MIT, 16분 비행 가능한 곤충 로봇 개발

 

 

 

▲ 손안의 곤충 로봇(사진=MIT)

 

MIT 연구팀이 최장 1000초(16.6분) 동안 비행 가능한 곤충 로봇을 개발했다고 15일(현지 시각) 밝혔다.

 

연구팀은 향후 곤충 로봇들이 기계적으로 만들어진 벌집에서 한꺼번에 나와 정밀한 수분(受粉·pollination) 작업을 신속하게 수행할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이 기술을 활용해 미래의 농부들은 과일과 채소 수확량을 늘리고, 농업이 환경에 미치는 악영향을 완화할 수 있을 것으로 보고 있다.

 

이번 연구 논문은 로봇 분야 전문 학술지인 ‘사이언스 로보틱스‘에 발표됐다.(논문 제목:Acrobatics at the insect-scale: a durable, precise, and agile micro-aerial-robot).

 

연구팀은 자연 수분 매개체의 해부학적 구조에서 영감을 받아, 로봇 설계 방식을 전면적으로 개편해 이전 버전보다 훨씬 더 민첩하고 내구성이 뛰어난 소형 공중 로봇을 제작했다고 밝혔다.

 

 

 

▲ 곤충 로봇이 영문자 'M.I.T'를 그리면서 궤적 비행하는 모습(사진=MIT)

 

새로운 버전의 곤충 로봇은 이전 버전에 비해 100배 이상 긴, 약 1000초 동안 공중에 떠있을 수 있다. 종이 클립보다 무게가 가벼운 이 곤충 로봇은 이중 공중 곡예 비행 등 고난도의 동작을 수행하면서 유사한 로봇보다 훨씬 빠르게 비행할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

 

 

 

▲ 곤충 로봇의 날개 디자인(사진=MIT)

 

연구팀은 로봇의 인공 날개 굴곡 부분에 가해지는 기계적 스트레스를 최소화할수 있도록 설계 방식을 변경해 기동성, 지구력, 수명을 개선했다고 밝혔다. 새로운 디자인은 로봇이 작은 배터리나 센서를 장착할 수 있는 여유 공간을 제공한다.

 

이전 버전의 곤충 로봇은 각각 두 개의 날개를 가진 네개의 동일한 유닛으로 구성되어 있으며, 마이크로카세트 크기의 직사각형 장치와 결합돼 있다. 하지만 이 로봇은 개별적인 유닛의 성능이 완성된 로봇보다 뛰어났다. 날개가 펄럭이면서 공기를 날개에 불어넣어 양력을 감소시키는 성능 저하 현상이 발생했다.

 

 

 

 

 

새로운 로봇 디자인은 날개의 수를 절반으로 줄였다. 동일한 4개의 유닛에는 펄럭이는 날개가 하나씩 달려 있어 날개를 안정화하고 양력을 높여준다. 날개의 수가 절반으로 줄어들면서 전자장치를 탑재할수 있는 공간도 확보했다.

 

연구팀은 날개를 펄럭이게 만드는 액추에이터(인공 근육)에 연결하는 보다 복잡한 트랜스미션을 만들었다. 이 트랜스미션은 내구성이 개선돼 과거 버전에 비해 내구성을 제한하는 기계적 부담을 줄여준다. 제어 토크가 이전보다 세 배 더 크게 발생하기 때문에 매우 정교하고 정확한 경로 탐색 비행을 할 수 있다.

 

 

이러한 혁신적인 디자인에도 불구하고 최고의 곤충 로봇과 실제 곤충 사이에는 여전히 격차가 있다고 한다. 예를 들어, 꿀벌은 날개가 두 개뿐이지만 곤충 로봇 보다 훨씬 빠르고, 고도로 제어되는 동작을 수행할 수 있다는 것이다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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