트리즈 기능 사례

러시아에서 유학하고 돌아오니 많은 사람들이 내게 말해줬던 농담이 있었다.

예전에 소련과 미국이 우주에 먼저 가려고 경쟁을 했다.

하지만 소련의 유리 가가린이 먼저 우주에 갔다. 이후 미국과 소련이 우주에서 만나기로 하였는데 우주에서 문제가 생겼다.

여러분들도 우주에 갈 때 어떤 문제를 고민하는가?

최근에는 디지털 기기들이 많아졌지만 당시에는 디지털 기기가 없었고 필기에 대한 걱정을 하였다.

미국에서는 소련에 사람을 먼저 보내지 못했으니 우주에서 쓸 수 있는 볼펜을 만들자고 한다.

우주에서는 볼펜이 나오지 않는다.

볼펜의 원리를 생각하면 볼펜심에 있는 잉크가 중력에 의해 아래로 내려오고 볼펜 끝에 있는 공 (Ball)에 잉크를 묻히고 공이 돌아가면서 글씨를 쓸 수 있는 구조이다.

그래서 볼펜이 Ball이 들어있는 펜이라는 소리이다.

지구에서 유사한 경험을 할 수 있는데 누워서 볼펜으로 종이에 글씨를 써보자. 글씨가 써지는가?

처음에는 잉크가 나오다가 어느 순간부터 잉크가 나오지 않는다. 궁금하면 해보자.

미국에서는 돈과 연구원을 투입하여 무중력에서도 사용할 수 있는 볼펜을 만들었다.

드디어 우주에서 미국인과 소련인이 만날 때 방명록을 써야 한다. (그냥 상황상 그렇다고 하자.)

미국인이 주머니에서 우주에서 쓸 수 있는 볼펜을 꺼내렸는데 소련인들은 어떻게 글자를 썼을까?

사람들이 알려주는 대답은 연필로 썼다는 것이다.

글씨를 쓸 때 볼펜이나 연필이나 쓸 수 있는 것으로 쓰면 된다고 쓸데없이 돈과 시간을 들여 우주에서 사용할 수 있는 볼펜을 만들었다는 것을 농담으로 했다.

이런 농담을 하는 사람들은 우주에 한 번도 안 가본 사람들이다.

우주에서는 연필을 쓰는 것은 위험하다고 한다.

중력이 없기 때문에 연필 가루가 날릴 수 있고, 연필심은 전기를 통한다.

우주선 내에서 이런 물질이 떠다닌다고 하면 상당히 위험해 보이지 않는가?

나중에 수학여행을 우주로 갈 때 준비물 및 주의 사항에 반드시 들어갈 내용인 것 같다.

연필을 가져오지 마시오.

그럼 눈썹 그리는 연필은 어떻게 해야 할까?

우주에 가기 전에 문신을 하고 가면 되지 않을까라고 조용히 해결안을 생각해 본다.

우주에서 연필을 썼다는 것은 농담이고 실제로 미국에서 우주에서 쓸 수 있는 볼펜을 만들었다.

아무리 농담이어도 실제로는 어떻게 됐는지를 궁금해하고 또 찾아봐야 한다.

Fisher space pen AG7, https://www.spacepen.com/AG7-LE.aspx

사진에 있는 볼펜이 Fisher Space pen AG7 Original에 금과 티타늄으로 비싸게 해서 50주년 기념 제품으로 500달러에 팔고 있다.

그림 밑에 홈페이지 주소 있으니 궁금한 사람들은 가서 확인하고 구매하도록 하자.

모든 볼펜이 비싼 게 아니라 5달러부터 다양하게 있으니 가서 쇼핑해 보기 바란다. (뭔가 광고 같지만 전혀 나랑 관계없는 회사이다.)

1968년에 만들어서 판매하기 시작했고 잉크는 압축되어서 Zero gravity에서도 사용할 수 있고, 종이뿐 아니라 가죽, 고무 등과 같이 쓰기 어려운 표면에도 쓸 수 있다.

또한 사용할 수 있는 온도도 저온에서 고온까지 가능하다고 한다. (자세한 내용은 홈페이지 가서 보기 바란다.)

우주에서 사용 가능한 볼펜을 만들 때는 주요 기능을 먼저 생각해야 한다.

1. 잉크를 일정하게 볼로 전달하는 기능 (중력은 잉크의 위치를 변화시킨다. 즉, 중력이 잉크를 이동시킨다.)

2. 볼은 잉크를 종이로 전달한다.

이 두 가지 기능이 주요 기능이고 잉크를 보관하는 기능 및 손에 잡을 수 있는 기능 등은 부가적인 기능이다.

두 가지 기능 중에서 우주에서 문제가 되는 기능은 중력이 없으므로 잉크를 볼에 일정하게 이동시키지를 못하는 것이다. 어떤 것이 되었던 잉크를 볼로 일정하게 이동시키기만 하면 우주에서도 볼펜을 쓸 수 있다는 것이다.

우주에서 사용할 수 있는 볼펜 문제가 무중력에서 잉크를 이동시키는 문제로 변화되었다.

기능 정의를 통하여 문제를 단순화시킬 수가 있으면 핵심 문제에 집중할 수 있게 된다.

다른 사례를 들어보자.

트리즈를 접한 사람이면 항상 들었던 사례일 것이다.

이번에도 우주로 나가야 한다.

달 착륙선을 개발하고 있는 연구소에서 달에 착륙하여 달 표면을 사진 찍는 기구를 설계하였다.

우리가 보는 달은 항상 환하지만 달에도 어두운 곳이 있다.

어두운 곳에서 사진을 찍으려면 조명이 필요하다. 당시에는 백열전구를 조명으로 사용했다.

조명으로 백열전구를 설치하고 달에 착륙하는 것과 같이 모의시험을 지구에서 진행하였다.

이때 문제는 백열전구에서 유리가 자꾸 깨진다는 것이다.

어떻게 하면 유리가 깨지지 않고 달에 착륙할 수 있을까라는 문제로 많은 연구자들이 해결하려고 하였다.

그렇다면 백열전구에서 유리가 하는 기능은 무엇인가?

백열전구의 원리를 보면 전기가 통하는 필라멘트에서 열이 빛으로 변화되어 환해지는 것이다.

초기에 만든 백열전구는 내부가 진공이었다.

금속인 필라멘트 주변에 산소가 있으면 산소와 반응하여 필라멘트는 타서 끊어져 빛이 나오지 않는다.

전구가 계속 발전하면서 내부가 진공이었다가 불활성기체가 있으면 필라멘트 효율이 더욱 좋아진다는 것을 알아내서 이후에는 유리 내부를 불활성기체로 채우게 된다.

그렇다면 유리가 하는 기능은 필라멘트 주변의 불활성 기체의 위치를 유지하면서 동시에 외부 공기와 차단하는 것이다.

달에는 산소가 있을까? (아직까지 달에 성묘 가는 사람을 못 봤으므로 달에는 산소가 없다.)

산소가 없으면 필라멘트는 산소와 반응을 하지 않게 된다.

달에서는 백열전구의 유리구가 필요 없다는 말이다.

달에서 사용하는 전구를 지구 환경과 같다는 생각으로 유리를 깨지지 않게 연구하고 있었는데 유리의 기능을 정의하면 달에서는 유리가 필요 없다는 것을 쉽게 알 수 있다.

이와 같이 복잡한 문제로 느껴져도 기능을 정의하면 문제를 단순화하게 되고 집중하여 빠른 시간에 해결할 수 있게 된다.

여러분도 이제부터 주변의 모든 것들의 기능을 생각해 보기 바란다.

기능 정의할 때 다음과 같은 순서로 선정하여 정의 내리면 된다.

1. 기술 시스템

2. 대상

3. 대상의 특성

4. 기능 정의