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발명의 얼굴
착상발명
발명에도 얼굴이 있다. 이것을 ‘발명의 세 얼굴’이라고 한다.
첫 번째 얼굴은 ‘착상 발명’이다. 착상발명품으로는 +자형 드라이버, 철조망, 코카콜라병, 주전자뚜껑의 삼각구멍, 삼각팬티, 쌍소켓 등으로 간단한 아이디어에 의한 것을 예로 들 수 있다.
필립의 십자(+) 드라이버 발명
하찮은 십자(+) 나사못과 십자(+) 드라이버도 간단한 아이디어지만 세계적인 발명품이었다.
발명가는 라디오 수리공이었던 필립이라는 소년. 아버지가 병환으로 세상을 떠나자 그는 중학교를 중퇴하고 견습공으로 1년을 고생한 결과 수리공이 됐다.
하루 12시간 일에 매달리는 고된 직업이었지만 직업에 대한 긍지와 보람을 느끼고 있었다. 자신의 기술로 고친 고장 난 라디오에서 아름다운 소리가 흘러나올 때는 환희를 느끼곤 했다.
어느 날 그에게 큰 문제가 발생했다. 고장 난 라디오의 일(-)자 나사못을 빼야 수리를 할 수 있는데 일(-)자 홈이 완전히 닳아 드라이버의 날을 들이댈 수도 없었던 것이다.
그는 할 수 없이 망가진 -자 홈을 무시하고 그 자리에 +자 홈을 파기로 했다. 무심코 한 이 행위가 세계적인 발명인 줄은 전혀 몰랐다. 단순히 한쪽(-)이 망가지면 다른 한쪽(1)을 사용한다는 생각뿐이었다.
얼마 후 +자로 파놓은 나사못의 홈이 -자보다 쉽게 망가지지 않는다는 사실도 발견했다. 또 드라이버도 +자로 만들면 홈에 미치는 드라이버의 힘이 -자에서 +자로 분산돼 힘을 배가시킬 수 있고, 홈이 잘 망가지지 않는다는 것도 알아냈다.
이후 자신이 사용하는 나사못과 드라이버를 모두 -자에서 +자로 바꾸어 고장 난 라디오를 수리했다. 여간 편리한 게 아니었다.
그는 서둘러 세계 각국에 특허를 출원했다. 당시 그의 나이는 16세.
특허로 등록되자마자 전 산업계는 발칵 뒤집혔다. +자 나사못은 라디오는 물론 세상의 온갖 기구와 기계에 사용되면서 그 위력을 유감없이 발휘하게 된 것이다. -자 나사못의 홈이 쉽게 망가져 고통을 겪던 모든 수리공들에게는 구세주의 은총보다 더 큰 선물이었다.
후쿠이에의 주전자 뚜껑의 구멍 고안
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| 발명이란 멀리 있는 것이 아니다. 구멍 하나라도 꼭 필요한 곳에 잘만 뚫으면 훌륭한 발명이 되는 것이다. 일본의 후쿠이에는 주전자 뚜껑에 뚫은 작은 구멍 하나로 발명가가 되었고, 부(富)를 누릴 수 있었다. |
후쿠이에는 평범한 셀러리맨이었다. 그는 별다른 욕심 없이 그저 건강하게 일하는 것을 만족하게 느끼며 살아가고 있었다. 하지만 그는 자신에게 맡겨진 일에는 최선을 다해 꼭 이루어 내는 성실한 사람이기도 했다.
어느 날 후쿠이에는 감기 몸살로 심하게 앓아눕게 되었다. 과로가 겹친 탓이었다.
'일이 많이 밀려 있는데, 이렇게 누워 있다니... 큰일이구먼.'
웬만한 병이라면 털고 일어나 출근할 후쿠이였지만, 도저히 일어날 수가 없었다. 그는 침대에 누워 쉬고 있었다. 침대 옆에는 난로가 있고, 그 위에서는 물이 담긴 주전자가 수증기를 뿜어내고 있었다. 방 안이 따뜻해지자 후쿠이에는 자신도 모르게 잠에 빠져들었다.
그 순간이었다.
"덜커덩, 덜커덩..."
그의 단잠을 깨우는 소리가 들렸다. 주전자 속의 물이 끓자 뚜껑이 들썩거리는 소리였다. 시간이 지날수록 수증기의 힘은 강해져, 덜컹거리는 소리는 더욱 커졌다.
'방 안이 건조하니 주전자를 올려놓기는 해야 할 텐데, 뚜껑이 덜컹거리는 소리 때문에 제대로 잠을 잘 수가 없으니, 거 참 난감하군.'
그렇다고 아예 뚜껑을 열어 놓을 수도 없는 노릇이었다. 그 순간 후쿠이에의 눈에 확 들어오는 물건이 있었다. 송곳이었다. 그는 송곳을 집어 들고 신경질적으로 주전자 뚜껑에 구멍을 뚫었다. 그러자 신기하게도 뚜껑이 들썩거리는 소리가 멎었다. 게다가 구멍을 통해 빠져 나온 수증기는 방 안의 습도 유지에 안성맞춤이었다.
후쿠이에는 다시 침대로 돌아가 정신없이 잠 속에 빠져들었다. 한참을 늘어지게 잔 다음, 후쿠이에는 정신을 차리고 주전자 뚜껑을 살펴보았다. 주전자 속의 물은 계속 끓고 있었지만, 덜컹거리는 소리는 들리지 않았다.
송곳으로 구멍을 뚫은 구멍 사이로 수증기가 알맞게 새어 나오고 있었기 때문이었다.
'그렇다. 모든 주전자 뚜껑에 구멍을 뚫는다면 여러모로 지금보다 훨씬 편리해질 것이다.'
이렇게 생각하자, 후쿠이에는 계속 누워 있을 수가 없었다. 그는 간단하지만 실용적인 이 아이디어를 특허 출원해야겠다고 마음먹었다.
특허청을 찾은 후쿠이에는 '구멍 뚫린 주전자 뚜껑'의 실용신안 출원을 마쳤다. 이 소식이 알려지자 주전자 공장은 물론 냄비 공장에서까지 후쿠이를 찾아왔다.
"후쿠이에 씨, 로열티를 지불하겠으니 저희에게 그 권리를 양도해 주십시오."
후쿠이는 거절할 이유가 없었다.
시간이 지날수록 구멍 뚫린 뚜껑의 인기는 높아져 갔고, 후쿠이에의 수입 또한 계속 늘어났다.
이 같은 착상발명은 구조가 매우 단순하기 때문에 초보자라해도 만들기 쉬울 뿐만 아니라 제조공정도 간단하여 상품화도 하기 쉽다.
우리가 사용하고 있는 대부분의 생활필수품들이 이 착상발명이라는 것을 명심해야겠다.
과학적 발명
두 번째 얼굴은 ‘과학적 발명’이다. 과학적 발명은 과학의 원리를 교묘하게 응용하거나, 복잡한 메커니즘을 조합하는 것 등이다.
과학적 발명으로는 컴퓨터, 로봇, 모터, 냉각장치 등 첨단기술 제품으로 상당한 수련과 전문지식을 필요로 한다.
일본 해양과학기술센터의 고래 발전기 발명
10여 년 전 미국의 과학전문지 포퓰러사이언스는 다음과 같은 보도를 했다.
- 일본 해양과학 기술센터가 대체에너지 생산의 일환으로 바다의 강력한 파도를 이용해 전기를 생산하는 고래 발전기를 제작, 시험 운행에 들어갔다. -
일본 근해에 전기를 만들어 내는 고래 발전기가 등장했다는 것이다.
어떻게 된 것일까? 10년 전으로 돌아가 그 실상을 알아본다.
중동의 석유 파동을 겪으면서 전 유럽을 비롯한 세계의 여러 나라들은 고민에 쌓였다.
“석유 한 방울 나지 않는 나라에서 언제까지나 중동의 석유에만 의존할 수는 없다. 뭔가 다른 대체에너지를 개발해야해! 더구나 21세기에는 화석원료의 고갈이 불 보듯 뻔한 일이고, 무슨 좋은 방법이 없을까?”
대체에너지에 대한 열망은 온 인류의 관심사요 소망이기도 하지만, 그 중에서도 특히 일본 해양과학기술센터의 와시노 연구팀은 이일에 대한 연구에 치중했다.
더구나 일본은 섬나라로서 사면에 바다가 있으므로 보이는 것은 바닷물뿐이었다.
‘앞을 봐도 뒤를 봐도 바다뿐인데 저 바다를 에너지로 이용한다면...“
와시노는 바닷가에 나와 고래처럼 커다란 몸집으로 밀려왔다가 바위에 부딪쳐 부서지는 파도를 바라보며 생각에 잠겼다.
‘파도! 그렇지. 저 엄청난 파도의 힘을 이용해서 전기를 일으켜 보자.’
일본의 해양과학기술센터의 와시노 연구팀은 마침내 파도의 힘을 이용한 발전기 개발에 들어갔다.
“와시노 팀장님! 이번 프로젝트는 정말 굉장하군요. 파도를 이용한 발전이라니...”
“가능할까?”
“물론입니다. 저 위풍당당한 파도를 기계가 먹고, 그 힘으로 발전기를 돌리게 하면...”
마침내‘마이티 훼일’이라는 발전기가 탄생했다.
고래 모양을 하고 있다고 해서 고래 발전기가 된 이 발명품은 800만 달러의 제작비가 투입되었다.
고래 발전기는 길이 164피트(약50m), 넓이 98피트(약 30m)로 바지선 형태이며, 방 3개로 구성되어 있다.
고래 발전기의 핵심인 이 방은 바닥이 수면 아래 잠겨 있고, 윗부분은 병목과 같은 모양인데 이 위에 터빈장치를 장착하고 있다.
2년간의 시험운전을 거친 후 도쿄 서쪽 200마일 떨어진 고카쇼만 입구에 배치되어 4～5개 가정을 충족시킬 수 있는 14kw의 전기를 생산할 계획이다.
“와시노씨, 상용화될 수 있을까요?”
“아직은 미지수입니다. 투자비에 대한 전기 생산단가를 적정하게 맞출 수 없어서요.”
“돈이 많이 든다고요?”
“그렇소, 일본의 경우 시간당 1kw를 생산하는데 최소 28센트(10년 전 기준)가 들어야 맞는데, 현재로선 그보다 2배에 가까운 돈이 들어가서 상업화에는 한계가 있습니다.”
“팀장님, 그렇다면 고래 발전기나 수력이나 화력 등에 대체하기를 기대하는 것보다 어촌이나 산골 등 주로 도심지와 떨어져있어 전기공급에 문제가 있는 곳을 목표로 하는 것이 어떻겠습니까.”
“그것이 바람직한 일인 것 같소.”
이 같은 프로젝트는 비단 일본만 추진하고 있는 것이 아니라, 유럽 지역의 국가들도 석유파동을 겪은 지난 70년부터 연구해 왔다.
석유파동을 넘기면서 연구가 다소 시들해졌지만, 연구는 이후에도 지속적으로 이루어질 전망이다.
화이자의 비아그라 발명
내버려진 아이디어의 새로운 용도를 찾고 상품으로 만들어 세상에 선보이는 것. 그것은 바로 아이디어의 허물을 벗기고 날개를 다는 작업이다.
쓸모없이 버려졌던 발명품과 아이디어도 새로운 용도를 찾는 과정에서 놀라운 발명품이 되는 것이다.
고개 숙인 남성들에게 용기를 불어넣으면서 돌풍을 일으킨 비아그라가 그 좋은 예.
비아그라의 원료는 원래 영국의 화이자 샌드위치 연구소가 협심증 치료제로 개발하던 실데나필에서 비롯했다.
혈관 확장 효능이 있는 물질을 사용하는 경우 병으로 좁아진 심장혈관을 넓히고, 피가 잘 흐르도록 해서 돌연사를 막을 수 있다는 게 연구진의 생각이었다. 그러나 연구 과정에 뜻밖의 사실이 발견됐다.
임상실험 결과 실데나필은 협심증 치료제로는 부족하다는 결과를 얻은 것이다. 그동안의 연구와 노력이 수포로 돌아가게 된 것이다. 그러나 연구를 주도해오던 이안 오스텔로 박사는 포기하지 않았다. 오히려 그는 새로운 용도를 찾는데 주력했다. 그가 눈길을 돌린 것은 남성들의 숨겨진 고민 중의 하나인 발기부전. 겉으로 드러나지는 않지만 발기부전은 많은 남성들의 자신감을 앗아가고 정신적 스트레스를 주는 중요한 질환 중의 하나다.
오스텔로 박사는 발기부전이 혈액의 충분한 공급이 이루어지지 않는데서 비롯된다는 사실에 착안해 실데나필을 발기부전에 적용해보기로 했다. 결과는 대성공.
이렇게 재탄생한 실데나필은 ‘비아그라’라는 이름으로 전 세계에 공개됐다.
전 세계 남성으로부터 열렬한 환영을 받은 것은 새삼 말할 필요도 없다. 연일 TV와 신문에서 비아그라에 대한 뉴스가 쏟아져 나왔고, 최고의 인기 밀수품에 비아그라가 선정되는가하면 전국에 가짜 비아그라가 나돌 정도였다. 오죽하면 신이 내린 20세기 마지막 선물이라는 찬사를 받았을까. 가히 비아그라 신드롬으로 불릴 만했다.
실데나필의 새로운 용도를 찾아냈기 때문에 일궈낸 성공이다. 실데나필을 번데기에 비유한다면 비아그라는 호랑나비 정도라고 할 수 있지 않을까?
이 같은 과학적 발명은 각 기업에 설치된 기술연구소에서 하고 있는 연구, 개발이 곧 과학적 발명의 예로 첨단의 연구시설과 고급두뇌를 필요로 한다.
우리나라 기업 중에도 신기술개발을 위해 연간 매출액의 2 ~ 7%라는 거액을 투자하는 기업이 매년 늘어나는 추세에 있다.
응용발명
세 번째 얼굴은 ‘응용발명’이다. 응용발명은 냉각장치를 냉장고에 도입한다거나, 반도체를 컴퓨터에 활용하는 등 어떤 제품 또는 부품을 다른 제품에 응용하는 것을 말한다. 따라서 과학적 발명 보다는 한 단계 낮은 발명으로 약간의 수련과 전문지식이 있으면 가능하다.
한 마디로 응용발명은 이미 있는 물건이나 부품을 결합하여 새로운 기능이나 용도를 가진 물건으로 만드는 것을 말한다.
피에르 미쇼의 페달자전거 발명
예나 지금이나 ‘굿 아이디어(Good Idea)’는 금송아지를 만들어내는 요술방망이.
프랑스인 피에르 미쇼의 페달자전거도 기존의 틀에다 오직 한 가지 아이디어를 보탬으로써 혁신적 변화를 가져온 대발명품이다.
자전거는 15세기에 활동한 이탈리아의 만물박사 레오나르도다빈치의 유물에서 설계도가 발견될 정도로 오랜 역사를 갖고 있다.
여기에 독일의 드라이스 남작(1818년), 영국의 맥밀란(1839년), 프랑스의 피에르 미쇼(1861년) 등의 지혜가 한데 모여 이루어진 합작품이다.
하지만 엄밀한 의미의 자전거 발명자는 어디까지나 피에르 미쇼.
자전거는 페달이라는 개념을 도입해 기계적인 동력을 부여함으로써 본격적인 기업화와 대량보급에 성공한 주인공이기 때문이다.
프랑스 파리 변두리의 한 만물 수리상 고장 난 물건이면 무엇이든 고치는 미쇼의 이 점포에 드라이스가 만든 자전거가 수리를 위해 맡겨졌다.
발명가의 이름을 따 ‘드라이스호’라 불린 이 자전거는 말이 ‘자전거’이지 실제는 나무로 만든 장난감에 가까웠다.
한 시간에 간단히 수리를 마친 미쇼는 시험 삼아 아들 에룬스트에게 직접 타보도록 했다.
“아버지 너무 힘들어요, 좀더 편리한 자전거는 없나요?”
자전거를 타고난 아들이 칭얼거리며 내뱉은 말이었다.
당시의 자전거는 페달 없이 오직 발로 땅을 치는 힘으로 움직였기 때문에 에룬스트의 반응은 당연한 것이었다.
순간 미쇼는 동력장치를 떠올렸다. 만물박사로 통하던 미쇼에게 그 정도의 물건을 만드는 것은 식은 죽 먹기.
1주일 만에 밟기만 하면 거침없이 앞으로 쑥쑥 나가는 페달이 달린 새로운 자전거를 만드는데 성공했다.
신기한 자전거에 대한 소문은 금세 퍼졌고 이내 주문이 밀려들었다.
만물수리상은 자전거공장으로 바뀌고 첫해 90대, 이듬해에는 1백42대를 만들어 짭짤한 재미를 봤다.
3년째에는 프랑스 전역은 물론 영국에서까지 주문이 밀려들어 3백여 명의 종업원을 채용, 대량생산에 들어갔다. 몇 년 후인 1868년 5월31일에는 파리에서 세계 최초의 자전거경주가 열릴 정도로 페달달린 자전거의 인기는 폭발적이었다.
피에르 미쇼가 억만장자가 된 것은 물론이다.
따라서 착상발명이 초보자의 영역이고 과학적발명이 과학자들의 영역이라면 응용발명은 초보자와 과학자의 공동영역이라 할 수 있다.
발명의 세 얼굴 중 어떤 얼굴을 선택하느냐는 발명하는 사람의 경험과 지식 그리고 지혜에 따라 달라진다.
또한 발명은 연애와도 같다.
많은 이성 가운데서 자신이 좋아하는 타입을 찾아 사랑도 하고 결혼도 하듯이 초보발명가는 자신이 다루기 쉬운 분야를 선택하여 꾸준히 연구하는 자세가 필요하다. 이것저것 뚜렷한 목표 없이 무작정 손을 대어보는 발명은 삼가 해야 한다.
착상발명이 초보자의 영역이라는 체면 때문에 과학적 발명에 도전하는 것도 계란으로 바위를 깨는 격.
착상발명이냐, 과학적발명이냐, 응용발명이냐가 중요한 것이 아니라 얼마나 훌륭하면서 또 실생활에 편리하게 이용할 수 있는 발명을 했느냐가 중요한 것이다.
지금까지 설명한 3단계는 누가 주장했는지 아직까지 알려지지 않고 있다. 그러나 미국과 일본 등 선진국은 물론 많은 나라의 발명가들이 이 기법을 중요시 하고 있는 것만은 사실이다. 우리나라도 예외가 아니다.
그리고 이 3가지 기법은 단독으로 이용되는 것이 아니라 뒤섞여 이용되고 있으므로 어느 기법이 특히 좋다고 말할 수도 없다. 적절한 사용을 당부할 뿐.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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왕연중의 발명칼럼
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