새로운 첨단 제품들이 끊임없이 개발 ․ 출시되는 요즘의 모습은 회사 간 신제품 개발 경쟁이 얼마나 치열한지를 잘 보여줍니다. 특히 스마트폰과 같은 최첨단 모바일 기기는 전 세계적으로 보았을 때 한 달에 수십, 수백 개씩 쏟아져 나오고 있습니다. 이렇게 발 빠르게 신제품을 개발하기 위해 서는 기존 제품에 대한 리버스 엔지니어링이 필요합니다.
가) 타 제품의 벤치마킹
새로운 제품을 개발하기 위해서는 다른 제품에 대한 분석을 통해 장점은 배우고 단점은 보안할 필요가 있습니다. 여기에서 다른 제품이란 자사의 제품일 수도 있고 경쟁 회사의 제품일 수도 있습니다. 개발하고자 하는 제 품과 유사하거나 보다 뛰어난 제품이 있는 경우에는 대상 제품의 분해를 통해 기존 개발자의 의도를 알아내고 최적화된 부품의 배치와 소음, 진동 의 문제 해결 등 신제품 개발에 도움이 되는 다양한 방법들을 배울 수 있 습니다.
나) 특허 회피
제품을 개발하고 시장에 판매할 때에는 다른 제품과 차별화된 구조, 기능 , 기술을 사용하는 것이 중요합니다. 제품 특허는 요즈음처럼 비슷한 종류 의 제품들이 많이 생산되고 경쟁하는 상황일 때 매우 중요한 역할을 수행 합니다. 전 세계적으로 유명한 두 전자제품 회사가 치열한 특허 소송을 벌 이는 모습은 이에 대한 좋은 실례라고 할 수 있습니다. 상대 회사의 제품 이 자사가 보유한 특허를 침해한 경우에는 판매를 금지시킴으로써 자신들
특허 소송을 벌이고 있는 스마일 기기의 예
다) 리버스 엔지니어링의 방지
리버스 엔지니어링이 벤치마킹과 특허회피를 위하여 활용될 수 있는 반면 리버스 엔지니어링 자체를 불가능하도록 제품을 만드는 경우도 종종 있습 니다. 자사의 제품에 대한 보안을 강화하고 분해를 근본적으로 방지하기 위한 방법을 개발함으로써 복제로 인한 피해를 없애거나 최소화할 수 있 습니다. 제품에 들어가는 부품의 종류를 알 수 없도록 표시를 지우거나 복 제가 불가능하도록 잠금장치를 마련할 수도 있고 분해할 경우 부품 자체 가 부서지도록 설계하는 방법도 연구되고 있습니다.
[출처]
Apple 삼성전자
■ 청소 로봇 외관, 내부
관련 개념 내용
외관의 경우 납작한 원통형을 하고 있어 높 이가 낮은 가구 밑을 청소할 수 있도록 되어 있습니다. 검정색 고무 처리가 된 범퍼는 다수 의 적외선 센서들과 충격을 감지하는 범퍼센 서들이 나열되어 있어 청소로봇이 벽이나 장 애물을 감지하고 회피할 수 있도록 합니다. 상 단에는 사용자 인터페이스를 위한 버튼과 상 태 알림 등을 위한 표시창이 장착되어 있습니 외관 다.
외관에 보이는 나사를 제거하여 안을 들여다 보면 다음과 같습니다. 중앙 위쪽에는 센서의 감지, 모터 및 펌프의 구동과 다양한 명령을 지시하는 중앙처리장치(CPU)가 포함된 메인 보드가 있습니다. 양 옆에는 두 개의 바퀴가 모터에 연결되어 있으며, 청소로봇이 바닥에 놓여 졌을 때에만 회전 동력을 전달하도록 기 어가 맞물려 있습니다. 아래쪽에는 흡입한 먼 지가 모이는 먼지통이 보입니다.
외관 뚜껑 제거
먼지통과 덮개를 제거하면 다음과 같은 모습 을 볼 수 있습니다. 먼저 이동용 모터가 보이 고, 흡입된 공기와 먼지가 지나가는 통로 끝에 는 흡입 펌프가 장착되어 있습니다. 청소용 솔 (브러시)은 회전 모터에 연결되어 있어 펌프로
읽기 자료
■ 청소 로봇 내부 세부 모습
관련 개념 내용
바퀴 모듈은 통째로 분리할 수 있도록 되어 있는데, 플라스틱 케이스에 쌓여있습니다. 크게 바퀴와 감속기, 그리고 모터로 구성되어 있으 며, 청소로봇을 바닥에 놓았을 때 바퀴가 올려 지면서 감속기와 맞물려서 돌아가는 구조로 되 어있습니다.
바퀴 모듈
청소로봇의 뇌에 해당하는 부분으로, 센서를 통해 장애물 등을 감지한 신호가 전달되면 내 부에 심어진 프로그램으로 처리를 한 후 구동 부(브러시, 바퀴 등)에 신호를 보내 움직이도록 합니다. 최근에 출시되는 제품에는 다수의 카 메라가 장착되어 있어 방의 구조와 가구의 배 치 등을 알아내고 최적의 청소패턴을 스스로 생각하는 등 다양한 기능을 포함하고 있습니다.
메인 보드
전방 장애물 및 벽 감지 센서 모듈입니다. 가 까운 거리의 장애물을 탐지하기 위한 적외선 센서(거리)와 외부와의 접촉에 반응하기 위한 압력 감지 범퍼센서가 있습니다.
전방 감지 센서
먼지 통에는 필터와 먼지 통으로 구성되어 있 고, 배터리가 1팩 포함되어 있습니다.
그 외
청소로봇의 심장! 모터의 베일을 벗겨라!
(모터의 원리)
4,5차시
고등학교
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[학생용]
학습목표
-모둠별로 간이 모터를 제작할 수 있다. 청소로봇에 적합한 효율적인 모터를 제 안할 수 있다.
상황제시
엄청이에게로 빨려 들어가면서 순간 정신을 잃은 지통이가 깨어났을 땐 옆 반 청소로봇인 롤롤이 역시 깨어난 후였습니다. “안녕, 난 롤롤이야. 휴 식을 취했더니 이제야 좀 정신이 드네. 일단 미안해. 엄청이는 쓰레기라면 뭐든 먹어치우는 놈인데 내가 고장이 나는 바람……” 그렇습니다. 엄청이는 쓰레기는 뭐든 먹어치우는 청소로봇인데, 고장 난 롤롤이가 쓰레기인 줄 알았던 것입니다. 조금 걱정이 되기는 했지만, 지통이는 괜찮다며 롤롤이 를 위로했습니다.
그때였습니다. 우리가 깨어난 걸 알았는지, 엄청이는 우리에게 말을 걸어 왔습니다. “이제 보니 너희는 쓰레기가 아니었구나! 미안해. 그렇지만 밖으 로 나오려면 3단계 미션을 통과해야만 해. 자, 그럼 1단계 미션을 줄게.
‘청소로봇에는 모터라는 게 있어. 청소기에서는 심장과 같은 역할을 하지.
이 모터가 어떤 역할을 하는지 설명하면 돼.’
‘모터? 들어본 것 같기는 한데……’ 지통이는 알 것도 같았지만, 두려워서 인지 순간 머리가 멍해졌습니다. 과연 지통이는 이 문제를 풀 수 있을까 요?
04~05. 청소로봇의 심장! 모터의 베일을 벗겨라!
내용과 활동
■ 생활 속 모터의 사용 예
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모터란 전력을 받아서 회전하고, 그 축에 회전력을 발생시키는 동력 기계 를 말합니다. 쉽게 말해서 전기를 가지고 회전력을 만들어 내는 부품인 것 이죠. 모터는 보이지 않게 여러 가전제품에 사용되면서 우리 생활을 편리 하게 해주고 있습니다.
사진은 모터를 이용한 우리 생활 속 가전제품들인데, 각각의 가전제품에 모터가 어떤 방법으로 사용되었는지 서술해 보고, 일상생활에서 모터가 사 용된 예를 직접 찾아 적어 봅시다.
제품 모터의 기능
선풍기
진공청소 기
믹서기
청소로봇은, 다른 청소기가 그러하듯, 모터를 회전시켜 공기를 빨아들여 진공을 만들어 이물질을 흡입하도록 만들어져 있습니다. 그런데 모터는 전 기에너지를 이용하여 움직이기 때문에, 청소기 내부에는 전기에너지를 저 장할 수 있는 배터리가 있어야 하며, 또 배터리를 지속적으로 충전해주는 시스템이 구비되어 있어야만 합니다. 다시 말하면, 청소를 잘 하기 위해서 는 강력한 흡입력이 필요하고, 강한 흡입력을 얻기 위해서는 강력한 모터 의 회전력이 필요합니다. 그럼 지금부터 모터에 대해 좀 더 자세히 살펴보 도록 합시다.
■ 모터란 무엇인가?