짐 무게 줄여주고 스마트폰 충전도 되는 '일석이조' 백팩

걸을 때 충격 흡수해 전기로 전환
칭화대 연구진 "더 가볍게 만들 것"

[경향신문]

중국 칭화대 연구진이 개발한 신개념 배낭의 핵심장치 모습. 물건을 담은 뒤 걷거나 뛸 때 어깨에 걸리는 무게감을 줄이고, 걷는 충격을 이용해 전기도 생성한다. 칭화대 연구진 제공

등과 두 어깨에 밀착해 메는 ‘백팩’ 형태 배낭에 특수 장치를 달아 몸에 걸리는 중량을 줄이고, 휴대용 전자기기를 돌릴 전력까지 만드는 ‘일석이조’ 기술이 개발됐다. 지난주 중국 칭화대 연구진은 사람이 걷거나 뛰면서 배낭이 위아래로 흔들릴 때 생기는 충격을 완화하는 기술을 개발했다고 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에서 밝혔다. 이 완충 장치는 주행 중 바퀴 주변에 생기는 충격을 줄여 안정성과 승차감을 높이는 자동차의 ‘쇼크 옵서버(shock absorber)’와 비슷한 원리다.

연구진이 공개한 영상을 보면 배낭은 기차 레일처럼 생긴 두 개의 막대 사이에 본체가 끼워져 있다. 완충 장치가 충격을 흡수하기 때문에 배낭은 사람의 실제 움직임보다 위아래 방향으로 약간 느리고 둔탁하게 흔들린다. 내부에 일종의 도르래를 삽입해 중력이 가방을 당기는 힘을 상쇄한 것이다. 연구진은 이 기술로 배낭의 무게감을 21% 낮췄다고 밝혔다. 학생이나 군인, 등산객이 배낭을 메고 이동할 때 느끼는 신체적 부담을 줄일 수 있는 것이다.

이 기술의 또 다른 장점은 흡수한 충격을 전기로 바꾸는 것이다. 연구진에 따르면 완충 장치에는 초소형 발전기가 들어간다. 걷거나 뛸 때 배낭이 흔들리면서 생기는 운동에너지의 14%를 전기로 전환한다. 스마트폰과 같은 휴대용 전자장치를 충전하거나 발광다이오드(LED)를 켜기에 안성맞춤이다. 몸에 부착하는 웨어러블 전자기기의 고질적인 전원 공급 문제를 해결할 유력한 방법이 될 것으로도 보인다.

문제는 배낭의 무게다. 시제품 배낭은 무게가 3㎏에 달한다. 여기에 개인 소지품까지 넣으면 배낭은 더 무거워진다. 연구진은 초소형 발전기의 무게를 줄이는 데 집중할 계획이다. 개발을 주도한 지아쳉 칭화대 연구원은 과학매체 뉴사이언티스트를 통해 “다음 제품은 무게를 1㎏까지 낮출 계획”이라고 밝혔다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com