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_{“더 재밌고 신기한 장난감 없을까?” 매일 갖고 놀던 장난감에 질려버린 섭섭박사님. 참다못해 직접 장난감을 만들기로 했어요. 어디서나 볼 수 있는 평범한 장난감 말고, 자동으로 움직이는 ‘오토마타’를 만들어 볼까요?}
 

알아보기│스스로 움직이는 기계 '오토마타' 

1926년 프랑스에서 ‘서커스’라는 제목의 인형놀이 공연이 화제가 됐어요. 철사와 나무 조각, 헝겊 등으로 만든 인형들이 지금까지 볼 수 없던 방식으로 움직이며 공연을 펼쳤기 때문이에요. 예를 들어, 바퀴가 달린 말 인형은 앞으로 굴렸을 뿐인데 머리가 위아래로 움직이는 등 재미난 동작을 보여줬지요. 예술가 알렉산더 칼더가 만든 이 공연은 ‘오토마타’를 현대 예술의 한 분야로 자리 잡게 한 계기가 됐어요.

‘오토마타’는 스스로 움직이는 기계를 뜻하는 그리스어 ‘오토머튼(automaton)’의 복수형이에요. 단순한 형태의 오토마타는 기원전 3000년 무렵부터 만들어졌지만, ‘오토마타’라는 이름이 널리 알려진 것은 수학자이자 발명가인 헤론 덕분이에요. 헤론은 1세기에 알렉산드리아에서 활약하며 증기의 힘으로 움직이는 장치를 세계 최초로 발명했다고 전해져요. 로봇에 관한 최초의 책 <;오토마타>;를 쓰기도 했는데, 이 책의 제목이 오토마타의 기원이 됐지요.

우리나라에서 최초의 오토마타로 기록된 발명품은 조선의 과학자 장영실이 만든 물시계 ‘자격루’예요. 물기둥에 물이 꽉 차면 12지신의 나무 인형이 얼굴을 밖으로 내밀어 시간을 알려주지요. 생활의 편리함을 위해 개발됐던 오토마타는 오늘날 로봇과 현대 예술에 큰 영향을 끼쳤답니다.

본격 메이킹 비법│내 손으로 직접 오토마타 만들기 

#미션1. 손잡이 하나로 두 축을 돌리는 ‘다빈치폴리’를 만들어라!

기자단 친구들은 설명서에 나와 있는 순서대로 차근차근 상자를 만들었어요. 다음은 상자에 중심축을 가로로 설치할 차례였지요. 중심축이 될 봉은 단면이 삼각형이었어요. 중심축에 끼워 인형을 움직일 캠과 손잡이도 모두 삼각형 구멍이 뚫려 있었어요. 섭섭박사님은 “중심축을 돌리다가 손잡이와 캠이 미끄러지지 않도록 삼각형으로 만든 것”이라고 설명했어요. 그때였어요.

“어? 그런데 손잡이가 하나뿐이에요!”

삼각형 봉에 손잡이를 끼울 때 김이현 기자가 말했어요. 오토마타 상자에 중심축으로 설치할 삼각형 봉은 2개인데, 봉을 돌릴 손잡이는 하나뿐이었기 때문이지요. 섭섭박사님은 “손잡이 반대편에 끼울 원판인 EVA폴리 두 쌍을 고무줄로 연결하면 된다”고 설명했어요. 바퀴 모양의 두 폴리를 연결한 고무줄이 손잡이를 돌리는 힘을 한 중심축에서 다른 중심축으로 전달해주는 거지요. 이는 다빈치가 발명해 ‘다빈치폴리’라 부른답니다.

 #미션2. 인형을 위아래로 움직이고 빙글빙글 돌리려면?

두 중심축과 다빈치폴리를 모두 연결했다면 이제 상자 위에서 인형들이 움직이도록 하기 위한 장치를 만들 차례예요. 중심축이 돌아가는 힘을 전달해 인형을 빙글빙글 돌리거나 위아래로 움직이도록 해야 하지요. 즉, 중심축의 회전 운동을 다른 운동으로 바꾸어야 해요.

“중심축의 회전 운동을 인형의 회전 운동으로 바꿔주는 장치를 ‘기어’라고 해요. 원판 모양의 회전체 두 개에 돌기 역할을 하는 나사를 끼워, 회전체의 돌기가 서로 맞물려 돌아가게 하는 거예요. 그러면 중심축에 연결된 회전체가 인형과 연결된 회전체를 돌린답니다.”

이어서 섭섭박사님은 “인형을 위아래로 움직이게 하려면 캠을 이용하면 된다”고 설명했어요. 캠은 중심축에 끼우는 스펀지로, 쉼표와 달팽이 등 다양한 모양이 있어요. 인형을 붙인 플라스틱 봉을 상자 윗면 구멍으로 통과시켜 캠에 올리고 중심축을 돌리면, 인형이 위아래로 움직이지요. 기자단 친구들은 캠과 기어를 이용해 나만의 오토마타를 완성했답니다.

생생후기│돌고 도는 캐릭터들의 세상 

지난 9월 9일 열린 ‘섭섭박사의 메이커 스쿨’에 참여할 기회를 얻었습니다. 섭섭박사님의 설명을 들으며 오토마타를 만들었습니다. 저는 조선의 과학자 장영실을 존경하는데, 그가 만든 자격루 역시 오토마타의 원리를 이용하기에 이번 메이커 스쿨에 더 호기심을 느꼈습니다.

시간은 생각보다 오래 걸렸지만 만들기를 좋아하는 친구라면 재미있게 오토마타를 만들 수 있을 것입니다. 저는 어린이과학동아 만화에 등장하는 캐릭터를 오리고 붙여 움직이는 인형을 만들었습니다. 중심축과 연결된 손잡이를 돌리면 여러 캐릭터들이 위아래로 움직이고 빙빙 돌았습니다. 스펀지나 모루, 수수깡을 사용해 더 다양하게 꾸밀 수도 있었습니다.

오토마타를 만들면서 기계의 원리를 이해할 뿐만 아니라 나만의 디자인 실력을 발휘할 수 있어 재미있었습니다. 오토마타는 과학적 원리와 자신만의 상상력을 융합하여 만드는 훌륭한 문화 예술품이라고 생각합니다. 

여러분도 메이커 스쿨에 도전해보세요!