배경: 마이크로 모빌리티는 전동 스쿠터나 전동 자전거(e-bicycle)와 같은 경량 차량을 이용하여 짧은 거리를 이동하는 교통수단의 한 형태이다. 마이크로 모빌리티는 현재 전 세계 주요 도시에서 보편화되어 있으며, 많은 도시 지역 이용자들이 이를 자동차 교통 운송의 대안으로 인식하고 있다. 마이크로 모빌리티는 걷기보다 상당히 높은 속도를 제공하고, 운전보다 환경 친화적이며 편리하며, 비싼 자동차 주차 시설이 필요하지 않다. 헬멧은 마이크로 모빌리티 서비스를 이용 중 넘어짐으로 인해 발생하는 두부 손상의 위험을 유의하게 감소시키는 필수 개인 보호구이다. 그러나 마이크로 모빌리티를 이용하는 많은 사용자는 헬멧을 착용하지 않거나, 탑승 시 훨씬 더 높은 속도에도 불구하고 전통적인 자전거 헬멧을 착용하지 않는 경우가 많다. 이용자 행동을 고려할 때 마이크로 모빌리티 헬멧은 라이더의 두부 손상을 보호하는 것, 착용 편안함, 그리고 휴대성을 최대화하여 쉽게 휴대할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한 환경적 관점에서 볼 때, 현재 모빌리티 헬멧 시장에서 사용되는 재료는 친환경성이 매우 낮다. 이용자 수요가 증가함에 따라 헬멧 생산에 지속가능한 재료의 적용을 검토할 때이다. 본 연구의 목적을 달성하기 위해, 우리는 지속가능성을 촉진하면서 마이크로 모빌리티 이용자의 필수 기능(예: 안전, 쾌적성, 휴대성)을 충족시키기 위한 다양한 재료를 탐색하였다. 본 연구는 마이크로 모빌리티 이용 시 두부 손상을 예방하기 위해 더 많은 라이더가 헬멧을 착용하도록 장려하고자 한다. 따라서 개발된 헬멧은 휴대가 용이하고 착용이 편안하며 경량이고 휴대 가능해야 한다.방법: 환경 친화적 제품의 사용을 촉진하기 위해, 본 연구는 설계 단계에서 최종 제품의 고도로 휴대 가능한 형태를 설계할 수 있는 다양한 친환경 재료를 평가하였다. 본 연구는 헬멧 생산을 위한 지속가능한 재료로 골판지(cardboard)와 코르크(cork)를 고려하였고, 자동차 에어백으로부터 유래한 재활용 가능 재료인 Nylon 66을 한 가지 재료로 추가하였다. 최종적으로 유한요소해석(FEA)과 전산유체역학(CFD) 해석을 통해 제안된 모든 최종 설계를 시험하여, 설계된 헬멧이 적용 가능한 안전 기준과 기능적 요구사항을 충족하는지 검토하였다.결과: FEA 분석 결과, 골판지(골판지 종이) 헬멧은 라이더의 머리에 가해지는 응력과 관련하여 우수했으며, 80km/h에서 5KPa로 기록되었다. CFD 분석 결과, 코르크 헬멧은 라이더 머리의 온도 측면에서 더 나은 성능을 보였다. 코르크 헬멧은 초기 머리 온도 36.5℃로 설정한 조건에서 온도를 3.6℃ 감소시켰다.결론: 휴대성, 냉각 능력, 그리고 환경 친화성을 포함한 광범위한 설계 요인을 고려할 때, 골판지 종이는 마이크로 모빌리티 이용자를 위한 헬멧 재료로 가장 적합하였다. 그러나 향후 연구에서는 헬멧 디자인의 더 많은 심미적 및 스타일 요소를 고려해야 한다.

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