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농촌에서 꽃피는 '혁신 DNA'...한국의 스마트 파머들

본격 도입되는 '스마트 팜'
혁신적 생산성 향상으로 농가 소득도 '업그레이드'

#. 120년 후의 개척 행성으로 떠나는 초호화 우주선 아발론호. 우주선에는 채소를 기르고 동물을 사육할 수 있는 공간이 마련돼 있다. 약 4개월간 5258명의 사람이 먹을 수 있는 분량이다. 어디, 그뿐인가. 인공지능(AI)이 갓 재배한 채소와 신선한 고기를 이용해 먹고 싶은 음식을 만들어 제공한다. 2017년 개봉된 영화 '패신저스'의 주요 장면들이다.

공상과학(SF) 영화에서나 다룰 법한 미래 농업이 오늘날 우리 가까이에 다가왔다. 농촌 인구의 감소와 고령화, 기후변화의 심화로 국내 농업이 어려움을 겪으면서 농업과 정보기술(IT)을 융합한 '스마트 팜'이 주목받고 있다.

스마트 팜은 단순한 신기술 도입에 그치지 않는다. 4차 산업혁명을 대표하는 드론·사물인터넷(IoT)·AI·로봇 등을 활용해 농업의 패러다임을 바꾸는 중심축 역할을 한다. 특히 스마트 팜은 농업을 한국의 미래 성장 산업으로 변화시킬 수 있다. 농업의 화려한 귀환, '스마트 팜'은 어디까지 왔을까.
◆드론·인공지능·로봇 등 첨단기술 총망라
'전 세계 인구수 100억 명 돌파.' 2055년 미래의 헤드라인을 장식할 뉴스다. 유엔 경제사회국이 발표한 '2017년 세계 인구 전망' 보고서에 따르면 2017년 세계 인구는 75억5000만 명, 2023년 80억 명을 처음 돌파한 뒤 2055년 100억 명을 넘어설 것으로 예상된다. 주요 선진국의 출산율은 낮아지는 추세이지만 인도와 아프리카 등의 폭발적인 인구 증가에 힘입은 결과다.

인구 증가로 생길 가장 큰 문제는 식량 부족이다. 유한한 땅, 한정된 식량 자원, 거기에 비료와 제초제 남용에 따른 환경오염까지.... 늘어날 인구수에 비해 미래 먹거리원은 턱없이 부족하다. 세계자원연구소가 추산한 바에 따르면 2050년에는 2006년의 식량 생산량보다 69%를 더 증산해야 한다.

너무 먼 미래의 이야기여서 피부에 와 닿지 않는다면 국내로 눈길을 돌려보자. 농림축산식품부가 펴낸 '2018 양정 자료'에 따르면 2017년 국내 잠정 식량자급률은 48.9%다. 2016년의 50.8%보다 1.9%포인트 하락한 것으로 우리 국민이 소비한 식량의 절반 이상을 수입으로 충당한 셈이다. 이렇게 식량자급률이 50% 아래로 떨어진 것은 2014년 이후 3년 만이다.

식량자급률이 뒷걸음질한 것은 국내 생산 기반이 약화된 것에 그 이유가 있다. 농업은 경제의 근간이자 필수 산업임에도 불구하고 이른바 '3D(노동자들이 일하기 꺼리는 업종을 지칭)' 업종으로 분류돼 천덕꾸러기가 됐다. 청년들이 시장 진입을 꺼리며 농촌 인구의 감소와 고령화가 지속됐고 농가 소득은 꾸준히 정체됐다.

여기에 기후변화로 작물 생산이 계획대로 이뤄지지 않으면서 곡물 자급률이 하락하고 농업의 성장 속도도 감소됐다. 이는 특단의 조치를 취하지 않는 한 식량자급률이 계속 뒷걸음질해 우리 국민의 안정적 먹거리 확보를 어렵게 할 것이란 얘기다.

이 때문에 과학기술, 특히 4차 산업혁명과 관련된 기술을 농업에 접목해 농업 생산성을 높이려는 움직임이 활발하게 진행되고 있다. 그 선두 주자가 '스마트 팜'이다.

스마트 팜은 농사 기술에 IoT와 빅데이터 등을 활용해 시공간의 제약 없이 최적의 생육 환경을 자동제어하는 '지능화된 농장'을 의미한다. 스마트 팜은 경험과 감각에 의존하는 기존의 전통 농장과 달리 센서와 데이터에 기반하는 미래 농장이다.

스마트 팜을 통해 농업의 현안인 노동력 부족, 생산성 저하, 농가 소득 정체 등을 단번에 해결하는 것은 물론 노동력·에너지·양분 등을 종전보다 덜 투입하고도 농산물의 생산성 향상과 품질 제고도 가능하다. 일거양득이다.

서울대가 2016년 스마트 팜 도입 농가를 대상으로 조사한 결과 도입 농가의 생산량은 전보다 27.9% 증가한 반면 병해충·질병 발생은 53.7% 감소했다. 생산성 향상을 이끌어 냈지만 고용노동비용은 오히려 전년보다 15.9% 감소했다. 스마트 팜이 우리 농업의 경쟁력 제고를 촉진할 효과적 대안으로 각광받는 이유다.

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◆ 급성장하는 농업용 로봇 시장

현재 스마트 팜을 구성하는 기술 요소들을 보면 4차 산업혁명에 쓰이는 핵심 기술들이 모두 모여 있다고 해도 과언이 아니다. 빅데이터·AI·IoT 등의 IT가 농업용 로봇과 드론, 스마트폰 애플리케이션과 만나 스마트 팜 기술 발전을 가속화하고 있다.

고령화와 일손 부족을 해결할 수 있어 필요성이 점점 커지고 있는 '농업용 로봇'은 4차 산업혁명 핵심 기술의 복합체다. 작물의 생육 환경에 대한 모니터링과 같은 단순 측정에서부터 크기·형태·색상 등 작물의 상태에 따라 다양한 작업을 판단해 수행하는 복합적인 업무까지 할 수 있다. 쓰임새도 다양하다. 자동화된 식물 공장의 로봇은 물론이고 자동 육묘 및 파종 로봇, 벼농사 제초 로봇, 과수원 내 자율주행 로봇은 물론 젖먹이(착유) 로봇도 있다.

수요가 증가하면서 세계 로봇 시장에서 차지하는 농업 로봇의 시장 규모도 커지고 있다. 세계 로봇 시장 규모가 179억 달러 수준인 가운데 현재 농업 로봇 시장은 9억5600만 달러 정도로 평가된다. 이는 농업을 비롯해 물류·의료·안전과 같은 산업 분야에서 이용되는 전문 서비스 로봇 시장 규모(46억 달러)의 약 20.1% 수준이다.

2020년이면 농업 로봇 시장은 191억 달러 규모로 급성장할 전망이다. 한 예로 젖먹이 로봇은 대당 가격이 3억~4억원에 달하는 고가이지만 이미 상당한 수준으로 보급화됐다. 세계에 2만5000여 대가 보급됐고 국내에는 70여 대가 보급된 것으로 알려졌다.

농업용 첨단 기술에서 또 빠질 수 없는 것은 '드론'이다. 초기에는 농약 살포 등의 방제 작업에만 사용됐지만 기술이 고도로 발전하면서 농업용 드론을 통한 파종과 병해충 예찰, 수확량 예측이 가능해졌다. 드론 가격은 평균 2000만~3000만원(배터리 제외)으로 고가지만 보급이 점차 늘어나는 추세다.

올해 2월 말 기준으로 국내에 보급된 드론 개수는 총 706개, 무인 헬기 245개까지 더하면 총 951대의 농업용 무인기가 국내 상공에서 활약하고 있다. 용도별로는 방제용이 91.4%로 압도적으로 많다. 시비·파종용과 예측용은 각각 2.8%, 0.7% 수준이다.

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'식물 공장(스마트 온실)' 역시 스마트 팜의 대표적인 사례다. 식물 공장은 건물로 된 인공 자동화 설비 안에서 IoT 기술을 이용해 농작물 재배 시설의 온도·습도·일조량·이산화탄소·토양 등을 측정 분석하고 그 결과에 따라 제어장치를 구동해 적절한 상태로 변화시키는 지능화된 온실을 말한다. 스마트폰과 같은 모바일 기기로 원격 관리할 수 있기 때문에 시공간에 구애받지 않고 계획적인 생산이 가능하다.

국내에서도 '한국형 식물 공장'이 빠르게 개발되고 있다. 한국형 식물 공장은 센서를 이용해 실시간으로 환경을 조성하는 복합 환경제어 시스템과 폐쇄회로(CC)TV를 통해 출입 관리와 작물의 생육 상태를 관찰할 수 있는 영상 관제 시스템, 3차원(D), 열화상 카메라를 통해 작물 생육 정도와 상태를 자동으로 측정하는 작물 생육 정보 자동 측정 시스템 등으로 구성된다.
최근에는 병해충 발생 정도를 조기에 미리 예상하고 머신러닝을 이용해 무인 방제 의사결정을 유도하는 병해충 자동 진단 시스템도 더해지고 있다.

일례로 전북 익산 왕궁면에 있는 한국형 식물 공장의 선진 모델 농가인 로즈밸리는 복합 환경제어 시스템 등의 식물 공장 기술 도입 후 생산성이 크게 증가했다. 최근 3년간의 토마토 생육을 조사한 결과 기존보다 생산량이 62.5% 증가하고 경영비는 21.4% 감소하는 등의 성과를 거뒀다.

이 밖에 4차 산업혁명의 핵심 기술 중 하나인 빅데이터는 소비자의 농산물 구매 성향 분석, 차량 이동 등을 통해 축산 질병 예측 등에 적용할 수 있다. 나노·바이오 기술은 우수 종자 관리, 축산 질병 탐색, 원산지 식별에 적용할 수 있다.

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◆ 선진국도 꽂힌 스마트 농업

앞으로도 스마트 팜은 기술이 계속 고도화되면서 혁신적으로 진화할 전망이다. 이미 스마트 팜 시스템의 선진국인 네덜란드에서는 SF영화를 방불케 하는 기술 개발이 진행되고 있다.

네덜란드의 스마트 팜 대표 기업인 프리바는 식물 공장을 넘어선 농장 빌딩을 기획하고 있다. 건물 옥상에 온실을 설치해 농작물을 재배하고 건물 내부에서 물고기를 양식하면서 물고기가 만들어 낸 질소 노폐물을 식물이 이용하고 또다시 식물이 발생시키는 산소를 수조에 공급하는 시스템이다. 똑똑한 농장을 넘어 지속 가능한 농장으로의 도약이다.

또 네덜란드의 IT 기업인 필립스는 태양광이나 토양 없이 채소의 연중 생산이 가능한 식물 공장을 만들기 위해 발광다이오드(LED) 조명 연구를 진행하고 있다.

또 다른 유럽 국가인 독일에서도 농업 로봇의 실용화를 앞당기기 위한 개발이 한창이다. 독일의 프라운호퍼연구회 연구진은 일손 부족을 해결하기 위해 오이 재배 로봇을 개발해 현재 실험 중이다. 이 로봇은 두 개의 팔을 가지고 있는데 카메라 센서가 오이를 식별한 뒤 부서지지 않게 집어 수확하는 것이 특징이다. 연구진은 앞으로 잘 익은 오이만 골라내는 기술을 탑재해 상용화에 나설 계획이다.

초대형 농가가 밀집한 미국에서도 혁신적 실험이 진행 중이다. 미국 일리노이대 과학자들로 구성된 벤처기업 어스센스는 지난 3월 '에너지혁신서밋테크놀로지 쇼케이스'에서 길이가 33cm에 불과한 로봇을 공개했다.

이 로봇의 이름은 '테라센티아'로, 머신러닝 기능을 탑재해 스스로 공부한 뒤 작물 사이사이를 돌아다니며 잎의 크기를 측정해 작물이 잘 자라고 있는지, 열매가 잘 여물었는지 등을 확인해 사용자에게 실시간으로 정보를 전달하는 모습을 시연했다. 어스센스는 3년 내로 농장에 테라센티아를 보급할 계획이다.

◆ 특허 출원 건수 연평균 11% 증가

국내에서도 스마트 팜을 위한 미래 기술의 연구·개발(R&D)이 착착 진행 중이다. 특허청에 따르면 최근 식물 공장 관련 특허 출원이 급속하게 늘고 있다.

2008년 1건에 불과하던 식물 공장 관련 특허 출원 건수는 2010년 30건으로 급증한 후 2012년 43건, 2014년 60건, 2016년 85건으로 점점 증가했다. 2017년에는 61건이 출원돼 2010년 이후 연평균 약 11%의 출원 증가율을 보이고 있다. 기업이 42.9%로 가장 많았고 교육기관(21.5%)과 개인(20.8%)의 출원 비율도 높은 것으로 나타났다.

이를테면 지능형 조명과 영상 분석 기술을 이용해 재배 식물의 성장 단계와 성장 정도를 판단하고 식물 종별, 성장 주기별, 식물의 크기와 영양 성분 함유량에 따라 필요로 하는 인공광의 조건을 제어하는 기술 그리고 농작물 이미지를 분석해 농작물의 영양 상태와 발달 과정, 생리 장애를 포함한 생육 과정을 진단, 대응하는 기술 등이 대표적인 국내 특허 사례다.

정부 역시 스마트 팜 확산을 농업의 핵심 성장 동력으로 보고 스마트 팜을 확산시키기 위해 정책 지원을 확대하고 있다. 2010년 220억원에 불과하던 스마트 팜 보급 예산은 올해 761억원으로 늘었다.

특히 식물 공장 등을 구축한 시설원예 중심으로 스마트 팜 보급 면적을 확대해 2017년 4010헥타르(ha)에서 2022년까지 7000ha로 늘릴 계획이다. 자동 급이기와 IT 기자재가 보급된 스마트 축사는 2017년 790호에서 2020년까지 5750호로 늘릴 계획이다.

특히 정부는 기존 농가 단위의 스마트 팜 보급 전략을 보완해 지원 대상을 전후방 산업 전반으로 확대하고 대규모 확산 거점을 조성할 계획이다. 이를 위해 2022년까지 '스마트 팜 혁신 밸리'를 4개로 확충한다는 계획을 세웠다. 현재 경북 상주와 전북 김제 등 두 지역이 최종 선정됐다.

이진규 과학기술정보통신부 1차관은 "스마트 팜은 다양한 분야의 연구와 연구 주체들의 융합 연계가 필요한 과학기술 기반 혁신 성장의 대표 사업"이라며 "미래 스마트 팜의 글로벌 경쟁력 확보와 국민 체감 성과 창출을 가속화할 것"이라고 말했다.

한경비즈니스 정채희 기자 poof34@hankyung.com

[본 기사는 한경비즈니스 제 1194호(2018.10.15 ~ 2018.10.21) 기사입니다.]

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'드론에서 로봇까지' 첨단 기술로 재탄생...농업의 '화려한 귀환'

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농촌에서 꽃피는 '혁신 DNA'...한국의 스마트 파머들 본격 도입되는 '스마트 팜' 혁신적 생산성 향상으로 농가 소득도 '업그레이드' #. 120년 후의 개척 행성으로 떠나는 초호화 우주선 아발론호. 우주선에는 채소를 기르고 동물을 사육할 수 있는 공간이 마련돼 있다. 약 4개월간 5258명의 사람이 먹을 수 있는 분량이다. 어디, 그뿐인가.

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물 부족 문제가 날로 심각해지고 있다. 다른 분야의 기술들처럼 수처리 관련 기술도 과거에 비해 눈부시게 발전했지만, 현시점의 물 부족 문제는 오히려 20세기보다 더 악화되어 가고 있는 중이다. 실제로 전 세계 인구의 10%라 할 수 있는 약 7억 명 정도가 물 부족 문제로 고통을 받으며 살아가고 있는 것이 작금의 현실이다.

이 같은 물 관련 문제를 해소하고자 전 세계 과학자들이 소매를 걷어 붙이고 나섰다. 이들은 물 때문에 고통받고 있는 사람들에게 스스로 해결할 수 있도록 적정기술을 활용한 수동식 펌프를 개발하고 있어 주목을 끌고 있다.
펌프 보급으로 수확량 늘면서 주민들 수입 증가
미 스탠포드대에서 기계공학으로 학위를 받은 '마틴 피셔(Martin Fisher)' 박사는 저개발 국가 주민들이 가장 필요로 하는 적정기술을 파악하기 위해 아프리카 케냐를 방문했다가 평생의 동지를 만나게 된다. 그의 이름은 '닉 문(Nick Moon)'으로 가구와 설비를 제작하는 엔지니어였다.

피셔와 문은 케냐 주민들을 빈곤에서 탈출시키기 위해 농사를 체계적으로 짓는 방법을 알려주다가 일의 순서가 잘못되었다는 점을 깨달았다. 가장 시급한 점은 농사가 아니라 농사를 안정적으로 지을 수 있도록 물을 공급하는 것임을 파악한 것.

케냐라고 해서 전 지역이 모두 물이 부족한 것은 아니었다. 우선 지하수가 어느 지역이나 존재했고, 일부 지역은 저수지도 존재했다. 선진국이라면 관개 시설을 확충해서 농지에 물을 대고 뺄 수 있었겠지만, 저개발 국가여서 그런 인프라를 갖추기가 어렵다는 점이 문제였다.

이 같은 상황에서 피셔와 문이 떠올린 것은 펌프였다. 원래 펌프는 지하수 수량이 풍부한 지역에 고정한 뒤 물을 퍼올리는 것이 일반적이지만, 케냐에서는 그럴 수가 없었다. 일정 시간이 지나면 지역을 옮겨 물을 확보하는 전략이 필요했다.

이들은 여러 시행착오를 거친 끝에 주민들이 저렴하면서도 쉽게 사용할 수 있는 휴대용 수동식 펌프를 개발하는데 성공했다. 머니메이커(moneymaker)라 명명된 이 휴대용 수동식 펌프는 핸들을 손으로 잡고 펌프에 달린 페달을 발로 밟아주면, 물이 펌프를 통해 올라오도록 설계되었다.

이 같은 구조에 대해 피셔 박사는 "손잡이를 아래로 누르면 피스톤이 올라가게 되는데, 이때 압력으로 지하수 바로 위에 있는 밸브가 열리게 된다"라고 밝히며 "지하수가 어느 정도 올라오면 피스톤이 내려가며 원상복귀가 된다"라고 말했다.

그러면서 "이런 과정을 반복하다 보면 지하수가 밖으로 쏟아져 나오게 되는데, 머니메이커 펌프는 7m 아래에 있는 물을 수원 위로 14m까지 끌어올릴 수 있는 능력이 있다"라고 소개했다.

머니메이커를 사용하면 8시간 동안 8000㎡ 넓이의 밭에 물을 공급할 수 있으므로, 이전에 비해 훨씬 넓은 지역까지 농사를 지을 수 있다. 또한 건기에도 과일과 채소 같은 농작물을 경작할 수 있으므로, 가구의 소득 증대에 크게 기여할 수 있다.

특히 머니메이커는 오로지 사람의 힘으로만 작동시킬 수 있다. 따라서 전력 공급 기반이 취약한 저개발 국가에서는 머니메이커가 대단한 환영을 받고 있다.

실제로 머니메이커의 사용으로 물을 더 많이 이용할 수 있게 되자, 농산물 수확량이 대폭 증가하게 되었다. 수확량의 증가는 농장의 수익을 향상시키는 결과로 이어졌고, 그 결과 농장의 규모도 더욱 확대될 수 있었다.

더 놀라운 결과는 이들이 머니메이커를 제조하기 위해 설립한 기업에서 나타났다. 당시 이들이 세운 기업은 아프로텍(Approtec)이라는 이름의 스타트업이었는데, 이 회사는 훗날 신규 비즈니스의 성지라 불리는 킥스타트(Kick Start)의 전신(前身)으로 유명하다.

회사 설립부터 지금까지 킥스타트가 이룬 성과는 실로 눈부시다. 킥스타트의 홈페이지를 살펴보면, 이 펀딩 전문 기업을 통해 창출된 비즈니스는 17만 개가 넘고 90만 명 가까운 사람들이 빈곤에서 탈출한 것으로 드러났다.

피셔 박사는 "케냐를 비롯한 저개발 국가의 주민들은 열심히 일하고 헌신적으로 농사를 짓는데 불구하고 관개 시설이 부족하여 빈곤에서 벗어날 수 없었다"라고 언급하며 "머니메이커 기술은 빈곤을 극복할 수 있는 적절한 기회를 제공함으로써, 농부들의 수익을 높이는데 기여를 했다"라고 소개했다.
족동식 펌프의 원조는 대나무 페달 펌프
머니메이커처럼 발로 밟아 물을 길어 오르는 펌프를 '족동식 펌프'라고 한다. 족동식 펌프는 선진국에서 운동기구로 사용하는 '스테퍼(stepper)'와 그 모습이 매우 유사하다.

머니메이커가 족동식 펌프의 대표적 모델인 것으로 알려져 있지만, 사실 그보다 앞선 모델로는 방글라데시의 농부들이 사용하는 '대나무페달펌프(Bamboo Treadle Pump)'가 있다.

대나무페달펌프는 논밭에서 물을 길어 올릴 수 있는 간이 수동 펌프다. 오로지 사람의 힘으로만 펌프를 움직이기 때문에 전력이 필요 없다. 또한 철이 아닌 대나무로 제작하기 때문에 가격이 저렴하다는 것이 장점이다.

전력을 공급할 인프라도 부족하지만, 설령 전력 공급이 가능하다 하더라도 펌프가 철이나 비싼 소재로 제작된다면 저개발 국가의 주민들에게는 초기 설치비가 부담이 될 수밖에 없다.

하지만 대나무페달펌프는 가격이 저렴하고 농작물의 수확을 늘려 수입이 2배 정도 증가하기 때문에 설치 후 6개월 안에 원금을 회수할 수 있다는 것이 전문가들의 의견이다.

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국내외 과학기술동향, 정책, 문화 등 과기계 이슈 정보 제공. 매주 금요일 뉴스레터 발송

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국내외 과학기술동향, 정책, 문화 등 과기계 이슈 정보 제공. 매주 금요일 뉴스레터 발송

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적정온 l 적정ON [적정기술과 메이커]

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사람과 자연을 살리는 적정기술_강정

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식수가 부족한 개발도상국을 위한 적정기술이 적용된 디자인 제품으로 오염된 물을 마실 수 있게 해 주는

기능을 가진 책입니다. 화학자이자 이 프로젝트의 책임자인 Theresa Dankovich는 단순히 물 속의 더러운 찌꺼기만을 거르는 필터가 아니라, 물 속에 존재하며 인체에 유해한 콜레라나 장티푸스 같은 질병 유발하는 박테리아까지 제거할 수 있도록 하기 위해 그가 오랫동안 연구해오던 '은 나노입자' 기술을 적용 했습니다. 페이지마다 은나노 입자가 스며들어 있기 때문에 유해 박테리아를 99% 이상 제거하기 때문에 마셔도 안전한 식수를 제공합니다. 은 나노입자를 사용한 양말이 육상선수의 소중한 발에서 곰팡이가 자라는 것을 방지준다고 할 만큼 은 나노입자는

박테리아나 곰팡이 등의 증식을 억제하는 살균력이 있는 물질입니다.​
Drinkable Book은 각 페이지 당 100리터의 물을 정수할 수 있고 책 한권으로 30일 이상 사용할 수 있으며, 한 사람이 4년 동안 마실 수 있는 양의 식수로 정화가 가능하다고 합니다. 사용방법 또한 간단한데, 커피 필터처럼 책을 한장 씩 떼어서 전용케이스에 끼워 물을 붓기만 하면 됩니다.

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전기가 공급되지 않는 지역의 어린이들에게 축구공을 주어 낮시간 동안 신나게 축구를 하게 한다. 축구공을 차면 그 충격 에너지를 전기로 변환해 내부로 축적하게 된다 충전된 에너지를 이용하여 밤에는 조명으로 사용하거나 충전용 배터리로 사용하고 있다.
30분 정도  축구를 즐기고 나서 소켓 볼을 집에 가져가 캡을 벗겨내면 소켓 볼은 훌륭한 전지가 된다. 소켓 볼의 단자에 직접 전등을 꽂으면 어둑한 방안을 3시간이나 환히 밝힐 수 있다

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수자원이 부족한 국가의 물부족 문제를 해결하기 위해 이탈리아의 디자이너 아르투로 빗토리가 고안하였다. 온도가 이슬점 밑으로 내려가면 수증기가 응결하여 물방울이 되는 원리를 이용하여 물을 모으는 장치이다. 기온차에서 생기는 물의 응결을 이용한것이다. 낮과 밤의 기온차이가 심한 아프리카에선 밤 사이에 이슬이 맺히게 되고 이 이슬을 나무 틀과 나일론 소재의 그물로 흘려보내 물을 수확하는 형태의 원리이다.

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큰 항아리 속에 작은 항아리를 넣은 뒤 항아리 사이에 물에 젖은 흙을 채우고 항아리 위에 헝겊을 덮어두면 젖은 흙의 물이 증발하면서 작은 항아리 안의 열이 빼앗기며 냉장고의 역할을 해내는 적정기술의 사례입니다. 전기 공급이 원활하지않은 지역에서 음식을 더욱 오랜 기간 신선하게 보관할 수 있게됩니다.

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10kg의 무게추를 매달아 놓고 추의 무게를 이용해 천천히 발전기를 돌려서 조명을 밝히는 기구이다. 전기에너지 생산이 어려운 후진국을 위해 만들어 진 것으로 한 번 추를 놓으면 천천히 아래로 내려가면서 20~30분 동안 빛을 낸다고 한다.

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전조등, 배터리, 팬 등 모두 폐자동차에서 구한 재료를 이용해 저렴하게 인큐베이터를 만들어서 저개발 국가의 아이들의 생존률을 높였다.

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세이브더칠드런(Save The Children)은 자라나는 어린이들의 권리 실현을 위해 전 세계를 무대로 활동하고 있는 국제 구호개발 단체다. 이 단체가 최근 발표한 전 세계 신생아들의 사망률 조사 보고서를 살펴보면 상황이 자못 심각하다는 것을 알 수 있다.

매년 전 세계에서 생후 한 달 내 사망하는 신생아가 270만 명에 달하고, 태어난 그날 사망하는 아기만도 무려 100만 명에 이른다는 사실이 보고서에 기록되어 있기 때문이다.

이처럼 신생아들이 일찍 사망하는 원인에는 여러 가지 이유가 있지만, 가장 큰 이유는 저체온증이라는 것이 전문가들의 의견이다. 신생아의 경우 스스로 체온을 조절하는 능력이 없어서 저체온증으로 사망한다는 것이다.

또한 가까스로 살아남는다 하더라도 적절한 온도에서 자라지 못한 신생아들은 소아 당뇨나 심장 질환과 같은 질병에 걸리기 쉬운 것으로 알려져 있다. 또한 낮은 지능과 발육부진 등으로 고생하면서 평생 장애를 가지고 살아갈 가능성도 높아진다.

따라서 신생아가 막 태어났을 때 가장 중요한 점은 체온을 유지할 수 있도록 따뜻한 환경을 조성해 주는 것이 필요하다. 특히 예정보다 일찍 태어난 조산아들의 경우 인큐베이터에서 지내도록 하는 것은 생존을 위해 필수적이라고 할 수 있다.

문제는 저개발 국가의 경우 고가의 인큐베이터를 설치할 수 있는 여력이 부족하다는 점이다. 당장 먹고살기도 어려운 이곳 주민들에게 신생아를 위한 인큐베이터는 그야말로 그림의 떡일 수밖에 없다.

이 같은 문제를 개선하기 위해 수많은 적정기술 전문가들이 저렴하면서도 손쉽게 사용할 수 있는 적정기술 기반의 인큐베이터를 개발하고 있어 눈길을 끌고 있다. 이들이 개발하는 인큐베이터는 폐자동차의 부품으로 만들거나 튜브처럼 공기를 불어 넣어 만드는 등 주변에서 흔히 구할 수 있는 소재들로 만들어진다는 것이 특징이다.
폐자동차 부품으로 만든 휴대용 인큐베이터
'전 세계에 당면한 문제를 디자인으로 해결한다'는 거창한 문구는 MIT공대 학생들로 구성된 디자인 동아리인 DTM(Design that Matters)의 슬로건이다.

실제로 이들 동아리는 저개발 국가에서 태어나는 신생아들을 위해 저렴하면서도 손쉽게 만들 수 있는 인큐베이터를 디자인하여 전 세계를 놀라게 만들고 있다. 이 저렴하면서도 제작이 간편한 인큐베이터의 소재와 부품은 모두 버려진 자동차에서 수집한 것들이다.

DTM 동아리가 네오너처(Neonuture)라는 이름의 보급형 인큐베이터를 만들게 된 계기는 회원 중 한 명이 저개발 국가에 봉사활동을 하러 갔다가 현장에서 태어나자마자 죽는 아기들이 너무 많다는 점을 깨닫고 나서부터다.

아기들의 체온을 조절해 줄 수 있는 인큐베이터만 있어도 죽지 않았을 것이라고 한탄하는 현지 간호사들의 탄식을 들은 이 회원은 귀국 즉시 동아리 멤버들에게 저렴하면서 쉽게 제작할 수 있는 인큐베이터 개발을 제안했다.

멤버들은 우선 저개발 국가에서 가장 쉽게 인큐베이터 제작에 필요한 부품과 소재들을 구할 수 있는 장소들을 조사했고, 그 결과 폐자동차 야적장이 가장 알맞은 곳으로 선택됐다.

저개발 국가에 폐자동차를 수출하는 것이야말로 잘 사는 나라들이 선호하는 폐자동차 처리 방법이기 때문에, 저개발 국가 어디를 가더라도 폐자동차 야적장을 접할 수 있다는 것이 선택의 이유였다.

동아리 멤버들은 자동차 헤드라이트를 온기를 전해주는 발열체로 삼았고, 자동차 실내에 장착된 팬을 이용하여 인큐베이터 내부의 공기를 순환시켰다. 또한 배터리는 비상 전원을 제공하는 용도로 장착되었다.

이 같은 DTM 동아리의 기발한 아이디어는 유명 디자인 공모전의 상을 휩쓰는 결과로 나타났다. 이들에게 상을 수여한 공모전의 주최 측은 '폐자동차에 나온 부품으로 만들었다는 것이 믿기지 않을 만큼 완벽한 인큐베이터'라고 극찬했다.
튜브와 세라믹 발열체로 신생아들의 체온 보존
저렴하면서도 제작이 간편한 인큐베이터 디자인으로 수상의 영광을 안은 사례는 네오너쳐 외에도 또 있다. 바로 로버트 제임스(Robert James)라는 새내기 디자이너가 만든 맘(MOM)이라는 인큐베이터다. 제임스는 이 디자인으로 세계적 발명품 경진대회인 제임스 다이슨 대회에서 대상을 수상했다.

MOM은 튜브와 세라믹 발열체로 이루어져 있다. 튜브는 물놀이를 할 때 사용하는 고무 튜브와 비슷하게 생겼다. 평소에는 바람이 빠진 상태로 존재하다가 공기를 주입하면 부풀어 오르면서 아기를 안전하게 보호할 수 있는 푹신한 튜브로 변신한다.

또한 세라믹 발열체는 아기의 체온을 따뜻하게 보존하는 역할을 한다. 기존의 니크롬선 방식 발열체와는 달리 나노 기술을 접목한 새로운 개념의 발열 방식이다. 또한 발열 기능만 있는 것이 아니라 세라믹이 갖고 있는 원적외선 효과 및 음이온 효과 등도 함께 누릴 수 있다는 것이 제임스 디자이너의 설명이다.

제임스는 "세라믹 발열체를 사용해 내부를 가열하고, 작은 화면을 통해 습도와 온도를 확인할 수 있다"라고 소개하며 "설정된 내부 온도가 변하면 알람이 울리도록 설계되어 있어 안전하게 아기를 누일 수 있다"라고 밝혔다.

제작비용이 원화로 40만 원 정도에 불과한 MOM은 1회 충전으로 약 24시간 동안 이용할 수 있는 충전 방식으로 이루어져 있다. 또한 사용 후 바람을 빼면 부피가 줄어들기 때문에 휴대가 간편하다는 장점도 갖고 있다.

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세이브더칠드런(Save The Children)은 자라나는 어린이들의 권리 실현을 위해 전 세계를 무대로 활동하고 있는 국제 구호개발 단체다. 이 단체가 최근 발표한 전 세계 신생아들의 사망률 조사 보고서를 살펴보면 상황이 자못 심각하다는 것을 알 수 있다. 매년 전 세계에서 생후 한 달 내 사망하는 신생아가 270만 명에 달하고, 태어난 그날 사망하는 아기만도 무려 100만 명에 이른다는 사실이 보고서에 기록되어 있기 때문이다.

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"Embrace Infant Warmer" : 신생아 보조기구
- 미숙아의 체온을 37도로 유지할 수 있도록 돕는 겉싸개
- 온수로 파우치를 데워 쓰는 간단한 방법
- 전기 없이 사용가능
- 2012년 포브스지가 선정한 사회적 기업가 30인 리스트 <Impact 30>에 들어감

영아 사망률을 낮추는 최고의 적정기술이라 생각합니다

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조아민의 적정기술 체험1

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조아민의 적정기술 체험2

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