DJI드론처럼 오래 날았다 초소형 로봇 1000초간 날갯짓
DJI드론처럼 오래 날았다 초소형 로봇 1000초간 날갯짓
혈액 유전자 정보로 암 치매 등 1000가지 AI 닥터
살아있는 벌처럼 꽃에 가까이 접근해 꽃가루를 옮기는 수분매개자 역할을 하게 될 초소형 비행 로봇이 개발됐다.
몸집은 곤충에 가깝지만 시중에서 판매하는 레저용 드론만큼 민첩하고 지금까지 개발된 날갯짓하는 초소형 비행로봇 가운데 가장 오래 날 수 있어서 획기적이라는 평가가 나온다.
케빈 첸 미국 매사추세츠공대(MIT) 전기공학컴퓨터과학과(EECS) 교수 연구진은 17일(현지 시각)
꿀벌처럼 날개를 펄럭이며 1000초 이상 공중을 나는 무게 1g미만의 소형 곤충 로봇을 개발했다고 밝혔다.
연구진은 살아있는 꿀벌처럼 인공 벌집을 나와 떼 지어 날아다니며 꽃가루받이(수분 작업)를 하는 로봇 곤충을 개발하고 있다.
이번에 개발된 로봇 벌은 견고하고 앞서 개발된 로봇보다 체공 시간이 100배 가까이 늘어난 것이다. 몸집은 작지만 소형 센서와
배터리를 운반할 공간이 있어서 실험실이 아닌 야외 같은 공간에서도 독립적인 임무를 수행할 것으로 기대를 모은다.
첸 교수는 “이번에 개발된 로봇의 비행량은 지금까지 로봇 곤충 연구들에서 축적한 전체 비행량을 합친 것보다 길다”며
“로봇의 수명과 정밀도가 개선되면서 벌을 대신해 꽃가루를 옮기는 임무와 같은 실제 응용에 한 걸음 더 다가섰다”고 말했다.
특히 이번 연구에는 서울대를 졸업하고 MIT에서 박사 과정을 밟고 있는 김수한 연구원이 제1 저자로 참여했다.
비행 효율성과 정밀성 두 마리 토끼 잡아
최근 벌과 나비 같은 수분매개자들은 농약 같은 환경호르몬과 지구온난화의 영향으로 심각한 멸종 위협을 받고 있다.
미국과 독일 연구진에 따르면 2006년에서 2025년 사이에 보고된 벌 종의 수가 약 25% 감소한 것으로 나타났다.
자연뿐 아니라 인간 사회에서 수분매개자의 역할은 매우 크다.
꽃의 수술에서 꽃가루가 암술로 옮겨가는 꽃가루받이가 원활하지 못하면 과일이나 식량 생산량이 급격히 줄어든다.
과학자들은 대안으로 자연에 사는 벌처럼 오래 날고 민첩한 초소형비행체(MAV)로 인공 수분을 하는 방법을 찾고 있다.
드론이 꽃에 가까이 접근해 벌이 하던 꽃가루받이를 대신 하도록 하는 것이다.
MAV가 살아있는 곤충의 빠르고 복잡한 비행 능력을 따라 가려면 근육과 날개의 유연성과 내구성을 모방해야 한다.
하지만 기존 MAV는 느리고 고장이 나기 쉬우며 10초 이상 하늘에 떠있지 못했다.
지금까지 개발된 가장 뛰어난 로봇조차도 지구력, 속도, 기동성에서 벌과 같은 자연의 수분 매개자에게는 상대가 되지 않는다.
연구진은 새, 곤충처럼 날갯짓을 하는 손바닥 크기의 비행 로봇을 개발했다.
로봇은 가로가 4㎝, 세로 4㎝, 높이 0.9㎝며 무게는 750㎎에 불과하다.
로봇에는 펄럭이는 날개 4개가 사방으로 달려 있다.
연구진은 앞서 각각 날개 2개가 달린 마이크로 카세트 크기의 액추에이터(구동장치) 4개로 구성된 로봇 모델을 개발했다.
하지만 이 구조는 비행 성능이 떨어지는 문제가 발생했다. 날개가 펄럭일 때 공기가 서로 부딪혀서 양력이 감소하기 때문이다.
연구진은 이 문제를 개선하기 위해 마이크로 카세트 크기의 장치 4개에 날개를 하나씩 달아서 날갯짓을 안정시키고 양력을 증가시켰다.
연구진은 이 로봇 곤충의 꼬리에 전기를 공급하는 구리 끈을 달아 1~2m 높이로 날리는 데 성공했다.
