"자전거 공기펌프의 재발견"…제임스 다이슨 어워드 국내 우승작

"생명을 구하는 디자이너라는 공통의 비전을 가진 팀의 첫 번째 도전"

다이슨코리아는 국제 학생 엔지니어링 및 디자인 공모전 '제임스 다이슨 어워드 2024' 국내전에서 개발도상국을 위한 무전력 의료용 산소 발생기를 만든 '옥시나이저(Oxynizer)' 팀이 우승했다고 밝혔다.

의료용 산소는 2017년 세계보건기구(WHO)가 지정한 필수의료 비품임에도 불구하고, 산소 생산 시설의 높은 건설 비용과 불안정한 전력 상황으로 인해 개발도상국에서는 안정적인 산소 공급이 어렵다.

제임스 다이슨 어워드 2024 국내전의 우승을 차지한 카이스트 소속 '옥시나이저'팀 (사진=다이슨코리아)

이를 해결하기 위해 옥시나이저는 전력이 아닌 주변에서 쉽게 구할 수 있는 자전거 공기 펌프를 활용해 산소를 만들고 이를 환자에게 신속히 공급할 수 있도록 설계됐다.

특히 개발도상국의 의료 환경과 사용자 편의를 고려해 실용성과 지속가능성을 높였다. 부품 구성을 단순화해 정비와 교체를 용이하게 했으며, 필터의 주요 재료인 실리카겔과 제올라이트는 정기적으로 가열해 주면 반영구적으로 사용이 가능하다. 어디서나 쉽게 구할 수 있는 유니버설 공압 호스 피팅 시스템을 채택해 범용성을 높였다.

옥시나이저팀은 "제임스 다이슨 어워드를 통해 우리가 가진 문제의식과 아이디어를 많은 사람들과 공유할 수 있게 됐다"며 "궁극적으로는 개발도상국이 독자적으로 산소 생산 및 공급이 가능한 생태계를 구축하는 데 보탬이 되고 싶다"고 말했다.

제임슨 다이슨 어워드 2024 국내전 우승작 '옥시나이저' (사진=다이슨코리아)

국내전 우승팀에게는 아이디어 고도화와 제품 개발 및 상용화를 위해 상금 5천 파운드가 수여된다. 이외에도 '테일윈드'와 '식물 핏팅박스'가 입상작으로 선정되며 우승작과 함께 국제전 라운드에 진출한다.

테일윈드는 온열질환 예방을 위해 고안된 쿨링 안전모로 특히 장시간 고온의 환경에 노출되는 야외근로자를 위해 디자인됐다. 공기와 자연 바람이 헬멧 안쪽으로 유입되도록 상단부와 하단부 헬멧 사이에 공간을 만든 것이 특징이다.

헬멧 하단부는 바람이 헬멧 내부로 최대한 들어갈 수 있도록 공기역학적으로 설계됐으며, 상단부는 들어온 바람이 목뒤를 타고 몸 전체로 전해질 수 있도록 독특한 꼬리(tail) 모양을 갖췄다. 두상이 닿는 헬멧 내피는 안으로 들어온 공기가 소용돌이 형태로 흐르도록 설계해 내부 온도는 낮추고 안쪽의 열은 효율적으로 배출시킨다.

제임스 다이슨 어워드 2024 국내전 입상작 '테일윈드' (사진=다이슨코리아)

입상팀 실험 결과, 한 시간동안 외부 환경에서 착용 시 테일윈드가 일반 안전모 대비 헬멧 내부 온도가 2-3도가량 낮았다. 이 수치는 온열질환 사고의 약 40%를 감소시킬 수 있다.

또 다른 입상작 '식물 핏팅박스'는 환경 문제 개선에 도움을 주는 스마트팜 시스템이다. 인삼과 같은 음성식물 재배에는 플라스틱으로 만들어진 차광막이 주로 사용되는데, 기존 차광막은 재활용이 어렵고 매립 시 자연 분해되지 않으며 만일 소각할 경우 대기를 오염시키는 유해가스가 방출돼 환경문제를 야기한다.

식물 핏팅박스는 투명 태양 전지판을 차광막 대신 사용해 환경오염은 줄이면서 동시에 태양광 에너지도 생산할 수 있는 아이디어다. 이렇게 생산된 태양광 에너지는 식물 생장에 도움을 주는 LED 조명을 켜는 데 사용함으로써 자급자족 스마트팜 운영이 가능하다. 또한 투명한 전지판 아래에는 PDLC 열차단 필름을 붙여, 식물이 광합성에 필요로 하는 최적의 양의 빛이 투과될 수 있도록 설계했다.

제임스 다이슨 어워드 2024 국내전 입상작 '식물 핏팅박스' (사진=다이슨코리아)

올해로 5년째 제임스 다이슨 어워드 심사위원을 역임하고 있는 홍익대학교 국제 디자인 전문대학원 나건 교수는 "올해 우승작과 입상작은 일상 속 간과하기 쉬운 문제를 포착하고 색다른 방식으로 접근해 혁신적인 솔루션을 도출해낸 우수한 사례"라며 "사회 다방면을 바꿀 수 있는 힘을 가진 차세대 엔지니어와 디자이너들의 아이디어가 앞으로도 계속되기를 기대한다"고 전했다.