기획·칼럼

한국의 미래… 청소년 R&D 인재 시상

과학영재교육원‧과학고‧과학영재학교 연구성과 시상식

2015.03.09 08:57 이강봉 객원기자

학생들이 관심 있는 주제에 대해 조사 및 연구 활동을 하고, 이에 대한 보고서나 논문을 써 보는 체험 활동을 ‘R&E(Research & Education)’이라고 한다. 특히 중‧고교생에게 있어 진로와 전공에 대한 깊은 지식을 쌓을 수 있다.

또 다른 패턴의 체험 학습 과정으로 ‘I&D(Imagination & Development)’가 있다. 이 과정에서는 기업·지역사회·시민단체 등에서 해결해야 할 실생활 문제들을 함께 고민한다. 환경‧교통‧산업 등 광범위한 분야에 걸쳐 창업이 이루어지기도 한다.

그동안 미래창조과학부와 한국과학창의재단은 연구 활동 중심의 이들 체험교육을 지원하기 위해 많은 노력을 기울여왔다. 지난 6일에는 ‘과학영재교육원 및 과학고‧과학영재학교 연구 성과 통합 시상식’을 열고 우수과제를 시상했다.

전국 74개 중‧고생 동아리 연구과제 공동 시상

상을 수상한 과제는 모두 74개로 대학 부설 과학영재교육원의 연구 성과가 24개, 과학고‧과학영재학교 연구 성과가 50개다. 그중에는 학생들의 창의력을 반영하는 우수 과제가 다수 포함돼 있어 참석자들로부터 큰 관심을 불러일으켰다.

6일 한국과학기술회관에서 열린  ‘과학영재교육원 및 과학고‧과학연재학교 연구 성과 통합 시상식’에 참석한 수상자들이 한국과학창의재단 김승환 이사장과 함께 기념촬영을 하고 있다.  ⓒ ScienceTimes

6일 한국과학기술회관에서 열린 ‘과학영재교육원 및 과학고‧과학영재학교 연구 성과 통합 시상식’에 참석한 수상자들이 한국과학창의재단 김승환 이사장과 함께 기념촬영을 하고 있다. ⓒ ScienceTimes

전북과학고 연구팀은 해수온도 상승으로 매년 급증하고 있는 해파리를 연구해 주목을 받았다. 해파리 성분 중의 하나인 콜라겐(collagen)을 초음파로 추출할 경우 공정 수율이 매우 높았으며, 이렇게 추출한 콜라겐을 의약품, 화장품 등의 원료로 활용하는 방안을 찾고 있다는 것.

콜라겐은 피부, 혈관, 뼈, 치아, 근육 등 모든 결합조직의 주된 단백질로서 화장품에 콜라겐을 배합할 경우 보습성과 텍스쳐(감촉) 등을 향상시킬 수 있다. 의약품 분야에서도 건강 식품으로 활용되고 있는 콜라겐을 활용하는 방안을 찾고 있는 중이다.

대전과학고 연구팀은 의자를 끌 때 발생하는 거슬리는 소리를 크게 줄일 수 있는 연구 결과를 발표해 큰 주목을 받았다. 의자의 다리가 너무 길고, 다리 연결막대가 없을 경우 소음이 더 커진다는 사실을 알아내고, 소리 진동수를 최대한 줄인 의자를 개발했다.

다리 길이가 매우 짧은 세로 U자형 다리를 부착하고, 다리 사이에 다수의 연결 막대를 부착한 새로운 유형의 의자로 소음이 거의 안 나는 의자다. 연구팀은 학교 등 공공장소에서 의자소음으로 많은 불편이 있다며, 소음을 제거한 이 의자의 필요성을 역설했다.

서울교대 부설 과학영재교육원의 학생 연구팀은 ‘보로노이 다이어그램’을 활용해 도시 설계를 할 수 있는 방안을 제시하는 스케일 큰 연구 성과를 제시해 참석자들을 놀라게 했다. ‘보로노이 다이어그램’은 수학원리를 활용해 평면을 분할한 그림이다.

가장 인접한 두 개의 점을 선택해 수직이등분선을 그리면 평면은 수직이등분선에 의해 여러 개의 다각형으로 분할된다.

서울시 측에 ‘소방서 재배치’ 방안 제안해

연구팀은 이 다이어그램 방식을 이용해 서울 지역 소방서 위치를 재편성했다. 그리고 지난해 지역에 따라 거리가 너무 멀게 떨어져 있는 소방서 위치를 재조정할 필요가 있다는 견해를  제안했다고 밝혔다.

서울시 서초구를 대상으로 중‧고교 학교 배정에 대한 최적화 연구도 진행했다. 어떤 학생들의 경우 거리상으로 너무 먼 지역의 학료를 배정받고 있는 것을 조정하려는 의도였다. 연구 결과 더 적절한 배정 솔루션을 개발했고, 이를 교육청 측에 제안했다고 밝혔다.

연구기관은 이 보로노이 다이어그램을 활용한 이 연구결과를 활용할 경우 소방서, 동사무소, 경찰서, 어린이집 등과 같은 국민 편의기관 및 시설들을 절절히 배치할 수 있다고 주장했다. 특히 신도시를 설계할 경우 중요한 역할을 할 수 있다고 주장했다.

이밖에 부산대 부설 과학영재교육원에서는 다대포 해수욕장의 모래를 연구해 자신이 거주고 있는 지역사회에 대한 애정을 표명했다. 부산시 사하구 다대동에 위치한 이 해수욕장은 운모가 많아 배수가 힘들고, 모래 입자의 크기에 있어서도 매우 불균형한 모습을 보였다.

학생들은 다대포해수욕장에서 왜 이런 현상이 벌어지는지 연구 활동을 진행했다. 그리고 주변 낙동강 하구둑의 영향과 함께 최근 지구온난화로 인한 해수면 상승 현상이 영향을 주고 있다는 결과를 도출했다.

다양한 개발제품도 선보였다. 인천과학고는 릴리패드 아두이노를 활용한 시각 장애인용 웨어러블 인터페이스를 제작했다. 인천진산과학고에서는 청각장애인의 음악 체감을 위한 햅을 개발해 공개했다.

이밖에 한성과학고에서는 액체 금속을 이용한 변형률 센서를, 경기과학고에서는 기후와 지형을 고려한 인공구조물 설계 방식을, 한국과학영재학교에서는 모션 인식과 근전도 신호를 이용한 힘 증폭 로봇 손 설계 및 제어 장치를 선보였다.

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