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국립과천과학관이 개발한 키트, ‘오토마타숲’

‘메이커스’가 국립과천과학관과 함께 손을 잡고, 학생들을 자연과 기계의 세계로 안내합니다. 메이커스 주니어의 이번호 키트 ‘과천과학관 오토마타숲’은 국립과천과학관에서 개발하고 디자인한 오토마타 키트입니다.

≪메이커스 주니어 05 과천과학관 오토마타숲≫은 과학관 전시물을 내 방에서 체험할 수 있는 ‘책상 위의 과학관’입니다. 국립과천과학관 산하 국립어린이과학관에 가면, ‘에너지 숲’이라는 전시물이 있습니다. 과학관의 ‘에너지 숲’을 집에서도 감상할 수 있도록 만든 것이 ≪메이커스 주니어 05 과천과학관 오토마타숲≫ 키트입니다.

‘에너지 숲’ - 자연에서의 에너지 순환을 내 책상 위에서

‘과천과학관 오토마타숲’은 실제 과학관에 전시된 전시물, ‘에너지 숲’을 모티브로 설계되었습니다. 국립어린이과학관에 가면 거대한 ‘에너지 숲’의 실물을 볼 수 있습니다. ‘에너지 숲’은 자연에서의 에너지 순환을, 기계적 에너지의 순환을 통해 보여주는 작품입니다. 과학관 전시물을 집에서도 체험해 볼 수 있도록 만든, ‘작은 에너지 숲’입니다.

‘에너지 숲’은 숲을 구성하는 요소들을 표현한 키네틱 아트 작품입니다. 자연에서 에너지는 여러 가지 형태로 그 모습을 바꾸며 자연을 숨 쉬게 해 줍니다. 작가는 이 ‘에너지 숲’에서 에너지 보존 법칙을 표현하고, 손으로 핸들을 돌려 기계를 움직이는 체험으로 인간과 기계의 소통을 추구했다고 합니다. 숲과 나무라는 ‘에너지 숲’의 주제에 맞추어, 오토마타숲도 큰 나무가 레일을 떠받친 모습을 하고 있습니다. ‘에너지 숲’에서 나무를 감싸고 있는 레일처럼, 오토마타숲도 레일이 나무를 감싸며 에너지의 순환을 표현했습니다.

손으로 에너지 숲의 여러 가지 장치들을 직접 돌려볼 수 있는 체험 전시물이기도 합니다. 기구를 돌리면 여러 가지 색깔의 공들이 기계장치를 따라 오르내리고 궤도와 기계 사이를 누비며 돌아다닙니다. 이 공들은 숲의 구성 요소인 바람, 나무, 물 등과 같은 것들을 상징한다고 합니다. ‘과천과학관 오토마타숲’도 손으로 핸들을 돌려 움직이면, 낮은 곳의 공은 높은 곳으로 올라갑니다. 올라간 공은 궤도를 타고 내려오면서 이곳저곳을 돌아다닙니다. 이것으로 공의 위치에너지가 운동에너지로 전환되는 과정을 직접 보고 체험할 수 있습니다. 공이 높은 곳에 있을 때는 ‘위치에너지’를 가지고, 이 위치에너지가 ‘운동에너지’로 바뀌면서 움직이게 됩니다.

오토마타로 배우는 에너지 전환

이번 매거진에서는 오토마타와 여러 가지 기계요소에 대해서 배웁니다. 세계 여러 나라에서 사람들은 옛날부터 복잡한 움직임을 하는 자동인형을 만드는 시도를 했습니다. 유럽, 중국, 일본 등의 자동인형에 대해 알아봅시다. 우리나라에도 이런 자동인형이 있었습니다. 자격루가 바로 그것입니다. 복원된 자격루 모형은 국립과천과학관에서 확인할 수 있습니다.

이런 기계들은 무척 복잡하게 보이지만, 실제로는 단순한 요소들이 모여 이루어져 있습니다. 이렇게 기계 구성하는 부품을 ‘기계요소’라고 합니다. 이번 매거진에서는 여러 가지 기계요소들과 함께, ‘오토마타숲’의 중요한 부품인 크랭크축에 대해서도 알아봅니다.

‘에너지 숲’과 ‘오토마타숲’은 ‘에너지 전환’과 ‘에너지 보존 법칙’을 표현하고 있습니다. 일과 에너지의 의미를 알아봅시다. 그리고 자연에서, 또 인간이 만든 기계에서 에너지의 전환과 에너지 보존 법칙을 확인해 봅시다.

‘에너지 숲’은 ‘키네틱 아트’라는 장르의 예술 작품이기도 합니다. 키네틱 아트는 움직이는 예술 작품입니다. 예술의 정의에 도전한 여러 예술가의 작품을 감상하고, 키네틱 아트에 대해 배워봅시다.

직접 만들어보는 책상 위의 과학관

과학관에 가서 ‘에너지 숲’을 감상해 봅시다. 그리고 집에서 ‘오토마타숲’을 만들어봅시다. 과학관에서 보고 생각한 것들을 집에서 다시 한번 느껴보세요. 메이커스 주니어 시리즈는 과학관, 키트, 과학 학습이 유기적으로 연결된 살아있는 과학 교육을 추구합니다.

COVER STORY 에너지, 숲, 그리고 오토마타 04
국립어린이과학관의 ‘에너지숲’을 형상화한 오토마타

HISTORY 기계 인형, 인간을 매료시키다 12
역사 속에서 만나보는 세계의 자동인형

STUDY 일과 에너지 22
에너지의 변환과 에너지 보존 법칙

TECH. 기계를 구성하는 세포들 32
기계를 이루는 ‘기계요소’에 대해 알아보자

CULTURE 움직이는 예술, 키네틱 아트 40

MANUAL 과천과학관 오토마타숲 조립법 및 사용법 50

QUIZ 읽고 대답해봐요 59