[리뷰] 차세대 운송수단 > 로보맨리뷰

두다리로 걷는거 빼고, 참 많은 탈것들이 존재한다. 땅위에서 가는 것 만해도 자동차, 자전거, 오토바이, 롤라스케이트, 스케이트보드, 롤라블레이드 등등등. 각기 세부적으로 들어가면 모양과 기능에따라 수십개의 종류로 나뉘게 된다. 여기서 문제, 지금까지 이야기한 것들의 공통점은 ???

-  정답은 '바퀴'  

인간이 언제부터 바퀴를 사용했는지는 정확히 모르지만(무지 오래되었을 것), 수많은 세월이 흘렀음에도 바퀴를 이용한 이동체는 몸체의 재질과 구동 메커니즘만 달라졌을 뿐, 원형의 바퀴를 사용하는 것에는 변함이 없다. 자전거, 오토바이, 자동차와 같은 발명품들은 '바퀴'를 이용하여 인간의 원거리 여행을 가능하게 만들어준 고맙고 소중한 발명품들이다.


새로운 모바일

어떠한 분야건 그 분야를 창출시킨 획기적인 상품이 있기마련이다. Color, TFT, LCD, Trinitron, HDTV, Projection TV .. 아무리 기술이 발전되어도 이들은 통칭 TV라 불리운다. 지상의 이동수단에 있어서도 자동차의 등장이래로 100여년을 넘도록 자동차를 대체하거나 능가하는 기계는 아직까지 나오지 않고 있다.

다만, 지금은 그 가능성이 차차 높아지고 있는 추세라 생각된다. 대표적인 제품이 프로젝트명 'it' 또는 'giner' 라 불리우던 '세그웨이'의 등장이다. 미국의 발명가 딘 카멘이 만든 세그웨이는 로보맨에서 자주 다루는 장비다. 그 만큼 세그웨이의 자이로에 의한 2바퀴중심제어는 차세대 신개념 이동수단의 대명사라 감히 말할 있는 장비가 되었다.



세그웨이 이후 아류작(?)들이 심심치 않게 소개되고 있는 실정이다. 대부분 컨셉디자인에 머물고 있지만, 기능적으로는 대단히 앞선 스펙을 내놓으면서, 세그웨이라는 차세대이동수단의 네임벨류까지 넘보고 있지만, 결코 쉽지는 않을 것이다. 약 10~20년 사이에 상품화를 준비하고 있는 이들제품들을 미국의 대중과학잡지인 파퓰러사이언스에 나온 기사를 통해 살펴보고자 한다.(국내에서는 서울경제신문 발간)

이미 밝혀두는 것은, 기사의 작성에 있어서 텍스트의 경우에는 최소한 자체적으로 작성해야함이 마땅하지만, 필자도 본 기사들을 통해 얻는 정보가 전부인 상황에서, 출처를 확실히하고 전체적인 글을 올리는 것이 지금으로써는 더 정확한 판단근거가 될것이라 생각된다. 후에 본 기계들을 집간접적으로 접할 기회가 생기면 독자적인 기사를 올릴 것을 약속한다.  


엠브리오



엠브리오는 봄바르디어(ATV와 제트 스키를 제작사 :몬트리올)에서 근무하는 엔지니어들이 25년 후의 통근용 교통수단으로 구상한 컨셉 이동장치이다. 수소 연료 전지로 작동되며 자이로스코프로 균형을 잡는다.



엠브리오는 정지해 있는 중에는 똑바로 서기 위해서 바퀴앞에 달린 ‘랜딩 기어’에 의지한다. 랜딩 기어가 들어가면 시속 20km 이상의 속도로 달려 바퀴 하나로 쾌적한 주행을 느낄 수 있는 속도감을 제공한다. 엠브리오는 무한한 상상력을 가진 발명가의 이상을 실현시킬 꿈을 가진 산업 디자이너들에게 영감을 불러일으킬 것으로 보인다. 하지만 이 엠브리오(‘태아‘를 뜻하는 embryo와 동음이의어)가 제 모습을 갖추고 상용화되기까지는 많은 시간이 필요하다. - (Popular Science 2003 . 10 기사)




엔진장착 트렁크 ‘트렌드포토'



요즘 보통 트렁크에는 끌 수 있도록 손잡이와 바퀴가 달려있다. 그렇다면 엔진도 달아보면 어떨까? 트렁크의 옷을 넣는 내부공간에 연료 전지와 전동 모터를 장착한 것이 바로 트렌스포터이다. 버튼을 누르면 손잡이와 발판이 튀어나온다. 스쿠터 모양의 이 트렌스포터는 차축거리가 짧고 단단한 ABS 플라스틱 표면 재질로 되어 있어 인파로 붐비는 터미널이나 역시 길거리를 누비고 다니기 쉽다. 속도를 높이고 싶으면 손잡이를 비틀고, 브레이크를 밟으려면 펜더 모양의 진흙튀김방지 장치를 밟으면 된다. 값비싼 루이비통 가방을 든 점잖은 신사나 숙녀들이 놀랄 수 도 있겠지만 아무 일도 없다는 듯 스프링이 장착된 발판을 접고 줄 맨 앞에 서면 된다.



실용화에 대한 평가 - 더글러스 필드 / 세그웨이社, 최고기술경영자
“훌륭한 아이디어에 박수를 보낸다. 모든 소비자가 다 사용하는 흔한 물건에 숨어있는 컨셉을 찾아낸 것이다. 디자이너는 트랜스포터를 기능이나 외양 면에서 트렁크와 동일하게 만들어 사람들이 주저 없이 이용할 가능성을 높였다. 디자인은? 연료 전지 사용도 좋은 생각이나, 배터리를 사용하는 것이 좋다.  (Popular Science 2004 . 5 기사)


HERMES'



This computer-controlled 3-wheeler runs on hydrogen power.
Art courtesy of Tommy Forsgren

문제 : 현대의 스포츠카들은 성능은 좋지만 제한속도 때문에 스릴을 제대로 느끼기 힘들다. 스웨덴의 교통기관 디자인 학생 토미 포스그렌이 새로운 종류의 1인용 삼륜차를 개발, 해결책을 내놓았다. 탑승자가 상체를 아래로 숙인 채 달리는 이 삼륜차에는 직관적 제어 시스템이 장착되어 있다. 운전자는 몸을 양옆으로 움직여 커브를 돌며 속력을 높이거나 줄일 때는 상체를 앞으로 숙이거나 세우면 된다. 이 차는 수소 연료전지로 달리며 자이로스코프를 사용해 균형을 잡고 터닝을 보완한다. 행글라이더와 결합된 모터사이클이나 활강 썰매방식의 세그웨이와는 차원이 다르다. 포스그렌은 이 아이디어를 “극단적 스포츠에서 얻었다”며 “직관적 운행방식의 최초 삼륜차라고 부를 것”이라고 말했다. 하지만 장점만 있는 것은 아니다.



비록 이 혼다 헤르메스가 일본 혼다의 로고를 달고 있지만 이 혼다 로고는 포스그렌이 우메아대학의 디자인 연구소에 제출한 최초 석사 논문에서 제기한 모델의 4분의 1크기이다. 혼다가 이 프로젝트와 관계된 것이라고는 우메아 출신의 혼다 소속 디자이너 파올로 그라치올리가 비공식 자격으로 포스그렌에게 조언을 해준 것뿐이다. 혼다는 이 차에 대한 아무런 계획도 없다. 그라치올리는 “이 차의 특징 중 어느 하나도 가까운 미래에 실용화될 가능성은 전무하다”며 다소 불만스러운 입장을 밝혔다. 하지만 그라치올리는 포스그렌이 제안한 아이디어의 실용성에 매료되었다. 그는 “직관적 제어장치는 이 차의 가장 흥미로운 특징이며 앞으로 더욱 발전해나갈 것”이라고 전망했다.

헤르메스는 교통기관 디자인 분야의 떠오르는 두 개념인 기울어지는 차와 직관인식 제어장치를 결합했다. 기울어지는 차는 회전할 때 마치 모터사이클처럼 기울어진다. 또는 컴퓨터 제어 바퀴 챔버 조정을 사용하여 비슷한 효과를 얻는다. 끊임없이 운전자의 무게 중심을 측정하는 기울기 감지장치 같은 직관 제어장치들은 운전자가 무게중심을 옮기는 것만으로 조종할 수 있다. 발명가 딘 카멘의 이륜 세그웨이 스쿠터가 이런 종류의 표본. 이 세그웨이는 미묘한 제어 입력에도 정확하게 반응한다. 몸을 아주 살짝만 앞으로 기울여도 세그웨이는 앞으로 나아간다. 포스그렌의 헤르메스 기술은 세그웨이의 기울기 감지장치와 자이로스코프 시스템에 바탕을 두었다.



하지만 세그웨이는 최고속도가 시속 21km인 반면, 전직 스키강사인 27세의 포스그렌은 더 빠른 속도를 원했다. 포스그렌은 5시리즈 세단에서 공중부양 기능을 가지고 있는 BMW의 색다른 스케이트보드 스트릿카버에 관심을 갖게 되었다. 그러나 메르세데스 벤츠의 서스펜션 장치 덕분에 스키선수의 동작을 본떠 바퀴가 안으로 기울게 할 수 있는 삼륜 F300 라이프-젯과 F400 카빙 로드스터 개념이 훨씬 더 뛰어났다.

포스그렌의 삼륜 디자인은 모터사이클의 기울기 능력을 두 배로 증가시키면서도 차의 양측면 안정성을 유지하며, 환경친화적인 전기 모터를 사용해 그가 원하는 속도인 시속 96.5km를 낼 수 있을 만큼 가볍다. 헤르메스를 타는 사람은 가슴 받이에 몸을 기댄다. 속력을 내지 않을 때는 몸을 완전히 세우면 되지만 몸을 앞으로 기울이면 가슴 받이의 감지장치가 엔진 조종장치에 알려 가속을 시작한다. 헤르메스는 경첩을 중심으로 돌아 운전자가 거의 수평자세로 얼굴을 앞바퀴보다 더 앞으로 나가게 될 때까지 눕는다(포스그렌은 안전이 우려된다는 것을 인정한다). 최고속도에서 운전자는 여러 가지 방식으로 거의 지면과 평행을 유지한다. 포스그렌은 “마치 자신이 날고 있는 것처럼 느껴진다”며 “운전자가 땅에 아주 가깝기 때문에 제한속도를 지키면서도 훨씬 더 재미있게 탈 수 있다”고 말했다.

특성
엔      진 : 수소연료전지에서 나오는 전기
제어장치 : CPU가 자이로스코프의 출력과 운전자의 몸동작을 분석, 모터의 속력과
                터닝을 돕는 공기 피스톤을 조절한다.
최고속도 : 시속 96.5km
폭          : 앞면 55.9cm
높      이 : 정차시 1m 32cm 펼쳐졌을 때 89cm 길이: 정차시 1m 32cm 펼쳐졌을 때 1m 60cm
무      게 : 68kg(추정)    (Popular Science 2002 . 11 기사)


RIOT Wheel

RIOT Wheel(제이크 라이얼(37))은 바퀴 하나만 사용하는 새로운 유형의 동력 차량을 생각해 왔다. 현재 파트타임 프로그래머로 근무 중인 그가 이 ‘RIOT Wheel’을 발명하기 전에는 공학 공부는 물론 실제로 공구 작업을 해본적도 없다는 사실을 고려한다면 이 아이디어가 그저 상상으로만 그칠 가능성이 얼마나 높았는지 쉽게 짐작할 수 있을 것이다. 라이얼이 만든 500kg짜리 이 외바퀴 괴물(RIOT Wheel은 바퀴의 재발명(Reinvention of the Wheel)을 뜻함)은 다람쥐 쳇바퀴의 원리와 동일하다. 다시 말해서 바퀴의 중력 중심을 앞으로 전진시켜서 바퀴를 회전시키는 것이다.



라이얼은 다람쥐 대신에 납으로 무게를 증가시킨 엔진을 적용한다. 이 엔진은 고정된 중심축에 베어링으로 연결되어 있으며 정지 상태에 해당하는 0도에서 최고 출력에 해당하는 수직 방향 90도까지 이동하기 위해, 엔진의 토크를 이용한다. 그리고 바깥쪽 바퀴살에 고정된 톱니를 지속적으로 끌어당기면서 앞으로 전진하게 된다. 또한 독립된 평형추 시스템을 이용해서 바퀴 안쪽이 아닌 전방 앞쪽에서 운전자가 부드럽게 균형을 유지할 수 있도록 한다. 사실 이 부분의 구현이 가장 어려웠다고 한다. 방향 전환은 자이로 시스템과 운전자의 체중 이동에 의해 이루어진다.

라이얼은 작년 버닝 맨 패스티벌에서 이 물건을 발표했지만 아직 상업화할 계획은 없다고 한다. 하지만 보다 세련된 전기 구동 시스템을 적용해서 올해 여름 외바퀴 차량의 속도 기록인 시속 91Km(첫번째 RIOT은 이 속도의 절반 정도의 빠르기로 달린다)를 돌파할 계획이다. 이 프로젝트의 진행 상황과 RIOT이 움직이는 모습은 theriotwheel.com에서 자세히 살펴볼 수 있다.


RIOT 해부도

A. 섀시, MIG 용접으로 강철 파이프를 연결.
B. 15도씩 각 방향으로 기울어지는 스프링 적용 좌석.
C. 엔진 속도를 제어하는 스로틀 장치. 조이스틱으로 자이로스코프와 평형추 크레인을 해서 운전석을 들어 올리거나 낮춘다.
D. 80cc짜리 4행정 Honda 스쿠터 엔진과 무게를 맞추기 위한 36kg짜리 납덩이. 90도 위치일 때 앞으로 전진하도록 16.8kg의 토크를 전달한다.
E. 외부 바퀴살에 볼트로 고정된 톱니는 엔진 어셈블리 토크를 바퀴에 전달한다.
F. 외부 바퀴살에 볼트로 고정된 디스크 브레이크. 완전히 브레이크를 걸면 엔진 어셈블리가 0도 보다 뒤로 향하게 되어 신속하고 안전하게 정지한다. 동시에 운전석 아래 있는 제동판이 브레이크 기능을 돕는다.
G. 내부 엔진이 없을 때에도 동작하는 204kg짜리 반대 방향 평형추 시스템.
H. 30kg짜리 강철 자이로. 두 개의 팬 모터로 작동하며 수평방향을 기준으로 기울어지며 방향을 전환한다.
I. 5.6리터 짜리 연료 탱크. 향후 전기 에너지를 이용할 계획.
J. 테두리가 없는 50cm짜리 타이어

** 헤르메스와 엠브리오가 자이로방식의 신개념 스쿠터로 분류될 수 있는 반면, RIOT Wheel은 monowheel 이라는 독립된 분야에 속하는 장비다.  http://www.dself.dsl.pipex.com/MUSEUM/TRANSPORT/motorwhl/motorwhl.htm 가면 1869년도부터 현재에 이르는 외바퀴형 탑승장치의 역사를 한눈에 볼 수 있다.

출처 :
http://www.brp.com/en-CA/
http://www.theriotwheel.com/
http://www.pedalinghistory.com/PHhistory.html
http://www.dself.dsl.pipex.com/MUSEUM/TRANSPORT/motorwhl/motorwhl.htm
http://popsci.hankooki.com
http://www.popsci.com [이 게시물은 로보맨님에 의해 2013-09-14 22:27:01 robo_컬럼&탐방에서 이동 됨] [이 게시물은 로보맨님에 의해 2013-09-14 23:40:40 리뷰에서 복사 됨]