대부분의 플라스틱 기계는 쓰레기를 청소하려고 합니다. 그러나 Moroti Adegboyega는 쓰레기를 바꾸는 것에 대해 생각하고 있었습니다.
캐나다의 17세 학생이 인공지능을 사용해 플라스틱을 찾아 자성 액체로 덮은 후 자석을 사용해 물 밖으로 끌어내는 자율 로봇을 만들었습니다. 프로토타입은 아직 조잡하며 가장 유명한 테스트는 작고 통제된 수영장에서 수행되었습니다. 그러나 그 아이디어는 40여 개국의 국내 수상자를 제치고 2026년 스톡홀름 주니어 워터 프라이즈(Stockholm Junior Water Prize)를 수상할 만큼 흥미로웠습니다.
더 중요한 것은 그의 경험이 플라스틱 청소의 가장 어려운 문제 중 하나를 해결했다는 것입니다. 주변의 모든 것을 망치지 않고 작은 플라스틱 조각을 어떻게 제거합니까?
플라스틱은 물을 좋아해요
플라스틱 있음 물에 들어가는 것을 믿을 수 없을 만큼 잘하게 되었고, 물 속으로 다시 들어가는 것은 믿을 수 없을 정도로 어렵습니다.
유엔 환경 프로그램에 따르면 매년 1,100만 톤 이상의 플라스틱이 바다로 유입됩니다. OECD는 2019년까지 수생 환경에 1억 4천만 톤이 축적되었으며, 그 중 대부분이 강과 호수에 갇혀 있다고 추정합니다. 더 강력한 정책이 없다면 이 비율은 2060년까지 3배 이상 증가할 수 있습니다.
가장 중요한 것은 이러한 오염을 최대한 최소화하는 것입니다. 하지만 이미 발생한 피해를 청산하는 것도 중요합니다.
병과 큰 가방은 상대적으로 쉬운 부분입니다. 햇빛, 파도, 실크는 플라스틱을 점차 작은 조각으로 분해합니다. 그 조각들이 미세플라스틱(5밀리미터 미만)이 되면 더 큰 문제가 시작됩니다.
필터링할 수 있습니다. 이는 어느 정도 작동할 수 있지만 더 정밀한 필터링에는 더 많은 인프라가 필요하며 차단될 수 있습니다. 개방형 물 수집 시스템도 큰 문제에 직면해 있습니다. 물은 필터에 걸리는 쓰레기가 아닌 것들로 가득 차 있습니다.
Adegboyega는 다른 방법이 있는지 궁금해했습니다.
플라스틱에 달라붙는 이상한 액체
모로티 아데그보예가(17세)는 세인트 존스, 뉴펀들랜드, 래브라도에 살고 있으며 이미 공상 과학 소설처럼 들리는 종류의 기계, 즉 인공 지능과 이상한 자성 유체를 사용하여 물 속에서 플라스틱을 찾는 자율 로봇을 만들었습니다.
그의 발명품에는 이름이 있다 생태철강수학그는 그녀를 얻었다 2026 스톡홀름 워터 프라이즈청소년을 위한 국제 물 대회. Adegboyega의 이야기에서 가장 흥미로운 부분은 그가 두 세계를 어떻게 결합했는지입니다.
그는 자성유체(ferrofluid)로 시작했습니다.
자성유체는 기본적으로 작은 자성 입자를 포함하는 액체입니다. 강한 자석을 가까이 가져오면 액체가 즉시 반응하여 자성유체를 물리학 시연에서 가장 선호하는 검은색과 향기로운 모양으로 만듭니다.
연구자들은 물에서 미세플라스틱을 분리하기 위해 석유 기반의 자성유체를 실험했습니다. 주요 아이디어는 플라스틱이 기름과 물을 밀어내는 방식을 이용하는 것입니다. 자철석(자성이 강한 산화철)은 유성 층을 자기적으로 복원할 수 있습니다.
흥미롭게도 이 아이디어를 시도한 사람은 Adegboyega가 처음이 아니었습니다.
몇 년 전, 아일랜드 학생이 핀 페레이라 미세플라스틱을 추출하기 위해 석유와 자철석을 사용하는 방법을 조사한 2018년 과학 박람회 연구에서는 일반적인 유형의 플라스틱에 대한 평균 제거율이 약 88%라고 보고했습니다. 나중에 동료 검토 작업을 통해 기본 개념이 강화되었습니다. 2021년 실험실 연구에서는 최적화된 합성 조건에서 99% 제거가 보고되었지만 성능은 크게 감소했습니다. 세탁폐수 64%. 팜유 기반 자성유체를 사용한 2025년 연구에서는 실제 폐수 샘플에서 90% 제거율이 보고되었습니다.
Adegboyega는 아이디어를 받아들이고 자기 청소 방법이 물 자체를 통해 이동할 수 있는지 궁금해했습니다.
Adegboyega는 “좀 더 적극적인 해결책을 생각해낼 수 있다고 생각했습니다.”라고 말했습니다. 기자 론 팬퍼(Ron Fanfer)는 말했다.. “저는 로봇 공학과 자율 로버에 대해 조사한 결과 그것이 제가 만들 것이라고 결정했습니다. 저는 액체 기술을 단순한 실험실 개념이 아니라 언젠가 구현될 수 있는 실제 기술로 만들고 싶었습니다.”
이러한 실험의 대부분은 물을 일괄 처리했습니다. 자석 청소 방식이 물 자체를 통과해 움직일 수 있다면 어떨까요?
할 수 있는 작은 로봇
1.42kg의 기계에는 카메라, Raspberry Pi 컴퓨터, ESP32 마이크로 컨트롤러 및 모터가 있습니다. Adegboyega는 본체를 디지털 방식으로 디자인하고 탄소 섬유와 PETG 플라스틱을 사용하여 3D 프린팅했습니다. 기존의 프로펠러 대신 프로토타입은 패들을 사용하여 물 속에서 스스로 추진합니다.
로봇은 세 가지 일을 합니다. 플라스틱을 보고, 플라스틱에 닿고, 플라스틱을 파괴합니다.
먼저, 컴퓨터 모델은 온보드 카메라의 이미지를 분석합니다. Adegboyega는 자신이 자동차에서 보길 원하는 것과 일치하는 것을 찾을 수 없었기 때문에 스스로 수집하고 해석한 데이터 세트를 사용하여 훈련했습니다. 소프트웨어는 플라스틱 조각이 어디에 있는지 추측하고 로봇에게 그쪽으로 이동하는 방법을 알려줍니다.
그런 다음 특이한 부분이 나옵니다.
전면에는 자철광 나노입자, 올레산, 식물성 기름으로 구성된 Adegboega의 Ferrofulide 액체가 채워진 회전식 자기 드럼이 있습니다. 플라스틱이 액체와 접촉하면 기름진 혼합물이 표면을 적십니다. 그런 다음 자기 드럼이 코팅된 플라스틱을 들어올릴 수 있으며, 긁는 도구가 이를 수집 상자로 밀어 넣습니다.
전체적으로 로봇은 51.85%의 플라스틱을 제거했으며 실험과 실험 사이에 상당한 차이가 있었습니다. 컬렉션 분당 평균 1.73개.
아직 해결책은 아니지만 좋은 시작입니다
더 작은 플라스틱은 카메라로 감지하기가 더 어려웠고, 일부 입자는 닿을 수 없는 곳으로 표류했으며, 현실적인 수로에서는 잔물결, 반사, 초목, 진흙 및 생물학적 잔해가 생성되었습니다. Adegboyega는 또한 해결되지 않은 또 다른 문제를 지적합니다. 자성유체를 그대로 유지하고 새로운 환경 문제를 일으키지 않는지 확인하는 것입니다.
그러나 로봇은 더 작은 입자 크기에서 흥미로운 이점을 보여주었습니다. Adegboyega의 테스트에서 미세 플라스틱 그룹의 경우 단일 체보다 39.48% 더 나은 성능을 발휘하여 자기 분리가 간단한 기계적 스크리닝을 벗어나는 입자에 도달할 수 있음을 나타냅니다.
이러한 로봇을 야생으로 보내 플라스틱 폐기물을 청소하는 데에는 아직 갈 길이 멀다. 불행히도 경제적으로 결코 실현 가능하지 않습니다. 그러나 이는 유망한 접근 방식이며 더 많은 자원과 과학적 전문 지식을 갖춘다면 귀중한 기여를 할 수 있습니다.
Moroti는 실제 문제를 해결하고 싶지만 필요한 경험과 지식이 부족하다고 느끼는 젊은이들에게 메시지를 전합니다.
“누구나 강점이 있습니다. 도전 과제를 발견하면 강점을 활용하고 구축하면서 배울 수 있습니다.”
