일본산업뉴스요약

공중 회전하는 공의 움직임을 재현
사이타마대학, 자기력만으로 공을 회전시키는 장치 개발

사이타마(埼玉)대학의 미즈노(水野) 교수팀은 공중에서 회전하는 공 주위를 흐르는 공기의 움직임을 현실에 가까운 형태로 재현하는 장치를 개발했다. 공을 지탱하는 와이어 등을 사용하지 않고, 자기력(磁氣力)으로 뜨게 하는 것이다. 골프 공 등, 스포츠에 사용하는 공의 상세한 움직임과 저항력의 구조 등을 정확하게 분석하는데 도움이 된다. 소비 전력을 낮추는 기술 등을 개발해, 5년 후에 실용화를 목표로 하고 있다.

-- 스포츠 분석에 이용 --
개발된 장치는 가로 세로 약 40cm로, 내부에 금속제 공을 넣어 실험한다. 공을 중앙에 뜨게 하기 위해, 전후, 좌우, 상하에 6개의 자기극과 8개의 전자석 등이 설치되어 있다. 가로 세로 6cm 부분에 자력이 작용하는 구조로 만들어, 자기장의 발생 방향을 조절해 공을 회전시킨다. 철로 된 공을 사용하거나, 철이 결합된 공을 사용하는 이용법도 상정하고 있다.

장치의 측면에 배치된 광학 센서로 2곳의 방향에서 움직임을 측정한다. 실험에서는 직경 2cm 정도의 철로 된 공의 움직임을 분석. 1분 간 공을 약 2,200회의 고속으로 회전 시켜, 공기저항의 영향 등을 조사했다.

기존의 실험에서는 시험용 공을 와이어 등으로 공중에서 회전하는 상태를 모방한 것이 대부분으로, 공중에 뜬 상태를 면밀히 재현하는 것은 불가능했다. 자기를 이용해 공중에 부상시키는 실험은 있었지만, 이를 통해 실제로 회전하는 움직임을 분석하기는 어려웠다. 개발된 신기술은 자기장 발생의 방향을 조절하는 등으로 과제를 해결했다. 공뿐만 아니라 주위 바람의 움직임까지도 상세하고 정확하게 분석이 가능하다.

연구팀은 골프 공의 움직임을 재현하는 등에 도움이 될 것이라고 전망하고 있다. 공이 날아가는 괘도의 변화는 카메라를 이용해 분석하지만, 상세한 움직임을 정확하게 관찰하는 것은 불가능했다. 만약에 이번 장치를 대형화할 수 있다면, 야구공 정도의 크기까지는 적용될 수 있을 것으로 보고 있다.

현재로서는 자기력을 만들어내는데 필요한 소비전력이 크다는 등의 과제가 있다. 앞으로는 공에 소형 모터를 조합해 회전을 보조, 소비전력을 감소시키는 연구 등을 추진할 방침이다. 장치 1대의 제작 비용은 200만~300만엔 정도. 비용 절감을 위한 개량 등도 동시해 추진할 계획이다.

 -- 끝 --