평창 올림픽 개막식의 하이라이트는 드론을 사용한 이미지 구현이다. 하나의 드론은 3차원 공간 속의 픽셀 하나를 표현하는 방식으로 이미지의 구현을 실행시켰다. 본 과제에서는 드론 대신 자기장을 이용하여 자석 공을 띄워, 3차원 픽셀을 구현하고자 한다.
자기부상 기술은 이제 현대 사회에서 없어서는 안 될 핵심 기술이다. 신세대 교통수단이 된 자기부상 열차, 기존 교통수단의 한계를 뛰어넘는 HyperLoop 등 다양한 분야에 자기부상 기술이 사용된다. 하지만 자성의 제어하기 힘든 성질 때문에 이 기술이 일상생활에 사용되는 경우는 드물다.
물체가 자석 위에 뜨는 일반적인 자기부상 기술과 달리 전자석이 부상하는 물체 위에 있는 구조로 자기 부상 기술을 구현하였다. 자기장의 세기가 거리의 제곱에 반비례한다는 사실을 이용하여 홀 센서를 통해 금속 공과 전자석의 상대적 위치를 파악하였고, reference 세기에 맞추어 error을 계산, PID 제어를 통해 물체를 안정적으로 부상시키는 데에 성공하였다.
제출된 작품은 아직 제한된 3차원 픽셀만을 구현할 수 있다. 초기의 디스플레이에서 7개의 픽셀로 모든 것을 표현하던 7 segment display가 현재 수많은 픽셀을 사용하는 디스플레이로 진화했듯이 본 과제를 바탕으로 자기장 제어를 통한 3차원 픽셀 또한 크게 발전하리라 기대해본다.
본 과제의 기술은 3차원 픽셀 이외의 상황에서도 일상생활에서 다양하게 사용될 수 있다. 첫째, 물리적 접촉이 지양되어야 하는 물품을 보관하기 쉽다. 자기장으로는 물체의 물성이 변화하지 않기 때문에, 물체의 물성을 바꾸거나 손상시키지 않으면서 물체를 안정적으로 보관하는데 용이하다. 둘째, 물체를 부유시키는 전자석이 물체보다 위에 있는 구조이기에 물체가 바닥이 없는 공중에 떠있는 모습을 연출할 수 있다. 따라서 독특한 형태의 장식을 구현할 수 있으며, 기존에는 못과 같이 벽면에 영구적인 손상을 남기는 방식으로만 고정할 수 있었던 물품들을 자기장을 통해 고정할 수 있는 이점이 있다.