▪ 3D 보조기기 설명

  해당 보조기기의 경우 컵이나 물병 등등 액체를 담는 용기에 일정 수준 이상(약 80%) 액체의 수위가 도달하게 될 경우 기기의 부력을 이용하여 촉각적으로 느낄 수 있도록 고안한 기기입니다. 해당 보조기기의 경우 별도의 지정된 용기에만 사용할 수 있는 것이 아닌 다양한 용기에 구애받지 않고 사용가능합니다. 또한 출력물의 크기나 일부 모양의 변경하면 특수용기(ex. 맥주병과 같이 입구가 작은 용기 등)에도 사용이 가능합니다.

▪ 3D 보조기기 정보

1. 기기 개발 이유 및 사용 목적을 자세히 적어주세요.

  1. 기기 개발 이유 및 사용 목적을 자세히 적어주세요.

 일반적으로 우리는 물을 컵에 따를 때 주로 시각을 통해 물의 수위를 인지하는 과정으로 물이 컵에서 넘치는 시점을 예상합니다. 다만 시각적 감각을 이용하기 어려운 사람들로 하여금 해당되는 동작을 진행하는데 어려움을 있습니다. 다만 그렇다 하더라도 다른 감각(시각, 촉각, 미각, 후각)을 이용하기에는 어려움이 있습니다. 우리는 이런 어려움을 가지고 있는 사람들에게 도움을 주었으면 하였습니다..

  시각장애인이 물을 따르는 방법에 관한 영상을 본적이 있습니다. 저희는 해당 영상에서 시각장애인이 전자기기를 통해 물의 수위를 체크하는 도구를 사용하는 것을 보았습니다. 다만 해당 영상의 출연자 또한 해당 기기의 출처를 분명하게 알지 못하였습니다. 해당 영상의 시청자가 작성한 댓글을 확인하였을 때 해당 제품의 기능이 꼭 필요했던 기능이라고 달아둔 글이 많이 보았으나 그럼에도 해당 제품을 구하지 못한 장애인들이 많다는 글들이 있었습니다. 그런 부분에서 저희는 해당 기구의 역할은 많은 사람들에게 도움을 줄 수 있을 것이라 생각 하였습니다. 

  해당 영상에서는 9V의 배터리를 연결하여 전류의 도통과 불통에 따라 물이 해당 지점에 도달하였을 때 신호를 발생해주는 장치였습니다. 해당 장치의 경우 설계가 간단하고 제작비용 또한 저렴한 반면 국내에서 구하기가 어렵고 해외를 통해 구할 수 있습니다. 또한 4~5만원 정도의 부담스러운 가격을 형성하고 있습니다. 사용자로 해당 절차와 금액은 기기의 사용에 있어 고민을 하는 요소가 될 것이라 생각합니다. 또한 9V의 전압이 걸려 전기적 사고의 발생은 어려울 것이나 그럼에도 전기적 전력을 사용한다는 점에서 분명 거리낌을 느끼는 사용자가 있을 것이고 세척 또한 불편함이 존재한다고 생각하였습니다. 그러한 면에서 전기를 사용하지도 않으면서 3D프린터를 소유하고 있다면 쉽게 만들 수 있는 보조기기를 구현해보고자 하였습니다. 또한 이전 회차 공모전 이력에 동일한 기능을 하는 보조기기가 존재하였음을 확인하였는데 해당 보조기기의 경우 컵과 측정 도구가 함께 구비돼야 한다는 다소 불편한 요소가 있을 것이라 생각하였고 단일 제품으로 시각장애인에게 도움이 될 수 있도록 하는 보조기기를 만들어 보자는 생각을 하였습니다.

(해당 전자 보고 기기에 대한 제품 정보 : https://smartstore.naver.com/jubaris/products/7084017014?NaPm=ct%3Dl7q8aszk%7Cci%3D38392dc1b04901d91608de3608883f67f07b968e%7Ctr%3Dslsl%7Csn%3D6443274%7Chk%3Dbfc03cebac72338ee59f5b19cbb31dcf46bbf196 )

  해당 이유들에서 단일 부품, 전기적 전원 미사용, 제작의 간단함에 중점을 두고 설계를 진행하였고 물에 수위에 따라 사용자에게 변화를 줄 수 있는 가장 쉬운 과학적 메커니즘이 부력이라고 판단하였습니다. 부력은 유체에 잠겨있는 물체가 중력에 반하여 밀어 올리는 힘을 말합니다. 설계 방향을 물의 수위가 해당 기기의 일부 이상이 되면 기기 자체가 떠오르면서 시각적인 감각이 없더라도 촉각적으로 확인 할 수 있도록 설계하였습니다. 해당 방식으로 3D프린터를 이용해 공학적으로 설계된 모델은 가격, 상용성, 전기적 안전 불감증의 문제들을 해결해 줄 수 있습니다. 또한 해당 모델링파일로 출력된 보조기기는 제품의 상단과 옆면에 구멍을 뚫어 사용하지 않을 경우 보관에 유용성을 갖게 해주었으며, 전반적으로 직선보다는 곡선의 형태와, 대칭적으로 모델링하여 예술적으로도 사용자에게 인상을 줄 수 있을 것 입니다.

2. 사용 방법을 자세히 적어주세요.

  해당 보조기기는 출력하는 사이즈(배율), 용기의 모양이나 크기에 따라 다양한 물의 수위를 알려줄 수 있습니다.

해당 첨부사진의 경우 모델링 파일의 300%의 크기에 준하며, 용기의 경우 약 400ml, 가로, 세로 약 70mm의 직육면체 물컵을 사용하였습니다. 

<사용방법>

1. 해당 기기의 몸통 부분을 용기의 내부로 향하게 꽂습니다.

2. 한손으로 해당 기기의 상단 구멍의 위치를 찾고 해당 부분을 지점으로 손가락을 허공으로 약간 띄웁니다.

(기기에 익숙해지면 상단 구멍에 손가락을 대고 있어도 촉각을 충분히 느낄 수 있습니다.) 

3. 다른 한손으로 용기에 따르고자 하는 용액을 따릅니다.

4. 일정 수위까지 용액이 담기게 되면 부력에 의해 기기가 위로 뜨게 되고 해당 구멍이 손가락에 닿게 되면서 용액을 따르기를 멈추는 시점을 확인 할 수 있습니다.

5. 촉각을 느끼게 되면 물을 따르는 것을 멈추고 기기를 용기에서 제거합니다. 

3. 기타사항(사용경험, 적용사례, 발전방안 등)

(stl파일과 원본 설계 파일을 보조기기의 2가지 크기로 2개 모두 첨부 하였습니다. 첨부한 영상에는 300%scale로 출력한 모델링 파일을 사용하였고 다른 파일의 경우 입구가 작은 용기(맥주병 등)에 적합한 기기입니다. 설계는 300%scale이 아닌 작은 크기의 모델링 파일에서 진행하였고, 300% scale은 크기만 확대시킨 파일입니다. 이 부분 꼭 확인 부탁 드립니다. )

   해당 기기를 직접 사용해본 결과 원하였던 기능은 충분히 할 수 있었습니다. 다만 추후 해당 기기를 상용화 할 경우 최소한의 제작시간과 가공을 통해 비용적, 시간적 제작단가를 낮추려는 목표 안에서 진행하다보니 3D프린터 한 번의 출력만으로(별도의 후 가공 없이)  해당 보조기기의 다리길이를 조절하여 물의 수위를 보다 자유롭게 조절할 방안을 찾지 못하였습니다. 그러나 물을 컵에서 안전하게 넘치지 않게 한다는 원래 목적을 범하지는 않았습니다. 해당 부분은 분명 아쉬움이 있으나 앞으로 한 번의 출력과 별다른 후가공이 진행되지 않는 가정에서도 해당 아쉬운 부분을 해결 할 아이디어가 나올 것이라 생각합니다.

 저는 앞선 내용에서 언급한 전자 구동방식의 수위 감지기와 저희가 모델링한 기기를 비교해 보았습니다. 두 기기를 비교해 보았을 때 저희가 모델링한 기기는 사용자에게 신호전달을 위한 감각으로 촉각을 이용하였지만 전자 보조기기의 경우 청각을 이용하였습니다. 두 기기 모두 목적을 이루기 위한 수단으로 전혀 문제가 없지만 시각이 촉각에 비해 손을 올려두고 있지 않아야 한다는 점에서 용이성은 있지만 반면 배터리를 사용하지 않다 추가로 소모품의 교체가 필요 없다는 장점이 있습니다.

▪ 신청자 정보(양식에 맞게 입력)