새처럼 다리로 걷고 뛰고 점프하고 날 수 있는 항공 로봇이 개발됐다. 연구진은 이 디자인을 활용하면 복잡한 지형에서도 항공기를 이용할 수 있을 것이라고 말했다.

스위스 로잔 연방 공대(EPFL) 신원동 박사팀은 5일 과학 저널 네이처(Nature)에서 육상에서 다리로 새처럼 움직이다가 비행할 수 있는 항공 로봇 레이븐(RAVEN : Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments)을 개발했다고 밝혔다.

새의 뒷다리는 걷기, 뛰기, 도약, 점프해서 날아오르기 등 다양한 기능을 가지고 있다. 이런 기능은 항공 로봇에 유용할 수 있지만 여러 가지 이동 모드를 갖춘 시스템은 기계적으로 너무 복잡하고 무거워 제대로 비행하기 어려울 수 있기 때문에 만들기 쉽지 않다.

분석 결과 서로 다른 운동 전략에 적응한 새들 사이에서 다리와 몸 사이의 질량 분포가 균형을 이루고 있으며, 복합적인 보행이 필요한 육상 조류는 몸에 비해 다리의 질량이 큰 경향이 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이를 반영해 새의 엉덩이와 발목, 발을 모방한 구조로 된 뒷다리를 가지고 있고 앞머리에는 비행을 위한 프로펠러가 달린 항공 로봇 RAVEN을 개발했다.

RAVEN의 다리는 평지에서 걷기와 틈새 건너뛰기, 장애물 위로 점프하기 등 새들이 육상에서 보이는 다양한 이동 동작을 할 수 있게 설계됐다 연구팀은 RAVEN은 이런 육상 동작은 물론 새처럼 껑충 뛰면서 날아오를 수도 있다며 점프는 초기 비행 이륙 속도에 크게 기여하고 점프하지 않고 날아오를 때보다 에너지 효율이 더 높은 것으로 나타났다고 설명했다. 이어 새에서 영감을 받아 RAVEN에 적용한 다기능 로봇 다리는 자율 이륙과 다양한 방식의 보행 모드를 통해 기존 고정날개 항공기(fixed-wing aircraft)를 복잡한 지형에서도 활용할 수 있게 해줄 것이라고 덧붙였다.

◆ 출처 : Nature, Won Dong Shin et al., 'Fast ground-to-air transition with avian-inspired multifunctional legs', https://www.nature.com/articles/s41586-024-08228-9