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Technological Design Process

The process by which knowledge is developed into physical solutions to solve problems.

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기술설계의 과정

거대한 6개의 발이 달린 이 로봇은 NASA의 'Tri-ATHLETE'이다.  그 이름이 암시하듯 이 로봇은 힘이 매우 세며 이는 달과 우주의 행성 탐사에서 무거운 물체를 들 수 있도록 설계되었다.  이름 중  Tri (“셋”)라는 부분은 이 로봇이 다리가 3개인 두개의 작은 로봇으로 분리될 수 있음을 가리킨다. 이들 작은 로봇들은 다리가 6개인 큰 로봇이 할 수 없는 일들을 할 수 있다. 

기술설계란 무엇인가?

Tri-ATHLETE 로봇이 창조되고 완성되는 것과 같은 과정을 기술설계(technological design)라 부른다. 이는 대부분의 신기술이 개발되는 과정으로 이는 과학적 조사와 비슷하다. 두 과정 모두가 증거와 근거에 의존하며 문제 해결이나 질문에 대한 답을 찾기 위한 일련의 논리적 절차를 거치기 때문이다. 

신기술의 설계과정에는 단순히 떠오르는 좋은 생각 이상의 것들이 포함된다. 설계의 가능한 제한점이나 한계를 고려하지 않으면 안되며 이에는 신 제품이나 과정의 원가나 안전 같은 요인이 포함될 수 있다. 디자인의 모델을 만들고 검사하는  것도 중요하다. 이 검사단계는 그 설계가 실제로 문제해결을 할 수 있는지를 확인할 수 있게 해준다. 이 과정은 또한 설계의 문제점을 발견하고 필요하다면 설계를 수정보완할 기회를 제공한다. 어떤 해결책도 완벽할 수는 없다. 그러나 이러한 검사와 수정보완의 단계는 당초 해결하려 했던 문제에 대한 작동 가능한 기술을 보장해준다. 

기술설계 과정의 단계

기술설계 과정은 아래 그림의 흐름도에서와 같은 일련의 단계로 나눌 수 있다. 전형적으로, 일부 단계는 반복 되기도 하고 이들 일련의 단계가 꼭 여기에 제시된 순서대로 진행되지 않을 수도 있다. 

그림 설명: 문제를 확인한다.-> 문제를 연구한다. -> 가능한 해결책을 생성한다. ->가장 우수한 해결책을 선택한다. -> 해결책의 모형을 생성한다. -> 모델을 검사한다. -> 필요할 경우 재검사를 실시한다. ->최종 해결책에 관한 의사소통을 한다. ]

태양자동차 개발의 문제를 생각해보자. 설계과정에서 많은 문제들이 연구되어야 했다. 예를 들어, 햇빛을 받아드리기에 가장 좋은 모양은 무엇인가? 어떻게 햇빛을 자동차의 운전을 가능하게하는 유용한 에너지로 바꾸나?  대체에너지원이 필요할 것인가? 답을 얻기 위한 연구를 한 다음 가능한 설계들이 개발되었다. 이 과정에는 상상력과 함께 건실한 추론이 관여한다. 이어서 모델이 설계되고 검사를 받아야 한다. 이는 최종의 설계가 선택되고 제품이 생산되기 전에 설계가 가지는 문제들을 해결 할 수 있게 해준다. 

Q: 휠체어에 탄 사람이 소규모의 개인 물건들을 접근하여 쉽게 운반할 수 있는 제품을 설계한다고 가정해보자. 어떤 질문들에 대해 먼저 연구하겠는가?    

A: 다음과 같은 질문들을 연구할 것이다:  운반하고자 하는 개인적 물건들은 무엇인가? 휠체어에 탄 사람들이 보완하여 사용할 수 있는 운반 도구에는 무었이 있나?  휠체어나 휠체처어에 탄 사람의 이동에 방해가 되지 않도록 하려면 운반도구를 휠체어나 사람의 어느 부위에 달아야 하겠는가?  

Q: 앞의 질문에서 기술함 문제점을 해결해줄 수 있을 것 같은 아이디어를 얻었다고 가정해보자. 이 아이디어의 모형을 어떻게 만들겠는가? 또 이 모형을 어떻게 평가할 것인가?  

A: 우선 자신의 아이디어에 대한 스케치를 할 수 있다. 그리고 골판지, 신문지, 테이프, 실 등 단순한 재료들을 사용하여 값싼 모형을 제작할 수 있다. 이어서 방안에서 휠체어를 운전하며 몇개의 개인적 물건들을 담아서 운반해봄으로 이 모형을 검사할 수 있다. 또한 문을 연다거나 전등을 켠다거나 휠체어에 타고 내릴 때 불편함이 없는지도 확인해야 한다.  

요약

  • 기술설계는 새로운 기술이 개발되는 과정이다.
  • 기술설계의 과정에는 문제 확인, 문제 연구, 해결안 제시, 최선안 선택, 모형제작, 모형검사, 모형수정 및 재검사, 해결안의 의사소통 등이 포함된다.

용어

  • 기술설계(technological design): 새로운 기술의 개발 과정

연습

아래의  NASA’s Tri-ATHLETE 로봇에 관한 비디오를 보고 다음 질문에 답을 한다.  

http://www.youtube.com/watch?v=nxllCCqJKXo (5:05)

  1. 무슨 문제를 풀기위해 Tri-ATHLETE가 설계되었나?
  2. Tri-ATHLETE가 이 문제를 어떻게 해결하였나?
  3. Tri-ATHLETE 설계는 어떻게 검사를 하였나?
  4. 이 로봇을 개량하기 위해 설계가 어떻게 수정되었나? 

복습

  1. 기술설계란 무엇인가?
  2. 기술설계는 과학적 조사와 어떻게 유사한가?
  3. 기술설계 과정의 단계를 열거하라. .

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