일라이 휘트니

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1. 개요
2. 생애
3. 조면기 발명
4. 부품 호환성 개념 확립
5. 평가
6. 말년
참조

1. 개요

일라이 휘트니는 1765년 매사추세츠주에서 태어난 미국의 발명가로, 조면기(1793년)를 발명하여 면화 생산성을 크게 향상시켰다. 조면기는 미국 남부의 경제 발전에 기여했으나, 노예 노동에 대한 수요를 증가시켜 미국 노예 제도를 강화하는 결과를 낳았다. 휘트니는 또한 호환성 부품의 개념을 옹호하며, 머스킷총 제작 계약을 통해 이를 실용화하려 했다. 그는 부품별 전문 기계와 한계 게이지를 활용하여 공차를 균일하게 만들었으며, 이는 대량 생산의 기반이 되었다. 휘트니는 1825년 전립선암으로 사망했으며, 예일 대학교에는 그를 기리는 프로그램이 있다.

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일라이 휘트니
기본 정보
1822년 휘트니
이름	일라이 휘트니
출생일	1765년 12월 8일
출생지	매사추세츠주웨스트버러
사망일	1825년 1월 8일
사망지	코네티컷주뉴헤이븐
서명
학력
교육 기관	예일 대학교
가족
부모	일라이 휘트니, 엘리자베스 페이
친척	휘트니 가문
자녀	4명
경력
주요 프로젝트	교환 가능한 부품, 조면기, 밀링 머신

2. 생애

1765년 12월 8일 매사추세츠주 웨스트버러에서 부유한 농부의 아들로 태어났다. 어릴 때부터 손재주가 뛰어나 농기구 등을 직접 수리하고 제작했다.^[30] 미국 독립 전쟁 기간 중에는 대장간에서 못을 만들어 판매하기도 했다.^[31] 다소 늦은 나이인 24세에 예일 대학교에 진학하여 1792년 졸업했다.^[32]^[33] 조지아에서 가정교사로 일했으며, 1817년 1월 6일 헨리에터 에드워즈와 결혼해 네 아이를 두었다.

휘트니의 어머니 엘리자베스 페이는 그가 11세였던 1777년에 사망했다.^[1] 14세에 미국 독립 전쟁 기간 동안 아버지의 작업장에서 수익성 있는 못 제조 사업을 운영했다.^[8]

계모가 대학 진학을 반대했기 때문에, 휘트니는 돈을 모으기 위해 농부와 학교 교사로 일했다. 레스터 아카데미 (베커 칼리지)에서 공부하고, 코네티컷주 더럼의 엘리저 굿리치 목사의 지도를 받으며 예일 대학교 입학을 준비했다. 1789년 가을 예일 대학교에 입학하여 1792년에 졸업했다.^[2]^[3]

휘트니가 공립 학교 운영을 위해 매사추세츠주 웨스트버러의 셀렉트맨에게 제출한 청원서 (필체 샘플 포함)

졸업 후 법학을 공부할 예정이었지만, 자금이 부족하여 사우스캐롤라이나주에서 사립 가정교사 자리를 제안받았다. 그러나 목적지에 도착하는 대신 조지아를 방문하게 되었다.^[8] 18세기 말 조지아는 재산을 찾으려는 뉴잉글랜드 사람들에게 매력적인 곳이었다. 사우스캐롤라이나로 가는 배에서 로드아일랜드 출신의 혁명 영웅 너새니얼 그린 장군의 미망인(캐서린 리틀필드 그린)과 가족을 만났다. 그린 부인은 휘트니를 조지아에 있는 자신의 농장인 멀버리 그로브 농장으로 초대했다. 그녀의 농장 관리자이자 미래의 남편은 코네티컷 출신이자 예일대 졸업생(1785년 졸업)인 피니어스 밀러였으며, 그는 휘트니의 사업 파트너가 되었다.

3. 조면기 발명

1793년 10월 28일 휘트니는 성능이 크게 개선된 조면기를 만들어 특허를 출원했고, 1794년 3월 14일에 발명특허를 취득했다.^[34]^[35] 조면기는 면화에서 씨를 제거하는 기계로, 이전부터 사용되어 왔지만 성능이 좋지 않아 단모품종 면화에는 사용할 수 없었다. 휘트니의 조면기는 이러한 문제를 해결하여 면화 생산에 큰 영향을 미쳤다.

휘트니는 조면기 발명으로 큰 명성을 얻었지만, 특허 분쟁과 사업 실패로 인해 경제적인 어려움을 겪었다. 그는 농부들에게 면화 정제 대가로 면화 가치의 5분의 2를 요구했는데, 이는 과도한 가격이라는 불만을 샀다. 또한 조면기의 단순한 구조 때문에 모방품이 쉽게 만들어졌고, 특허 침해 소송으로 인해 이윤이 소진되었다. 결국 휘트니의 조면기 회사는 1797년에 문을 닫았다.^[8]

그럼에도 불구하고, 휘트니의 조면기 발명은 미국의 면화 산업과 경제에 큰 영향을 미쳤으며, 남북 전쟁의 원인 중 하나로 여겨지기도 한다.

3. 1. 조면기의 구조와 원리

1793년에 휘트니가 개발한 조면기는 톱니 모양의 이를 가진 원통과 목화씨보다 약간 작은 홈이 있는 단순한 구조였다.^[40] 원통이 회전하면 톱니 모양의 뾰족한 철사가 홈 위에 있는 목화의 면모(綿毛)만을 홈을 통해 밖으로 뽑아내고, 씨는 홈 위에 남게 된다.^[40] 이러한 방식으로 면화에서 씨앗을 분리한다. 조면기의 'gin'은 'engine'(엔진)의 줄임말이다. 휘트니는 고양이가 울타리를 통해 닭을 잡아당기려다 깃털만 몇 개 뽑는 것을 보고 이러한 구조를 고안했다고 전해진다.^[5]

3. 2. 성능 개량과 생산성 향상

휘트니는 기존 조면기를 개량하여 1793년에 단모종 면화도 처리할 수 있는 새로운 조면기를 개발했다.^[39] 이 조면기는 톱날 모양의 이를 가진 원통과 목화씨보다 약간 작은 홈으로 구성되어 있었다. 원통이 회전하면서 톱날이 목화 섬유를 홈을 통해 밖으로 뽑아내고, 씨앗은 홈에 남는 방식이었다.^[40]

휘트니의 조면기는 하루에 약 24.95kg의 정제된 면화를 생산할 수 있었는데, 이는 이전의 수작업 방식(하루 1파운드의 솜)에 비해 50배 이상 향상된 획기적인 생산성 향상이었다.

3. 3. 조면기 보급과 경제적 영향

휘트니의 조면기가 널리 보급되면서 미국의 면 생산량은 크게 증가하였다. 조면기 발명 1년 만에 미국의 면 수확량은 50만 파운드에서 80만 파운드로 증가했고, 이후에도 꾸준히 증가하여 1800년에는 350만 파운드, 1810년에는 9,300만 파운드,^[41] 1825년에는 2억 2,500만 파운드,^[47] 1860년에는 23억 파운드를 기록했다.^[42]

기존 남부지역의 주요 작물이었던 담배는 과잉생산으로 가격이 폭락하였는데, 그 대체작물로 면화가 부상하며 급격히 재배면적이 늘어났다. இதனால் 남부는 '면화 왕국'으로 불리게 되었다. 당시 전 세계적으로 양모 대신 면직물로 의복이 변화하는 추세였기 때문에 면화의 수요는 폭발적이었다.^[43] 목화는 장기 보관과 장거리 운송이 용이하다는 큰 장점도 있었다.

면화 생산량이 급격히 늘어나면서 미국 남부 내륙 지역에는 단일 작물을 대규모로 재배하는 플랜테이션 농장들이 본격적으로 들어서기 시작했다. 1820년부터 1860년까지 면은 미국 수출의 절반 이상을 차지하며 최고 수출품이 되었고, 영국에서 필요한 면의 약 80%를 미국 남부가 제공했다.^[47]

3. 4. 노예 제도에 미친 영향

개량된 조면기는 하루에 50명분의 작업량을 소화했으며, 이후 더욱 성능이 향상된 모델은 초기 조면기에 비해 효율이 50배나 높아졌다.^[36] 휘트니의 조면기가 널리 보급되면서 미국의 면 생산량은 크게 증가했다. 발명 1년 만에 미국의 면 수확량은 50만 파운드에서 80만 파운드로 증가했고, 1800년에는 350만 파운드, 1810년에는 9,300만 파운드,^[41] 1825년에는 2억 2,500만 파운드,^[47] 1860년에는 23억 파운드를 기록했다.^[42] 기존 남부지역의 주요 작물이었던 담배는 과잉생산으로 가격이 폭락했는데, 면화가 대체 작물로 부상하며 재배 면적이 급격히 늘어 남부는 '면화 왕국'이 되었다. 당시 전 세계적으로 양모 대신 면직물로 의복 혁명이 일어나고 있었기 때문에 면화 수요는 폭발적이었다.^[43]

생산량이 급격히 늘면서 미국 남부 내륙 지역에는 단일 작물을 대규모로 재배하는 플랜테이션 농장들이 본격적으로 들어섰다. 1820~1860년에 면은 미국 수출의 절반 이상을 차지하며 최고 수출품이 되었고, 영국에서 필요한 면의 약 80%를 미국 남부가 제공했다.^[47] 담배 생산 감소로 한동안 줄어들던 흑인 노예 수도 계속해서 늘어났다. 미국 남부 지방의 노예 수는 1790년에 약 70만 명이었지만, 조면기 발명 이후 급속히 증가하여 1850년에는 320만 명을 기록했다. 노예 가격도 1790년 300달러에서 1850년 2,000달러로 뛰었다.^[44] 흑인 노예에 대해 북부보다 더 동정적이던 남부인들의 생각도 변하여 노예 제도 폐지론은 자취를 감추었다.^[45]

휘트니는 자신의 조면기가 노예 노동에 대한 수요를 줄여 남부 노예 제도의 종식을 앞당기는 데 도움이 될 것이라고 믿었다.^[12] 그러나 역설적이게도 노동력을 절약하는 장치인 조면기는 미국에서 노예 제도를 70년 더 보존하고 연장하는 데 기여했다. 1790년대 이전에는 노예 노동력이 주로 쌀, 담배, 쪽을 재배하는 데 사용되었는데, 이들은 더 이상 수익성이 높지 않았다. 면화 역시 씨앗 제거의 어려움 때문에 수익성이 낮았다. 하지만 조면기의 발명으로 노예 노동력을 사용한 면화 재배가 매우 수익성이 높아졌고, 이는 미국 남부의 주요 부의 원천이자 조지아에서 텍사스에 이르는 변경지 정착의 기반이 되었다.

일부 역사가들은 휘트니의 조면기가 남북전쟁의 도화선으로 작용했다고 비판한다.^[48]

3. 5. 특허 분쟁과 사업 실패

휘트니의 조면기는 실용적이고 혁신적이었지만, 매우 단순한 구조를 가진 기계였다. 이 때문에 다른 사람들이 쉽게 복제품을 만들 수 있었고, 조면기는 널리 보급되었다. 1790년에 제정된 특허법에 따라 특허를 받았지만, 수익의 40%를 로열티로 요구했기 때문인지 실제적인 효력을 발휘하지는 못했다.^[44] 특허 침해자를 상대로 소송을 했으나 비용만 지출될 뿐이었다. 1794년에 50000USD를 자본금으로 코네티컷에 조면기 공장을 세웠다. 그러나 사업은 순탄치 못했고 1795년에 공장이 화재로 전소되는 불운도 겹쳤다. 재기하여 조면기 생산에 다시 도전했으나, 결국 1797년에 공장 문을 닫으며 사업에 실패하고 말았다.^[47]

4. 부품 호환성 개념 확립

엘리 휘트니는 19세기 중반 미국에 큰 영향을 미친 면화 탈곡기(1793년) 발명과 호환성 부품 개념 확립으로 가장 유명하다. 남부에서는 면화 탈곡기가 면화 수확 방식을 혁신하여 노예 제도를 부활시켰고, 북부에서는 호환성 부품 채택이 제조업을 혁신하여 남북 전쟁에서 미국의 승리에 크게 기여했다.

엘리 휘트니가 1798년에 조병창으로 체결한 최초 계약. 재무부 장관 올리버 울콧 주니어가 서명했다.

휘트니는 머스킷총 제작자로서 호환성 부품 아이디어를 옹호했지만, 이 아이디어는 휘트니 이전부터 존재했다. 휘트니의 역할은 발명보다는 홍보와 대중화였다.^[13] 휘트니는 이 아이디어를 널리 알리고 실제로 적용하려 노력했다.

1790년대 후반, 휘트니는 면화 탈곡기 관련 소송으로 파산 직전에 있었다. 프랑스 혁명으로 미국과 프랑스 간 긴장이 고조되면서, 미국 정부는 전쟁 준비를 위해 대량의 머스킷 소총이 필요하게 되었다. 1798년, 휘트니는 1만 정이 넘는 머스킷 소총 생산 계약을 체결했다. 계약 당시 휘트니는 호환성 부품에 대해 언급하지 않았지만, 10개월 후 재무부 장관 올리버 울콧 주니어로부터 프랑스의 기술자 오노레 블랑의 보고서를 전달받고 나서 호환성 부품에 대한 아이디어를 적극적으로 추진하기 시작했다.

1798년 5월, 의회는 프랑스와의 전쟁 발발 시 소형 무기와 대포 구매를 위해 80만 달러 사용 법안을 통과시켰다. 정부는 무기 생산자에게 5,000달러의 인센티브를 제공했다. 면화 탈곡기가 휘트니에게 약속했던 보상을 가져다주지 못했기 때문에, 그는 그 제안을 받아들였다. 계약 기간은 1년이었지만, 휘트니는 여러 핑계를 대며 1809년이 되어서야 무기를 납품했다. 역사학자들은 1801~1806년 동안 휘트니가 면화 탈곡기로 이익을 얻기 위해 사우스캐롤라이나로 향했다는 것을 발견했다.^[14]

1801년 휘트니의 시연은 교환 부품 제작의 가능성을 보여주는 것처럼 보였지만, 메리트 로 스미스는 그것이 "조작된" 것이며 "정부 당국을 속여" 그가 성공했다고 믿게 만들었다고 결론 내린다.^[14]

정부는 휘트니의 머스킷총 가격이 정부 조병창 생산 가격보다 비싸다고 불만을 제기했지만, 휘트니는 고정 비용(보험, 기계류)을 포함한 원가 회계 개념을 제시하여 제조 과정의 경제적 효율성을 높이는 데 기여했다.

4. 1. 부품 호환성 아이디어

엘리 휘트니는 머스킷 소총 제조에 호환성 부품 개념을 도입하고 발전시킨 것으로 알려져 있지만, 사실 이 아이디어는 그 이전부터 존재했다.^[13] 휘트니의 역할은 이 개념을 발명했다기보다는 널리 알리고 대중화한 것이었다.

호환성 부품을 사용하려는 시도는 포에니 전쟁 시대까지 거슬러 올라간다. 당시 배의 고고학적 유물과 기록에서 이를 확인할 수 있다. 근대에 들어와 이 아이디어는 여러 사람들에 의해 발전되었다. 초기 선구자 중 한 명은 18세기 프랑스 포병 장교 장바티스트 드 그리보발로, 그는 대포 부품의 표준화를 시도했다. 비록 완전한 호환성 부품은 아니었지만, 상당한 수준의 표준화를 이루어냈다. 그는 오노레 블랑과 루이 드 투사르 등에게 영감을 주어 이 아이디어를 더욱 발전시켰다.

19세기에 이러한 노력은 "조병창 시스템"을 낳았다. 존 H. 홀 대위와 시메온 노스 등 뉴잉글랜드 출신의 몇몇 사람들은 휘트니보다 먼저 호환성 부품 생산을 성공시켰다. 휘트니의 조병창은 그가 사망한 1825년 직후에야 호환성 부품 생산에 성공했다.

4. 2. 머스킷 소총 생산 계약과 한계 게이지

엘리 휘트니는 머스킷 소총 제조에 호환성 부품 개념을 도입하여 대량 생산의 기반을 마련한 인물로 알려져 있지만, 사실 이 아이디어는 휘트니 이전부터 존재했다. 휘트니의 역할은 이 아이디어를 널리 알리고 실제로 적용하려 노력한 데에 있었다.^[13]

1790년대 후반, 휘트니는 면화 탈곡기 관련 소송으로 인해 파산 위기에 놓여 있었다. 때마침 프랑스 혁명으로 인해 미국과 프랑스 간의 긴장이 고조되면서, 미국 정부는 전쟁 준비를 위해 대량의 머스킷 소총이 필요하게 되었다. 1798년, 휘트니는 이 기회를 놓치지 않고 1만 정이 넘는 머스킷 소총 생산 계약을 따냈다.

계약 당시 휘트니는 호환성 부품에 대해 언급하지 않았지만, 10개월 후 재무부 장관 올리버 월콧 주니어로부터 프랑스의 기술자 오노레 블랑의 보고서를 전달받고 나서 호환성 부품에 대한 아이디어를 적극적으로 추진하기 시작했다.

휘트니는 부품별로 특화된 단능 공작 기계를 제작하고, 오노레 블랑이 고안한 한계 게이지를 활용하여 부품의 공차를 균일하게 만드는 데 힘썼다. 이를 통해 이전에는 숙련된 기술자의 수작업에 의존하던 방식에서 벗어나, 호환 가능한 부품을 대량으로 생산할 수 있는 기반을 마련했다.

1801년, 휘트니는 정부 관계자들 앞에서 여러 정의 머스킷 소총을 분해하고 무작위로 부품을 선택하여 다시 조립하는 시연을 선보였다. 그러나 이 시연은 계약 이행 지연에 대한 비판을 무마하기 위한 연출이었다는 주장도 제기된다.^[14]

휘트니가 생산한 머스킷 소총의 가격이 정부 조병창에서 생산된 것보다 비싸다는 불만이 제기되자, 휘트니는 고정 비용을 포함한 원가 회계 개념을 제시하여 제조 과정의 경제적 효율성을 높이는 데 기여했다.

4. 3. 부품 호환성을 통한 대량 생산

엘리 휘트니는 부품 호환성을 오랫동안 추구했지만, 호환성 부품 아이디어의 발명자는 아니었다. 휘트니 이전에도 호환성 부품 아이디어는 존재했으며, 휘트니는 단지 그것을 추진하고 보급했을 뿐이다. 당시의 생산 체계는 가공 기술자의 숙련도에 의존하여 수작업으로 제작하는 방식이었고, 부품의 호환성은 거의 없었다.^[13]

부품의 호환성을 확보하려는 시도는 포에니 전쟁 시대까지 거슬러 올라간다. 근대에 이르러 이 아이디어는 여러 사람들에 의해 수십 년에 걸쳐 발전했다. 초기 인물로는 18세기 프랑스의 포병 장교 장바티스트 드 그리보발이 있으며, 그는 대포 부품 제조의 규격화를 실시했지만, 진정한 호환성 부품이라고 할 수준은 아니었다. 이로 인해 오노레 블랑 등은 이 아이디어를 더욱 발전시켰다. 뉴잉글랜드에서도 휘트니 이전에 존 H. 홀이나 시메온 노스가 부품의 호환성 확보에 성공했다. 휘트니의 공장에서 호환성 확보에 성공한 것은 그의 사후인 1825년의 일이다.

휘트니는 부품별로 전문화된 단능 공작 기계를 만들고, 프랑스의 오노레 블랑이 고안한 한계 게이지를 실용화하여 공차를 균일하게 맞추었다. 이를 통해 호환성 부품의 대량 생산을 가능하게 했다.

1801년, 휘트니는 여러 정의 총을 분해하고, 그중에서 임의로 꺼낸 부품으로 다시 총을 조립하는 시연을 선보였다.^[14] 그러나 역사가 메리트 로 스미스에 따르면, 이 시연은 조작된 것이었다.^[14]

5. 평가

일라이 휘트니는 19세기 중반 미국에 큰 영향을 미친 두 가지 혁신, 즉 면화 탈곡기(조면기) 발명(1793년)과 호환성 부품 개념의 옹호로 가장 잘 알려져 있다.^[48] 조면기 발명은 미국 산업 혁명의 견인차 역할을 했다는 평가를 받는다. 조면기는 면화 생산성을 크게 높여, 미국 남부의 경제 발전에 기여했다. 그러나 특허 사용료를 제대로 받지 못해 정작 휘트니는 큰 돈을 벌지 못했다.^[48]

조면기는 하루에 약 24.95kg의 정제된 면화를 생산할 수 있었는데, 이는 이전의 노동 집약적인 방식에 비해 획기적인 발전이었다.^[6] 'gin'이라는 단어는 'engine'(엔진)의 줄임말이다.^[5] 휘트니는 고양이가 울타리를 통해 닭을 잡아당기려다 깃털만 몇 개 뽑는 것을 보고 조면기의 구조에 대한 영감을 얻었다고 전해진다.^[5]

하지만, 조면기로 인한 면화 생산 증가는 플랜테이션 농업 방식 도입과 함께 노예 수요의 급증을 초래했고, 이는 남북전쟁의 도화선으로 작용했다는 비판도 존재한다.^[48] 휘트니의 발명 이후, 미국 남부의 농장 산업이 부활하여 결국 남북 전쟁으로 이어졌다는 것이다.^[9] 일부 역사학자들은 휘트니의 면화 탈면기가 미국 남북 전쟁의 의도하지 않은 중요한 원인이었다고 주장한다.

반면, 북부에서는 휘트니가 옹호한 호환성 부품의 채택이 제조업을 혁신하여 남북 전쟁에서 미국의 승리에 크게 기여했다는 평가도 받는다.

6. 말년

휘트니는 사회적, 정치적 관계의 중요성을 강하게 의식했다. 무기 제조업을 시작할 때에도 예일대학교 동문인 미국 재무부 장관 올리버 월콧이나 뉴헤이븐의 정치인 제임스 힐하우스 등의 연줄을 활용했다.

1817년, 휘트니는 유명한 복음주의 조나단 에드워즈의 손녀이자, 예일대학교 총장 티모시 드와이트 4세의 사촌이며 민주당 코네티컷주 지부 대표이기도 한 피어폰트 에드워즈의 딸인 헨리에타 에드워즈와 결혼하여 코네티컷 상류층과 더욱 밀접한 관계를 맺었다. 정부와의 계약에 의존하는 사업을 하는 데 있어, 그러한 관계는 필수적이었다.

1825년 1월 8일, 휘트니는 코네티컷주 뉴헤이븐에서 전립선암으로 59세 생일을 한 달 앞두고 사망했다. 그는 미망인과 4명의 자녀를 남겼다. 발병한 이후, 그는 신체적 고통을 완화하는 기구를 몇 가지 발명하고 제작했다.^[15]

휘트니가 23세에 예일대학교에 입학한 것에 맞춰, 예일대학교는 비전통적 학생들을 위한 일라이 휘트니 학생 프로그램을 운영하고 있다.^[16]

참조

_[1] 웹사이트 Westborough Deaths https://web.archive.[...] New England Historic Genealogical Society 2010-04-17
_[2] 웹사이트 Elms and Magnolias: The 18th century http://www.library.y[...] Manuscripts and Archives, Yale University Library 1996-08-16
_[3] 웹사이트 Who Belongs To Phi Beta Kappa http://www.pbk.org/i[...] 2009-10-04
_[4] 웹사이트 New Georgia Encyclopedia: Eli Whitney in Georgia http://www.georgiaen[...] 2008-03-19
_[5] 뉴스 Cat Gave Him Idea. https://news.google.[...] Gettysburg Compiler 1918-04-27
_[6] 웹사이트 Eli Whitney's Patent for the Cotton Gin https://www.archives[...] US National Archives 2021-04-13
_[7] 웹사이트 Patent for Cotton Gin http://search.ebscoh[...] 2016-10-20
_[8] 웹사이트 Inventor of the Week: Eli Whitney - Cotton Gin http://web.mit.edu/i[...] 2012-06-09
_[9] 웹사이트 Top Five Causes of the Civil War https://web.archive.[...] Americanhistory.about.com 2012-01-26
_[10] 웹사이트 The Eli Whitney Museum and Workshop http://www.eliwhitne[...]
_[11] 간행물 Monthly Summary of Commerce and Finance of the United States, Issues 1-3 U.S. Department of the Treasury
_[12] 웹사이트 Eli Whitney Patents the Machine He Thought Would Help End Slavery https://web.archive.[...] Office of the State Historian 2020-03-14
_[13] 서적 At Home: A Short History of Private Life https://archive.org/[...] Knopf Doubleday Publishing Group 2011
_[14] 간행물 Eli Whitney's Other Talent http://www.americanh[...] 1987-05-01
_[15] 웹사이트 The Family {{!}} The Eli Whitney Museum and Workshop https://eliwhitney.o[...] 2023-01-24
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