2013년 9월 7일, 경기북과학고등학교에서 안산동산고등학교 학생들과 함께하는 합동 로봇 연구 발표회가 진행되었다. 합동 로봇연구의 목표는 경기북과학고 로봇동아리 명칭인 ‘NEXT’와 안산동산고 로봇동아리 명칭 ‘상상’에서 모티브를 얻어, '다음 세상을 상상하라(Imagine NEXT)'로 정해졌다.

'다음'(NEXT)과 '상상'(Imagine)의 만남
합동 연구활동은 지난 1월 두분의 지도 선생님(NEXT 정웅열, 상상 이중철)이 목표와 계획을 의논하기 위해 만난 이래 학생들에게 공지(3월), 계획발표(6월), 최종발표(9월)까지 장장 6개월에 걸친 대장정이었다. 이 날 각각 15명씩 참가한 NEXT와 상상 동아리 학생들은 유네스코 세계 문화유산의 홍보와 보존을 주제로 3인 1조로 구성된 총 10개 팀이 그 동안 진행하였던 로봇 프로젝트연구 결과를 발표하였다.

첫 활동은 지난 6월 6일 동산고에서 진행된 합동로봇 계획발표회였다. 각팀마다 표현하고자 하는 세계문화유산과 왜 그것을 표현하는지, 어떻게 표현할 것인지를 발표했다. 각 팀의 발표가 끝날 때마다 질의가 쏟아지고 새로운 아이디어가 제시됐다.

많은 고민 끝에 우리 팀은 유네스코 세계 문화유산으로 지정된 수원 화성을 표현하기로 했다. 화성의 우수한 성벽 구조와 수원 화성을 만들 때 사용했던 거중기 등을 NXT를 이용해 표현하고자 했다. 하지만 계획과는 다르게 많은 난관에 봉착했다. 화성의 성벽 구조를 나무 블록을 이용해 표현하려고 했지만 각각 성의 블록 개수, 무게, 너비, 높이 등의 조건을 통제하기 힘들어서 표현하는 것에 실패했다.

특히 거중기를 만드는 방법을 모른 채 사진만 참조하다보니 생각보다 어려웠다. 또한 거중기의 효율성을 보여주기 위해 거중기와 유사한 모양과 크기를 가진 고정 도르래를 제작하는 것도 많은 아이디어가 필요했다. 물체를 연결하는 실이 너무 가늘어서 계속 끊어지는 문제도 생겼다. 우리 팀은 이런 어려움이 생길 때마다 머리를 맞대고 고민하고 대안을 생각해냈다. 나는 이 과정을 통해 진정한 팀워크가 무엇인지를 배울 수 있었다. 3명이 머리를 맞대니 1~2명으로서는 생각할 수 없을 좋은 아이디어들이 나왔다. 이런 팀워크를 통해 문제들을 해결하면서 생각의 폭을 넓힐 수 있었다.

세계문화유산을 로봇으로 표현하기
결국 우리 팀이 표현하기로 결정한 것은 효율적인 거중기의 설계 구조와 자동화에 관한 로봇공학적 아이디어였다. 먼저 거중기와 비슷한 크기의 고정 도르래를 만들고 고정 도르래와 거중기의 들어 올리는 높이 및 드는 힘 사이의 관계를 발표했다. 자동으로 물건을 들어 올렸다 내릴 수 있는 거중기로 수레 위에 물건을 올려놓으면 수레가 라인 트레이싱을 통해 물건을 내놓는 것을 반복하는 시스템도 구현했다.

다른 팀들도 다양한 문화재들을 홍보하기 위해 창의적인 로봇을 만들었다. 문화재 가운데는 리도 운하, 제주 화산섬 등의 많은 유형 유산뿐만 아니라 탈춤 등의 무형 유산도 로봇으로 표현했다. 이것을 통해 로봇공학이 얼마나 활용 가능성이 높은 학문인지 느낄 수 있었다. 거중기의 경우 조선 시대의 정약용이 구현한 실용적인 발명품으로 그때 당시의 과학 기술을 대표할 수 있는 하나의 과학 장치이다. 이처럼 과거의 과학적인 장치에 로봇 공학이라는 현대적 학문 요소를 추가해 구현하는 것은 문화재의 홍보 이상의 의미가 있다고 생각한다. 어떻게 보면 과거의 기술과 현대 기술의 연결을 로봇이라는 소재로 구현한 셈이기 때문이다.

발표 전까지 모든 팀은 바쁜 일정 속에서 시간을 쪼개면서 로봇 프로젝트를 진행했다. 모의고사, 대학입시 수시 모집 등의 일정이 부담스럽기는 하였지만, 발표 하루 전에는 모든 학생들이 밤을 새가면서 최선을 다해 발표 준비를 했다.

드디어 9월 7일, 경기북과학고에서 마지막 일정인 합동 로봇 연구 발표회가 진행되었다. 어떤 팀은 제주 화산섬의 용암 동굴을 구현했고, 어떤 팀은 플랫폼 소프트웨어인 랩뷰(LabVIEW)를 이용해 여러 가지 문화유산을 설명해주는 로봇을 만들었다. 다양한 주제를 가지고 연구를 진행한 팀들은 그동안 준비했던 로봇들을 프레젠테이션 자료와 동영상을 이용해 설명했다.

'최고의 연구팀'에 뽑히다
모든 발표가 끝나고 학생들은 각 학교에서 가장 인상 깊었던 한 팀 씩을 고르는 '최고의 연구팀'(Best Research Team) 투표를 했다. 그 결과, 우리 팀은 가장 많은 표를 얻게 되었다. 예상하지 못한 결과에 놀라기도 했고, 그동안 노력한 것들이 결과로 나타나서 뿌듯하기도 했다.

나의 꿈은 로봇 공학자이다. 이번 합동 연구를 통해서 로봇 공학자가 갖추어야 할 여러 가지 것들을 배웠다. 그 중 가장 중요한 것은, 어떠한 프로젝트나 일을 할 때 같은 목표를 가진 사람들이 함께 머리를 맞대는 것이 얼마나 큰 힘을 발휘할 수 있는가를 체감했다는 점이다.

계획 발표회와 연구 발표회를 하면서 안산동산고 상상동아리 학생들과 함께 한 시간들은 내가 처음 생각했던 것보다 훨씬 큰 의미가 있었다. 많은 질문과 조언을 받으면서 많은 것을 고민하게 되었고, 그만큼 연구 수준도 향상되었다. 다른 팀의 연구 결과를 보면서 배울 점 또한 많았다. 다른 팀에서 나온 창의적인 아이디어에 감탄하기도 했고, 각 팀의 프로젝트를 보면서 여러 가지 문화재를 보존, 계승하는 가치에 대해 생각해 볼 수 있었다. NEXT 안에서만 아이디어를 주고받을 때보다, 다른 동아리 학생들과 함께 아이디어를 공유하면서 생각하지 못한 창의적인 아이디어가 튀어나왔다. 또 개개인의 능력이 합쳐져서 팀워크를 형성할 때 개인이 할 때보다 더 많은 것들을 할 수 있었다. 한 사람이 로봇 설계와 알고리즘 설계, 프로그래밍까지 모두 잘하기는 힘들지만 어느 한 부분을 잘하는 사람들이 모여서 함께 연구한다면 그 이상의 효과를 낼 수 있다. 어쩌면 바쁜 일정 속에서 짧은 기간 동안 준비한 것이 이 정도 결과를 낼 수 있었던 것은 개인의 능력보다 팀워크가 더 큰 힘을 발휘한 것 같다.

이번 합동 연구 발표회에서 '최고의 연구팀'에 선정되어 기분이 좋았다. 하지만 유네스코 세계 문화유산을 로봇으로 설계하고 구현하면서 옛 조상들의 슬기로움과 지혜를 엿볼 수 있었으며, 팀워크와 합동 연구가 얼마나 효율적이고 중요한가를 배운게 더 값진 소득은 아니었을까. 같은 곳을 바라보는 사람들과 함께 꿈꾸었던 5개월의 경험은 먼 훗날 로봇공학자가 될 나에게 아주 소중한 경험으로 남을 것이다. ▒ 글 원치원∙학생기자(경기북과학고1)