후보 1 상상이 현실로! 호버보드

첫 번째 후보는 바로 ‘호버보드’야. 바퀴 없이 공중에 붕 떠서 나는 스케이트보드를 호버보드라고 해. 호버보드는 30년 전에 만들어진 영화에서 처음 등장했어. 당시에는 상상 속의 기계였지만, 이젠 진짜 만들 수 있게 됐단다.

과학으로 날게 된 호버보드

호버보드는 1989년 개봉한 영화 ‘백 투 더 퓨처2’에 처음 등장했어요. 당시에는 가상의 기계였지만, 이제는 실제로 만들 수 있게 됐어요.

호버보드의 원리는 3가지예요. 첫 번째는 ‘전류’를 이용한 방법이에요. 전기가 흐르는 판 위에서 자석을 움직이면 판에 소용돌이 모양으로 전기가 흐르는 ‘맴돌이 전류’가 생겨요. 그럼 전류가 흐르는 판이 자석의 성질을 띄게 돼요. 그 결과 판이 자석을 밀어내지요. 그래서 전류를 이용한 호버보드 밑에는 자석이 달려 있고, 전류가 흐르는 레일에서만 움직일 수 있어요.

두 번째는 ‘초전도체’를 이용한 방법이에요. 초전도체는 낮은 온도에서 전기저항이 ‘0’에 가까워서 전기가 아주 잘 흐르는 물체를 말해요. 이런 초전도체가 자석을 만나면 내부에 전기가 아주 빨리 흐르면서 자석의 힘과 반대되는 힘이 생겨요. 그 결과 자석을 밀어내면서 위로 떠오른답니다.

세 번째는 ‘바람’을 이용한 방법이에요. 보드 아래에 여러 개의 프로펠러를 달아 바람을 내보내면, 그 힘이 땅을 밀어내면서 공중에 떠오르지요.

후보 2 오뚜기 킥보드! 세그웨이

두 번째 후보는 오뚜기처럼 스스로 균형을 잡으며 달리는 ‘세그웨이’야. 발판에 한 발을 올리고 나머지 발로 땅을 구르며 타는 킥보드와 비슷하게 생겼지? 하지만 세그웨이는 두 발을 모두 올려놓은 채로 몸을 살짝만 움직이면 자유자재로 움직일 수 있어.

세그웨이 핵심 기술은 ‘균형 잡기’

요즘 거리에서 세그웨이를 타고 다니는 사람을 종종 볼 수 있어요. 세그웨이는 탑승자의 자세를 감지해서 앞뒤 좌우로 균형을 맞추며 움직이는 1인용 탈것이에요.

사실 세그웨이는 지금으로부터 15년 전에 개발됐어요. 2001년 12월, 미국의 발명가 딘 카멘이 ‘T’자 모양으로 생긴 세그웨이를 만들어 세상에 공개했지요. 당시 세그웨이를 처음 본 사람들은 모두 깜짝 놀랐어요. 몸을 아주 살짝만 기울이면 기울어진 방향으로 움직이고, 다시 몸을 똑바로 세우면 균형을 잡은 채로 멈춰 서 있는 세그웨이가 신기했거든요.

하지만 막상 세그웨이를 타는 사람들은 아주 적었어요. 그 이유는 한 대당 1000만 원 정도로 매우 비싼 가격 때문이었지요.

이렇게 가격이 비싼 이유는 균형을 유지하는 센서가 비쌌기 때문이에요. 세그웨이에는 균형을 유지하기 위해 두 가지 센서가 들어 있어요.

첫 번째는 기울기를 알 수 있는 기울기 센서예요. 기울기 센서를 통해 세그웨이가 어떤 방향으로 얼마나 기울어져 있는지 알 수 있어요.

두 번째는 움직이는 위치와 속도를 감지하는 자이로 센서예요. 자이로 센서는 앞뒤, 좌우, 위아래의 모든 각도 변화를 측정해 위치와 속도를 감지할 수 있어요.

두 개의 센서는 자세하고 정확한 측정을 위해 1초당 100번 이상 위치 정보를 측정해요. 세그웨이는 이러한 측정값의 변화에 따라 바퀴를 앞뒤로 회전하면서 계속해서 균형을 유지한답니다.

후보3 나 혼자 탄다! 초소형 전기차

세 번째 후보는 혼자 타는 ‘초소형 전기’야. 초소형 전기차는 일반승용차의 3분의 1 정도 크기로 작고 가벼워. 가장 작은 자동차인 경차와 비교해도 크기와 무게가 모두 절반 정도라고 해.

2016년 초소형 전기차가 달린다~

최근 몇 년 사이에 사람들의 눈길을 끄는 특별한 자동차가 있어요. 바로 초소형 전기차예요. 보통 초소형 전기차는 길이 2.3m, 너비 1.2m, 높이 1.5m 정도 크기에 무게는 약 70kg
이에요. 한 사람 또는 두 사람이 붙어서 탈 수 있는 정도의 작은 크기지요.

초소형 전기차는 복잡한 도심에서 끌고 다니기에 알맞아요. 몸집이 작기 때문에 좁은 공간에도 쉽게 주차할 수 있거든요. 무게도 가벼워서 적은 에너지로 많은 거리를 갈 수 있답니다. 유럽에서는 2012년부터 초소형 전기차를 판매하기 시작해서 현재 1만 5000명 이상이 이용하고 있어요. 그러나 아직 우리나라 도로에서는 초소형 전기차를 운행할 수 없어요. 크기도 작을 뿐더러 속도도 최대 60km 정도밖에 낼 수 없어서 안전과 관련된 법규를 따로 마련해야 하기 때문이지요.

하지만 갈수록 도시에 사는 사람들이 많아지면서 초소형 전기차를 이용하는 사람들이 늘어날 것으로 보여요.

초소형 전기차의 핵심 기술은 배터리!

배터리를 전기로 충전해서 달리는 전기차는 휘발유나 경유를 연료로 사용하는 차와 달리 배기가스를 전혀 내뿜지 않아요. 또한 저렴한 비용으로 운행할 수 있지요. 전기차는 이렇게 장점이 많지만 단점도 있어요. 기름을 연료로 쓰는 차보다 속도가 느리고, 특히 초소형 전기차는 내부 공간이 좁기 때문에 한 번에 오랜 시간 운전하기 불편하지요. 그러나 도시에서는 고속도로를 제외하고 빠른 속도를 낼 수 없으며, 주로 짧은 거리를 이동하기 때문에 문제가 되지 않아요.

하지만 배터리 충전시간이 2~3시간 걸린다는 점은 도심 주행에서도 단점이 될 수 있어요. 따라서 초소형 전기차의 성능을 결정하는 것은 배터리 효율이지요. 물론 배터리 크기를 크게 하면 더 많은 전기를 저장할 수 있어요. 그러나 전기차에 쓰는 리튬이온배터리는 금속 리튬으로 만들기 때문에 크기를 늘리면 아주 무거워져요.

실제 지금 운행되는 470kg 정도의 초소형 전기차에는 100kg 이상의 배터리가 들어 있어요. 1회 충전으로 최대 서울에서 강원도 춘천까지 거리인 100km까지 이동할 수 있지요. 과학자들은 충전 시간을 1시간 이내로 줄이고, 효율은 지금보다 2배 높은 배터리를 개발하기 위해 계속해서 연구하고 있답니다.

# 오우~! 스마트 모빌리티가 이렇게 많았다니 놀라워! 게다가 모두 과학 원리가 담겨 있잖아. 그런데 말야, 친구들이 어른이 됐을 때는 또 어떤 새로운 탈것들이 나와 있을까? 정말 기대된다! 후훗! 엇? 지금 몇 시지? 으악~! 벌써 9시야! 그럼 난 재미있는 어과동 만들러 출근할게! 안녕~!