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자연의 회복, 대기청소의 새로운 희망

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자연의 회복, 대기청소의 새로운 희망

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2100년, 인류의 온실가스 배출은 날로 심각해졌고, 그 결과 지구의 겨울 최저 기온은 -30도, 여름 최고 기온은 60도에 육박하는 상황에 직면하게 되었다. 남극과 북극의 빙하는 이미 모두 녹아버린 지 오래며, 해수면 상승으로 해안 지역은 침수되고, 많은 생태계가 파괴되었다. 이러한 기후 변화는 인류의 생존을 위협하는 심각한 위기로, 전 세계의 환경 문제는 더 이상 외면할 수 없는 현실이 되었다.

인간의 탐욕과 무분별한 개발로 인해 지구의 생명체는 모두 사라질 위기에 처해 있다. 나는 이러한 위기를 예상하고, 벙커에서 연구하는 공학자이다. 나의 목표는 지구 환경 문제를 해결하는 혁신적인 기술을 개발하는 것이었다. 수많은 연구와 시행착오 끝에 나는 한 가지 발명품을 설계하게 되었다. 그것은 바로 '대기 청소 고래상어'이다.

대기 청소 고래상어는 고유의 기능을 가진 기계로, 등에 설치된 태양광 패널을 통해 100% 태양광으로 가동된다. 태양 에너지를 이용해 모터를 작동시켜 대기권까지 올라가면, 고래상어의 큰 입 모양의 구멍을 통해 지구의 온난화의 주범인 이산화탄소를 흡수한다. 이산화탄소는 고래상어의 뱃속에 저장되고, 아가미를 통해 순수한 산소는 대기 중으로 방출된다. 이 과정은 생태계에 긍정적인 영향을 미치고, 공기 질 개선에 크게 기여할 것으로 기대했다.

이 발명품은 단순한 기계가 아니다. 최첨단 AI가 탑재되어 있어 기체가 과열되거나 탄소 저장소가 가득 차면 즉시 지상에 착륙하게 된다. 이를 통해 고래상어는 안정적으로 작동하며, 전기를 발전소로 보내고, 과열된 기체는 그늘에서 천천히 식힐 수 있다. 탄소는 저장소로 향하고, 저장소는 다양한 용도로 활용될 수 있도록 방수 처리되어 있으며, 이륙과 착륙 시에는 입이 닫혀 필터 손상을 방지한다.

입은 탄소를 수거할 때와 수리를 점검할 때만 열리도록 프로그래밍되어 있다. 고래상어가 점검을 받을 때는 다른 대기 청소 고래상어들이 함께 대기를 청소하며, 방열 설계 덕분에 고온에서도 잘 견딜 수 있도록 되어 있다. 이러한 협력 시스템은 대기 청소 고래상어들이 지속적으로 환경을 정화할 수 있는 기반이 되었다.

그렇게 20년이 지나, 2120년. 지구는 예전처럼 정상적인 기온으로 돌아왔다. 바다와 강, 호수는 다시 살아나고, 생명체가 되돌아오기 시작했다. 해양 생물과 육지 생물이 다시 활기를 띠며, 식물들도 무성하게 자라났다. 인류는 오랜 고통을 겪은 뒤 환경 문제에 대한 깊은 관심을 가지게 되었고, 이를 해결하기 위한 노력을 기울이기 시작했다.

사람들은 이제 자연과 조화를 이루며 살아가려는 의지를 다지게 되었고, 대기 청소 고래상어와 같은 혁신적인 기술들은 단순한 발명이 아닌 인류의 미래를 구원할 희망으로 자리잡았다. 우리의 후손들은 더 이상 지구를 파괴하는 존재가 아닌, 자연을 보존하고 회복하는 생명체가 될 수 있었다. 그 과정에서 우리는 지구의 소중함을 깨닫고, 환경을 지키기 위한 지속 가능한 방안을 찾아 나가기 시작했다.

이제 우리는 다시 한 번 자연과 함께 살아가는 법을 배우고 있으며, 그로 인해 지구는 다시 생명이 넘치는 별이 되었다.

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지구를 살리는 친환경 집 

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지구를 살리는 친환경 집 

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2040년 우리사회는 환경오염 때문에 더더욱 살기 어려워졌다. 환경오염이 얼마나 악화되었는지 학교에서 교육하고 여기저기서 캠페인을 해도 사람들은 그 말들을 쉽게 생각하고 무시해 걷잡을 수 없는 수질오염, 대기오염, 토양 오염에 시달리게 되었다.

환경오염이 심각해지면서 사람들은 자신이 살아가고 있는 집이 안전하고 깨끗하기를 바랐다. 사람들에게 집이란 자연재해나 위험으로부터 보호해주고 안전한 주거의 공간이며 다양한 활동과 휴식을 할 수 있는 편안함의 공간이다.

그래서 건축과 학생이었던 나는 사람들에게 친환경집을 짓고 살아야 하는 이유에 대해 알려주기 시작했다. 우리는 우리가 살아가는 지구, 생태환경을 위해서라도 친환경집에 관심을 가져야 한다. 친환경집은 에너지 효율을 높이고 온실가스 배출을 줄이는 데 큰 역할을 할 수 있다. 친환경 건축은 단열재, 고효율 창문, 태양광 패널 등 에너지 절약 설비를 사용하므로 난방 및 냉방 비용이 절감되고, 에너지 소비를 최소화할 수 있기 때문이다.

나는 현재의 건축 방식이 어떤 문제가 있는지 조사하고 지구에 피해가 없는 집의 구조, 재료 등을 파악하고 공부하였다. 함께 공부하는 건축과 친구들과 함께 끊임없는 회의의 과정을 걸쳐 드디어 친환경 즉, 지구에 피해가 가지 않는 집을 만들 수 있게 되었다.

집의 구조는 소나무와 적삼목, 오크 등의 나무로 만들었고, 페인트는 친환경 페인트를 이용해 내부와 외부 벽면을 칠하였다. 친환경 페인트가 좋은 점은 건강에 안전하고 내구성이 좋다는 점이다. 그리고 무엇보다 환경에 해를 끼치지 않는다. 침대와 같은 가구도 양모 오카닉 코튼을 이용한 제품을 사용하고 방문은 대나무를 이용, 에너지를 절약하기 위한 Low-e 유리를 이용해서 창문도 설계하였다. 에너지 절감 유리는 열을 차단하고 자연광을 통과시켜 에너지 효율성을 높힐 수 있다.

또한 친환경 집에서 쓰는 물은 빗물 등을 이용해 물을 모으고, 활성탄 필터를 기구에 넣어서 유기물질, 화학물질을 흡착하여 제거해 물을 깨끗하게 하여 재활용한다. 빗물을 받아쓰면 수돗물 사용을 줄여 물비용을 절감할 수 있으며 정원 용수나 세탁에 적합하게 사용할 수 있다.

친환경집은 에너지를 어떻게 얻는지가 중요한데 전기는 풍력발전기를 이용해서 전기를 생산할 수 있도록 한다. 바람은 무한한 자원이므로 지속가능한 에너지원으로 활용할 수 있다. 전기를 아끼기 위해서 집 내부에는 고효율 LED 조명을 달아 사용하면 좋을 것이다. 요리할 때는 인덕션 히터를 이용해서 불을 쓰고 이것은 열손실이 적고 전기를 태양광, 풍력같은 재생가능한 에너지원으로 공급받아 사용할 수 있다.

마당에는 단풍나무를 심어서 공기를 정화시키고 자작나무를 심어서 유기물 분해를 돕는다. 마당에 쉴 수 있는 우리가 쉴 수 있는 공간과 새들도 쉬어갈 수 있도록 새집 등을 만들어 자연과 공존하는 공간을 만든다.

이렇게 친환경 집을 만들어 사람들에게 알리기 시작했다. 많은 사람들이 친환경 집에 관심을 갖고 집을 짓기 시작하면서 2050년의 모습은 많이 변화되었다. 수질오염과 토양오염 등이 줄어들고 보다 깨끗하고 건강한 환경에서 사람들이 생활할 수 있게 되었다.

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2039년 , 81억명이엇던 지구의 전체 인구는 약 100억명이 되었다. 그로인해 2024년보다 집값이 너무 올라서 집을 구하는 것이 하늘의 별따기가 되었고 필요한 집을 짓기 위해 산을 깎을 수밖에 없었다. 집을 만들 때 배출되는 이산화탄소, 인간들의 무분별한 개발로 지구를 뒤덮는 시멘트는 햇빛을 흡수하지 못해 지구 온도는 코로나19 팬데믹 때보다 더 올라가고 말았다.

그리고 인구가 증가하자 일회용품 사용이 폭발적으로 늘어났다. 가장 많이 사용되고 버려지는 일회용품은 플라스틱이었다. 아무리 많은 재활용 페트병 수거로봇을 설치해봐도 효과는 생각보다 별로 없었다. 사람들이 일회용품을 줄여야겠다는 인식을 하지 않고 변화를 위한 노력을 하지 않았기 때문이다.

바다에 버려지는 쓰레기양도 어마어마했다. 바다거북은 이제 거의 멸종 직전에 다다랐고, 백상아리도 개체수가 몇 안되는 것으로 뉴스에 보도되었다. 해양생물들은 플라스틱이나 쓰레기를 먹이로 착각하여 섭취하고 결국 사망에 이르렀다. 해양 쓰레기는 산호초와 같은 중요한 생태계를 파괴하여 서식지를 잃게 만들고 생물 다양성 감소를 일으켰다.

이러한 문제들이 해양 생태계와 인간의 건강에 심각한 위협이 된다는 것을 충분히 인식하지 못한 것일까? 알면서도 행동하지 못하는 것일까?

뉴스와 기사를 통해 환경 문제를 해결하기 위한 변화가 필요하다고 느낀 장모씨는 지구를 덮고 있는 시멘트 문제와 플라스틱 문제를 눈여겨 봤다. 이대로 가다가는 지구가 시멘트와 플라스틱으로 뒤덮일지도 모르기 때문이다.

2045년 장모씨는 발명품 1개와 시멘트 대체물질을 찾게 되는데 발명품은 바로, 꿀벌부채명나방의 유충을 아이디어로 생각해 만든 플라스틱분해기계!! 꿀벌부채명나방의 유충은 플라스틱인 폴리에틸렌을 분해할 수 있는 원리를 기계에 넣어 모터를 돌아가게 하는 것이다. 유충이 분비하는 효소로 플라스틱을 분해할 수 있게 유충의 장내 구조를 비슷하게 만든다.

유충의 장내는 미생물이 플라스틱을 분해하는데 필요한 추가요소를 생성할 수 있고 폴리에틸렌을 분해하고 플라스틱의 긴 사슬 구조를 잘게 쪼개는데 도움을 줄 수 있다.

그리고 시멘트 대체 물질은 햄프크리트, 대마 섬유와 석회로 만든 재료로 경량성과 단열성을 가지고 있는 친환경 재료로 시멘트를 대체할 수 있는 좋은 재료가 될 수 있다.

2053년 시멘트 대신 햄프크리트를 사용하여 비교적 지구 온도가 많이 줄어들었고 플라스틱 분해 기계 덕분에 매립되고 소각되는 플라스틱 양이 눈에 띄게 줄어들었다. 요즘에는 방수 코팅을 하고 열감지 시스템을 붙여 해양쓰레기를 수거하는 해양플라스틱분해기계도 뉴스에 보도되고 있다. 이러한 노력들이 뉴스에 보도될수록 사람들은 다함께 플라스틱 사용을 줄이고 함께 노력하게 되었다.

지구를 회복하기 위한 본격적인 노력 말이다.

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물부족 문제를 해결할 로봇 '맹구' 

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물부족 문제를 해결할 로봇 '맹구' 

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2040년, 인구 증가와 기후 변화로 인한 물 부족 문제는 전 세계에서 심각해지고 있었다. 많은 지역에서는 물을 둘러싼 갈등이 계속되고, 결국에는 인명 피해로 이어지기도 했다. 특히나 아프리카는 기후변화로 인해 빈번했던 가뭄이 더 심각해져 물자원을 둘러싼 갈등과 전쟁이 끊이지 않게 되었다.

물부족 현상을 해결하려고 노력하던 중 나는 맹그로브 나무에 대한 연구를 통해 해결의 실마리를 찾았다. 맹그로브나무는 다른 식물들과 달리 염분이 있는 바닷물에서도 살 수 있다는 것을 알게 되었다. 맹그로브는 주로 열대 및 아열대 지역의 해안에 자생하며, 해양 생태계에 중요한 역할을 하는 식물이다.

맹그로브 나무의 뛰어난 염분 내성 덕분에, 나는 이 식물의 뿌리 구조를 모방한 필터 시스템을 설계하기로 했다. 먼저, 맹그로브 나무의 생태적 특성을 심층 분석했다. 이 나무는 염분을 걸러내는 자연적인 방식 덕분에, 바닷물에서도 생존할 수 있었다. 나는 이를 바탕으로 바닷물을 식수로 전환할 수 있는 로봇 ‘맹구’를 구상하게 되었다.

‘맹구’는 세 가지 주요 기능을 갖췄다. 첫째, 맹그로브 나무의 뿌리 구조를 재현한 필터를 통해 염분을 걸러냈다. 둘째, 프러시안 블루를 사용하여 미세플라스틱을 분해하고 제거하는 기능을 추가했다. 셋째, 자동으로 바닷물을 흡입하고 정화하여 식수로 변환하는 능력을 갖췄다. 이 로봇은 태양광으로 충전되며, 효율적으로 작업할 수 있도록 설계되었다.

바닷물이 오염되어 보이지 않는 미세플라스틱도 많기 대문에 필터로 걸러내는 것이 쉽지는 않았지만 청바지의 염료로 사용되는 ‘프러시안 블루’ 용액을 ‘맹구’에 넣어서 미세플라스틱까지 걸러낼 수 있는 기능을 삽입하였다.

프러시안 블루(Prussian Blue)는 햇빛이나 다른 광원에 노출되면, 이 물질은 활성 산소 종(ROS)을 생성할 수 있는데 이러한 활성 산소 종은 강력한 산화제로 작용하여 미세플라스틱과 같은 유기 물질을 분해하는 데 도움을 주기 때문이다.

‘맹구’는 여러 기관과 협력하여 아프리카, 중동, 그리고 물 부족 문제에 시달리는 모든 지역에 배급되었다. 이 로봇은 가정마다 보급되어, 각 가정에서 사용하면서 쉽게 접근할 수 있는 해결책을 제공했다. 사용자들은 이 로봇을 통해 깨끗한 식수를 얻을 수 있었고, 물 부족으로 인한 고통이 점차 줄어들었다.

시간이 지나면서, 물값이 안정되고 사람들이 물 부족으로 고통받는 일이 줄어들었다. 특히 아프리카 지역에서는 농업 생산량이 증가하면서 식량 문제도 해결의 실마리를 찾게 되었다. 지역 주민들은 ‘맹구’를 통해 자급자족할 수 있게 되었다.

결국, '맹구'는 단순한 기술이 아니라 인류와 자연이 조화를 이루며 살아가는 새로운 방향을 제시해 주었다. 나는 더 이상 물 부족으로 고통받는 사람들을 지켜보지 않아도 되는 세상을 만들어 나갔고, 그 과정에서 우리가 함께 만들어갈 미래에 대한 희망을 품게 되었다.

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해양쓰레기 문제! S-210로봇으로!

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해양쓰레기 문제! S-210로봇으로!

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2050년 지구는 환경오염과 해양쓰레기 때문에 골머리를 앓고 있었다. 인구는 약 100억명에 이르렀고 기술력 세계 3위의 대한민국이었지만 사람들의 생활 습관과 쓰레기 문제는 좀처럼 개선되지 않았따. 사람들은 환경 오염문제를 해결할 수 있다고 믿었지만 바뀌지 않는 사람들의 생활 습관과 쓰레기 문제로 환경오염, 해양 쓰레기 문제는 더 심각해지고 말았다.

서씨연구소에서 우리는 환경 오염 문제를 해결하기 위한 혁신적인 아이디어를 찾고 있었다. 그러던 중, 해양 쓰레기를 효과적으로 수거할 수 있는 로봇 개발을 제안했다. 이 로봇은 바다에서 플라스틱과 미세플라스틱을 수거하고, 꿀벌부채명 나방의 효소를 활용하여 플라스틱을 분해할 수 있는 기능을 포함하고 있었다. 효소는 플라스틱을 분해해 자연으로 되돌려줄 수 있는 중요한 역할을 할 것이다.

아이디어는 대회에서 통과되었고, 우리는 본격적으로 S-210 로봇의 개발에 들어갔다. 한 달 간의 노력 끝에 우리는 첫 번째 발명품을 완성했다. 이 로봇은 바다에서 수거한 쓰레기를 자동으로 분류하고, 재활용 가능한 플라스틱을 서씨공장으로 이송하는 시스템을 갖추고 있었다.

드디어 S-210 로봇을 바다에 투입하는 날이 왔다. 우리는 바다의 해양 쓰레기가 심각한 지역에 로봇을 배치했다. 로봇은 첨단 센서와 알고리즘을 활용하여 쓰레기를 탐지하고, 꿀벌부채명 나방의 효소로 플라스틱을 분해하기 시작했다. 첫날부터 로봇은 성공적으로 쓰레기를 수거하며 바다의 깨끗한 환경을 회복하는 데 기여했다.

S-210의 성공적인 운영 결과, 나는 노벨 화학상을 수상하게 되었다. 내 연구와 발명이 많은 사람들에게 희망을 주었다는 사실이 기뻤다.

그로부터 10년 후, 2060년, 대한민국은 해양 쓰레기 문제가 없는 깨끗한 나라가 되었다. S-210 로봇 덕분에 바다 생태계는 회복되었고, 많은 해양 생물들이 다시 돌아왔다. 사람들이 해양 생태계의 중요성을 깨닫고, 환경 보호에 더 많은 노력을 기울이게 되었다.

환경오염을 줄이고 지속 가능한 미래를 만들기 위해 우리 모두가 다시 노력해야 할 때이다.

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지구를 살리는 의사, 이산화탄소 쓰레기 먹는 로봇

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지구를 살리는 의사, 이산화탄소 쓰레기 먹는 로봇

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2037년 지구의 이산화탄소 배출양과 토양에 버려진 쓰레기의 양들이 심각하게 증가했다. 그러한 이유 때문에 멸종이 된 생물이 늘어나고 지구상 생물의 개체수는 점점 줄어들었으며 생물의 다양성이 사라졌다. 이 상황을 심각하게 여긴 유엔 환경계획, 유네프는 오랫동안 고민을 했다. 그리고 전세계의 결정은 뉴스로 알려졌다.

“지굼의 지구는 아름다운 행성이 아닙니다! 사람들의 무분별한 행동과 판단으로 지구는 죽어가고 있으며, 또 멸종된 동물이 너무나도 많아 생태계의 균형이 무너지고 있습니다! 저희 유네프와 나사는 함께 지구를 떠날 방법을 찾고 있습니다. 2040년 안으로 지구를 떠날 수 있을 것입니다.”

이 뉴스를 본 사람들은 수군거리기 시작했다.

“진짜 지구를 떠나야 하는 거야?” “당연하지! 어떻게 이 곳에서 더 살아가겠어! 지금 숨 쉬는 것도 힘든데! 콜록, 콜록!” 이런 대화는 학생들의 일상에도 파고 들었다. “아! 학교 오고 가는 것도 겁나 힘드네!” “이놈의 학교는 항상 학생들을 위한다면서 미세먼지가 이렇게 심각한데 등교를 하라고 하냐” “그래도 좀만 참으면 지구 떠나잖아. 거기는 오고 가는 건 쉬울 걸?”

이런저런 말들이 나오면서 대망의 2039년, 지구상의 부자들과 중요한 인물들은 먼저 화성에 가게 되었다. 하지만 나사의 연구원 그리고 다른 행성에서 사람들이 살 수 있게 노력하는 과학자들과 평범한 생활을 하는 사람들은 아직 지구에 남았다. 그리고 1년이 지나고 2040년 나는 평범한 사람들 사이에 껴 화성으로 가게 되었다.

예전의 푸르고 아름다웠던 지구는 아름다움의 ‘아’자도 찾아볼 수 없는 황폐하고 오염된 모습이었다. 깨끗하고 파란 하늘은 노랗고 뿌연 하늘이 되었고, 푸른 풀이 있으며 아이들이 뛰놀았던 땅은 쓰레기로 뒤덮혀 더 이상 뛰어놀 수 없게 되었다. 이 모습을 본 나는 너무나 슬펐고 예전으로 돌아가고 싶었다. 그래서 과거의 지구 모습으로 돌아가기 위해 생각하고 또 생각하며 지구를 깨끗하게 만들기 위한 발명품을 만들었다.

바로 이산화탄소와 쓰레기를 잡아먹는 로봇이다. 로봇에는 두 분을 달았는데 한 세서는 초음파 센서이고, 또 다른 센서는 열감지 센서로 만들었다. 일단 초음파 센서로 물체를 인식하고 열감지 센서로 생물인지 쓰레기인지 또는 장애물인지 판단하여 벽을 포함한 장애물은 피해가고 쓰레기만 인식하여 먹게 하는 것이다. 그리고 주변에 있는 쓰레기가 사라지면 프로펠러를 활성화시켜 하늘을 날아다닐 수 있도록 만들었다. 이때 사용하는 에너지는 태양광 에너지로 전기를 생산해 하늘을 난다. 하늘을 날아다니며 이산화탄소를 먹어서 나무의 특징을 살린 장치로 이산화탄소를 산소로 바꿔 다시 산소를 배출한다. 이때 남은 이산화탄소를 변환해 로봇의 연료로 만든다.

그리고 쓰레기는 종류별로 분리해 그 쓰레기들은 화성에서 다시 사용할 수 있는 물품으로 만들어 사람들이 사용할 수 있도록 만들었다. 이 로봇은 지구 전 곳곳에 설치해 지구를 깨끗하게 만들 수 있다.

이러한 발명품으로 인해 2050년 지구는 다시 예전처럼 푸른 하늘과 다양한 식물들이 살아났고, 멸종위기 동물들이 초원에서 뛸 수 있게 되었으며 모든 생물이 조화롭게 공존하고 살아가는 행성이 되었다. 물론 사람들도 다시 지구로 돌아왔다.

이렇게 새로운 시대가 열리며, 지구는 다시 한번 아름다운 행성이 되었다. 과거의 실수를 반복하지 않기 위해, 우리는 모두 환경 보호의 중요성을 깊이 깨달았고, 자연과 조화롭게 살아가는 방법을 배우게 되었다.