지속가능성 부문 우승작, 자동 수질 모니터링 장치 '워터센스(WaterSense)'
의료 부문 우승작, 파킨슨병 환자를 위한 스마트 키보드 '온큐(OnCue)'
[서울=뉴스핌] 조한웅 기자 = 국제 학생 엔지니어링 및 디자인 공모전 '제임스 다이슨 어워드 2025(The James Dyson Award 2025)'의 최종 우승 결과가 발표되었다.
올해는 28개국에서 2100건 이상의 아이디어가 출품된 가운데, 국제전 지속 가능성 부문 및 의료 부문에서 최종 우승작 2팀이 선정되었다.
지속 가능성 부문에서는 하천과 호수의 수질을 실시간으로 감지하고 AI 분석으로 오염을 예측하는 자동 수질 모니터링 장치 '워터센스(WaterSense)'가, 의료 부문에서는 파킨슨병 환자가 타자할 때 오타를 줄이고, 안정적으로 글자를 입력할 수 있도록 돕는 스마트 키보드 '온큐(OnCue)'가 우승을 차지하였다. 두 우승작에는 각 3만 파운드(한화 약 5000만원)의 상금이 수여된다.
다이슨의 창립자 제임스 다이슨(James Dyson)은 "제임스 다이슨 어워드는 남다른 시각으로 세상을 바라보고, 현실의 문제를 해결하려는 젊은 발명가들을 지원한다."라며, "2025년 제임스 다이슨 어워드 수상자 필립과 알레산드라는 이러한 정신을 그대로 보여주었으며, 두 사람은 건강과 환경이라는 어려운 문제를 실용적이면서도 창의적인 방식으로 해결하였다."고 밝혔다. 이어 "이번 수상이 두 우승자의 발명품을 상업화하는 데 디딤돌이 되기를 바란다."고 전했다.
◆지속 가능성 부문 우승작: AI 기반 자동 수질 모니터링 장치 '워터센스(WaterSense)'
'워터센스(WaterSense)'는 AI 기반의 자동 수질 모니터링 장치로, 나노기술 박사 과정생 필립 부드니(Filip Budny)가 개발하였다. 전 세계 수역의 약 40%는 심각하게 오염되어 있으며, 특히 하천과 호수는 농업 배출수나 산업 폐수 등 오염 물질에 더 많이 노출되어 있다.
그러나 많은 국가에서는 수질 검사가 여전히 제한적이고 방식이 오래되어 중요한 데이터가 부족한 상황이다. 국가 통합 물리 관리 정보 플랫폼에 따르면, 한국 역시 일반 지점 하천의 경우 월 1회, 상수원이나 취수원 등 주요 지점 하천의 경우 주 1회 정기 검사하는 수준이다. 이러한 제한된 검사 주기는 하수 처리장 고장 등 갑작스러운 수질 오염을 제때 포착하기 어렵다는 한계를 지닌다.
필립은 이 같은 비효율적인 수질 검사 방식을 개선하기 위해 AI 기반 실시간 수질 측정 시스템 '워터센스'를 고안하였다. 이 장치는 수력 발전기를 탑재해 물의 흐름만으로 작동이 가능하며, 재활용이 가능한 종이 센서를 사용해 산성도(pH), 용존 산소, 염화물 등 20여 가지 이상의 주요 수질 지표를 측정한다.
종이 센서는 카메라 필름처럼 하루에 한 칸씩 자동으로 새 센서로 교체되어 실험실 수준의 검사 정확도를 유지한다. 이렇게 수집된 데이터는 AI 기반 온라인 플랫폼으로 자동 전송된다. 이 플랫폼은 수질 정보를 분석하고, 과거 데이터와 패턴을 학습해 최대 72시간 전에 오염 가능성을 예측한다. 해당 데이터는 지역 사회와 정부에 공개되어, 신속한 수질 관리와 물 생태계를 보호하는 데 쓰인다.
워터센스는 현재 폴란드 20개 지역에서 시범 운영 중이며, 필립은 "이번 수상을 통해 누구나 깨끗한 물을 쉽게 측정하고, 예측하며, 접근할 수 있는 시스템을 만들기 위해 계속 도전해야 한다는 확신을 얻었다."라면서 "상금을 활용해 기술 상용화와 유럽 전역의 환경 기관 및 연구 파트너들과의 협력을 확대하고, 장기적으로는 전 세계 하천의 수질을 실시간으로 모니터링하는 시스템을 구축하고자 한다."고 밝혔다.
◆의료 부문 우승작: 파킨슨병 환자 위한 스마트 키보드 '온큐(OnCue)'
'온큐(OnCue)'는 통합 제품 디자인 석사를 전공한 알레산드라 갈리(Alessandra Galli)가 파킨슨병 환자의 타이핑 어려움을 해결하기 위해 개발한, 저렴한 스마트 키보드와 손목 밴드이다. 파킨슨병 환자는 주로 떨림, 몸이 순간적으로 멈추는 동결(freezing), 움직임이 느려지고 미세한 동작이 어려워지는 운동 둔화(bradykinesia) 등의 증상을 겪어 키보드 사용 시 큰 불편을 겪는다. 그러나 기존 파킨슨병 환자 보조 키보드는 버튼 크기를 키우거나, 강한 색상 대비, 분리형 레이아웃 등의 기능을 갖추고 있지만, 파킨슨병의 운동 증상 자체를 해결할 수 있는 근본적인 도움을 제공하지 못하는 한계가 있었다.
온큐는 이러한 한계를 극복하기 위해 키보드를 누를 때마다 키보드와 손목 밴드를 통해 부드러운 진동을 전달해, 사용자가 일정한 리듬으로 타이핑할 수 있도록 돕는다.
사용자가 키를 오래 누르고 있으면 키보드와 손목 밴드의 진동이 점차 강해져 다음 키로 넘어가라는 신호를 전달하며, AI가 다음 글자를 예측해 키보드에 조명으로 표시함으로써 오타를 예방하는 시각적 안내도 제공한다.
또한 게이밍 키보드에서 영감을 얻은 분리형 디자인은 손과 팔의 부담을 줄이며, 키 측면을 높게 설계해 오타를 최소화하도록 한다. 블루투스 무선 연결이 가능하며, 1회 충전으로 최대 1주일간 사용이 가능해 휴대성을 높였다.
알레산드라는 증상 강도나 시간대에 따라 움직임이 달라지는 파킨슨병의 특성을 고려해, 사용자가 스스로 진동 강도와 조명 반응을 세밀하게 조정할 수 있도록 설계하였다. 향후 의료진 및 파킨슨병 환자들과의 협업을 통해 사용자 피드백을 반영해 제품 완성도를 높이고, 증상별 맞춤 진동 패턴 소프트웨어도 추가해 알츠하이머 등 다른 신경계 질환 환자에게도 적용 범위를 넓힐 계획이다.
알레산드라는 "제임스 다이슨 어워드 국제전 우승은 졸업 후에도 이 프로젝트에 전념한 결정이 옳았다는 확신을 준 뜻깊은 계기였다."라며 "상금을 활용해 파킨슨병 환자에게 실질적인 도움이 되는 제품으로 발전시켜 나갈 것"이라고 밝혔다.
whitss@newspim.com
