노인·장애인·휠체어 이용자 불편에서 아이디어…사회적 약자 배려한 발명품 높은 평가
수상작 299점 내달 5일까지 국립중앙과학관 전시…10월 7일 시상식
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| ▲출처: 과학기술정보통신부 |
택배상자를 양손에 든 채 문을 열다가 느낀 불편은 발을 쓰지 않고도 문을 고정할 수 있는 문고리로 이어졌다. 휠체어에 앉은 외할아버지의 자세를 바로잡아 주는 보호자의 모습을 지켜본 중학생은 후진만으로 탑승자의 자세를 교정하는 휠체어를 만들었다. 학생들이 일상에서 발견한 작은 불편을 과학적 아이디어로 풀어낸 작품들이 올해 전국학생과학발명품경진대회 최고상을 차지했다.
과학기술정보통신부와 국립중앙과학관은 제47회 전국학생과학발명품경진대회 대통령상에 울산 대현초등학교 5학년 박하을 학생, 국무총리상에 대전지족중학교 3학년 황현성 학생을 선정했다고 28일 밝혔다. 이번 대회에서는 대통령상과 국무총리상을 포함해 모두 299명이 수상했다.
대통령상을 받은 박하을 학생의 작품은 ‘의도를 읽은 문고리, 발을 잊은 도어 핸들’이다.
아이디어는 부모를 도와 택배상자를 집 안으로 옮기던 경험에서 출발했다. 양손에 상자를 들고 있으면 발로 도어스토퍼를 조작하기 어렵다는 점에 불편을 느꼈고, 나이가 든 할머니나 휠체어 이용자도 같은 어려움을 겪을 수 있다고 생각했다.
핵심은 문손잡이를 돌리는 각도다. 손잡이를 약 45도 이내로 돌리면 문만 열리고, 70도 이상 돌리면 문 아래의 스토퍼가 내려간다. 손잡이의 회전운동을 피니언과 래크를 이용해 직선운동으로 바꿔 스토퍼를 작동시키는 원리다.
상세 설계를 보면 톱니 수를 12개 대 18개, 1대 1.5 비율로 구성했다. 전자센서나 별도의 전원이 필요하지 않고 손높이에서 조작할 수 있어 어린이와 노인, 장애인 등이 이용하기 쉽도록 설계했다. 일반적인 여닫이문에도 적용할 수 있다.
심사에서는 구조가 단순해 고장 가능성이 낮고 제작비를 줄일 수 있다는 점도 높은 평가를 받았다.
국무총리상을 받은 황현성 학생의 ‘컨베이어를 이용한 자세 교정 휠체어’ 역시 가족의 일상에서 아이디어를 얻었다.
황 학생은 거동이 불편한 외할아버지가 휠체어에 앉았을 때 몸이 앞으로 밀리는 모습을 지켜봤다. 이때 자세를 바로잡으려면 보호자가 탑승자의 상체를 잡고 뒤로 당겨야 해 허리와 어깨 등에 부담이 생긴다는 점에 착안했다.
황 학생은 휠체어 안장을 공장의 컨베이어처럼 움직이도록 설계했다. 안장 아래에 회전축과 톱니바퀴, 체인을 설치해 뒷바퀴와 연결하고, 휠체어를 후진시키면 바퀴의 회전력이 안장으로 전달되도록 했다. 이를 통해 사람이 직접 들어 올리거나 뒤로 당기지 않고도 탑승자의 자세를 교정할 수 있다.
체중 65㎏인 사람의 자세를 직접 들어 뒤로 당길 때는 45.7㎏의 물건을 들고 당기는 것과 비슷한 힘이 필요하지만, 개발한 휠체어를 이용하면 3.67㎏의 물건을 밀고 당기는 정도의 힘으로 자세를 바로잡을 수 있는 것으로 나타났다.
전국학생과학발명품경진대회는 학생들의 창의력과 탐구심을 키우고 과학 인재를 발굴하기 위해 1979년부터 매년 열리고 있다.
올해 시·도대회에는 8856명이 참가했으며 이 가운데 299명이 전국대회에 진출했다. 학계와 연구계, 특허 분야 전문가 48명으로 구성된 심사위원회가 창의성·탐구성·실용성·노력도·경제성 등을 평가했다. 심사위원장은 오준호 삼성전자 미래로봇추진단장이 맡았다.
대통령상과 국무총리상 외에 최우수상 10점, 특상 50점, 우수상 100점, 장려상 137점이 선정됐다.
올해 최고상 두 작품은 첨단 기술을 복잡하게 결합하기보다 주변 사람의 불편을 관찰하고 비교적 단순한 기계 원리로 해결책을 찾았다는 공통점이 있다. 특히 노인과 장애인, 휠체어 이용자뿐 아니라 이들을 돕는 보호자까지 사용 과정에서 겪는 어려움을 발명의 출발점으로 삼았다.
오준호 심사위원장도 학생들이 사회적 약자의 시선에서 생활 속 불편을 발견하고 발상의 전환과 과학적 탐구를 통해 해결하려 한 작품들이 돋보였다고 평가했다.
전국대회에 출품된 299점은 9월 5일까지 국립중앙과학관 미래기술관에서 전시된다. 시상식은 10월 7일 국립중앙과학관 사이언스홀에서 열린다.
피앤피뉴스 / 마성배 기자 gosiweek@gmail.com
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