2019년도 디자인혁신역량강화사업 신규과제 RFP (정규기획 -지정공모)

관리번호

2019-디자인융합-일반-지정-01

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

디자인

섬유제품

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회   □ 규제개선

과제명

어린이 통학버스의 2점식 안전벨트에 장착 가능한 유아보호용장구 디자인 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ 유아보호용장구는 자동차에 의한 사고 등이 발생하였을 때, 승차하고 있는 어린이를 상해로부터 보호하거나 상해를 경감하기 위하여 자동차의 좌석 위에 부착하여 사용하는 ‘자동차용어린이보호장치’임

ㅇ 유아보호용장구는 사용권장되는 어린이의 체중범위에 따라서 아래의 표와 같이 5개 그룹으로 구분됨

구 분	어린이의 체중 범위(kg)
0 그룹	10 미만
0+ 그룹	13 미만
Ⅰ그룹	9 이상 18 이하
Ⅱ그룹	15이상 25 이하
Ⅲ그룹	22이상 36 이하

ㅇ 2점식 안전벨트는 현행 버스 등 승합차에 장착된 좌석안전벨트로서 일반 승용차의 3점식안전벨트에 비해 유아보호용장구를 장착하는데 안전성이 떨어지는 문제점이 있음

ㅇ 본 기술개발사업의 범위는 II그룹에 해당하는 어린이를 수용할 수 있고 2점식안전벨트에 장착 가능한 유아보호용장구 디자인 개발에 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 어린이 통학버스의 2점식 안전벨트에 사용할 수 있는 유아보호용장구 디자인 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 8단계)

- 사용환경 및 사용자 리서치를 통한 사용 시나리오 개발

- 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 구조 및 디자인 개발

* 자동차용어린이보호장치의 안전요구사항을 만족해야 함

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표				단위	달성목표	국내 최고 수준	세계 최고수준
							(독일, Britax)
1	유해원소 용출	안티모니 (Sb)		mg/kg	60이하
		비소 (As)		mg/kg	25이하
		바륨 (Ba)		mg/kg	1,000이하
		카드뮴 (Cd)		mg/kg	75이하
		크로뮴 (Cr)		mg/kg	60이하
		납 (Pb)		mg/kg	90이하
		수은 (Hg)		mg/kg	60이하
		셀레늄 (Se)		mg/kg	500이하
2	유해원소 함유량	총 납(Pb)		mg/kg	300이하
		총 카드늄 (Cd)		mg/kg	75이하
3	가소제 합유량	DEHP, DBP, BBP, DNOP		%	0.1이하
4	폼알데하이드			mg/kg	75이하
5	벨트의 인장강도	I 그룹		kN(kgf)	3.6(370)이상
		II 그룹		kN(kgf)	5.0(510)이상
6	벨트의 내마멸성	인장강도		%	초기인장강도의 75% 이상
7	버클의 강도	I 그룹 이상		N	10,000이상
8	충격에너지 흡수			g(G)	60이하
9	전복시험	이동량	수평축 회전	mm	300미만
10	동적시험	해리력	동적 시험 후	N	80이하
		이동량 (더미머리부)	수평	mm	550이하
			수직	mm	800이하
		가속도 (가슴부)	합성	g(G)	55이하
			수직	g(G)	30이하

ㅇ 정성적 목표

- 제품디자인 완성도 및 사용성 검증 수행

- 국내외 디자인 어워드 수상(1회 이상)

- 디자인권 등록(특허청)

□  개발 내용

ㅇ 사용환경 및 사용자 리서치를 통한 사용 시나리오 개발

- 통학차량, 버스 등의 유아보호용장구 설치 현황 조사

- 유아 연령별 카시트 사용 현황 및 수요 조사

- 기존 2점식 안전벨트용 유아보호용장구의 사용현황 조사

- 유아 및 보호자의 유아보호용장구 사용자 요구사항 분석

- 2점식 안전벨트의 유아보호용장구 사용 시나리오 개발

ㅇ 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 구조 및 디자인 개발

- 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 결합구조 개발

* 사용자 체중 25 kg 까지 안전하게 사용할 수 있는 견고한 구조 필수

* 2점식 뿐만 아니라 3점식 안전벨트에도 장착할 수 있는 구조는 자율적으로 제안 가능

* 카시트로 부터 사용자 보호를 위한 벨트체결 방법은 3점식 이상적용

- 충돌 안전성 확보를 위한 충격에너지 감소/흡수 기술 개발

- I그룹과 II그룹 내의 다양한 유아 인체치수 데이터 기반의 인체공학 디자인 가이드 제시 및 제품 개발

- 장착과 탈착이 용이한 사용 편의성과 안전성을 확보한 제품 디자인

- 다수의 어린이가 공용으로 사용하기 적합한 위생적인 카시트 소재 및 디자인 적용

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소		최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	2점식안전띠를 활용한 보호장구 장착기술	8	-안전기준 통과	- 시험기관 의뢰
2	충격에너지 감소/흡수 요소 설계기술	8	-충격에너지 흡수 기준 통과	- 시험기관 의뢰

3. 국내외 기술 동향

ㅇ 유아보호용장구 기술동향

- 최근에 유아보호용장구 제품에 대한 트렌드 변화와 더불어 요구사항 또한 빠르게 변화하고 있으며 기존 제품과는 차별화된 다양하고 혁신적인 제품의 개발이 이루어지고 있음

- 자동차는 움직이는 제 2의 생활공간으로 안전성을 기반으로 한 소비자의 감성적 욕구를 충족시키면서 안락성, 심미성 및 기능성에 초점을 맞추어 감성적 요소에 부응하기 위한 다양한 디자인 개발이 요구됨

ㅇ 현 I그룹용 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 동향

- 2점식 안전벨트만으로 유아보호용장구를 견고하게 고정하기 위한 기술에는 벨트가 등판의 중간높이를 지나도록 하여 고정하는 방법이 이용되고 있음

* 대부분 2점식 안전벨트와 3점식 안전벨트에 공용으로 적용할 수 있도록 하고 있음

* 그러나 버스의 자동감김 2점식안전벨트에 적용할 수 있는 유아보호용장구는 소수에 불과

- 2점식 안전벨트에 장착하면 구조적으로 취약해서 I그룹(체중 9kg 이상 18kg 이하) 까지 만 개발되어 있음. 따라서 더욱 무거운 체중을 허용하기 위해서 2점식 안전벨트로 견고하게 장착할 수 있는 기술이 요구됨

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원 필요성(※개발 시급성 및 기술적 파급효과 등)

ㅇ 어린이 통학차량 안전사고의 빈번한 발생

- 최근 통학차량 내에서 어린이가 안전띠를 매지 않아 사고 시 인명피해로 이어지는 경우가 발생

- 또한 운행종료 후 잠든 어린이를 방치하여 차량에 갇히는 사고도 자주 발생

* 차량갇힘사고 예방을 위해 하차벨을 의무적으로 도입하도록 하고 있음

- 이처럼 차량안전사고 예방을 위해서는 유아보호용장구를 올바르게 사용하는 것이 요구

ㅇ 2점식 안전벨트에 장착가능한 II그룹 (체중 15kg이상 25kg이하)에 대한 유아보호용장구 부재

- II그룹 유/아동의 차량을 이동용한 단체활동 (현장학습 등)에 활용 가능한 유아보호용장구 부재로 인해 차량 사고로부터 위험성 가중

- 차량을 이용한 단체활동 (견학 등)에 활용 가능한 유아보호장구 부재로 인해 차량 사고로부터 위험성 가중

□ 경제적 지원 필요성(※경제적 기대효과 등)

ㅇ 유아보호용장구의 경우, 국내 중소·중견기업에서 주도하여 활발한 기술 개발이 이루어지고 있는 분야로 중소·중견기업 사업화 용이한 분야임

ㅇ 국내 2점식 II그룹 (체중 15kg이상 25kg이하) 자동차용 어린이 보호 장치의 경우 시장의 한계로 인하여 제품을 개발하기 위한 투자 비용대비 수익성이 극히 낮기 때문에 정부의 적극적인 지원이 요구됨

□ 정부/정책적 지원 필요성(※민간 직접 개발의 어려움 등)

ㅇ 모든 차량에서 유아보호용장구 사용 의무화 시행

- 2018년 9월부터 “유아보호용장구 장착 후 좌석안전띠 착용 의무”(도로교통법 제50조)를 시행중임

- 그러나 18kg을 초과하는 유아의 경우 버스 등 2점식 좌석안전띠가 설치된 좌석에 활용 가능한 유아보호용장구가 없어 통학버스의 유아보호용장구 장착률이 50%에도 미치지 못함

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 승합차용 어린이 보호 장치로써 어린이들이 통학(등하교), 단체활동으로 인한 차량 이동시 적용함으로써 안전과 사고발생시 피해를 최소화함으로써 어린이 및 학부모의 만족도를 높일 수 있을 것으로 판단됨.

ㅇ B2C 시장 뿐 아니라 제조사와 운송업체 (렌터카, 전세버스 등)의 B2B 시장에 선도적 진입 가능

□ 기술적 기대효과

ㅇ 대상 유/아동에 신체적으로 적합하고 사용성이 높은 2점식 안전벨트에 적합한 유아보호장구 개발

- 한국인 인체측정 데이터 활용 및 인적오류 예방 설계를 통하여 인간공학적 유아보호용장구 개발 가능

- 유아보호장구 사용성 평가를 통한 장시간 사용 시에도 편한 유아보호용장구 개발 가능

□ 경제적 기대효과

ㅇ 전국 유치원 및 어린이집, 각종 학원 등 통학차량을 이용하는 모든 기관에서 단체로 유아보호용장구를 사용 하고 있어 시장성이 확보됨

- 전국 유치원 수는 6,153 곳(2017년)에 이르며 어린이집은 이보다 많은 40,238 곳(2017년, 보육통계)에 이름

ㅇ 글로벌 시장 대응을 위한 국내기업의 역량강화 및 해외 수입 제품을 대체 효과를 기대할 수 있음

ㅇ 유아보호용장구 관련 운송산업 활성화 유도

- 어린이집, 유치원 등의 원활한 현장학습 진행 및 학습현장 및 운송산업의 활성화 유도

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 어린이의 단체 활동에서 통학버스를 이용한 이동구간의 안전을 확보하고 탑승자인 어린이뿐만 아니라 보호자를 안심시킴으로써 육아 및 보육의 질적 향상을 추구할 수 있음

ㅇ 출생아수와 인구가 감소하는 현실에서 소중한 어린이의 안전을 지키고 안타까운 인명사고가 예방될 수 있도록 기여할 수 있음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  27개월 이내  (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 9개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 2.5억원 이내(총 정부출연금 11.25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견 제조기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 기술료 징수

관리번호

2019-디자인융합-일반-지정-02

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

디자인

섬유제품

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회   □ 규제개선

과제명

어린이 통학버스의 2점식 안전벨트에 장착 가능하고

휴대 및 보관이 용이한 유아보호용장구 디자인 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ 유아보호용장구는 자동차에 의한 사고 등이 발생하였을 때, 승차하고 있는 어린이를 상해로부터 보호하거나 상해를 경감하기 위하여 자동차의 좌석 위에 부착하여 사용하는“자동차용어린이보호장치”임

ㅇ 유아보호용장구는 사용권장되는 어린이의 체중범위에 따라서 아래의 표와 같이 5개 그룹으로 구분됨

구 분	어린이의 체중 범위(kg)
0 그룹	10 미만
0+ 그룹	13 미만
Ⅰ그룹	9 이상 18 이하
Ⅱ그룹	15이상 25 이하
Ⅲ그룹	22이상 36 이하

ㅇ 2점식 안전벨트는  현행 버스 등 승합차에 장착된 좌석안전벨트로서 일반 승용차의 3점식안전벨트에 비해 유아보호용장구를 장착하는데 안전성이 떨어지는 문제점이 있음

ㅇ 본 기술개발사업의 범위는 II그룹에 해당하는 어린이를 수용할 수 있고 휴대가 간편하고 사용하지 않을 때 보관이 용이한 2점식안전벨트에 장착 가능한 유아보호용장구 디자인 개발에 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 어린이가 버스 등 대중교통을 이용하도록 휴대가 간편하며 보관이 용이한 휴대용 유아보호용장구 디자인 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 8단계)

- 휴대가 간편하고 보관이 용이한 유아보호용장구 간결화 구조 개발

- 2점식 안전벨트에 장착가능한 휴대용 유아보호용장구 디자인 개발

* 자동차용어린이보호장치의 안전요구사항을 만족해야 함

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표				단위	달성목표	국내 최고 수준	세계 최고수준
							(보유국,기관명)
1	유해원소 용출	안티모니 (Sb)		mg/kg	60이하
		비소 (As)		mg/kg	25이하
		바륨 (Ba)		mg/kg	1,000이하
		카드뮴 (Cd)		mg/kg	75이하
		크로뮴 (Cr)		mg/kg	60이하
		납 (Pb)		mg/kg	90이하
		수은 (Hg)		mg/kg	60이하
		셀레늄 (Se)		mg/kg	500이하
2	유해원소 함유량	총 납(Pb)		mg/kg	300이하
		총 카드늄 (Cd)		mg/kg	75이하
3	가소제 합유량	DEHP, DBP, BBP, DNOP		%	0.1이하
4	폼알데하이드			mg/kg	75이하
5	벨트의 인장강도	I 그룹		kN(kgf)	3.6(370)이상
		II 그룹		kN(kgf)	5.0(510)이상
6	벨트의 내마멸성	인장강도		%	초기인장강도의 75% 이상
7	버클의 강도	I 그룹 이상		N	10,000이상
8	충격에너지 흡수			g(G)	60이하
9	전복시험	이동량	수평축 회전	mm	300미만
10	동적시험	해리력	동적 시험 후	N	80이하
		이동량 (더미머리부)	수평	mm	550이하
			수직	mm	800이하
		가속도 (가슴부)	합성	g(G)	55이하
			수직	g(G)	30이하

ㅇ 정성적 목표

- 제품디자인 완성도 및 사용성 검증 수행

- 국내외 디자인 어워드 수상(1회 이상)

- 디자인권 등록(특허청)

□  개발 내용

ㅇ 휴대가 간편하고 보관이 용이한 유아보호용장구 간결화 구조 개발

- 휴대성을 높이기 위해 부피감소(접이식, 조립식 등)와 경량화 된 유아보호용장구의 디자인 개발

* 부피감소 치수목표와 경량화 목표 제시 요망

- 기존과 차별화된 새로운 장착/착용 방안 제안

* ex) 유아가 직접 착용하는 방식 (하네스형/조끼형), 안전벨트 부착물 방식, 부스터 방식 등

* 사용자 체중 25 kg 까지 안전하게 사용할 수 있는 견고한 구조 필수

* 2점식뿐만 아니라 3점식 안전벨트에도 장착할 수 있는 구조는 자율적으로 제안 가능

* 카시트로 부터 사용자 보호를 위한 벨트체결 방법은 3점식 이상 적용

ㅇ 2점식 안전벨트에 장착가능한 휴대용 유아보호용장구 디자인 개발

- I그룹과 II그룹 내의 다양한 유아 인체치수 데이터 기반의 인체공학 디자인 가이드 제시 및 제품 개발

- 장착과 탈착이 용이한 사용 편의성과 안전성을 확보한 제품 디자인

- 다수의 어린이가 공용으로 사용하기 적합한 위생적인 카시트 소재 및 디자인 적용

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소		최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	2점식안전띠를 활용한 보호장구 장착기술	8	-안전기준 통과	- 시험기관 의뢰
2	충격에너지 감소/흡수 요소 설계기술	8	-충격에너지 흡수 기준 통과	- 시험기관 의뢰

3. 국내외 기술 동향

ㅇ 유아보호용장구 기술동향

- 최근에 유아보호용장구 제품에 대한 트렌드 변화와 더불어 요구사항 또한 빠르게 변화하고 있으며 기존 제품과는 차별화된 다양하고 혁신적인 제품의 개발이 이루어지고 있음

- 자동차는 움직이는 제 2의 생활공간으로 안전성을 기반으로 한 소비자의 감성적 욕구를 충족시키면서 안락성, 심미성 및 기능성에 초점을 맞추어 감성적 요소에 부응하기 위한 다양한 디자인 개발이 요구됨

ㅇ 현 I그룹용 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 동향

- 2점식 안전벨트만으로 유아보호용장구를 견고하게 고정하기 위한 기술에는 벨트가 등판의 중간높이를 지나도록 하여 고정하는 방법이 이용되고 있음

* 대부분 2점식 안전벨트와 3점식 안전벨트에 공용으로 적용할 수 있도록 하고 있음

* 그러나 버스의 자동감김 2점식 안전벨트에 적용할 수 있는 유아보호용장구는 소수에 불과

- 2점식 안전벨트에 장착하면 구조적으로 취약해서 I그룹(체중 9kg 이상 18kg 이하) 까지만 개발되어 있음. 따라서 더욱 무거운 체중을 허용하기 위해서 2점식 안전벨트로 견고하게 장착할 수 있는 기술이 요구됨

- 한편 기존의 I그룹을 위한 2점식 유아보호용장구는 어린이통학버스에 장착될 수 있는 형태를 취하고 있어 탈부착이 용이하고 보관과 휴대가 용이하도록 접을 수 있게 되어 있음

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원 필요성(※개발 시급성 및 기술적 파급효과 등)

ㅇ 어린이 통학차량 안전사고의 빈번한 발생

- 최근 통학차량 내에서 어린이가 안전띠를 매지 않아 사고 시 인명피해로 이어지는 경우가 발생

- 또한 운행종료 후 잠든 어린이를 방치하여 차량에 갇히는 사고도 자주 발생

* 차량갇힘사고 예방을 위해 하차벨을 의무적으로 도입하도록 하고 있음

- 이처럼 차량안전사고 예방을 위해서는 유아보호용장구를 올바르게 사용하는 것이 요구

ㅇ 2점식 안전벨트에 장착가능한 II그룹 (체중 15kg이상 25kg이하)에 대한 유아보호용장구 부재

- II그룹 유/아동의 차량을 이용한 단체활동 (현장학습 등)에 활용 가능한 유아보호장구 부재로 인해 차량 사고로부터 위험성 가중

- 차량을 이용한 단체활동 (견학 등)에 활용 가능한 유아보호장구 부재로 인해 차량 사고로부터 위험성 가중

□ 경제적 지원 필요성(※경제적 기대효과 등)

ㅇ 유아보호용장구의 경우, 국내 중소·중견기업에서 주도하여 활발한 기술 개발이 이루어지고 있는 분야로 중소·중견기업 사업화 용이한 분야임

ㅇ 국내 2점식 II그룹 (15kg이상 25kg이하) 자동차용 어린이 보호 장치의 경우, 시장의 한계로 인하여 제품을 개발하기 위한 투자 비용대비 수익성이 극히 낮기 때문에 정부의 적극적인 지원이 요구됨

□ 정부/정책적 지원 필요성(※민간 직접 개발의 어려움 등)

ㅇ 모든 차량에서 유아보호장구 사용 의무화 시행

- 2018년 9월부터 “유아보호용장구 장착 후 좌석안전띠 착용 의무”(도로교통법 제50조)를 시행중임

- 그러나 18kg을 초과하는 유아의 경우 버스 등 2점식 좌석안전띠가 설치된 좌석에 활용 가능한 유아보호용장구가 없어 통학버스의 유아보호용장구 장착률이 50%에도 미치지 못함

5. 활용방안 및 기대효과

□ 활용방안

ㅇ 승합차용 어린이 보호 장치로서 어린이들이 통학(등하교), 단체활동으로 인한 차량 이동시 적용함으로서 안전과 사고발생시 피해를 최소화함으로서 어린이 및 학부모의 만족도를 높일 수 있을 것으로 판단됨.

ㅇ B2C 시장 뿐 아니라 제조사와 운송업체 (렌터카, 전세버스 등)의 B2B 시장에 선도적 진입 가능

□ 기술적 기대효과

ㅇ 대상 유/아동에 신체적으로 적합하고 사용성이 높은 2점식 안전벨트에 적합한 유아보호용장구 개발

- 한국인 인체측정 데이터 활용 및 인적오류 예방 설계를 통하여 인간공학적 유아보호용장구 개발 가능

- 유아보호용장구 사용성 평가를 장시간 사용 시에도 편한 유아보호용장구 개발 가능

□ 경제적 기대효과

ㅇ 전국 유치원 및 어린이집, 각종 학원 등 통학차량을 이용하는 모든 기관에서 단체로 유아보호용장구를 사용하고 있어 시장성이 확보됨

- 전국 유치원 수는 6,153 곳(2017년)에 이르며 어린이집은 이보다 많은 40,238 곳(2017년, 보육통계)에 이름

ㅇ 글로벌 시장 대응을 위한 국내기업의 역량강화 및 해외 수입 제품 대체 효과를 기대할 수 있음

ㅇ 유아보호용장구 관련 운송산업 활성화 유도

- 어린이집, 유치원 등의 원활한 현장학습 진행 및 학습현장 및 운송산업의 활성화 유도

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 어린이의 단체 활동에서 통학버스를 이용한 이동구간의 안전을 확보하고 탑승자인 어린이뿐만 아니라 보호자를 안심시킴으로써 육아 및 보육의 질적 향상을 추구할 수 있음

ㅇ 출생아수와 인구가 감소하는 현실에서 소중한 어린이의 안전을 지키고 안타까운 인명사고가 예방될 수 있도록 기여할 수 있음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  27개월 이내  (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 9개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 2.5억원 이내(총 정부출연금 11.25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소·중견 제조기업

ㅇ 기술료 징수여부 :  기술료 징수

관리번호

2019-디자인융합-일반-지정-03

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

디자인

섬유제품

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회   □ 규제개선

과제명

어린이 통학버스의 2점식 안전벨트에 장착 가능한

ICT 융합형 스마트 유아보호용장구 디자인 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 8단계)

1. 개념 및 정의

ㅇ 유아보호용장구는 자동차에 의한 사고 등이 발생하였을 때, 승차하고 있는 어린이를 상해로부터 보호하거나 상해를 경감하기 위하여 자동차의 좌석 위에 부착하여 사용하는‘자동차용어린이보호장치’임

ㅇ 유아보호용장구는 사용권장되는 어린이의 체중범위에 따라서 아래의 표와 같이 5개 그룹으로 구분됨.

구 분	어린이의 체중 범위(kg)
0 그룹	10 미만
0+ 그룹	13 미만
Ⅰ그룹	9 이상 18 이하
Ⅱ그룹	15이상 25 이하
Ⅲ그룹	22이상 36 이하

ㅇ 2점식 안전벨트는 현행 버스 등 승합차에 장착된 좌석안전벨트로서 일반 승용차의 3점식안전벨트에 비해 유아보호용장구를 장착하는데 안전성이 떨어지는 문제점이 있음

ㅇ 본 기술개발사업의 범위는 어린이 통학버스에서 다수의 유아보호용장구들을 ICT로 연결하고 통합 관리할 수 있는 시스템 개발에 있음

2. 연구목표 및 내용

□ 최종 목표

ㅇ 어린이 통학버스에서 다수의 어린이가 동시에 사용하는 유아보호용장구에 있어서 안전과 편의성 향상을 위한 ICT 융합형 스마트 유아보호용장구 시스템 개발

(TRL :  [시작] 3단계 〜 [종료] 8단계)

- 2점식 안전벨트에 장착가능한 휴대용 유아보호용장구 디자인 개발

- 사용자의 탑승여부 및 안전벨트 장착여부를 인식할 수 있는 통합모니터링 시스템 개발

* 자동차용어린이보호장치의 안전요구사항을 만족해야 함

ㅇ 정량적 목표

핵심 기술/제품 성능지표				단위	달성목표	국내 최고 수준	세계 최고수준
							(보유국,기관명)
1	유해원소 용출	안티모니 (Sb)		mg/kg	60이하
		비소 (As)		mg/kg	25이하
		바륨 (Ba)		mg/kg	1,000이하
		카드뮴 (Cd)		mg/kg	75이하
		크로뮴 (Cr)		mg/kg	60이하
		납 (Pb)		mg/kg	90이하
		수은 (Hg)		mg/kg	60이하
		셀레늄 (Se)		mg/kg	500이하
2	유해원소 함유량	총 납(Pb)		mg/kg	300이하
		총 카드늄 (Cd)		mg/kg	75이하
3	가소제 합유량	DEHP, DBP, BBP, DNOP		%	0.1이하
4	폼알데하이드			mg/kg	75이하
5	벨트의 인장강도	I 그룹		kN(kgf)	3.6(370)이상
		II 그룹		kN(kgf)	5.0(510)이상
6	벨트의 내마멸성	인장강도		%	초기인장강도의 75% 이상
7	버클의 강도	I 그룹 이상		N	10,000이상
8	충격에너지 흡수			g(G)	60이하
9	전복시험	이동량	수평축 회전	mm	300미만
10	동적시험	해리력	동적 시험 후	N	80이하
		이동량 (더미머리부)	수평	mm	550이하
			수직	mm	800이하
		가속도 (가슴부)	합성	g(G)	55이하
			수직	g(G)	30이하

ㅇ 정성적 목표

- 제품디자인 완성도 검증 수행

- ICT 통합시스템에 대한 사용성 검증 수행

- 국내외 디자인 어워드 수상(1회 이상)

- 디자인권 등록(특허청)

□  개발 내용

ㅇ 버스의 2점식 안전벨트를 활용하여 견고하게 장착할 수 있는 유아보호용장구 구조 및 디자인 개발

- 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 결합구조 개발

* 사용자 체중 25 kg 까지 안전하게 사용할 수 있는 견고한 구조 필수

* 2점식 뿐만 아니라 3점식 안전벨트에도 장착할 수 있는 구조는 자율적으로 제안 가능

* 카시트로 부터 사용자 보호를 위한 벨트체결 방법은 3점식 이상 적용

- I그룹과 II그룹 내의 다양한 유아 인체치수 데이터 기반의 인체공학 디자인 가이드 및 제품 개발

- 장착과 탈착이 용이한 사용 편의성 및 안전성을 확보할 수 있도록 제품 디자인 개발

- 다수의 어린이가 공용으로 사용하기 적합한 위생적인 유아보호용장구 소재 및  디자인 적용

ㅇ 사용자의 탑승여부 및 안전벨트 장착여부를 인식할 수 있는 통합모니터링 시스템 개발

- 기존 2점식 안전벨트용 유아보호용장구의 사용 시나리오를 통한 유아 및 보호자의 Needs 분석

- 사용자 행태분석을 통한 사용 시나리오 개발

- 사용자의 탑승여부를 인식할 수 있는 센서 적용

- 안전벨트 장착여부를 인식할 수 있는 센서 적용

- 전원 및 통신 시스템 적용

- 통합 모니터링 사용성 향상을 위한 단말기의 UI/UX 개발

* 개별 유아보호용장구의 사용자 탑승여부 및 안전벨트 착용여부 표시방법 GUI 디자인

* 통학차량 운전자 및 보호자가 번거롭지 않으면서 유아안전을 확인할 수 있도록 사용자 경험 연구를 통해 디자인 도출

□ TRL 핵심기술요소(CTE)

핵심 기술요소		최종단계	생산수준 또는 결과물	시험평가 환경
1	탑승자 통합모니터링 시스템 기술	8	- 통합 시스템 사용 만족도 75점 이상	- 소비자 평가위원회
2	2점식안전띠를 활용한 보호장구 장착기술	8	- 안전기준 통과	- 시험기관 의뢰

3. 국내외 기술 동향

ㅇ I그룹용 2점식 안전벨트에 장착할 수 있는 유아보호용장구 동향

- 2점식 안전벨트만으로 유아보호용장구를 견고하게 고정하기 위한 기술에는 벨트가 등판의 중간높이를 지나도록 하여 고정하는 방법이 이용되고 있음

* 대부분 2점식 안전벨트와 3점식 안전벨트에 공용으로 적용할 수 있도록 하고 있음

* 그러나 버스의 자동감김 2점식안전벨트에 적용할 수 있는 유아보호용장구는 소수에 불과

- 2점식 안전벨트에 장착하면 구조적으로 취약해서 I그룹(체중 9kg이상 18kg이하)까지만 개발되어 있음. 따라서 더욱 무거운 체중을 허용하기 위해서 2점식 안전벨트로 견고하게 장착할 수 있는 기술이 요구됨

- 한편 기존의 I그룹을 위한 2점식 유아보호용장구는 어린이 통학버스에 장착될 수 있는 형태를 취하고 있어 탈부착이 용이하고 보관과 휴대가 용이하도록 접을 수 있게 되어 있음

ㅇ 스마트 유아보호용장구 기술 동향

- ‘똑똑한‘, ’기능적‘인 의미에서 스마트 유아보호용장구라 내세우는 기술들이 다수 등장

- 영국의 J사는 회전형 유아보호용장구 기술을 개발. 유아보호용장구 장착 후 원터치로 쉽게 회전할 수 있는 기능 적용

* 회전형 유아보호용장구 기술은 최근 국내외 다수의 기업에서 개발하고 있을 정도로 보편화되고 있는 기술임

- M사는 유아의 안전을 보다 높이기 위해 에어백 기능을 갖는 유아보호용장구를 개발함. 소형 에어백 기술을 유아용 유아보호용장구에 접목하였음

- F사는 차량에 유아보호용장구 설치가 번거롭다는 점에서 착안해 이를 해결하기 위한 기술을 개발. 스마트폰 전용 어플로 차종을 선택하면 유아보호용장구 베이스 내부의 센서가 알아서 최적의 기울기를 맞춰주고 벨트를 단단히 고정시켜줌

- 향후 제품의 고급화 트렌드에 맞추어 다양한 기능의 스마트기술이 접목될 것으로 예상됨

4. 지원 필요성

□ 기술적 지원 필요성 (※개발 시급성 및 기술적 파급효과 등)

ㅇ 어린이 통학차량 안전사고의 빈번한 발생

- 최근 통학차량 내에서 어린이가 안전띠를 매지 않아 사고 시 인명피해로 이어지는 경우가 발생

- 또한 운행종료 후 잠든 어린이를 방치하여 차량에 갇히는 사고도 자주 발생

* 차량갇힘사고 예방을 위해 하차벨을 의무적으로 도입하도록 하고 있음

- 이처럼 차량안전사고 예방을 위해서는 유아보호용장구를 올바르게 사용하는 것이 요구

ㅇ 통학차량 같이 단체차량 이동시 촉박한 승하차 시간과 보호자의 부주의에 의해 잠재적인 안전문제가 있음. 이를 효과적으로 관리할 수 있도록 ICT기술을 융합한 스마트 유아보호용장구 기술개발 필요

□ 경제적 지원 필요성 (※경제적 기대효과 등)

ㅇ 유아보호용장구의 경우, 국내 중소·중견기업에서 주도하여 활발한 기술 개발이 이루어지고 있는 분야로 중소·중견기업 사업화 용이한 분야임

ㅇ 국내 2점식 II그룹 (체중 15kg이상 25kg이하) 자동차용 어린이 보호 장치의 경우 시장의 한계로 인하여 제품을 개발하기 위한 투자 비용대비 수익성이 극히 낮기 때문에 정부의 적극적인 지원이 요구됨

□ 정부/정책적 지원필요성(※민간 직접 개발의 어려움 등)

ㅇ 모든 차량에서 유아보호용장구 사용 의무화 시행

- 2018년 9월부터 “유아보호용장구 장착 후 좌석안전띠 착용 의무”(도로교통법 제50조)를 시행중임

- 그러나 18kg을 초과하는 유아의 경우 버스 등 2점식 좌석안전띠가 설치된 좌석에 활용 가능한 유아보호용장구가 없어 통학버스의 유아보호용장구 장착률이 50%에도 미치지 못함

5. 활용방안 및 기대효과

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□ 활용방안

- 전국 어린이 통학차량 및 전세버스를 운영하는 기관에 다수의 유아보호용장구와 관리단말기를 포함한 시스템으로 공급 가능

□ 기술적 기대효과

- 통학차량 안전사고는 운전자 및 보호자의 안전불감증에 의한 인적 요인이 원인인 경우가 많은 현실에서 ICT기술로 인적요인을 보완함으로써 더욱 안전한 차량 이동을 구현

□ 경제적 기대효과

ㅇ 전국 유치원 및 어린이집, 각종 학원 등 통학차량을 이용하는 모든 기관에서 단체로 유아보호용장구를 사용하고 있어 시장성이 확보됨

- 전국 유치원 수는 6,153 곳(2017년)에 이르며 어린이집은 이보다 많은 40,238 곳(2017년, 보육통계)에 이름

ㅇ ICT융합형 단체 유아보호용장구 시스템을 적용할 경우 차량내 안전을 높이고 보호자의 편의성도 높일 수 있을 것으로 기대

□ 기타 사회․문화적 측면의 기대효과 및 파급효과

ㅇ 어린이의 단체 활동에서 통학버스를 이용한 이동구간의 안전을 확보하고 탑승자인 어린이뿐만 아니라 보호자를 안심시킴으로써 육아 및 보육의 질적 향상을 추구할 수 있음

ㅇ 출생아수와 인구가 감소하는 현실에서 소중한 어린이의 안전을 지키고 안타까운 인명사고가 예방될 수 있도록 기여할 수 있음

6. 지원기간/예산/추진체계

ㅇ 기간 :  27개월 이내  (1차년도 : 6개월, 2차년도 : 9개월, 3차년도 : 12개월)

ㅇ 정부출연금 : ‘19년 2.5억원 이내(총 정부출연금 11.25억원 이내)

ㅇ 주관기관 : 중소‧중견 제조기업

ㅇ 기술료 징수여부 : 기술료 징수