A new way to "grow" islands and coastlines | Skylar Tibbits

74,336 views ・ 2020-05-21

TED


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번역: Ahyoung Kim 검토: Eunice Yunjung Nam
00:13
For nearly a decade,
0
13458
1310
10년 동안
00:14
my collaborators and I at the Self-Assembly Lab
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14792
2226
저와 동료들은 자가조립연구소에서
00:17
have been working on material systems that transform themselves,
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17042
3517
물질체계를 연구하고 있습니다.
이는 스스로 변형하고, 스스로 조립하면서
00:20
assemble themselves
3
20583
1310
00:21
and adapt to their environment.
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21917
1625
주어진 환경에 적응하는 물질체계를 말합니다.
00:24
From our early work on 4D printing,
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24333
2435
4D 프린트 기술을 연구하던 초기에는
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where we printed objects, dipped them underwater,
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26792
2351
물체를 출력해서 물속에 담그면
00:29
and they transform,
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29167
1809
그 물체는 변형합니다.
00:31
to our active auxetics that respond to temperature and sunlight,
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31000
4434
온도와 햇빛에 반응하는 활성촉진제로 변형하고요.
00:35
to our more recent work on active textiles
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35458
2143
최근에 연구 중인 활성섬유로 변형합니다.
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that respond to body temperature and change porosity,
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37625
3601
활성섬유는 체온과 다공율 변화에 따라 반응하고,
급속 액체 출력 작업에도 반응을 합니다.
00:41
to our rapid liquid printing work
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41250
1643
00:42
where we print inflatable structures
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42917
1851
이때의 팽창 구조를 프린트하는데
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that morph based on air pressure
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2101
이는 기압에 따라 달라질 수 있고
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and go from one shape to another,
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46917
2434
다양한 모양으로 변형이 일어납니다.
00:49
or our self-assembly work
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49375
1351
또는 저희가 연구한 자가 조립식처럼 물체를 물 속에 담그면
00:50
where we dip objects underwater,
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50750
1893
00:52
they respond to wave energy and assemble themselves
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52667
2892
파동에너지에 반응해 스스로 조립하면서
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into precise objects like furniture.
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55583
2292
가구 같은 뚜렷한 물체가 됩니다.
00:58
Or, at larger scales,
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58833
1393
더 큰 규모를 생각해보자면, 풍력에너지를 이용한 경우겠죠.
01:00
using wind energy,
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60250
1351
01:01
we have meter-diameter weather balloons
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61625
1934
지름 측정이 가능한 기상관측풍선을 두고
01:03
that assemble in the airspace above a construction site.
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63583
2976
건설현장 상공에서 조립을 합니다.
01:06
For dangerous environments or harsh, extreme places
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66583
2893
위험한 환경이나 혹독한 극한의 장소 같이
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where it's hard to get people or equipment,
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69500
2059
사람들이나 기구가 닿기 어려운 곳이요.
01:11
they can assemble in the airspace, and as the helium dies,
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71583
2810
그 곳에서 자가 조립이 끝난 후 헬륨이 다 날아가면
01:14
they then come back to the ground,
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74417
1684
지상으로 다시 돌아오는 것입니다.
01:16
and you're left with a big space frame structure.
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76125
2809
그러면 커다란 입체구조가 나타나게 되는 것이죠.
01:18
All of this research is about taking simple materials,
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78958
3643
이러한 연구의 핵심은 단순 물질을 가지고
01:22
activating them with forces in their environment --
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82625
2768
자연의 힘을 써서 활성화시키는 것입니다.
01:25
gravity, wind, waves, temperature, sunlight --
30
85417
2976
중력, 바람, 파도, 온도, 햇빛 같은 것으로요.
01:28
and getting them to perform,
31
88417
1476
그러면 물질이 활동하고
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getting them to transform, assemble, etc.
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89917
2726
변형하고 조립하게 됩니다.
01:32
How do we build smart things
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92667
1642
저희가 이런 똑똑한 제품을
01:34
without complex electromechanical devices?
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94333
3393
복잡한 전자기계 없이 어떻게 만들까요?
01:37
But more recently we were approached by a group in the Maldives,
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97750
3018
최근 저희는 몰디브의 그룹과 연이 닿게 되었는데요.
01:40
and they were interested in taking some of this research and ways of thinking
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100792
3642
그들은 이 연구의 내용과 접근 방식에 관심을 보였습니다.
01:44
and applying it to some of the challenges that they've faced
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104458
2851
그리고 그들이 처한 위기에 적용하려고 했어요.
01:47
in terms of climate change.
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107333
1351
기후 변화 위기 말이죠.
01:48
And the first thing you do
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108708
1310
여러분이 몰디브 사람과 일 하게 된다면 가장 먼저 하셔야 할 일은
01:50
when you're approached by someone in the Maldives
40
110042
2351
01:52
is say you want to go on a site visit.
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112417
1892
현장 방문을 하고 싶다고 말하는 겁니다.
01:54
(Laughter)
42
114333
1018
(웃음)
01:55
It is amazing.
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115375
1268
너무 아름다우니까요.
01:56
So we went there
44
116667
1267
저희는 몰디브 현장에 갔고,
01:57
and I actually walked away with a really different perspective
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117958
2935
마무리 할 때 쯤, 제 관점은 완전히 바뀌었습니다.
02:00
on the future of climate change.
46
120917
1601
기후변화의 미래에 대해서 말이죠.
02:02
Because you would imagine, you know, the Maldives are sinking.
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122542
2976
아시다시피, 몰디브가 가라앉고 있어요.
큰일이죠. 이걸 어떻게 해야 할까요?
02:05
They're screwed. What are they going to do?
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125542
2059
현장에서 돌아오는 길에 저는 생각했습니다.
02:07
But I walked away thinking, they might be the model,
49
127625
2518
어쩌면, 해결책은 바로 적응력과 회복력을 지닌
02:10
the future model of the built environment, where they can adapt and be resilient
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130167
3767
구축된 환경이라는 미래 모델이라는 걸요.
02:13
rather than our fixed, man-made infrastructure.
51
133958
2268
사람이 만든 사회 기반 시설이 아니라요.
하지만 해수면 상승과 기후변화에 대한
02:16
But there's typically three main approaches
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136250
2059
02:18
to sea level rise and climate change.
53
138333
1851
전형적인 세가지 접근방식이 있는데요.
02:20
One of them is that we can do nothing and we can run away.
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140208
2810
한 가지는 아무것도 안하고 그냥 도망치는 것인데,
02:23
And that's a pretty bad idea.
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143042
1809
그건 좋은 생각이 아니죠.
02:24
As more than 40 percent of the world's population
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144875
2351
전 세계 40퍼센트 이상의 인구가
02:27
is living in coastal areas,
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147250
1976
연안 지역에 살고 있는데요.
02:29
as sea levels rise and as storms get worse and worse,
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149250
2726
해수면이 상승하고 태풍이 점점 강해지면서
02:32
we're going to be more and more underwater.
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152000
2143
연안 지역은 해수면보다 점차 낮아지고 있죠.
02:34
So it's imperative that we solve this pretty demanding problem.
60
154167
4142
그래서 이 문제를 해결하는 것은 아주 중요합니다.
02:38
The second is that we can build barriers.
61
158333
2560
두번째 방법은 장벽을 설치하는 것인데요.
02:40
We can build walls.
62
160917
1351
바로 벽을 세우는 것이죠.
02:42
The problem here is that we take a static solution
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162292
2976
하지만 이 방법은 너무 정적이라 문제예요.
02:45
trying to fight against a superdynamic, high-energy problem,
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165292
4684
역동적이고 높은 에너지가 뿜어내는 문제를 해결하기엔 너무 정적인거죠.
02:50
and nature is almost always going to win.
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170000
2643
매번 자연과의 싸움에서 지게 되겠죠.
02:52
So that's likely not going to work either.
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172667
2059
두 번째 방법도 좋은 방법 같지는 않네요.
02:54
The third approach is using dredging.
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174750
2059
세번째 방법은 준설입니다.
02:56
So dredging is where you suck up a bunch of sand from the deep ocean
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176833
3268
준설이란 심해에서 수많은 모래를 끌어올려서
03:00
and you pump it back onto the beaches.
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180125
1851
해변가로 다시 퍼나르는 것인데요.
03:02
If you go to any beach around the Northeast or Western Coast,
70
182000
2893
북동부나 서부 연안의 해변에서는
03:04
you'll see that they use dredging year after year after year
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184917
2851
해마다 준설작업을 하고 있습니다.
03:07
just to survive.
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187792
1267
생존을 위한 일이죠.
03:09
It's really not a good solution.
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189083
1810
이것도 좋은 해결책은 아닙니다.
03:10
In the Maldives, they do the same thing, and they can build an island in a month,
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190917
3892
몰디브에서 똑같은 작업으로 한달 만에 섬을 만들 수 있는데요.
03:14
a brand new island they build from dredging.
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194833
2601
준설 방식으로 만든 섬이었죠.
03:17
But it's really, really bad for the marine ecosystem,
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197458
2810
하지만 이것은 해양 생태계에는 좋지 않은 영향을 줍니다.
03:20
and then they become addicted to dredging.
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200292
2059
그리고 준설에 중독되게 되죠.
03:22
They need to do that year after year.
78
202375
1809
매년 반복해서 해야하니까요.
03:24
But in the time that it took them to build that one island,
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204208
2810
하지만 그들이 한 개의 섬을 만드는데 걸리는 시간동안,
03:27
three sandbars built themselves,
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207042
2351
세 개의 모래톱이 자연적으로 생겨납니다.
03:29
and these are massive amounts of sand
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209417
2309
여기에 엄청난 양의 모래가 쌓이게 되고요.
03:31
so big you can park your boat on it,
82
211750
2018
그 위에 배를 정박할 만큼 큰 규모입니다.
03:33
and this is what's called a site visit.
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213792
2184
이는 우리의 현장 방문 사진입니다.
03:36
It's really hard work.
84
216000
1309
정말 힘든 일이죠.
03:37
(Laughter)
85
217333
2018
(웃음)
03:39
In Boston winters.
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219375
1583
겨울의 보스턴에서 하기는 정말 힘들겠죠.
03:41
This is massive amounts of sand that naturally accumulates
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221917
3559
실로 엄청난 양의 모래가 자연적으로 쌓이게 됩니다.
03:45
just based on the forces of the waves
88
225500
2101
전적으로 파도의 힘과
03:47
and the ocean topography.
89
227625
1851
해저지형에 의해 만들어진 것입니다.
03:49
So we started to study that. Why do sandbars form?
90
229500
2393
저희는 모래톱이 왜 쌓이는지 연구를 시작했죠.
03:51
If we could tap into that,
91
231917
1309
그에 대해 연구를 하면
03:53
we could understand it and we could utilize it.
92
233250
2351
이해하고 활용할 수 있게 되는데요.
03:55
It's based on the amount of energy in the ocean
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235625
2351
바다 속 에너지의 양과
03:58
and the topography in the landscape that promotes sand accumulation.
94
238000
3893
모래가 잘 쌓이게 하는 지형 때문이었습니다.
04:01
So what we're proposing is to work with the forces of nature
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241917
3267
그래서 저희는 자연의 힘을 이용하자고 제안하려 합니다.
04:05
to build rather than destroy,
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245208
2143
무언가 없애기 보다는 만들기 위해서요.
04:07
and in my lab at MIT, we set up a wave tank,
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247375
2351
이후 MIT 제 연구소에 파도 탱크를 설치했어요.
04:09
a big tank that's pumping waves,
98
249750
2143
파도를 일으키는 거대한 탱크인데요.
04:11
and we placed geometries underwater.
99
251917
2142
물 속에 기하학 구조를 설치했습니다.
04:14
We tried all sorts of different geometries.
100
254083
2518
여러 종류의 기하학 구조를 시도했어요.
04:16
The waves interact with the geometry,
101
256625
2476
파도와 기하학 구조가 서로 작용하면서,
04:19
and then create turbulence and start to accumulate the sand
102
259125
3434
난기류가 생기고 모래가 쌓이기 시작합니다.
04:22
so the sand starts to form these sandbars on their own.
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262583
3435
그렇게 모래가 스스로 모래톱을 형성하기 시작하죠.
04:26
Here's an aerial view.
104
266042
1309
위에서 바라본 모습입니다.
04:27
On the left-hand side, you'll see the beach that's growing.
105
267375
2809
왼쪽에서는 점점 커지는 해변이 보이고,
04:30
In the middle you'll see the sandbar that formed.
106
270208
2351
가운데에는 모래톱이 생긴 걸 볼 수 있습니다.
04:32
So these are geometries that collaborate with the force of the wave to build.
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272583
3685
이것이 파도의 힘으로 형성된 기하학입니다.
04:36
We then started to fabricate one. This was in February in Boston.
108
276292
3142
2월 보스턴 연구소에서는 다른 것을 시작했는데요.
04:39
We have large rolls of canvas.
109
279458
2351
우린 엄청난 양의 캔버스를 준비했습니다.
04:41
It's a biodegradable material,
110
281833
1601
자연분해 가능한 재료였고요.
04:43
it's super cheap, easy to work with.
111
283458
2518
매우 저렴하고 작업에도 용이했습니다.
04:46
We then sew it into these large bladders,
112
286000
2851
이것을 커다란 주머니로 만들어 꿰매었습니다.
04:48
and then we flew over there.
113
288875
1476
그리고 그곳으로 날아갔죠.
04:50
And I know what you're thinking. This is not the Fyre Festival.
114
290375
3018
어떤 상상을 하고 계실지 알지만, 이건 파이어 페스티발이 아니에요.
04:53
(Laughter)
115
293417
1476
(웃음)
04:54
This is real life. It's real.
116
294917
2309
현실입니다. 진짜예요.
04:57
And we flew there with these canvas bladders in our suitcases,
117
297250
3893
캔버스 주머니를 가지고 그곳에 갔습니다.
05:01
we got sunburned because it was Boston winter,
118
301167
2892
보스턴은 겨울이어서 햇볕에 타기도 했고요.
05:04
and then we filled them with sand and we placed them underwater.
119
304083
3018
주머니를 모래로 채워서 물 속에 설치했습니다.
05:07
These are exactly the same geometries that you saw in the tank,
120
307125
3184
탱크에서 본 기하학 구조와 완전히 똑같은 것입니다.
05:10
they're just human scale.
121
310333
1810
지금 보시는 건 실제 크기죠.
05:12
Large objects filled with sand,
122
312167
1684
모래가 담긴 커다란 물체를
05:13
we'd place them underwater, they're just really simple geometries.
123
313875
3518
물 속에 설치하면 단순한 기하학 구조가 됩니다.
05:17
In the front of them, you'll see it's clear water.
124
317417
2934
앞에는 깨끗한 물이 보이고요.
05:20
The waves are crashing over.
125
320375
2184
파도가 계속 치죠.
05:22
It's quite clear.
126
322583
1310
꽤 선명하게 보이죠.
05:23
And then on the backside, there's turbulence.
127
323917
2142
뒷편에는 난기류가 형성되고,
05:26
The water and the sand is mixing up.
128
326083
2226
물과 모래가 섞이기 시작합니다.
05:28
It's causing sediment transport, and then the sand is accumulating.
129
328333
3476
이렇게 침전물이 이동하고 모래가 쌓이는 것이죠.
05:31
You'll see some friendly stingrays here that visited us.
130
331833
2935
저기 우리에게 다가오는 가오리도 보이네요.
05:34
On the left is day one, the right is day three.
131
334792
2767
왼쪽이 첫째날, 오른쪽이 셋째날의 모습입니다.
05:37
You'll see the sand ripples in the light areas
132
337583
2226
더 옅은 지역에서 모래의 일렁임이 보이실텐데,
05:39
where the sand is accumulating
133
339833
1476
모래가 쌓이고 있는 거예요.
05:41
just after two days.
134
341333
1726
이틀만에 일어난 일이죠.
05:43
So this was last February, and it's very much ongoing work.
135
343083
3393
이것이 지난 2월이었고, 계속 진행중입니다.
05:46
This is just in the beginning of this research.
136
346500
2559
아직 연구의 초기단계예요.
05:49
Over the next year and longer,
137
349083
1726
내년 또는 더 오랜 기간에 걸쳐서
05:50
we're going to be studying this through satellite imagery
138
350833
2768
위성 영상정보를 가지고 이것을 연구하려고 합니다.
05:53
and bathymetry data
139
353625
1309
수심측량 데이터도 활용하려는데,
05:54
to understand what the short-term and long-term impacts are
140
354958
3518
단기 및 장기 영향을 연구하기 위해서입니다.
05:58
of natural sand accumulation in the environment.
141
358500
2976
자연적으로 쌓이는 모래가 미치는 영향 말이죠.
06:01
And the bigger vision, though,
142
361500
1518
사실 더 큰 꿈은,
06:03
is that we want to build submersible geometries,
143
363042
2309
물 속의 기하학 구조를 만드는 것입니다.
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almost like submarines that we can sink and float.
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365375
3101
물속에서 떠다닐 수 있는 잠수정처럼
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Like adaptable artificial reefs,
145
368500
2101
혹은 새로운 환경에 적응하는 인공어초처럼,
06:10
you could deploy them
146
370625
1268
활용해 볼 수 있는데요.
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if there's a storm coming from one direction or another
147
371917
3309
태풍이 다양한 방향으로 오거나,
06:15
or if the seasons are changing,
148
375250
1518
계절이 바뀌거나 하면,
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you can use these adaptable reef structures
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376792
2476
어초의 구조를 이용할 수 있는 것이죠.
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to use the force of the waves to accumulate sand.
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379292
3267
파도를 일으켜 모래를 축적시키기 위해서요.
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And we think this could be used in many coastal regions
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382583
2601
여러 연안 지역에서 활용 가능하다고 생각합니다.
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and many island nations around the world.
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385208
2726
전 세계 수 많은 섬 국가들에서도 그렇고요.
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But when we think about building smarter environments,
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387958
2601
하지만 더욱 스마트한 환경을 조성할 때
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think of smarter buildings or smarter cars or smarter clothing,
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390583
3685
보다 더 스마트한 건물, 차, 옷을 생각해보면
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that typically means adding more power,
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394292
2476
보통 더 많은 에너지를 이용하려고 합니다.
06:36
more batteries, more devices, more cost, more complexity
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396792
4017
더 많은 배터리, 기기에, 비용은 비싸지고 더 복잡해지고
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and ultimately more failure.
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2226
결국엔 더 많이 실패하게 되겠지요.
06:43
So we're always trying to think about how do we build smarter things with less?
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403083
3851
그래서 어떻게 더 적게 쓰면서 더 스마트 할 수 있을지 고민중입니다.
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How do we build smarter things that are simple?
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406958
2726
어떻게 하면 단순하면서 스마트 한걸 만들 수 있을까요?
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And so what we're proposing at the lab and with this project specifically
160
409708
3643
그래서 이 프로젝트를 통해 제가 제안하고 싶은 점은
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is to use simple materials like sand
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413375
2726
모래와 같은 단순한 물질을 이용하자는 것입니다.
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that collaborates with forces in the environment like waves
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416125
3351
이를 파도와 같은 자연의 힘과 결합시키는 것이죠.
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to accumulate and adapt.
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419500
2268
축적하는 힘, 적응하는 힘 같은거죠.
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And we'd like to work with you, collaborate with us, to develop this,
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421792
3309
그렇게 저희는 여러분과 협력하고자 합니다.
07:05
to scale it and apply this way of thinking.
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425125
2434
이 방식으로 프로젝트를 개발하고 연구하려합니다.
07:07
We think it's a different model for climate change,
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2768
이것은 기후 변화 모델과는 다르다고 생각합니다.
07:10
one that's about adaptation and resilience
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430375
2643
적응과 회복에 대한 것이지
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rather than resistance and fear.
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433042
2976
저항과 두려움에 대한 것이 아닙니다.
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So help us turn natural destruction into natural construction.
169
436042
4559
저희가 자연 파괴를 자연 건설로 바꿀 수 있도록 도와주십시오.
07:20
Thank you.
170
440625
1309
감사합니다.
07:21
(Applause)
171
441958
2625
(박수)
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