개념 한 쪽
인간-기계 시스템은 누가 동력을 내고 누가 제어하느냐에 따라 유형이 갈리고, 무엇을 수행하느냐에 따라 기본기능이 갈린다. 문제는 네 갈래로 나뉜다. 통합체계의 유형을 고르는 것, 기본기능에서 해당하지 않는 것을 고르는 것, 페일 세이프의 분류를 묻는 것, 그리고 인간과 기계 중 누가 유리한지를 가리는 것이다.
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출제기준 단원 「인간-기계 시스템의 정의 및유형」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 의사소통 매체 적합 조건 고르기 | 1 | 음성 의사소통이 더욱 효과적인 조건 고르기 |
| 기계의 정보처리 기능 고르기 | 1 | 기계가 수행하는 정보처리 기능 고르기 |
| 인간 우위 조건 제외 고르기 | 1 | 인간이 기계보다 나은 조건 보기에서 빠진 것 골라내기 |
인간-기계 통합체계의 유형은 수동체계, 기계화체계, 자동체계 세 가지다. 수동체계는 동력과 제어를 모두 인간이 담당하고 도구는 보조 수단에 그치는 형태로 장인과 공구가 대표 예시이고, 기계화체계는 동력은 기계가 내고 인간이 조작하는 형태이며, 자동체계는 기계가 스스로 작동하고 인간은 감시만 하는 형태다. 특수체계라는 유형은 존재하지 않는다. 체계에서 인간이든 기계든 수행하는 기본기능은 감지, 정보 처리, 정보 보관, 행동의 네 가지로 정리된다. 궤환은 결과를 입력 쪽에 되돌리는 제어 구조일 뿐 기본기능이 아니고, 환경은 시스템 밖의 조건이라 기능 유형에서 빠진다.
기계가 고장 났을 때 안전한 쪽으로 가도록 하는 설계가 페일 세이프(fail safe)이고, 기능적 분류는 고장 나면 바로 전 기능을 정지하고 에너지를 차단해 안전하게 대기하는 페일 패시브, 고장이 나도 기능을 계속 유지하는 페일 오퍼레이션, 성능이 떨어져도 최소한의 기능만 유지하는 페일 소프트로 나뉜다. 설계 여유를 뜻하는 안전율은 안전신뢰도이고, 설계자의 경험적 요소를 기술적으로 반영한 값이며, 인간 행동을 저해하는 우연성을 감안한 것이다. 안전율이 비경제적 요인이라 생산과 모순된다는 서술은 틀린 설명이다.
정보 전달에서는 매체의 강점이 갈린다. 음성(청각) 의사소통은 즉각 전달과 즉시 피드백이 가능해 정확한 순간을 다루는 정보에 효과적이고, 소란한 환경이나 어렵고 추상적인 정보, 여러 정보의 동시 제시는 시각 매체가 유리하다. 인간과 기계의 정보처리도 대비된다. 기계의 정보처리 기능은 정해진 규칙을 사례에 적용하는 연역이고, 귀납(사례에서 규칙을 창출)·응용·임기응변은 인간의 영역이다. 인간이 현존하는 기계를 능가하는 조건은 창의력·직관·융통성이 필요한 상황이지, 관찰을 통한 일반화나 연역 추리가 아니다. 조작장치 설계에서는 양립성이 묻힌다. 레버를 위로 올리면 압력이 올라가도록 한 것은 조작의 운동 방향과 반응 방향을 일치시킨 운동양립성이고, 오른쪽 스위치를 누르면 오른쪽 전등이 커지도록 한 것은 배치의 대응을 맞춘 공간양립성이며, 관습·색·기호로 맞추는 것은 개념양립성이다.
유형 문제는 '실제 분류 3개(수동·기계화·자동) + 없는 용어 1개' 구성으로 나온다. 낯선 이름(특수체계)이 보기에 있으면 그것이 답이다. 기본기능 문제에서는 궤환·환경처럼 기능이 아니라 구조·조건에 가까운 보기가 정답(해당하지 않는 것)이 된다. 페일 세이프 분류는 '정지(패시브)·유지(오퍼레이션)·저하(소프트)' 세 낱말로 묶어 두면 어느 보기가 와도 즉답된다. 인간 대 기계 문제는 '규칙의 적용은 기계, 규칙의 창출과 돌발 대응은 인간' 한 줄로 가른다.
다음 중 정보의 음성적 의사소통(音聲的 意思疎通)이 더욱 효과적일 때는?
정답 ③ · 음성적 의사소통은 청각을 통한 정보 전달 방식으로, 기계적이고 연속적인 정보보다는 즉각적이고 변화하는 상황을 전달할 때 유리합니다. 정보가 정확한 순간을 다룰 때에는 실시간으로 상황을 빠르게 전달하고 피드백을 받을 수 있는 음성 커뮤니케이션이 가장 효과적입니다.
음성 의사소통은 즉각 전달·즉시 피드백이 가능해 정확한 순간을 다루는 정보에 가장 효과적이다.
기계의 정보처리 기능은 다음 중 어느 것인가?
정답 ② · 기계는 인간과 달리 감정이나 피로도를 느끼지 못하지만, 정해진 규칙이나 논리적 절차에 따라 처리하는 능력이 뛰어납니다. 특히 기계는 설정된 프로그램 내에서 연역적 처리기능(Deductive processing)을 수행하여 빠르고 정확하게 반복적인 계산이나 작업을 수행합니다.
기계의 정보처리는 정해진 규칙을 사례에 적용하는 '연역'이며, 귀납·응용·임기응변은 인간 고유 영역이다.
인간이 현존하는 기계를 능가하는 조건이 아닌 것은?
정답 ② · 인간은 기계에 비해 창의력, 직관, 융통성, 종합적 판단력에서 뛰어납니다. 원칙의 다양한 적용, 예기치 못한 사건 감지, 한 방법의 실패 시 대안적 선택 등은 기계가 학습되지 않은 상황에서는 처리하기 힘든 인간만의 고유한 능력입니다.
관찰을 통한 일반화·연역 추리는 기계가 데이터 학습으로 더 잘하므로 인간이 기계를 능가하는 조건이 아니다.
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