과학기술정보통신부	보도자료

보도시점	2023. 10. 26.(목) 12:00 (2023. 10. 27.(금) 조간)	배포	2023. 10. 26.(목) 09:00

제69회 전국과학전람회 심사결과 발표

□ 대통령상: (학생부 수상팀) 노수빈, 임준혁, 지민준 학생(충북과학고등학교)

(교원‧일반부  수상팀) 윤석민, 권진영 교사(대전과학고등학교)

□ 국무총리상: (학생부 수상팀) 이한진, 노경민, 이명제 학생(경기북과학고등학교)

(교원‧일반부 수상자) 최정윤(우산초등학교), 박가람(문막초등학교),  김진영(거성초등학교) 교사

과학기술정보통신부(장관 이종호) 국립중앙과학관(관장 이석래)은 전국의 초‧중‧고 학생과 교원ㆍ일반인들을 대상으로 개최한 제69회 전국과학전람회 심사결과를 발표하였다.

‘전국과학전람회’는 전 국민의 과학기술에 대한 심도 있는 연구활동을 장려하여 과학기술의 진흥과 국민생활의 과학화를 촉진하기 위하여 1949년 제1회 대회를 시작으로 매년 개최하는 국내 최고(最古)의 과학경진 대회이다.

올해 제69회 대회에는 전국 17개 시‧도에서 출품된 전체 2,371점의 작품 가운데 299점*이 본선에 진출하였다.

* (5개 부문) 물리 67점, 화학 61점, 생물 69점, 산업 및 에너지((SW·IT 융합 분야 포함) 47점, 지구 및 환경 55점

본선 진출 작품에 대해, 산‧학‧연 전문가로 구성한 심사협의회(위원장: 이상엽 한국과학기술원 부총장 외 53인(5개 부문))에서 창의‧탐구성, 이론적 타당성, 실용성, 노력도를 기준으로 엄격하고 공정한 심사를 하여   대통령상(학생 및 교원/일반 각1점), 국무총리상(학생 및 교원/일반 각1점), 최우수상(7점) 등 총 297점에 대한 수상등급을 결정하였다.

영예의 대통령상에 학생부(물리부문)는 ‘브이아이피(V.I.P.)‘팀(충북과학고등학교 3학년 노수빈, 임준혁, 1학년 지민준 학생)의 ｢우리나라 사람들은 물리·언어 천재였다? 퐁당-풍덩에서 발견한 우리말·우리글의 물리적 우수성에 대한 탐구｣ 작품이, 교원‧일반부(물리부문)에서는 ‘루이 브라유‘팀(대전과학고등학교 윤석민, 권진영 교사)의 ｢시각 장애 학생을 위한 광학 실험 장치 개발 및 적용｣ 작품이 각각 선정되었다.

국무총리상에는 학생부(산업 및 에너지부문)에서 ‘에니악(ENIAC)’팀(경기북과학고등학교 2학년 이한진, 노경민, 이명제 학생)의 ｢역기전력 검출을 통한 BLDC 모터의 센서리스 폐쇄 루프 제어｣ 작품이, 교원‧일반부(지구 및 환경부문)에서는 ‘친환경적으로‘팀(강원 우산초등학교 최정윤, 문막초등학교 박가람, 거성초등학교 김진영 교사)의 ｢친환경 플로랄폼* 개발｣ 작품이 각각 선정되었다.

* 플로랄폼(Floral form): 페놀수지(phenol formaldehyde resin)를 흡수성 및 친수성이 있도록 만든 스펀지 형태의 물건

이외에도, 최우수상 7점(과기정통부‧교육부 등 부처장관상), 특상 78점, 우수상 100점, 장려상 108점을 선정하였다. 대통령상, 국무총리상 수상학생 및 지도교원에게는 해외 선진과학문화탐방의 기회도 제공된다.

전체 수상자 현황은 국립중앙과학관 누리집(www.science.go.kr)에서 확인할 수 있으며, 시상식은 11월 15일(수) 국립중앙과학관 사이언스홀에서 개최될 예정이다.

본 대회를 주관한 이석래 국립중앙과학관장은 “전국과학전람회가 과학의 생활화 대중화에 기여하는 국민 축제의 장(場)이 될 수 있도록 하겠다.” 면서 “본 대회참가 경험이 미래 과학인재로 성장하는 자양분이 되기를 바란다.”고 소감을 밝혔다.

【붙임】제69회 전국과학전람회 주요수상작 작품 요약서 각1부.

담당 부서	국립중앙과학관	책임자	과장 직무대리	전용식	(042-601-8065)
	과학교육과	담당자	연구관 주무관	정석훈 민대현	(042-601-8065) (042-601-7737)

□ 학생부 대통령상

부 문		물리	출품번호	1153			소 속	충북과학고등학교
작품명		우리나라 사람들은 물리·언어 천재였다? 퐁당-풍덩에서 발견한 우리말·우리글의 물리적 우수성에 대한 탐구
성 명		노수빈 임준혁 지민준(지도교사 정도일)
( 과학 연구 및 작품 ) 사진
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작품설명	연구동기 및 개요		- 국어학에서는 ‘퐁당-풍덩’ 같은 작은말-큰말이 양성모음(ㅏ,ㅗ)과 음성모음(ㅓ, ㅜ)의 어감 차이로 대상의 느낌 차이를 표현한다고 설명한다. 우리는 이러한 ‘어감’과 ‘느낌’이 진동수라는 물리량과 관련이 있음을 발견하였고, 이 사실을 과학적으로 밝혀내고자 하였다.
	연구내용		- 돌을 수조에 떨어뜨릴 때 만들어지는 공동의 크기와 유지 시간을 분석하여 퐁당 소리의 물리적 메커니즘을 찾아내었고, 주파수 분석을 통해 진동수를 측정하였다. 이를 통해 ‘퐁당-풍덩’에서 발음의 포먼트(구강의 공명진동수)가 높은 양성모음(ㅏ,ㅗ)으로 진동수가 높은 퐁당 소리를 표현했음을 알아내었다. - 이처럼 작은말-큰말을 의성어, 의태어, 형용사로 범주를 나누고 의성어에서는 직접 녹음한 소리의 진동수, 의태어에서는 반복 운동의 진동수, 형용사에서는 대상의 고유 진동수를 기준으로 물리적 분석을 진행하였다. 이를 통해 작은말-큰말에서 발음의 포먼트가 높은 양성모음으로 진동수가 높은 대상을 표현했다는 상관관계를 통계적으로 확인하였다. - 한편, 측도론과 확신도 개념에서 힌트를 얻어 모음별 인지의 영역을 나타내주는 모음 인지 지도(Map of Vowel Perception, MVP)를 개발하였다.
	연구결과		- 모음조화를 이용해서 같은 대상의 미묘한 느낌 차이를 표현한 작은말-큰말 체계는 발음 자체만으로도 대상의 차이를 표현한다는 면에서 언어의 기능이 우수하다고 할 수 있다. 또한, 이러한 체계는 전 세계적으로 찾아볼 수 없는 우리말 고유의 체계이다. 우리나라 사람이라면 누구나 알던 이 우수성을 우리는 물리적 관점으로 접근하여 발음의 포먼트 차이로 대상의 진동수 차이를 표현했다는 것을 밝혀내었다. 이로써 우리말이 기능 측면에서 우수할 뿐 아니라 물리적으로도 센스있는 언어라는 것을 알아내었다. - 한편, 모음 인지 지도(MVP)를 개발하여 임의의 소리와 가장 가까운 모음이 무엇인지 정량화할 수 있는 방법 및 척도를 최초로 제시하고 이를 이용한 자연소리 모음 인식 인공지능을 개발하였다. 인공지능과 별개로, 모음 인지 지도(MVP)는 언어 교육 및 치료 분야에서 활용성이 무궁무진하다.

□ 학생부 국무총리상

부 문		산업 및 에너지	출품번호	1428		소 속	경기북과학고등학교
작품명		역기전력 검출을 통한 BLDC 모터의 센서리스 폐쇄 루프 제어
성 명		이한진, 노경민, 이명제(지도교사 김현철)
( 과학 연구 및 작품 ) 사진
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작품설명	연구동기 및 개요		- 센서는 로봇 제어를 위해 필수적이지만 동시에 가장 빈번하게 고장이 발생하는 부품 중 하나입니다. 우리는 재난 현장에서도 동작이 가능한 로봇을 만들기 위해 센서를 사용하지 않고 모터의 각도를 실시간으로 측정할 수 있는 기술을 개발하였다.
	과학원리 및 연구과정		- 모터의 구조는 발전기와 유사합니다. 따라서 모터가 회전하면 스스로의 회전에 의해 코일에 역기전력이 유도됩니다. 이때 모터의 각도에 따라 각 코일에 유도되는 역기전력의 크기가 달라집니다. 이 차이를 수식적으로 분석하여 역기전력 측정만으로 각도를 구할 수 있다. - 역기전력은 모터 내부에 유도되기 때문에 간접적으로 구해야 하며 이를 위해 각 코일에 흐르는 전류와 전압을 실시간으로 측정하여 계산한다. - 이를 위해 ENIAC이라는 회로를 개발하였습니다. 마이크로컨트롤러를 사용하여 전압 제어 소자 내부 전자 통로의 크기를 조절하는 방식을 통해 모터의 각 코일 말단부의 전위를 원하는 대로 조절한다. - 저항 양단의 전위차를 측정하고 옴의 법칙을 적용하여 전류를 알아낸다. 이 회로를 공유하여 추가적인 회로 없이도 각 코일의 말단 전위를 측정할 수 있다.
	연구결과		- 모터의 역기전력을 활용하여 회전각을 추정하는 방법과 엔코더를 사용하여 측정한 회전각과의 비교를 통해 본 연구의 높은 정확성을 확인할 수 있었다.

□ 교원‧일반부 대통령상

부 문		물리	출품번호	2101		소 속	대전과학고등학교 교사
작품명		시각 장애 학생을 위한 광학 실험 장치 개발 및 적용
성 명		윤석민, 권진영
( 과학 연구 및 작품 ) 사진
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작품설명	연구동기 및 개요		시각 장애 학생들에게 적합한 실험 기구가 매우 부족하다. 시각 장애 학생들의 특성(심상을 그리기 어려움, 실내 적정 밝기 유지가 필요함)을 고려한 새로운 형태의 광학 실험 장치 개발이 이루어져야 한다.
	과학원리 및 연구과정		- 빛을 소리 혹은 진동으로 바꿔주는 장갑을 제작하여, 시각 장애 학생들이 빛의 경로와 광학기기(렌즈, 거울 등)를 동시에 파악할 수 있는 실험 장치를 개발하였다. 장갑의 형태로 공간을 훑으며 빛의 경로를 파악하기 때문에, 렌즈나 거울의 형태를 인식함과 동시에 빛의 굴절과 반사를 즉각적으로 파악할 수 있다. - 자석을 통해 빛을 느낀 지점을 표시한 뒤, 자석 배치를 만져가며 광경로를 다시 확인할 수 있음. 이로서 시각 장애 학생들은 스스로 빛이 직진한다는 결론을 내릴 수 있다.
	연구결과		- 빛의 직진, 그림자 생성 원리, 평면거울에서 빛의 반사, 볼록렌즈 오목렌즈, 볼록거울, 오목거울 등 교육 과정상의 광학 실험을 시각 장애 학생들이 직접 수행할 수 있다. 시각 장애 학생들의 특성을 고려한 실험 장치를 통해 학생들에게 더 나은 자연 관찰 경험을 제공한다.

□ 교원‧일반부 국무총리상

부  문

지구 및 환경

출품번호

2501

소  속

강원 우산초등학교, 문막초등학교,

거성초등학교 교사

작품명

친환경 플로랄폼 개발

성  명

최정윤(우산초), 박가람(문막초), 김진영(거성초)

( 과학 연구 및 작품 ) 사진

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작품설명

연구동기 및 개요

- 꽃바구니를 제작할 때 사용하는 플로랄폼은 친환경 제품들이 존재하지만 경제적인 이유로 오아시스사의 제품을 가장 많이 사용한다. 하지만 플로랄폼은 소각 처리와 재활용이 불가하며, 분해속도가 느리고, 분해가 되더라도 수많은 미세플라스틱을 발생하여 환경오염 문제를 일으킨다. 본 연구에서는 환경을 보호 하기 위해 시중에 유통되고 있는 플로랄폼 (일반, 생분해성, 천연소재)의 한계를 극복한 친환경 플로랄폼을 개발하고 플로랄 디자인의 친환경적 활용 가능성을 모색해보고자 한다.

과학원리 및 연구과정

제작	￭재료 선정을 위한 친환경 플로랄폼 제작 -주재료(코코피트, 옥수수전분가루, 물)를 활용한 친환경 플로랄폼 제작 -부재료(규조토, 황토, 질석)를 추가한 친환경 플로랄폼 제작 ￭부재료에 따른 친환경 플로랄폼 표본 효과성 비교 -흡수성‧보수성‧관통‧고정실험 ￭ 친환경 플로랄폼 선정 및 제작
기능성 검증	￭ 외형 및 세부 조직 형태 관찰 ￭ 흡수성 검증 ￭ 보수성 검증 ￭ 절화흡수성 검증 ￭ 절화수명 검증 ￭ 분해성 검증
활용 가능성 분석	￭ 사용 빈도 조사 ￭ 전문가 인터뷰 ￭ 단위 부피당 경제성 비교·분석 ￭ 친환경 플로랄폼을 사용한 플로랄 디자인 활동
교육적 활용방안	￭ 교육과정 분석 및 재구성을 통한 수업자료 개발의 필요성 ￭ 교육과정 분석 및 재구성을 통한 수업자료 개발 및 적용 ￭ 학생들의 인식 변화 연구

연구결과

- 질석과 코코피트, 옥수수전분가루 등의 천연소재를 활용하여 개발한 친환경 플로랄폼은 분해되었을 때 환경에 위해가 없고 기존 제품과 비교하였을 때 비슷한 수준의 기능성을 지녔으며, 경제적이어서 현재 유통되고 있는 플로랄폼(일반, 생분해성, 천연소재)을 대체할 수 있는 새로운 대안이 될 수 있다.