“4명의 팀원이 밤낮을 가리지 않고 1년간 열심히 공학설계 및 졸업설계 교과목을 통해 졸업연구작품 제작에 매진했는데 대상을 받아 기쁩니다. AI나 로봇처럼 현재 유행하는 공학 트렌드를 추구하기 보다 대기 환경 개선에 필요한 작품에 집중한 것이 좋은 평가를 받은 것 같습니다”
최근 열린 ’2023년 KOREATECH(한국기술교육대학교) 졸업작품 경진대회‘에서 대상을 수상한 기계공학부 써모포레시스 팀의 대표 정채운 학생의 소감이다. 한국기술교육대(한기대)는 학생들의 창의적 종합설계 능력배양과 졸업작품의 질 향상을 위해 매년 ’KOREATECH 졸업작품 경진대회‘를 열고 있다. 올해는 7개 전체 학부과에서 228점의 졸업작품이 출품됐고, 학부과에서 추천한 16개를 대상으로 공학교육혁신센터와 LINC3.0사업단 주관으로 이번달 6일 경진대회를 열어 대상 1팀, 금상 2팀, 은상 2팀, 동상 3팀, 장려상 8팀을 선발했다.
대상을 받은 써모포레시스 팀의 졸업연구작품은 ‘디젤엔진 배기가스 속 입자상 물질 포집을 위한 열침적기 개발’이다. 디젤엔진 배기가스는 미세먼지, 흡연, 자외선 등과 함께 WHO에서 지정한 1급 발암물질이다. 현재는 DPF(배기가스 저감장치)라는 장치로 디젤엔진 배기가스 속 입자상 물질을 처리하고 있는데, 필터로 인한 동력소모가 상당하고 오염물질을 연소로 처리해 또 다른 오염물질이 배출되는 단점을 갖고 있다.
이에, 써모포레시스팀 학생들은 온도 차이만 만들어주면 기체 분자의 운동 에너지 차이 때문에 입자상 물질을 포집할 수 있는 열영동(thermophoresis)을 활용한 열침적기를 개발했다. 정씨는 “열침적기는 필터가 존재하지 않아 이로 인한 동력소모가 발생하지 않으며 오염물질 연소가 필요하지 않기에 DPF의 단점을 모두 보완할 수 있는 장치”라고 설명했다. 연구팀은 직경 120nm 이하의 입자들을 최대 95%의 포집효율로 잡아내는 열침적기를 개발로, 열영동 현상의 가장 큰 방해요소인 빠른 유속조건(1.05 m/s)에서도 높은 포집효율을 기록했다.
정채운 학생은 "향후엔 디젤엔진 배기가스처럼 자체적으로 고온을 띠고 있는 공장 배기가스나 조리 시 발생하는 연기 포집용으로도 사용 가능하게 개발할 예정”이라며 “작품 제작 및 실험에 아낌없는 조언을 해주신 우창규 지도교수님께 감사드린다"는 소감을 전했다.
대상에 이어 금상을 받은 작품은 메카트로닉스공학부(김태근, 민대희, 박성범, 장호재)의 ‘비전 딥러닝과 직교 로봇을 활용한 스마트팜 자동화 수확 로봇’이다. 이 작품은 4차산업혁명에 따라 스마트팜이 확대되는 가운데, 노동력 부족과 수확량 감소 등의 문제를 해결하기 위해 개발됐다. 팀 리더인 김태근 학생은 "‘LINC3.0 사업단의 산학연 멘토 연계 과정을 통해 현장방문과 요구사항을 조사하고, 경제성 및 보편성 제고를 위해 레일 위를 동작하는 직교로봇 및 3D 프린팅 및 아크릴 가공 등을 통해 그리퍼(Gripper)를 제작, 다양한 스마트팜에 보편적으로 활용할 수 있는 로봇을 제작했다“고 설명했다.
류길하 지도교수는 “학생들이 실제 농헙현장을 방문해 기존의 자동화 시스템 문제를 정확히 파악하고 여러 모델을 개발, 최종적으로 비전과 딥러닝을 접합한 자동화 시스템을 개발함에 따라 4차 산업혁명에 기여할 수 있게 됐다”고 짚었다.
역시 금상을 받은 컴퓨터공학부와 디자인공학전공(백종훈, 정찬호, 황수인) 학생들의 ‘근력 운동량 트래킹 시스템’은 근력운동을 할때 종목, 중량, 횟수, 속도, 범위, 시간 등의 운동 데이터를 실시간으로 처적(트래킹)하는 시스템이다. 앱을 가동한 스마트폰을 운동기구에 부착하면 운동 데이터를 사용자 스마트폰에서 전송 받을 수 있다. 이 작품은 지난 9월 25~27일 서울 코엑스에서 열린 ‘대한민국 디지털 미래혁신 대전 2023’의 한국기술교육대 LINC3.0사업단 주관 ‘산학협력 페스티벌’부스에도 전시돼 큰 호응을 얻었다.
이 작품을 관람한 독일 뮌헨 스포츠 박람회(ISPO Munich) 주최사 RX ISG 관계자는 해외 전시회 참여를 제안하기도 했다. 또 현대에이치티(HT)는 'HT Beyond'라는 고급 주거시설 커뮤니티 관련 서비스와의 연계 및 협업을 제안했다. 한국무역협회 CBT 마케팅 센터 방문객은 “해외 시장 진출 가능성이 높아 보인다. 해외 진출 마케팅, 전시회 등 관련 지원이 가능하다”고 말했다. 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 관계자는 기술력이 우수하다며 투자 가능성을 밝히기도 했다.
또 한기대는 이달 11~12일 이틀간 공학관 및 인문경영관에서 메카트로닉스공학부, 에너지신소재공학부, 산업경영학부 별로 학생들이 출품한 60여점을 전시한 '제29회 졸업연구작품전시회'도 개최했다. 지난 6월 말 ‘졸업연구 집중학기제’에 참여한 기계공학부, 전기·전자·통신공학부, 컴퓨터공학부, 디자인·건축공학부, 에너지신소재화학공학부 학생들이 제작한 로봇, 디스플레이, 애플리케이션 등 170점을 전시한 1차 ‘제29회 졸업연구작품전시회에 이어 두 번째로 치른 행사다. 한기대는졸업작품 경진대회 상위 2개 팀을 오는 11월 전국 73개 대학교가 참가해 열리는 ‘2023 창의적 종합설계 경진대회’에 참가시킬 계획이다.
한편, 지난 8월에는 링크3.0(LINC3.0) 사업단의 산학연 캡스톤디자인 작품인 디자인공학전공 윤기홍, 권오성 학생(지도교수 정주영)의 ‘국내 야생벌 개체수 증가를 위한 꿀벌 호텔’(23년 졸업연구작품)이 경기도 과천시에 소재한 국립과천과학관 생태공원에 반영구적으로 전시됐다. 민준기 링크3.0 사업단장은 “캡스톤디자인 결과물을 국립과천과학관에 기증 및 설치해 실제적인 사회문제 해결에 기여하고, 한국기술교육대학교의 우수 성과를 대내외적으로 홍보하는 계기가 됐다"고 밝혔다.
