본문 바로가기

전체 글413

[Molecular Dynamics] 1. MD가 뭔가요? [1부 · MD 기초] 01. MD가 뭔가요? (고전역학과 Timestep)앞선 프롤로그에서 우리는 분자 동역학(Molecular Dynamics, MD)이 '컴퓨터 속의 실험실’로서 미시 세계와 거시적인 물성을 연결해 주는 강력한 도구임을 확인했습니다. 그렇다면 이 가상 실험실은 도대체 어떤 물리 법칙으로 돌아가는 것일까요?원자와 분자를 다룬다고 하면 으레 '양자 역학(Quantum Mechanics)'과 슈뢰딩거 방정식(Schrödinger Equation)을 떠올리기 쉽습니다. 물론 전자의 움직임과 화학 결합의 끊어짐을 정확히 묘사하려면 양자 역학이 필수적입니다. 하지만 우리가 연구하고자 하는 고분자나 수만 개의 용매 분자가 들어있는 전해질 시스템에 양자 역학을 적용하면 어떻게 될까요? 시스템이 1.. 2026. 6. 30.
[Molecular Dynamics] 0. 들어가며 안녕하세요, [Molecular Dynamics]를 주제로 연재를 시작하게 된 17기, 화학생물공학부 유재하입니다! 재미있게 읽어주시면 정말 감사드리겠습니다.화학은 변화에 관한 학문입니다. 변화 그 자체에 대해 연구하는 사람도 있고, 변화의 원인에 대해 연구하는 사람도 있으며 이를 이용하는 방안에 대해 연구하는 사람도 있습니다. 화학은 근본적으로 실험에 의존합니다. 통제된 조건 하에서 자연을 관찰하는 실험을 진행하고, 실험의 결과를 해석하여 이론을 정립합니다. 계산화학은 반대의 전략을 취하는데, 이론적인 식으로부터 자연에서 나타날 것으로 예상되는 현상을 재현하며 원리를 알아냅니다.공학도이자 연구자로서 우리는 물질의 '물성'을 다룹니다. 온도를 높였을 때 부피가 팽창하는 열팽창 계수, 이온이 용매 속을 뚫.. 2026. 6. 30.
화학생물공학부: 공정유체역학 안녕하세요. 화학생물공학부에 재학 중인 17기 유재하입니다. 화학공학은 반응기, 분리탑, 배관, 펌프, 열교환기 등 거의 모든 공정 장치 안에서 유체가 끊임없이 흐르는 학문입니다. 그렇기에 유체의 흐름을 정량적으로 다루는 능력은 화학공학도에게 필수적입니다. 오늘 소개해드릴 공정유체역학(Process Fluid Mechanics)은 이러한 유체의 흐름을 몇 개의 기본 보존 법칙에서 출발해 "유도하고 푸는" 법을 배우는 과목입니다. 이 과목에서 무엇을 배우는지, 어떻게 공부하면 좋을지, 그리고 진로와 어떻게 연결되는지 차례대로 소개해드리겠습니다.1. 과목에서 배울 수 있는 내용1.1 과목의 전반적인 개요공정유체역학은 한마디로 유체역학의 지배방정식을 직접 유도하고, 그것을 풀어 흐름을 예측하는 과목입니다. 많.. 2026. 6. 30.
조선해양공학과: 컴퓨터이용선박설계 안녕하세요. 조선해양공학과 재학 중인 16.5기 윤성욱입니다. 이번 글에서는 조선해양공학과 전공 과목 중 하나인 컴퓨터이용선박설계에 대해 소개해보고자 합니다.이 과목은 선박의 기준선(lines)과 offset table을 바탕으로 설계선의 선형과 구획을 컴퓨터상에서 모델링하고, 이를 다양한 설계 문제에 응용하는 방법을 배우는 과목입니다. 단순히 선박의 모양을 그리는 과목이라기보다는, 선박의 곡선과 곡면을 수학적으로 표현하고, 이를 프로그래밍과 최적화 기법으로 연결하는 과목이라고 할 수 있습니다.1. 과목 개요컴퓨터이용선박설계에서는 선박의 형상을 컴퓨터가 이해할 수 있는 수학적 모델로 표현하는 방법을 배웁니다. 선박의 선형은 단순한 직선이나 원호로 표현하기 어렵고, 길이 방향과 높이 방향에 따라 계속 변화.. 2026. 6. 30.
산업공학과: 경영과학 2 안녕하세요, 산업공학과에 재학 중인 17기 조희재입니다. 산업공학과의 전공 필수 과목 중에는 경영과학1과 경영과학2가 있는데요, 이 중 경영과학1은 연합전공 기술경영: 경영과학1과 동일한 내용이라, 오늘은 경영과학2에 대해 다뤄보겠습니다.경영과학1에서 선형계획법과 결정론적 최적화를 다룬다면, 경영과학2는 불확실성을 다룹니다. 사실 이 세상은 내일 고객이 몇 명 올지, 대출이 부도날지, 주식을 살지 말지 — 전부 불확실하죠. 그래서 이 수업에서는 시스템이 시간에 따라 확률적으로 변해가는 과정을 모형화하고(마르코프 체인), 그 위에서 합리적인 의사결정을 내리는 방법(의사결정 이론)을 배웁니다.경영과학2는 다음 세 축을 핵심적으로 다룹니다.DTMC (Discrete-Time Markov Chain, 이산시간 .. 2026. 6. 29.
화학생물공학부 : 공학생물 대장균이 인간 인슐린을 만든다는 말은 처음 들으면 조금 이상하게 느껴질 수 있습니다. 사람과 박테리아는 전혀 다른 생물처럼 보이지만, DNA에 저장된 정보가 RNA를 거쳐 단백질로 번역된다는 기본 원리는 생명체 전반에서 공유됩니다. 1978년 Genentech와 City of Hope의 연구진이 재조합 DNA 기술을 이용해 박테리아에서 인간 인슐린을 생산한 일은, 이러한 생명 원리가 실제 산업 기술로 이어질 수 있음을 보여준 대표적인 사례입니다.그렇다면 대장균은 왜, 그리고 어떻게 인간의 단백질을 만들 수 있었을까요? 이 질문에 답하려면 세포가 무엇이고, 유전 정보가 어떻게 단백질이 되며, 인간이 그 원리를 어떻게 조작해 생명공학 기술로 활용하는지를 이해해야 합니다. 바로 이 큰 흐름을 처음으로 넓게 배.. 2026. 6. 29.
[군집거동과 창발성] 3. 군집 로봇 (Swarm robotics) 창발적 현상을 인간이 의도적으로 설계할 수 있을까요? 군집로봇(swarm robotics) 연구는 이 질문에 직접 답하려는 분야입니다. 공학자들은 개별 로봇에게 복잡한 지능과 액추에이터를 넣는 대신, 단순한 로봇 여러 대가 국소적인 규칙을 따를 때 전체 집단에서 원하는 행동이 나타나도록 설계합니다.군집로봇은 여러 대의 비교적 단순한 로봇이 협력하여 하나의 작업을 수행하는 시스템입니다. 군집로봇 시스템에서 나타나는 창발성의 핵심은 중앙 제어를 통해 모든 로봇의 움직임을 실시간으로 지시하지 않는다는 점입니다. 각 로봇은 자기 주변의 일부 정보만 관찰하고, 가까운 로봇이나 환경과 상호작용하며, 전체 집단은 그 결과로 형상 형성, 탐색, 운반, 건설 같은 과제를 수행할 수 있습니다. 로봇 수가 많아질수록 중앙에.. 2026. 6. 28.
[군집거동과 창발성] 2. 모델링과 한계 1편에서는 창발성을 부분의 단순한 합을 넘어 전체 수준에서 새로운 성질이나 패턴이 나타나는 현상으로 소개했습니다. 이런 창발성은 수식과 모델로 다룰 수 있는 현상일까요?Langevin equation창발성을 모델링할 때 자주 등장하는 형태 중 하나가 Langevin equation입니다. 원래는 브라운 운동처럼 작은 입자가 유체 속에서 무작위로 흔들리는 현상을 설명하기 위해 사용되었지만, 오늘날에는 active matter, 생물 집단, 군집 로봇 등에서도 넓게 응용됩니다. 군집 거동을 하는 입자 하나에 대한 운동 방정식 정도로 생각하면 되겠습니다.가장 단순한 1차원 형태는 다음처럼 쓸 수 있습니다.$$\frac{dx}{dt} = f(x,t) + \sqrt{2D},\eta(t)$$$f(x,t)$는 규칙적.. 2026. 6. 28.
[군집거동과 창발성] 1. 들어가며 안녕하세요, 기계공학부에 재학 중인 공우 17기 박준규입니다. [군집거동과 창발성]이라는 주제로 연재를 시작하게 되었습니다.개미 한 마리를 관찰하면 행동은 비교적 단순해 보입니다. 앞을 더듬고, 주변의 냄새와 물체에 반응하고, 먹이나 장애물의 위치에 따라 방향을 바꿉니다. 그런데 수많은 개미가 함께 움직이면 전혀 다른 장면이 나타납니다. 어떤 개미들은 서로의 몸을 붙잡아 틈을 건너는 다리를 만들고, 다른 개미들은 그 위를 지나갑니다.이처럼 개별 구성 요소는 단순한 규칙을 따르지만, 그들이 서로 영향을 주고받는 과정에서 전체 수준의 새로운 구조나 패턴이 나타나는 현상을 창발성(emergence) 이라고 부릅니다.창발성은 보통 전체가 부분의 합을 넘어서는 성질을 보이는 현상으로 설명됩니다. 어떤 시스템을 이.. 2026. 6. 28.

티스토리툴바