비둘기 깃털로 만든 날개 단 비행로봇 개발

'사이언스'·'사이언스 로보틱스'에 연구 결과 발표

미국 연구진이 새 날개의 뼈와 근육 모양과 움직임 등을 정밀 분석하고 이를 적용해 하늘을 나는 로봇을 개발했다. 로봇의 날개는 실제 비둘기 깃털을 이용해 제작했다.

미국 스탠퍼드대 기계공학과 연구진은 “비둘기 날개 깃털을 사용한 하이브리드 로봇 ‘피죤봇'(PigeonBot)을 개발했다”고 17일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스'(Science)와 ‘사이언스 로보틱스'(Science Robotics)에 두 편의 논문으로 나뉘어 실렸다.

연구진은 실제 새처럼 깃털이 달린 날개로 나는 로봇을 만들기 위해 연구를 진행했다. 첫 모델로는 도시에서 쉽게 볼 수 있는 비둘기를 택했다.

이들은 비둘기 날개를 구성하는 뼈의 모양과 각도, 근육의 형태, 깃털의 움직임을 모두 분석하고, 그 결과를 비둘기 로봇 제작에 활용했다.

날개의 일부 움직임은 액추에이터와 탄성밴드 등으로 구현했다. 비둘기 깃털 40개는 로봇 날개에 옮겨졌다. 날개 골격은 고분자와 종이로 제작했고 몸체에는 로봇 움직임을 제어하기 위한 센서와 통신 부품 등이 들어갔으며 추력을 주기 위한 프로펠러도 달았다.

이렇게 만든 ‘피죤봇’은 실제 크기도 비둘기와 비슷하다. 다만 무게는 280g으로, 비둘기(약 400g)보다 가볍다.

피죤봇은 실제 새처럼 창공을 날 수 있고 방향을 자유자재로 바꾸는 것도 가능했다.

이 연구를 진행한 데이비드 렌틴크 교수는 “앞으로도 다양한 새의 움직임을 분석할 예정”이라며 “이런 연구는 새로운 항공기 설계에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 밝혔다.

피죤봇 같이 생물의 움직임이나 모양을 본뜬 로봇은 꾸준히 개발되고 있다. 이런 방식으로 로봇의 동작을 최적화하거나 새 기능을 구현할 수 있기 때문이다.

2017년에는 박쥐의 정교한 비행을 따라 하는 ‘배트봇’이 개발됐다. 박쥐의 날개에 있는 관절과 유연한 피부를 모방한 것으로, 정순조 미국 캘리포니아공대(Caltech) 교수팀이 제작했다. 배트봇은 실제 박쥐처럼 1초에 4∼6m를 날며 날개를 비대칭적으로 움직여 방향을 전환하고, 위에서 아래 방향으로 떨어지는 급격한 다이빙도 할 수 있다.

날아다니는 곤충의 ‘쉬는 행동’을 따라 해 비행에 드는 에너지를 대폭 줄인 로봇도 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT)와 하버드대 등 공동연구진은 비행 도중 천장 같은 곳에 붙어서 쉴 수 있는 100mg짜리 로봇 ‘로보비'(RoboBee)를 2016년 선보였다.

2015년에는 조규진 서울대 기계항공공학부 교수팀이 길이 2cm, 무게 68mg짜리 소금쟁이 로봇을 발표한 바 있다. 이 로봇은 물 위에 앉아 있다가 길게 뻗은 네 다리를 몸쪽으로 모으면서 수직으로 솟구치는데, 이 높이가 무려 몸길이의 7배에 이른다.

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