[미래융합포럼] 경기력 높인 점프용 스키·한옥 짓는 소나무 파우더…'융합'이 빛나는 순간

2019.12.04 17:17
4일 서울 동대문구 JW메리어트 동대문스퀘어에서 열린 ‘2019 미래융합포럼’에서는 STEAM 연구사업 내 대표적인 연구 성과 9건이 발표됐다. 이정아 기자
4일 서울 동대문구 JW메리어트 동대문스퀘어에서 열린 ‘2019 미래융합포럼’에서는 STEAM 연구사업 내 대표적인 연구 성과 9건이 발표됐다. 이정아 기자

최해천 서울대 기계항공공학부 교수는 2014년 6월부터 지난 5월까지 동계스포츠에서 최적의 성적과 안전성을 내기 위해 여러 조건을 분석하고 각 조건에 맞는 기술을 개발해왔다.

 

최 교수는 이달 4일 서울 동대문구 JW메리어트 동대문스퀘어에서 열린 ‘2019 미래융합포럼’에서는 스포츠와 과학기술을 융합해 동계스포츠 장비 인터랙션을 최적화하는 기술을 개발한 성과를 발표했다.

 

최 교수는 "동계스포츠는 극한 속도를 내는 종목이 많아 0.001초 단위의 미세한 시간차를 경쟁하는 만큼 선수와 장비, 환경 간의 상호작용이 중요하다"며 "스포츠와 과학을 융합해 장비를 고도화하고 기록을 최대화 하는 한편, 선수가 부상 당할 확률을 최저로 낮추는 기술을 개발해왔다"고 설명했다.

 

그는 스키점프를 예로 들었다. 스키점프는 활강 속도가 시속 약 100km, 활공 비행거리가 약 100m 정도 된다. 연구팀은 국가대표 선수의 신체를 3D 스캔하고 각 자세에 따른 양력과 항력을 측정했다. 또 활강과 도약, 활공과 착지 순으로 이어지는 구간별로 공기저항이나 얼음과 플레이트 간 마찰력, 점프시 진동과 스키의 탄성, 비행 안전성, 안정적인 착지 등을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다. 

 

과학기술정보통신부는 2011년부터 2023년까지 융합기술 연구인 '융합(STEAM) 연구사업'을 진행하고 있다. STEAM 연구사업은 인간과 공동체의 문제를 해결하고 새로운 가치를 창출하기 위해 서로 다른 분야간 융합을 촉진하는 사업이다. 과학과 정보통신기술(ICT) 등 융합 기술을 사회와 문화, 교육, 예술 같은 여러 분야에 활용한다. 최 교수 연구도  STEAM 연구사업 내 대표적인 연구 성과 9건 중 하나다. 이날 행사는 과학기술정보통신부가 과학 난제에 대한 근본적 도전과 인간 중심의 새로운 융합 연구 선도 모델을 제시하기 위해 마련됐다.   

 

 

최해천 서울대 기계항공공학부 교수는 스포츠와 과학기술을 융합해 동계스포츠 장비 인터랙션을 최적화하는 기술을 개발한 성과를 발표했다. 최해천 교수 제공
최해천 서울대 기계항공공학부 교수는 스포츠와 과학기술을 융합해 동계스포츠 장비 인터랙션을 최적화하는 기술을 개발한 성과를 발표했다. 최해천 교수 제공

 

최 교수는 분석 결과를 토대로 각 구간에서 최적의 속도와 안전성을 내기 위해 스키의 플레이트 바닥제나 진동제어 기술을 개발하거나, 스키의 탄성을 최적으로 설계해 제작했다. 이 기술들을 적용한 결과 실제로 선수들의 경기력이 향상되는 것을 확인했다. 

 

전통문화와 과학기술을 융합해 천연재료 3D 프린터 잉크 개발

 

문명운 한국과학기술연구원(KIST) 계산과학연구센터장(책임연구원)은 전통문화와 과학기술을 융합해 전통 공예와 건축 소재 기반 스마트 3D 프린팅용 소재를 개발한 성과를 발표했다. 

 

현재 산업 분야에서 3D 프린팅 소재는 주로 가루나 액체 형태의 금속과 플라스틱이다. 이런 소재에 열을 가하거나 접착제를 더해 3차원으로 사물을 쌓는다. 하지만 3D 프린팅 잉크 재료나 접착재료에는 유해물질이 많고 미세먼지를 발생할 위험이 있다. 

 

문 센터장은 "전통적인 한옥은 나무와 흙, 돌, 석회 등 천연 재료만 사용한다는 것에 주목했다"며 "이런 자연 재료로 3D프린팅 할 수 있는 소재를 개발했다"고 밝혔다. 예를 들어 전통 한옥 소재인 나무와 황토, 석회, 패각으로는 몸체를 쌓고 아교와 옻, 홍합추출물 등은 접착제 역할을 한다. 이들 소재를 만들기 위해 연구팀은 열가소성과 결합력이 높고 방충, 방수성이 뛰어난 소나무 파우더를 개발하고, 옻의 접착강도를 분석해 더욱 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 

 

문 센터장은 "천연 소재를 이용한 3D 프린팅 기술은 공예나 건축의 속도를 빠르게 하고, 유해물질을 발생시키지 않아 친환경적"이라고 설명했다.

 

이날 행사에서는 김용성 아주대 응용화학생명공학과 교수의 '기능 기반 초고속 선별을 통한 세포내 단백질 상호 작용 제어 신개념 항체 기술 개발 성과', 이민호 경북대 전자공학부 교수의 '디지털 라키비움(도서관과 기록관, 박물관을 통칭) 구축을 위한 기계학습 기반 전통기록물 해독 성과', 오상록 KIST 지능로봇연구단 책임연구원의 '바이오닉 암 메카트로닉스 융합연구 성과', 이종숙 한국과학기술정보연구원 계산과학플랫폼센터장의 '첨단 사이언스, 교육 허브 개발 사업 플랫폼과 서비스 개발 성과', 안병권 충남대 선박해양공학과 교수의 '분사형 초공동 캐비테이터 설계를 위한 분사 조건별 공동특성 연구 성과', 이상준 포스텍 기계공학과 교수의 '해조류와 해양 포유동물을 자연 모사한 지속 가능형 저마찰, 방오 원천기술 개발 성과', 윤용현 국립중앙과학과 과학유산보존과장의 '장영실 자동물시계 옥루의 전시융합콘텐츠 개발과 활용 연구 성과'가 발표됐다. 

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