[타임캡슐]메카트로닉스의 미래

정명진 한국산업기술대학교 메카트로닉스공학과 교수 mjchung@kpu.ac.kr



`메커트로닉스(Mechatronics)`라는 용어는 기계공학(mechanics)과 전자공학(electronic) 합성어로 `메카`는 기구나 기계요소와 같은 기계 기술을 뜻하고 `트로닉스`는 제어 요소나 신호처리 등 전자제어 기술을 의미한다. 메커트로닉스는 1970년대 중반 일본에서 만들어진 용어로 1980년대 이후 전 세계에서 사용 중이다.

최근에는 정보처리기술을 포함해 보다 큰 의미로 메커트로닉스를 정의하는데, 휴머노이드와 같은 지능 로봇, 무인 자동차와 자동화 빌딩까지 기술 적용 범위가 점차 확대 중이다. 즉, 메커트로닉스란 기계 기술과 전자 제어기술 그리고 정보처리기술을 응용해 어떤 목적에 적합한 시스템을 구성하는 기술로 정의할 수 있다.

18세기 영국에서 시작된 산업혁명 이후 형성되기 시작한 산업 사회는 20세기 중반까지 대량생산, 표준화, 분업화로 특징되는 대량 생산 체제가 지배적인 산업 구조를 이루었다. 그러나 생산력의 발전에 따른 생활수준 향상, 매스 미디어 발전으로 인한 정보량 증가 등으로 인해 소비자 욕구가 다양화되면서 1970년대 이후의 산업 사회는 다품종 소량 생산 체제로 변모했다.

또 컴퓨터와 정보통신 기술의 비약적인 발전으로 인해 1990년대 후반 이 후 사회는 지식기반 산업사회, 디지털 시대로 변모했다. 이 사회적 변화에 대응해 제조업 분야도 과거의 기계 · 아날로그적, 하드웨어적 생산 시스템에서 전자 · 디지털 · 소프트웨어 생산 시스템으로 변모했는데, 이와 같은 생산 시스템 특성은 기본적으로 메커트로닉스 기술 특성과 유사하다고 할 수 있다.

이후 전자 제어와 정보처리기술의 급속한 발전에 따라 이들 기술과 기계 기술을 결합한 메카트로닉스 분야가 눈부시게 발전하고 있다. 이에 따라 메커트로닉스 산업의 규모가 급속히 증대되고 있으며 앞으로 21세기의 첨단 제조업 분야를 주도하는 기술의 하나가 될 것으로 예상되고 있다.

메카트로닉스 기술을 연구하기 위해서는 기계와 전자 제어시스템 특성을 이해하고 분석과 설계에 필요한 전문 지식과 컴퓨터를 활용한 정보처리기술을 학습해야 한다. 이를 위해 대학 메카트로닉스공학과에서는 물리, 화학, 수학, 전산 등의 기초과학 교과와 기구학, 동력학, 고체역학, 전기회로, 전자회로, 신호처리, 수치해석, 프로그래밍, 마이크로프로세서 등의 기계, 전기 · 전자 및 컴퓨터에 대한 전공기초 교과를 이수하도록 하고 있다. 이를 바탕으로 센서 및 계측, 마이크로프로세서 응용, 제어공학, 지능로봇, 지능형 네트워크, 컴퓨터응용공학, 메카트로닉스시스템 등 메커트로닉스 응용을 위한 전공심화 교과를 이수하도록 교과 체계를 운영하고 있다.

미래에는 인체 생체리듬을 측정하고 이에 연동해 쾌적함을 느낄 수 있는 온습도와 조명이 유지되는 자동화 빌딩에서 생활하며 영화에서나 보아 왔던 무인자동차나 하늘을 나는 자동차를 타고 출근하게 될 것이다. 또 다빈치와 같은 수술로봇이 일반화돼 필요한 모든 질환의 수술 부위가 매우 작아 통원치료만으로도 가능하다.

미래는 IT, BT, NT 산업 분야에서 필수적으로 요구되는 첨단 장치가 메카트로닉스기술 기반에서 구현됨으로써 가능하다. 또 미래 인류의 생활이 얼마나 편리하게 될 지는 메커트로닉스기술 발전이 어떻게 될 것인지와 밀접하게 연관되어 있음이 분명하다.