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누군가가 아두이노 우노 R3의 핵심적인 부분(파트)이 무엇인지에 대해 묻는다면
저는 한치의 망설임도 없이 아두이노 우노 R3에 내장된
ATMega328P 마이크로 컨트롤러 칩(MCU)이 아두이노 우노의 핵심 파트라고 말할 것입니다.
이 ATMega328P MCU칩을 중심으로
아두이노 우노 보드는 입출력핀(Input/Output Pin), 전원 공급 회로
그리고 USB-to-UART Bridge 회로 등 시스템이 구성되어 있습니다.
ATMega328P칩 요 놈이 도대체 어떠한 역할을 수행하기에
아두이노 우노의 핵심 부품으로 치부되는지 의문이 들 수 있습니다.
자연스럽게 형성된 의문은 ATMega328P을 인간의 생물학적 뇌로 비유하는 과정에서
쉽게 풀릴 것이라고 믿습니다.
ATMega328P가 아두이노 우노 개발 보드에서 인간의 뇌와 같은 역할을 수행한다면
ATMega328P가 우노의 핵심 요소라는 사실을 쉽게 납득할 수 있겠죠?
그렇다면 MCU를 인간의 뇌로 비유하는 것은 과연 타당할까요?
인간과 기계는 정보 처리 개체(Information Processing Entity)로서 서로 매우 유사하기 때문이죠.
인간은 눈이라는 감각 기관을 통해서 들어온 시각 정보가
뇌라는 기관에서 처리되어 우리에게 이미지로 인식되며
인식된 이미지를 바탕으로 어떠한 행동을 수행할 수 있습니다.
즉, 인간의 뇌는 감각 기관을 통해 정보를 입력(Input) 받고
입력된 정보를 뇌에서 처리(Processing)하며
처리된 정보를 바탕으로 뇌는 운동기관에 명령, 또는 정보의 출력(Output)을 수행합니다.
예를 들어, 제가 탁자에 놓인 사과를 집으려는 상황을 생각해봅시다.
그러면,
사과의 표면에서 반사된 빛은 시각 기관인 눈을 통해 들어오며
[정보의 입력 (Input)]
뇌는 빛으로 이루어진 시각 정보를 처리하여 '사과'라는 물체를 인식합니다.
[정보의 처리 (Information Processing)]
이렇게 처리된 정보를 바탕으로 뇌는 손이라는 운동기관에 명령을 내려 사과를 들어올리게 합니다.
[정보의 출력 (Output)]
이렇게 뇌는 정보의 입력(Input)과 처리(Processing), 그리고 출력(Output)의 과정을 전반적으로 담당합니다.
이와 같이 인간의 뇌가 수행하는 정보의 입력과 처리 그리고 출력은
사실 MCU가 회로에서 담당하는 역할과 동일합니다.
탁자에 놓인 사과를 집는 로봇을 예로 든다면,
시각 센서(Sensor)를 통해서 들어온 사과의 시각 정보는 MCU칩에 입력되며,
[정보의 입력 (Input)]
입력된 정보는 MCU 내부에서 처리되어 결국 사과라는 물체로 인식하게 해줍니다.
[정보의 처리 (Information Processing)]
처리된 정보를 바탕으로 MCU칩은 정보의 출력, 전압의 HIGH(Logical 1) 또는 LOW(Logical 0)로
로봇 팔을 제어하여 사과를 들어 올리는 행위를 수행합니다.
[정보의 출력 (Output)]
이처럼, 인간의 뇌와 기계의 MCU를 정보의 입력과 처리, 그리고 출력의 틀로 바라본다면
상당히 많은 유사점들이 존재한다는 것을 확인할 수 있습니다.
사실 기계의 뇌 역할을 담당하는 MCU를 인간의 생물학적 뇌로 비유하는 것에 대해서는
보다 더 재미있게 다룰 수 있는 내용들이 많습니다.
이에 대해서는 싸이버네틱스(Cybernetics)라는 학문과
이의 창시자인 노버트 위너(Norbert Wiener) 이야기와 함께
추후 포스팅에서 한층 더 자세히 설명해드리고자 합니다.
결론적으로 기계의 MCU는 인간의 뇌와 같이 정보의 입출력과 처리를 담당하는 녀석입니다.
혹시 제 부족한 설명이 이해에 도움이 되었나요?
정보의 입출력, 그리고 처리를 하나의 칩으로 모두 수행할 수 있는 것이 MCU(Micro Controller Unit)이며
아두이노 우노 R3에 쓰이는 ATMega328P는 MCU 중 하나인 것입니다.
아두이노 우노 이외로도, 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 모든 전자 제품들은 대부분 MCU가 내장되어 있습니다.
현대에 개발되는 대부분의 전자제품들은 정보 처리 및 입출력 과정을 필히 수행해야 하기 때문이죠.
이제 추상적인 이야기는 첫번째 포스팅에서 잠시 멈출 것이며
이제는 실제 아두이노 우노 R3를 통해서 다양한 프로젝트들을 수행하며
아두이노 우노의 깊은 이해를 도와드리고자 합니다.
추상적인 이야기도 재밌고 아름답지만
공학의 진정한 매력은 실제로 실습 하는 과정에서 느낄 수 있다고 생각하거든요.
다음 포스팅에서는 아두이노 우노를 통한 다양한 튜토리얼들을 진행합니다. :)
새해복 많이 받으시고
감사합니다.
[그림 출처]
https://pixabay.com/ko/arduino
http://epan.in/blog-item/what-if-we-can-code-humans-comparing-humans-with-machine
(좌) http://www.mit.edu/~kardar/research/seminars/CorticalMaps/VisualSystem.html
(중) http://slideplayer.com/slide/9798329/31/images/14/Attention,+Vision+and+Brain+Activity.jpg
(우) https://www.shutterstock.com/video/clip-15299905-stock-footage-nutritionist-holding-out-fresh-green-apple-advising-healthy-diet-for-wellness.html?src=rel/(좌) http://robotic.media.mit.edu/test/
(중) https://www.videoblocks.com/video/cpu-chip-transfering-data-on-circuit-board-looping-bikcqi1rxj1jbco7e/(우) https://www.newscientist.com/article/dn28773-sensitive-robot-skin-has-a-memory-and-knows-what-it-has-touched/
https://blog.exporeal.net/en/rein-forum-takes-digital-transformation-to-expo-real/
* 그림들이 나온 순서대로 번호를 매겨, 출처를 기입하였습니다.