▲ 브리스톨대 연구진이 개발한 마이크로 비행 로봇(사진=브리스톨대)
영국 브리스톨대(University of Bristol) 연구팀이 펄럭이는 날개를 갖고 있는 곤충 크기의 비행 로봇용 구동시스템을 개발했다고 지난 2일(현지 시각) 밝혔다.
이 마이크로 비행 로봇은 모터나 기어 장치를 탑재할 필요가 없으며, 전기기계식 추진 기법을 활용해 동력을 얻는다.
조나단 로시터 브리스톨대 교수 연구팀은 벌 등 날아다니는 곤충에서 영감을 얻어 회전 부품이나 기어 없이도 날개의 움직임을 구현할 수 있는 직접 구동식 인공근육시스템 ‘라자(LAZA·Liquid-amplified Zipping Actuator·액체 증폭 지핑 액추에이터)’를 개발하고, 연구 논문을 로봇 전문 저널인 ’사이언스 로보틱스‘에 게재했다. 기존 마이크로 비행 로봇은 모터, 기어, 그리고 다른 복잡한 송신시스템을 활용해 날개를 위아래로 움직이는 동작을 구현해 왔다.
이번에 마이크로 비행 로봇에 적용된 라자(LAZA) 시스템은 펄럭이는 날개의 메커니즘을 단순화해 로봇의 크기를 곤충의 크기로 줄일 수 있다.
연구팀은 한 쌍의 라자 시스템으로 동작하는 마이크로 비행 로봇이 동일한 무게의 곤충과 비교해 보다 강력한 힘을 갖고 있다고 주장했다. 이 비행 로봇은 초당 자신의 몸길이의 18배에 달하는 거리를 날개를 펄럭이면서 비행할 수 있다. 로봇의 무게는 0.5g이며 날개의 길이는 15cm이다. 비행속도는 시속 1.6마일.
연구팀은 라자가 장거리 비행에 필요한 100만 사이클 이상의 날개짓을 구현하는 모습을 시연했다. 연구팀은 라자 시스템이 향후 곤충 모양의 다양한 자율 비행 로봇의 기본 구성요소로 채택될 수 있을 것으로 기대하고 있다.
논문 주요 저자인 팀 헬프스(Tim Helps) 박사는 "라자를 통해 우리는 복잡하고 비효율적인 송신 시스템을 통하지 않고도 날개에 직접적으로 정전기로 발생하는 힘을 가할 수 있다. 이는 더 나은 성능과 단순한 설계로 이어지며, 해상 풍력터빈의 자율 검사 등에 활용할 수 있는 새로운 종류의 저비용 경량급 마이크로 비행체의 가능성을 열어준다“고 말했다.
조나단 로시터 교수는 "더 작고 더 나은 성능의 마이크로 비행 로봇을 만드는 것은 큰 도전이다. 라자는 곤충처럼 크기가 작아 식물의 수분, 붕괴된 건물 잔해 속 사람 찾기 등 임무를 수행할 수 있는 자율비행 로봇을 향한 중요한 발걸음이다“라고 말했다.
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