🖥️ 회의록(2024-02-10)

[활동 기록]
활동 기간 : 2024-02-10 (토), 21:00 ~ 22:40
활동 장소 : 온라인 디스코드 회의
참여자 : [정동교], 고명훈, 김우찬
기록자 : [정동교]

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1. 아이디어 회의

‘아이디어붐’ 사이트에 게재된 인천대학교 대회 우수 작품을 바탕으로 새로운 인사이트를 찾아보고자 함. (아이디어붐은 전국 대학생들의 공학설계대회 우수작 및 참가작들을 모아 정리한 사이트임.) 그 중에서도 특히 가치가 높다고 판단되는 것들을 분석하고 기록하였음.

아이디어 붐 사이트 바로가기

2023 INU MAKERS 경진대회

• 최우수: 먹어 줘! 횃불아!

흡연장 매립식 쓰레기통

• 우수: 개조 필요없는 엘리베이터 위치 확인기

엘리베이터 위치를 확인해 기숙사생들에게 알려줌

• 우수: 해바라기 차양장치

자동 차양 장치. 일조량, 내부 기온 등을 고려하여 동작

• 장려: 제습 쓰레기통 Dry Force

쓰레기통 위생 문제의 원인이 되는 쓰레기 습기를 제거할 수 있는 제품

• 장려: 잔반 시각화 저울

학생식당의 잔반양 증가 ⇒ 음식물 쓰레기 처리비용 증가 ⇒ 급식 질 하락. 이러한 문제를 해결

• 장려: 환풍기의 자동 조작

환풍기를 자동으로 on/off

• 장려: 펫 스타일러, Only For Pets

반려견 옷 스타일러

• 장려: 밥 줘! (재활용 용기 수거함)

음식 용기 전용 수거함

• 장려: 지게차 자동화 시스템

선박에서 컨테이너나 화물등을 구별하여 적절하게 운송

2023 창의종합설계경진대회

• 대상: 비전인식을 이용한 렌즈 초점 자동화 공정 시스템

현재 산업에서 생성되고 있는 라이다 센서는 제작 과정 중 라이다 센서의 빛을 투과시키는 렌즈의 초점을 산업에서 정해진 규격대로 맞추는 과정이 ‘수동’의 방식으로 존재. 이는 정확도가 떨어지므로 딥러닝을 사용해 이러한 문제 해결.

여기는 완전히 산업과 밀접하게 연관되어 있어서 따라가기가 어려울 정도의 수준으로 보임.
다만 분명한 것은 우리가 지향해야 할 아이디어의 대표 표본인 것으로 생각됨.

• 금상: 너의 무릎은

하체에 문제가 생겨 수술한 지 얼마 되지 않은 환자들은 하체 근력을 높여주기 위하여, 혹은 재활을 목적으로 걷기 운동과 하체 운동을 주기적으로 해야 한다. 하지만 걷기 운동의 경우 기본적으로 많은 근력을 요구하고, 노인과 환자들처럼 충분한 근력을 내지 못하는 사람들은 걷기 운동과 같은 재활 운동을 효율적으로 하지 못한다.

이러한 사람들을 위해 적은 힘을 내는 것도 힘든 사람을 위해, 일상생활에 무리 없이 걷기 운동을 통해 하체 근력을 높이고 재활을 할 수 있을까 생각하던 와중 걸을 때 하체 힘을 보조해 줄 수 있는 구조물을 만들어 보면 어떨까라는 생각을 하게 되었다.

본 아이디어는 크게 발목 부, 무릎 부, 허벅지 부, 허리 부로 나누어 볼 수 있다. 무릎 부 좌, 우측에 있는 검은색 봉을 이용하여 착용자의 다리 길이에 맞게끔 수동으로 조절할 수 있다.
=> **외관 설계를 사용자의 신체적 특성에 맞게 바꿀 수 있도록 하여 유동적임을 강조**

허벅지에 연결되어 있는 근전도 센서가 걷기 위해 힘쓰는 허벅지 근육의 움직임을 감지하여 모터에 신호를 전달한다. 신호를 전달받은 허벅지 부 모터는 원격제어 시스템을 이용해 무릎과 허벅지를 잇는 전산 볼트를 상승시켜 무릎이 접히게 된다. 마찬가지로 신호를 받은 허리 부 모터는 허벅지와 허리를 잇는 전산 볼트를 상승시켜 전체적인 다리를 걸을 수 있는 높이까지 올리게 된다.

이 과정을 통해 걷기 운동을 자발적으로 하지 못하는 사람들의 재활 운동을 도와주는 역할을 한다. 또한 모터 세기를 원격으로 제어할 수 있게 하여 단계적으로 재활 강도를 조절해 근력을 발전시킬 수 있다.

• 은상: 소리 데이터를 이용한 깨진 골프공 분류기

깨진 골프공과 정상 골프공의 낙하 시 충격 소리가 다른것을 특징으로 분류를 진행한다. 이를 머신러닝 기법을 활용해 골프공의 깨짐 여부를 판단하고 분류한다.

2022 LINC 캡스톤디자인 경진대회

• 최우수: 옥내 주차장 상단 입-출자 예측 알림등 시스템

주차면의 차량 존재 여부만을 알려주는 기존 시스템을 개선하여 주차 시도중, 출차 예정인 주차면을 판단하여 알림 등으로 전달

• 장려: 자동 높이 조절 베개

눕는 자세에 따라 자동으로 베개의 높이를 조절해 주는 베개가 있으면 어떨까라는 아이디어를 떠올려 과제로 수행

2022 창의종합설계경진대회

• 대상: 밟아버려!

지구 온난화가 심각해 지는 가운데, 친환경 에너지 생산, 에너지 하베스팅 기술들이 주목받고 있다. 에너지 하베스팅이란, 일상적으로 버려지거나 사용하지 않은 작은 에너지를 수확하여 사용 가능한 전기 에너지로 변환해주는 기술이며, 신재생 에너지 원천기술로 각광받고 있다.

압전소자를 이용한 발전은 에너지 하베스팅의 대표적인 예시인데, 압전소자는 외력을 가하면 전기 분극이 일어나서 전위차가 생기는 소자이다. 이는 약간의 압력으로 발전할 수 있지만, 부서지기 쉬우며 발전량의 한계가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 버려지는 압력을 최대한 활용한 발전 방식을 고안해 보았다.

• 금상: 식습관 조기개선을 위한 가장 근본적인 해결책, 저작운동 모니터링 시스템

생활 속 걸음을 유도하는 만보기에 착안하여, 식사시 꼭꼭 씹어먹는 것에 대한 의식을 환기해 사용자의 건강증진을 촉진하기 위해 저작운동 모니터링 시스템을 고안하게 되었다. 특히 인천광역시의 경우, 만성질환의 발병율이 전국 최고수준이다. 만성질환을 예방하기 위해서는 일시적인 치료가 중요한 것이 아닌, 올바른 습관형성이 중요하다는 것을 고려하여 장기적인 예방을 가능하게 하는 앱을 개발, 직접적인 생체신호 측정의 용이성을 웨어러블 기기로 개발

턱관절 중심 측두근의 진동 측정을 위해 압전센서 디스크 사용. 디스크에 직접적으로 진동을 주어야 측정이 용이하며, 방해하는 물체가 있을 시 측정이 용이하지 않음을 고려하여 센서부근에 진동을 전달하는 진동 전달체 부분을 추가적으로 고안. 머리카락이 압전센서를 방해하더라도 진동 전달체 부분을 통해 측두근의 움직임을 측정 가능.

• 금상: 전도성 직물을 이용한 도난방지 매트

공공장소 또는 개방적인 장소에서 물건을 꺼내놓고 공부 또는 작업을 하던 도중, 화장실 또는 개인적인 전화로 자리를 잠시 비워야 할 경우, 물건을 그대로 두고 가는 경우, 두고 간 물건들에 대한 도난 위험이 존재. 이러한 문제를 해결하고자 한다.

• 은상: 사회적 약자를 위한 알레르기 경보기

식품업체 95%, 시각장애인에 점자 제공 안함. 알레르기 정보와 같이 건강에 직접적인 영향을 주는 정보도 확인이 불가능. 시각 장애인들의 기본적인 알권리를 보장하기 위해 앱을 제작.

• 장려: 소화기 점검 시스템

소화기 관리의 불편함을 해소하고, 소화기 관리 감독을 수월하게 하는 것. 그리고 일반인들도 사용가능한 소화기 여부를 쉽게 판단 가능하게 하는 것.

2021 창의종합설계경진대회

• 대상: Ghost Door Closing System

탑승자가 차량의 문을 닫을 때, 문이 제대로 닫히지 않는 경우에도 완전히 닫히도록 해주는 첨단 기술 옵션이다. 그런데 이거 때문에 손가락이 절단되는 경우가 존재. 그 이유는 단순히 ‘닫아주기만 한다는 점’에서 발생.

이는 안전사고 발생에 대한 위험성은 전혀 고려되지 않은 기술이다.

• 금상: 바코드 리더기를 이용한 점자 스티커 인쇄기

• 금상: 핸드 트랙킹 IoT 시스템

• 은상: 인공지능 무인감독 시스템

2020 창의종합설계경진대회

• 대상: 다양한 열원을 이용한 휴대용 소형 열전 발전기

에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 수확하여 재활용하는 기술이다. 흔히 볼 수 있는 태양, 풍력 같은 자연에너지 뿐만 아니라 우리 주변에서 낭비되는 모든 에너지원을 전기에너지로 변환하는 기술을 말한다. 버려지는 에너지 자원을 재활용함으로써 지구온난화에 직간접적 영향을 끼치는 화석연료의 사용을 완화할 수 있다.

⇒ 국내 대부분의 캠핑장엔 전기가 들어오지만 추가 요금을 내고, 없는 곳을 가면 너부 불편하다. 이런 점은 핸드폰을 항상 사용하는 현대인들에게 캠핑 유입을 막는 장벽이 될 수 있다. 이 제품을 이용해 캠핑장에서 프로젝터를 쏘고, 장식용 조명을 설치하는 전력까지는 커버가 불가능하지만, 간단한 조명과 핸드폰 충전과 같이 필요한 전력을 이 제품으로 커버가 가능하여 유입 인구를 막는 장벽을 해소할 수 있다.

• 금상: 어깨 운동 보조기구

최근 어깨 질환 환자가 급격히 증가하고 있고, 한번 질환 발생 후 60%의 환자가 1년 이상 통증이 지속되어 일상생활에 지장을 겪고 있다. 어깨 질환과 관련하여 크게 세 가지 부류의 환자가 있는데, 오십견 환자와 같은 만성질환자, 운동선수 혹은 운수업의 발달로 장시간 운전을 하거나 무거운 물건을 들고 움직이는 직종에서 ‘회전근개파열’로 인한 ‘급성질환자, 뇌졸증, 파킨슨병’과 같은 마비환자로 나뉜다.

특히 마비환자들은 움직이는 데에 불편함을 갖고 있기 때문에 재활치료를 꾸준히 하지 않으면 근육이 굳게 되므로, 지속적인 치료가 필요하다. 하지만 상용화된 제품은 구매를 하기에는 비용적인 부분에서 부담이 있고, 지속저긍로 사용하는데 불편함이 있다. 또한 다양한 방향의 제어가 불가능하며 회전근개파열의 경우 재활 치료 후 도수치료를 통한 복잡한 동작이 요구되는데, 기존의 제품으로는 한계가 있다.

따라서 아두이노와 자이로센서, 각도 센서를 연결하여 다양한 방향의 운동을 가능하게 한다.

2. 결론

키워드 분석

• 수동의 자동화
• 에너지 하베스팅
• 사회적 약자
• 생활 속 불편함
• 질병 회복 및 보조(재활)

참고 작품

현재 캡스턴 디자인의 주요 가치를 고려할 때, (입샛노랑 팀의 기준에서) 가장 참고할만한 작품은 다음과 같다고 생각한다. (여러가지 키워드가 존재하지만, 우리 팀에서는 접근이 어려운 부분이라고 판단함.)

• 비전인식을 이용한 렌즈 초점 자동화 공정 시스템

• 소리 데이터를 이용한 깨진 골프공 분류기

• 전도성 직물을 이용한 도난방지 매트

키워드를 분석할 때, 모두 ‘수동의 자동화‘라는 관점에서 높은 점수를 받는다.
그리고 추상적 가치가 아닌, 현실적 가치를 지닌 문제를 해결하는 사항이며,
기술적 가치도 충분하다고 생각된다.

비전인식을 이용한 렌즈 초점 자동화 공정 시스템의 경우, 구현 난이도가 매우 높다고 생각되며, 문제 인식 가능성은 매우 희박하다. 즉, 우리가 현실적으로 인식하기 어려운 수준의 문제라고 판단된다. 따라서 다른 두 개의 작품을 집중적으로 벤치마킹하고 새로운 문제를 인식해 보도록 하자.

3. 추가 논의

추후 일정

• 2024-02-12 (월) 온라인 아이디어 회의 진행
• 설 연휴 기간이므로, 가능한 인원만 참여