손목 에어컨?

       

손목 에어컨?  과학과 사회 / 과학  2014/09/22 09:00 http://blog.naver.com/hansyoo/220128139053 전용뷰어 보기 손목 에어컨? BY KYLE VANHEMERT, 10.30.13 9:30 AM, PERMALINK, WIRED 개인용 웨어러블 에어컨 "리스티파이"(Wristify)의 프로토타입. Image: Wristify ​    겁나는 통계 수치가 있다. 2007년 미국인 가정 87%가 에어컨을 사용했는데, 그에 비하면 브라질에서는 11%, 인도에서는 2%만이 에어컨을 사용했다. 그리고 2025년까지 브라질이나 인도처럼 급속히 발전하는 국가들로부터 새로이 10억 명의 소비자가 생겨나고, 그에 따라 에어컨 수요도 함께 증가할 것이다. 실내 온도를 쾌적하게 유지하려면 엄청난 양의 전기가 필요한데, 특히 인도나 브라질 같이 무더운 나라의 경우는 더욱 그렇다. 미국에서는 전체 에너지 소비량의 16.5%가 실내 에어컨 사용으로 소비된다.    이는 큰 문제다. 사람들이 사용하는 에너지를 냉정하게 바라보면, 앞으로 가정이나 사무실을 쾌적한 온도로 유지하는데 엄청난 양의 에너지를 사용하게 될 것이 확실하다. 그런데 MIT의 한 연구팀은 이 문제에 대해서 새로운 질문을 해 본다. "실내용 에어컨 대신 우리 몸을 직접 덥히거나 식히면 어떨까?" ​ ​ 쉐임즈는 난방을 원한다. 그런데 쉐임즈의 어머니는 냉방을 원한다. 쉐임즈와 어머니가 둘 다 만족할 방법은? "리스티파이"(Wristify)라는 디바이스는 손에 차고 있는 사람의 온도를 조절하는 열전(熱電) 팔찌로 필요에 따라서 따뜻하거나 차가운 펄스를 피부에 가한다. 2013년 MIT의 재료공학부에서 개최하는 MADMEC(Making and Designing Materials Engineering Contest)에서 리스티파이는 1등에 당선되어 연구팀은 10,000 달러의 상금을 받았는데, 그들은 이 돈을 써서 개발을 지속할 것이라고 한다. 심각한 에너지 위기를 경감시키는데 도움이 될 현명한 접근 방법일 것이다. 그런데 이번 발명을 함께 한 MIT 졸업반 쌤 쉐임즈(Sam Shames)는 보다 평범한 문제에 연구팀이 의욕을 갖고 있다고 설명한다. 같은 방에 있는 사람들이 서로 다른 온도로 에어컨을 사용하려 할 때 모두를 만족시키자는 것이다.     가령 쉐임즈는 난방을 원한다. 그런데 쉐임즈의 어머니는 냉방을 원한다. 그 경우에 쉐임즈와 어머니가 둘 다 만족할 방법이 있어야 한다. 그래서 그는 연구를 시작했고 생리학 저널을 뒤져 사람이 어떻게 온도를 경험하게 되는가를 보다 잘 이해하게 되었다. 한 논문이 리스티파이 개념에 중요한 키를 가지고 있다. 이 논문에는 신체의 서로 다른 부위를 국부적으로 덥게 하거나 차게 함으로써 어떻게 덥거나 시원하게 하는데 영향을 주는가를 상세히 기술한다. 즉, 우리가 어떻게 덥거나 시원하다고 생각하는 가를 기술한다. 거기에는 큰 지각적 요소(perceptual component)가 있다고 쉐임즈는 말한다.     인간의 몸과 피부는 온도조절기 같지 않다. 일정한 온도에서 신체에 직접 차가운 것을 대면 곧 신체는 그 온도에 순응하여 더 이상 차갑다고 느끼지 않는다. 호수에 뛰어든다고 생각해 보자. 처음에는 물론 차갑다. 그러나 조금 있으면 호숫물에 익숙해진다. 그런데 갑작스런 차가움을 지속적으로 가해 주면 시원하게 느끼도록 신체를 속일 수 있다는 것을 쉐임즈는 알게 되었다. 기본적으로 리스티파이는 당신으로 하여금 계속해서 호숫물에 뛰어드는 것처럼, 혹은 뜨거운 목욕탕에 몸을 담그는 것처럼 느끼도록 만든다. 연구팀은 디자인을 다듬는 중이다. 쉐임즈는 표면적을 지금의 반으로 줄여도 같은 효과가 나올 수 있다고 말한다. Photo: Franklin Hobbs ​    쉐임즈와 공동 발명자들인 박사 과정 2년차 마이크 깁슨(Mike Gibson), 박사 과정 4년차인 데이비드 코헨-타누기(David Cohen-Tanugi), 박사 수 연수 과정인 매트 스미쓰(Mat Smith)는 프로토타입 제작에 있어서 사람이 느끼는 지각적 순간(perceptual tick)을 가장 잘 이용할 수 있는 방법을 찾아야 하는 과제에 도전하고 있다. 연구 결과에 따르면 온도 변화가 1초에 섭씨로 0.1도 이상 변하면 효과가 나타나는 것으로 제시된다. 그들의 손목 밴드는 열전기(thermoelectric)를 이용하여 피부를 덥거나 차게 하는데, 초당 섭씨 0.4도 속도로 해당 부위 피부 온도를 변화시킬 수 있다.     "가장 보편적인 반응은 사람들이 미소를 짓는다."고 한다.    그들은 여전히 온도 변화 사이클 부분을 다듬는 중이다. 쉐임즈에 따르면 현재는 대략 5초 동안 작동하고 10초 동안 중지하는 식이라고 한다. 그들은 모든 친구들과 가족들, 그리고 급우들에게 테스트했는데, 사람들이 확실하게 효과를 느끼고 있다고 쉐임즈는 말한다. 가장 보편적인 반응은 사람들이 미소를 짓는다는 것이라고 그는 말한다.    현재로는 프로토타입 단계로 싸구려 가짜 롤렉스 시곗줄에 전자 장비가 뒤죽박죽 연결된 상태의 장비지만, 쉐임즈 그룹은 상용화를 하려고 한다. 사용된 부품 중에 값비싼 것도 없다. 50 달러 정도면 살 수 있는 것들이다. 게다가 반 정도의 가격이면 만들 수 있다고 쉐임즈는 말한다. 지금까지 개발한 것은 기술적으로 개념 증명이었으며 앞으로 리스티파이는 실제 상품으로 내놓을 것이라고 한다. 외관을 아름답고 착용이 편하게 만들면 될 것이다.    리스티파이가 상용화되면 강력한 제품일 것으로 보인다. 웨어러블 제품으로 개인화된 다이내믹 온도 조절기가 될 것이다. 에어컨 관련 에너지 문제를 일시에 해결할 수는 없겠지만, 그러나 중상 집중식 냉난방이라는 개념에서 탈피하여 차세대형 팬(fan)이나 혹은 "핸드워머"(handwarmer)로 생각을 바꿀 수 있도록 해줄 것이다. 아주 흥미로운 시도일 것이다. 쉐임즈 말대로 개개인의 냉난방이 가능하다면 뭣 때문에 건물 전체 냉난방을 걱정하겠는가?  - 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재.. [출처] 손목 에어컨?|작성자 HANS