음성 되먹임

3. 음성 피드백의 작동 원리

물리학이나 생물학에서 다루어지는 시스템들은 서로 다양한 상호 작용을 한다. 어떤 시스템에서 만들어진 결과물이 다시 그 시스템의 작동에 영향을 미치는 것을 피드백이라고 부른다. 피드백은 결과물이 시스템 작동을 더욱 활발하게 만드는 양성 피드백(positive feedback)과, 결과물이 시스템 작동을 억제하는 음성 피드백으로 나눌 수 있다.^[5]

음성 피드백은 어떤 시스템의 결과값이 변화했을 때, 그 변화를 줄이는 방향으로 시스템에 영향을 주는 방식으로 작동한다. 이는 주로 외부 입력이나 다른 방해 요인 때문에 시스템에 변화가 생겼을 때 나타난다.

양성 피드백이 시스템을 불안정한 상태(예: 진동, 예측 불가능한 카오스적 행동, 급격한 성장)로 이끌 수 있는 반면, 음성 피드백은 일반적으로 시스템의 안정성을 높이는 역할을 한다. 즉, 음성 피드백은 시스템이 원래의 안정된 상태(평형)로 돌아가도록 돕고, 외부 혼란의 영향을 줄이는 경향이 있다. 만약 음성 피드백이 가장 적절한 시점과 방식으로 적용된다면, 시스템은 매우 안정적이고 정확하며 외부 변화에 빠르게 반응할 수 있게 된다.

음성 피드백은 기계 공학이나 전기 공학 분야에서 널리 사용될 뿐만 아니라, 생명체의 몸 안에서도 자연적으로 발생한다. 또한 화학 반응, 경제학 모델, 기후와 같은 물리적 시스템 등 다양한 분야에서 관찰된다. 이러한 음성 피드백 시스템의 일반적인 원리는 제어공학에서 주로 다룬다.

예를 들어, 우리 몸의 혈액 속 포도당 농도는 음성 피드백 원리에 따라 일정하게 유지된다. 혈당이 너무 높아지면 이자에서 인슐린을 분비하여 혈당을 낮추고, 반대로 혈당이 너무 낮아지면 글루카곤을 분비하여 혈당을 높이는 방식으로 조절된다.

4. 음성 피드백의 다양한 적용 분야

물리학이나 생물학 등 다양한 시스템에서 산출된 결과물이 시스템 작동에 다시 영향을 미치는 것을 피드백이라고 한다. 피드백은 결과물이 시스템 작동을 촉진하는 양성 피드백(positive feedback)과 결과물이 시스템 작동을 억제하는 음성 피드백으로 나뉜다.^[5]

음성 피드백은 어떤 시스템의 결과값이 변동을 줄이는 방향으로 작용할 때 나타난다. 이는 외부 요인에 의해 변화가 생겼을 때 시스템이 다시 안정 상태로 돌아가도록 돕는다. 양성 피드백이 시스템을 불안정한 상태로 이끌 수 있는 반면, 음성 피드백은 일반적으로 시스템의 안정성을 높이고 평형 상태를 유지하며 외부 혼란의 영향을 줄이는 경향이 있다. 적절한 시점에 최적화된 음성 피드백은 시스템을 매우 안정적이고 정확하며 외부 변화에 잘 반응하도록 만들 수 있다.

이러한 음성 피드백 원리는 기계 공학이나 전기 공학 분야에서 널리 활용될 뿐만 아니라, 생물체의 항상성 유지 메커니즘처럼 자연적으로도 발생한다. 또한 화학 반응, 경제학 모델, 기후와 같은 물리적 시스템 등 매우 다양한 분야에서 관찰되는 보편적인 현상이다. 음성 피드백 시스템의 원리와 응용은 주로 제어공학 분야에서 다루어진다.

4. 1. 생물학

4. 2. 기상학

4. 3. 심리학

5. 음성 피드백의 역사적 사례

• 1600년대: 온도에 따른 수은의 팽창과 수축을 이용한 수은 온도계는 용광로 배출구의 내부 온도를 일정하게 유지하기 위해 사용되었다.
• 1778년: 제임스 와트가 개발한 원심 조속기centrifugal governors^eng는 연료 공급량이나 부하 조건에 관계없이 증기 기관과 같은 엔진의 속도를 거의 일정하게 유지하기 위해 음성 피드백 원리를 활용했다.

참조

_[1] 사전 대한의협 의학용어 사전 https://www.kmle.co.[...]
_[2] 서적 동기의 생물심리학 시그마프레스
_[3] 서적 세브란스 소아과 진료지침서 연세대학교출판부
_[4] 사전 대한의협 의학용어 사전 https://www.kmle.co.[...]
_[5] 서적 생활환경과 기상 동화기술교역
_[6] 서적 생명 생물의 과학 교보문고
_[7] 서적 생활환경과 기상 동화기술교역