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물거미 로봇으로 해양도시 만들기
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이 글은 2023년 ‘제47회 전국초-중학생 발명글짓기-만화공모전’에서 특허청장상을 수상한 옥동초등학교 5학년 이윤서 학생의 글짓기로서 한편의 발명동화처럼 흥미롭다. 그래서 발명동화로 소개하기로 했다.
‘왕연중의 발명동화’ 275~281번째 소개된 우리나라 최초 전국 초-중학생 대상‘발명 사상 앙양 – 보급 제1회 작문 현상모집 수상 작품집’에 실린 글과 함께 볼 수 있도록 320째에 소개하기로 했다.
제1회와 제47회 수상작품을 함께 읽으며 큰 도움이 되기를 기대해 본다.
여기에 소개된 제1회와 제47회 글의 주인공이 연락을 주신다면 제가 쓴 책에 사인을 하여 보내드릴 것을 약속한다.
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‘아! 오랜만에 밟아보는 육지로군.’
나는 40살의 해양도시 연구원이 되어 지금 해양도시 울산Ⅱ에 살고 있다. 해양도시 울산Ⅱ는 2040년에 지어진 대한민국의 해양 수도이다.
2050년 지구는 지구온난화 영향으로 빙하가 녹아 해수면이 20cm나 상승하였다. 이상기후가 심해져 비가 많이 내렸다. 큰 도시들은 강이나 바닷가에 위치하고 있었기에 상황이 더욱 심각했다.
내가 살던 울산도 동해의 바닷물이 불어나 건물이 물에 잠기고 살던 집을 잃게 되었다. 대한민국에서는 이런 상황이 올 것을 대비에 해양도시 연구원들을 길러냈다.
해양도시 연구원들은 환경의 변화에 따라 지역이 바뀌는 모습을 예측하고 새로운 환경에 적응할 수 있도록 발명품을 만드는 직업이다. 나는 해양도시 연구원이 되어 해양도시 울산Ⅱ 를 건설하게 되었다.
해양도시 울산Ⅱ는 울산 바닷가 주위에 위치하고 2가지의 구조로 나누어져 있다. 바닷속에 뿌리를 두고 바다 위까지 서 있는 지지대와 지지대를 이용해 바다 위와 바다 아래를 왔다 갔다 할 수 있는 공간이다.
지지대는 바닷속에 100개 이상 박혀 있고 크기는 바다 위로 보이는 부분만 5m이다. 지지대는 큰 철근으로 만들어져 있고 바닷바람을 이용하는 풍력발전기로, 바다 속 부분은 조류의 물살을 이용한 조류 발전기로 만들어져 친환경 에너지를 생산하여 지구온난화를 방지한다.
생산된 에너지는 해양도시에서 쓰이고 있다. 연잎은 아주 작은 돌기로 이루어져 물이 묻어나지 않아 방수되는 기능이 있는데 해양도시의 지지대는 이 기능을 이용해 쉽게 녹슬지 않는다.
바다 위와 아래를 왔다 갔다 하는 공간은 콘크리트로 둘러싼 건물인데 지지대를 중심으로 평소에는 바다 위에 떠있게 된다.
건물들이 바닷가에 있기 때문에 습기를 없애기 위해 햇빛은 많이 받아야 해서 식물의 잎이 돌려나는 모양에서 아이디어를 얻어 1층부터 돌려나기 형태로 지어지고 있다.
햇빛도 많이 받을 수 있고 층간 소음의 문제도 해결하여 인기가 많다. 해일이나 태풍이 오는 날은 바다 아래 쪽으로 건물이 들어가게 된다. 바다 위와 아래를 자유자재로 움직일 수 있게 설계되어 있다.
해양도시를 만들 때 문제점은 바다 아래에 지지대를 세울 때 숨을 쉬기가 어렵다는 것이었다. 잠수부가 30분 이상을 바다 아래에서 견디기가 힘들기 때문이다.
나는 물과 육지 두 곳에서 살고 있는 물거미를 보고 해양도시를 만들기 적합한 로봇 아이디어를 얻었다. 물거미는 물속에 그물을 짓고 사는 세계적으로 희귀한 거미인데 물속에서 넷째 다리와 배에 난 미세한 털에 공기 방울을 붙이고 숨을 쉬면서 사냥을 한다.
물속에 둥근 지붕 모양의 그물을 짓는데 그 속에서 생활하는 독특한 습성을 가지고 있다. 이런 특징을 보고 물거미 로봇을 만들어 해양 도시 울산Ⅱ를 건설할 때 큰 역할을 하였다.
물거미 로봇은 물거미 형태로 생겼고 사람은 거미의 배 부분에 들어가 조종을 하게 된다. 사람이 들어가기 힘든 곳은 AI를 활용하는데 거미의 배 부분에 전파를 받을 수 있도록 더듬이 부분을 만들었다.
8개의 다리 중 2개는 물건을 집어들 때 사용하는 역할, 뒤 4개는 걷는 역할을 한다. 마지막 뒷다리 2개와 배 부분은 미세한 털이 있어 공기방울을 쉽게 만들어 붙일 수 있도록 하였다.
잠수할 때 공기 방울로 배 부분을 씌워 숨을 쉬면서 작업할 수 있었다.
거미 로봇은 3가지 종류의 거미줄을 뽑을 수 있는데 끈적끈적한 줄, 잘 늘어나는 줄, 질긴 줄이다. 물살에 휩쓸리지 않도록 질긴 줄로 배 부분을 묶고 바다 아래 땅을 관찰하여 땅의 특징, 돌의 종류를 조사해서 끈적끈적한 줄로 싸서 잘 늘어나는 줄로 묶어 바다 위로 보내게 된다.
물거미처럼 바다 아래에 공기가 통하는 휴식공간을 지었다. 여러 거미줄을 섞어 거미그물을 만들고 로봇의 몸에서 공기방울을 떼어 거미그물에 붙이면 정거장이 지어진다. 공기 방울이 터지거나 힘들면 휴식을 취할 수 있다. 물거미 로봇을 이용하여 지지대를 세우는 문제를 해결할 수 있었다. 앞으로 다른 문제들이 생길 때도 열심히 연구하여 해결할 것이다.
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왕연중의 발명동화
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