는 ‘다양한 감각’이라는 주제로 ‘신호’와 ‘우주의 스펙트럼’에 관한 내용을 중심으로 소개하고자 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. 산등성이에 힘차게 피어오르는 흰 구름   자연의 관찰과 상형문자 우리는 일상에서 감각기관을 통해서 다양한 신호를 끊임없이 받아들여 해석하고 기억하고 상황에 대처하기 위한 판단에 활용하고 있다.  <그림 1>에 웅장한 산의 등성이에 힘차게 피어오르는 흰 구름의 사진을 실었다. 사진은 정지된 상태의 흰 구름에 불과하지만 지금까지의 경험으로 보아 상당히 빠른 속도로 피어오르는 역동적인 구름임을 알 수 있다. 구름이라는 단어도 문자도 없었을 때 반복적으로 나타나는 자연현상을 잘 표현하고 다른 사람들과 소통할 수 있는 공통수단을 찾고 싶은 것은 당연한 욕구가 될 것이다. 선사시대의 사람들이 동굴이나 암벽에 그린 그림도 그러한 욕구를 표현한 결과라고 할 수 있다. 구름이 아직도 있다면 구름을 보게 하면 되겠지만 구름이 사라졌거나 다른 장소에서의 이야기라면 다른 표현방법을 강구해야 한다. 상형문자인 한자로 구름을 나타내는 것은 구름 운(雲)이지만 구름의 형상으로부터 유래된 다른 글자로 기운 기(氣)자가 있다.  <그림 2>에 구름의 형상을 바탕으로 만든 상형문자인 기운 기(氣)자의 형태변화를 여러가지 서체로 정리해 보았다. 갑골문에 새겨진 기운 기(氣)자는 하늘에 떠있는 구름 3점을 단순하게 옆으로 긴 선으로 표현한 것이었으나 숫자를 나타내는 석 삼(三)자와 모양이 같아 모양을 조금씩 변형시켜 气자로 사용하다가 밥을 지을 때 나오는 수증기의 모양과도 비슷하므로 쌀 미(米)자를 추가하여 사용하게 되었다. 현재 중국 대륙에서는 간자체로 쌀 미(米) 자가 빠진 기운 기(气)자를 사용하고 있다.
유우식 작성일 : 2021-12-29 조회수 : 682
Pointshape Design 소프트웨어를 사용한 역설계 사례 (2)
하우징 캡 스캔 데이터의 역설계 작업   드림티엔에스에서 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 생성할 수 있는 것이 특징이다. 3D 스캐너에서 출력된 3D 스캔 데이터를 가지고 특별한 교육 없이도 3D CAD 모델을 쉽게 생성할 수 있는데, 이번 호에서는 자동차 휠(wheel) 하우징 캡(housing cap)의 스캔 데이터를 PointShape Design 소프트웨어에서 쉽게 생성하는 방법에 대해 살펴본다.   ■ 자료 제공 : 드림티엔에스, www.pointshape.com   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.    Alignment : 3-2-1 Alinement 3-2-1 Alingment 기능을 사용하여 좌표 정렬할 스캔 데이터를 선택하고 평면, 벡터, 점을 순서대로 선택하여 스캔 데이터를 절대 좌표에 정렬한다.   그림 1   Plane(Offset) - 2D Sketch Ref. Plane의 Offset 기능을 사용하여 해당 위치에 2개의 평면(A, B)을 생성한 후 해당 평면을 스케치 평면으로 사용하여 단면 폴리라인(Polyline)을 각각 추출하고 추출된 단면(A,B) Polylline을 따라 스케치한다.   그림 2
드림티엔에스 작성일 : 2021-12-29 조회수 : 623
무엇으로 무엇을 어떻게 볼 것인가
보이는 것과 보는 것 (12)   지난 호에서는 ‘보이지 않는 것을 찾아서’라는 주제로 처음부터 눈에 보이지 않는 것, 눈에는 보이나 보이지 않는 것, 눈에 보이지 않는 것을 보이게 하는 다양한 시도들을 소개하였다. 눈에는 보이지만 보지 못했던 중요한 정보(관계성)를 찾아내기 위한 가시화 방법의 시도(data visualization, information mapping, infographics의 개념)들에 대하여 소개하면서 정보의 효과적인 수집, 공유를 통한 활용의 중요성도 강조하였다. 도전의 아름다움과 호기심, 상상력의 필요성을 아인슈타인의 명언들을 통해서 되새겨 보았다.  이번 호에서는 ‘보이는 것과 보이지 않는 것’이라는 주제의 올해의 연재를 정리하면서 ‘무엇으로 무엇을 어떻게 볼 것인가’에 대해서 생각해 보고자 한다. 늘 무언가를 보고 있지만 놓치고 지나가는 것은 없는지, 애써 못 본 척하는 경우는 없는지도 생각해 볼 일이다.   ■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 각각의 데이터가 정보로 취합되어 지식으로 바뀌고 그지식의 이해를 통해서 활용가능한 지혜를 얻을 수 있다.   1. 데이터, 정보, 지식, 이해, 지혜의 단계 <그림 1>을 참고하면서 용어의 개념부터 생각해 보자. 데이터(data)는 매우 기본적인 단위의 정보(information)로 하나의 데이터만으로는 큰 의미가 없다. 그것이 무엇을 의미하는지 모르기 때문이다. 그러나 데이터가 모이기 시작하면 데이터 간의 차이도 보이게 되고 데이터의 통계적인 특징도 보이기 시작한다. 비로소 각각의 데이터가 정보의 의미를 띄기 시작한다.  사람을 예로 들어보자면 동떨어진 공간에 혼자 있는 개인은 큰 의미가 없다. 그러나 여러 명이 모여 있는 공간에 있는 개개인은 구성원으로서 의미도 있지만 구성원 간의 비교도 가능하고, 그 모임의 성격을 판단하는데도 중요한 의미를 가지게 된다. 개인, 가족, 사회, 국가, 인류로 그 범위를 넓혀가며 생각해 보면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 정보가 많이 모이게 되면 지식(knowledge)으로 발전하게 되고 지식을 이해(understanding)하는 과정을 거치게 되면 상황에 맞게 판단하면서 활용 및 응용이 가능한 지혜(wisdom)을 얻을 수도 있다. 인간은 상황에서 같은 경험을 하더라도 개인간의 성장배경, 경험, 지식, 이해의 정도 또는 주어진 상황에 따라서 서로 다른 판단을 할 수 있다. 따라서 같은 데이터에서 얻는 정보도 다르며, 그 정보를 통한 지식의 내용도 이해의 정도도 다르고 지혜의 내용에도 차이를 보이게 된다.  만약에 사실 또는 진실이라고 하는 것이 있다면 각자가 어떤 판단을 하든 그것과는 무관하다. 사실 또는 진실에 가까운 내용을 지식으로 만들고 지혜로 활용하는 사람이 가장 현명한 판단을 할 수 있는 지혜로운 사람이라고 할 수 있을 것이다.
유우식 작성일 : 2021-12-01 조회수 : 605
보이는 것과 보는 것 (11)
보이지 않는 것을 찾아서    지난 호에서는 ‘현상과 본질 걸러 보기’라는 주제로 시각적으로 인식이 가능한 것은 현상의 극히 일부이며 무작위 현상들의 정보만으로는 본질을 볼 수 없는 이유에 관하여 소개하였다. 현상을 통해서 본질을 파악하는데 필요한 여러가지 주의사항과 과학적(논리적) 사고의 맹점에 관하여 다루었다. 구체적인 사례로 백조, 까마귀, 백로, 광어와 도다리, ‘로마식 자애’ 또는 ‘시몬과 페로’의 그림을 예로 들었다.  이번 호에서는 ‘보이지 않는 것을 찾아서’라는 주제로 처음부터 눈에 보이지 않는 것, 눈에는 보이나 보이지 않는 것, 눈에 보이지 않는 것을 보이게 하는 다양한 시도들, 눈에 보이지만 보지 못했던 중요한 정보를 찾아가기 위한 시도들에 관하여 소개하고자 한다.   ■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다. 이메일 | woosik.yoo@wafermasters.com 홈페이지 | www.wafermasters.com   그림 1. 우리의 눈으로 볼 수 있는 것은 매우 제한적이다. 어떻게 하면 볼 수 있는 범위를 넓혀 많은 정보를 얻어낼 수 있을까?   1. 눈에 보이는 것과 보이지 않는 것 우리는 많은 정보를 시각적으로 얻고 있다. 그러나 시각적으로 인식이 가능한 것은 우주선(cosmic ray)부터 AM 라디오의 전파(long radio wave)에 이르는 전자기파(electromagnetic wave)의 넓은 파장범위의 극히 일부분으로 로그 스케일(log scale, 눈금)로 환산해도 1% 미만이고 선형 스케일(linear scale, 눈금)로 환산하면 수십 ppb(parts per billion, 10억분의 1), 즉 10억분의 수십 정도밖에 되지 않는다.(그림 1)  이 정도면 눈뜬 장님 수준이라고 할 수 있다. 그나마 눈으로 볼 수 있는 것도 같은 시간에 같은 장면을 보더라도 사람마다 경험, 지식, 입장에 따라서 각기 다르게 해석한다. 같은 것을 동시에 바라보려면 사람마다 다른 장소에서 바라보아야 하고, 같은 장소에서 바라보려면 시각을 달리해서 보아야 한다. 같은 시각에 같은 위치에서 볼 수 있는 방법은 없다. 두가지 시각의 차이가 있을 수밖에 없다. 시각(視角)의 차이와 시각(時刻)의 차이이다. 거기에 각자의 경험, 지식, 입장에 따라서 해석을 달리하게 된다. 이런 점에서 보면 같은 자료를 보았다고 해서 같은 판단을 내릴 것이라고 기대하는 것은 애초부터 무리이고 사치스러운 주문처럼 느껴 지기도 한다. 그렇다고 실망만 하고 있을 수는 없지 않은가? 무엇이 가능하고 어떻게 하면 두 시각(視角과 時刻)의 차이를 극복할 수 있을지 생각해 보자.   2. 눈에는 보이지만 보이지 않는 것 <그림 2>에 자연과학 실험실에서 일어나는 상황을 표현한 그림을 예로 들었다. 실험을 하게 되면 현상의 관찰이 매우 중요하다. 현상의 관찰을 통해서 무엇이 일어났는지에 대한 실마리를 찾아가기 때문이다. 그 실마리를 찾기 위해 실험 조건을 바꿔가면서 조건의 변화에 따른 현상의 변화를 관찰하여 단서를 찾아가는 과정이 실험이고 자연과학의 연구방법이다. 조건을 변화시키지 않고 관찰된 결과들만 모아서 단서를 찾아가는 방법도 있고 미리 생각해 놓은 가설(hypothesis)의 옳고 그름을 확인하기 위한 실험을 하는 경우도 있다. 어느 경우에도 관찰결과를 정리하고 해석하는 과정을 거치게 된다. 눈으로 관찰한 것만으로 내용을 알 수 있다면 왜 실험이 필요할까? 근본적인 의문이 든다. 누가 봐도 뻔한 것이라면 굳이 실험을 하려고 하는 이유도 없을 것이다. 현상은 눈으로 보았다고 하더라도 어떻게 그러한 현상이 나타나게 된 것인지 모르거나 확신이 서지 않기 때문일 것이다. 실험에서 나타난 여러가지 현상을 나열해 놓는다고 해서 누구나 내용을 알 수 있을까? 그렇지 않다. 만약 <그림 2>의 위쪽 그림에서 화살표로 표시를 해놓지 않았다면 스냅숏(snapshot) 사진을 연상하게 하는 각각의 장면 간의 관계를 연상할 수 있을까? 아마도 자신이 보고 느낀 것을 바탕으로 새로운 이야기를 만들어 내게 될 것이다. 여러가지 사진을 섞어서 나열했다면 사진을 나열한 의도조차 파악하기 힘들 것이다. 이처럼 우리 눈으로 인식하는 것은 특정한 시각의 특정한 조건에서 나타난 현상 중에서 우리가 볼 수 있는 가시광선 영역의 빛의 향연(optical illusion)에 불과하다. 빛이 없는 어둠속에서도 세상은 돌아가고 반응도 일어난다. 그러나 우리는 아무 것도 볼 수 없다. 현상 중에서도 극히 일부만 눈에 보이는 것이고 눈에 보이는 현상들을 간의 관계는 눈으로 볼 수 없다. 조건과 현상과의 관계도 눈에는 보이지 않는다. 눈으로는 현상만 관찰될 뿐이다. 그 보이지 않는(눈으로 보고 확인할 수 없는) 현상 간 또는 조건과 현상 간의 연결고리를 찾아내어 활용하는 것이 우리가 보는 이유가 아닐까 싶다. 쓸모 없는 시각정보만 눈에 들어온다면 보고 있는 것 자체가 시간과 에너지 낭비이다. 관심이 없는 프로그램이 TV에 나오면 채널을 돌리거나 전원을 끄고 쉬거나 다른 일을 하는 행동도 이러한 이유에서 일 것이다. 좋아하는 채널이 있다면 그것은 그 채널에서 원하는 정보를 얻어 1초에 수십 장씩 전송되는 화면 이미지를 통해서 이미지 간의 관계성을 마음으로 읽어내어 목적에 맞게 활용할 수 있기 때문이다.  
유우식 작성일 : 2021-10-28 조회수 : 787
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