만지는 수학, 체험하는 과학, 제3의 흙 4D프레임!포디수리과학창의연구소 박호걸 소장의 세계를 향한 도전!

21세기 창의적 인재를 위한 최고의 수리과학 융합 교구, 4D프레임!
가볍고, 안전하고, 누구나 간단하게 만들 수 있는 놀잇감은 어떻게 탄생한 것일까?
국내 교구재 시장의 선구자, 포디수리과학창의연구소 박호걸 소장!
세계적인 교구 발명가가 전하는 4D프레임의 시작과 현재, 그리고 미래!

이 책은 4D프레임의 탄생 배경과 개발 과정, 그리고 대중적인 국산 교구 개발에 앞장섰던 저자의 발명 정신과 개발 철학을 담고 있다. 또한 4D프레임 작품들과 그 조립 과정이 다양한 시각자료로 상세히 수록되어 있어 사용자들과 독자들에게 사용 매뉴얼로써 유용하다.
현재 4D프레임은 수학, 과학, 기술, 공학, 예술 등 융복합 학문과의 연계가 가능한 콘텐츠로 이미 그 가치와 용도를 인정받아 전 세계로 뻗어나가고 있다. 이 책은 더 많은 이들이 놀잇감 이상의 가치를 지닌 4D프레임의 특성을 이해하고 그 무한한 가능성을 올바로 체험해보는 데 의의를 둔다.

*4D프레임이란?
4D프레임은 ‘4차원(the fourth dimension)’과 ‘프레임(frame, 틀·뼈대·구조·짜임새)’의 합성어로, 무의미한 하나의 개체, 점(0차원)이 또 다른 개체와 만남으로써 선(1차원), 면(2차원), 그리고 입체(3차원)로 발전되어 궁극적으로는 사용자의 생각과 내면의식까지 표현 가능해짐을 의미한다.
또한 4D프레임의 ‘4D’는 ‘for dream(꿈을 위해)’이라는 영문 의미를 내포하고 있어 아이들이 가지고 있는 상상의 나래를 4D프레임을 통해 마음껏 펼쳐 나가기를 바라는 마음이 담겨 있으며, 글로벌 시대에 발맞추어 세계로 뻗어나갈 것이라는 4D프레임 제작자들의 의지를 대변하기도 한다.

강원도 산골 소년, 최고의 모형 기술자가 되다
들과 개울이 놀이터이고 돌멩이가 놀잇감이 되는 곳. 강원도 원주시는 산골 소년 박호걸에게 특별한 경험을 제공해준 장소이다.
어린 시절 나무와 흙과 수수깡으로 무언가를 만드는 것을 좋아했고, 재미있어했고, 행복감을 느꼈던 저자는 자연으로 풍요롭던 그 시절의 기억을 자양분으로 삼아 모형 기술자가 된다. 크고 작은 모형들을 제작했지만 무엇보다 그에게 가장 큰 영감을 준 것은 다른 아닌 한국 고건축 모형이었다. 경주 안압지, 불국사, 황룡사, 익산 미륵사, 천안 독립기념관 등의 건축물 제작에 참여하였으며 1986년 경복궁 모형을 만들 때에는 못을 쓰지 않는 맞춤 구조 방식의 우리나라 건축 기술에 크게 매료된다. 그리고 다음과 같은 고민에 빠진다.
‘한국 건축의 아름다움을 어떻게 하면 우리 아이들에게 알려줄 수 있을까?’
이미 학교에서는 분필과 평면만을 이용한 수업이 이루어졌고, 사교육은 값비싼 수입교구와 프로그램들이 자리를 차지하고 있었다. 우리 문화에 뿌리를 둔 대중적인 교구는 과연 없는 것일까?

상상을 현실로 만드는 놀라운 교구, 4D프레임!
국산 교구 개발에 앞서 저자는 몇 가지 규칙과 개발 철학을 세웠다. 가장 중요하게 생각했던 원칙은 비싸지 않아야 하고, 주변에서 쉽게 구할 수 있어야 한다는 것이었다. 또한 조립과 조작이 어렵지 않아야 하며, 무엇보다 재미있어야 했다. 마지막으로 똑같지 않은 새로운 것을 계속 표현할 수 있어야만 한다는 점 역시 중요했다. 7년이라는 긴 시간 끝에 그의 손끝에서 이와 같은 조건을 완벽히 충족시킨 최고의 수리과학 융합 교구, ‘4D프레임’이 탄생한다.
연결봉과 연결발, 단 두 가지 요소로 구성된 4D프레임은 ‘가볍고, 구하기 쉽고, 누구나 간단하게 만들 수 있는’ 빨대에서 착안하였다. 누구든지 이 가볍고 부드러운 폴리프로필렌(polypropylene) 재료를 이용하여 자유자재로 구조물과 조형물을 만들 수 있으며, 원하는 대로 길이와 모양을 자르고 이어붙이는 것이 가능하다. 공장에서 완제품으로 생산된 여타 교구와 달리 4D프레임의 표현 능력은 무궁무진하며, 우리가 상상하고 표현하고자 하는 모든 것들을 그대로 구현해낼 수 있다. 더 나아가 아이들의 상상력을 발전시키고 공간에 대한 유연한 시각과 확장된 사고를 만들어주었다.

우리의 경쟁상대는 레고가 아니다
일각에서는 작은 조각으로 무언가를 만들어낸다는 점에서 세계적인 아동용 완구제품 레고(Lego)와 4D프레임을 비교하곤 한다. 그러나 저자는 레고와 4D프레임이 같으면서도 많은 부분에서 다르다고 이야기한다.
우선 가장 큰 차이점은 4D프레임은 레고처럼 완제품이 아니라는 것이다. 엄밀히 말하면 4D프레임은 제품이 아닌 하나의 콘텐츠다. 작은 조각에 불과하지만 이것을 분해하고 조립하는 과정을 통해 사용자 스스로 작품을 창작하고 완성시킬 수 있다.
무엇보다 가장 큰 차이점은 4D프레임은 구부리고 자르는 일이 가능하다는 점이다. 레고의 직육면체나 정육면체 모양의 플라스틱 블록, 브릭(Brick)은 물체의 형태를 만들거나 기본 틀을 잡을 때 반드시 쓰이는 중요한 부품이지만 단단한 플라스틱으로 만들어졌기 때문에 변형이 불가능하다. 하지만 4D프레임의 구성 요소인 연결발과 연결봉은 구부리고 접고 자르는 일이 가능하며, 심지어는 더 긴 길이로 늘려나갈 수도 있다. 다른 제품보다 유연하고 부드러운 재질을 택했기 때문에 가능한 일이다.

4D프레임은 자연의 생명력을 모사한 창의적 교구를 지향한다.
이는 저자가 어린아이들을 위한 놀이기구를 만들겠다고 마음먹은 그때부터 마음속에 자리 잡은 결심이었다.
저자는 변화무쌍한 환경 속에서 스스로 조화를 이루어나가고 문제해결 능력을 갖춘 자연처럼
스스로 끝없이 변주가 가능한 교구를 판매하고자 한다.
그것이 바로 4D프레임이며, 박호걸 소장의 발명 정신이다.
4D프레임은 상품이 아닌 그 이상의 가치를 지니고 있다.

▶ 가볍지만 튼튼한 구조물을 만들 수 있는 재료로 활용 가능하다는 장점은 학생들이 단체로 협동하고 협력하여 소통하는 재료로 쓰일 수 있게 한다. 그런 장점은 요즘처럼 개인주의가 팽배하고 혼자 놀기에 익숙한 아이들에게 집단 활동을 할 기회를 만들어준다. 한 사람이 유닛 하나를 만들고, 여러 명이 만든 유닛을 하나로 합치면 거대한 구조물이 만들어지는 경험을 할 수 있게 된다. 이와 같은 집단 활동을 하면서 어울림의 즐거움을 배울 수 있고 함께하는 과정에서 혼자의 힘은 적더라도 여럿이 모이면 큰 힘을 낼 수 있다는 협동심을 배울 수 있다. (110쪽)

▶ 4D프레임을 만들면서 가장 많이 생각한 것이 들판을 뛰어다니며 손에 잡히는 것이 모두 놀이도구였던 어린 시절이었다. 고무신 하나면 못 할 놀이가 없었고, 수수깡 하나면 무엇이든 만들 수 있었던 그 시절이 떠올랐다. 이민 간 친척이 선물로 보내준 고가의 장난감이 부러웠지만, 우리에게 가장 만만한 장난감은 자연에 널린 물과 흙, 바닥에 아무렇게나 뒹구는 나뭇가지, 논밭에 자연스럽게 나고 자라는 풀이었다. 아버지가 만들어준 자치기 나무토막 하나면 밥 먹지 않고도 하루를 보낼 수 있을 만큼 즐거웠고, 아무렇게 버려진 비료 포대 하나로도 겨울 벌판을 즐겁게 누빌 수 있었다. 그런 순수한 즐거움을 지금의 아이들에게도 온전히 전해주고 싶었다. (118쪽)

▶ 시중에 나와 있는 교구들을 살펴보면 생각보다 어려운 것들이 많다. 그런 면에서 보면 4D프레임은 아주 간단하게 만들기가 가능하고 갓난아이들도 흥미를 느낄 수 있도록 만들어진 교구다. 사용자의 나이 구분이 무의미하다고 느껴질 만큼 쉽게 만들 수 있도록 구성되어 있어서 세종대왕의 애민정신에는 못 미칠지라도 그런 마음의 일부는 교구에 고스란히 담겼다고 생각한다.
특히 4D프레임에 한글의 원리가 담겼다고 스스로 자부하는 부분은 바로 작고 간단한 부품으로 엄청난 것들을 만들어낼 수 있다는 점이다. 천지인 세 개의 기호로 수천수만 단어를 자유롭게 만들어내듯이, 연결봉과 연결발 몇 개로 수천수만의 무궁무진한 작품을 만들어낼 수 있다. (173쪽)

▶ 드론보다 큰 프레임을 감싼 드론은 하늘을 자유롭게 날 수 있을 뿐 아니라 충격에서 드론을 보호한다. 물론 그렇게 날아다니는 드론은 게임과 경기 등 다양한 분야에서 응용할 수 있다. 실제로 최근 드론을 4D프레임과 접목해 축구경기를 할 수 있는 시스템을 만들었다. 이를 통해 전국뿐만 아니라 세계의 많은 나라를 상대로 드론 축구대회를 개최할 예정이다.
또 4D프레임에 태양광을 접목하는 시도 등 4D프레임을 새로운 기술과 접목하여 새로운 방향으로 변화 발전하려는 노력이 지금도 계속되고 있다. 4D프레임의 무한한 가능성은 아직도 다 발견되지 못했기에 오늘보다는 내일이 더욱 기대된다. 어떤 새로운 모습으로 4D프레임이 우리 앞에 놀라움을 안겨줄지 기다려진다. (231~232쪽)

머리말
추천사

PART 01_ 박호걸의 삶과 인생
1장 언제나 미약한 시작이었다
1 만드는 것과의 인연
2 남들과 다른 길을 걸었다
3 반 박자만 앞서자
4 환경을 탓해선 안 된다
5 내 삶의 명작을 남기다

2장 갈림길은 반드시 만난다
1 정점의 자리에서 새 길을 찾다
2 실패의 기억도 소중했다
3 결국, 사람이 재산이다
4 빨대의 매력을 발견하다
5 제3의 흙, 4D프레임

3장 남들이 먼저 인정한 매력
1 연결봉과 연결발
2 나도 모르는 4D프레임의 매력
3 우리는 상품을 팔지 않는다
4 우리의 경쟁상대는 레고가 아니다
5 모든 원은 중심이 있다

4장 대한민국을 넘어 세계로
1 4D프레임의 가능성을 알아본 아내
2 가족은 창의력의 원천
3 세계가 인정한 가능성
4 다시 시작하는 도전
5 내 삶은 아직도 진행형

PART 02_ 4D프레임 사용자 매뉴얼
1 4D프레임이란?
2 4D프레임의 시작
3 단순하게, 스마트하게
4 연결발과 연결봉 활용하기
5 4D프레임과 첫 만남
6 이해와 응용, 그리고 확장
7 4D프레임과 만난 키네틱아트
8 슈퍼 4D프레임과의 만남
9 움직이는 4D프레임
10 진화하는 4D프레임
| 사진으로 보는 4D프레임과 박호걸