작은 곤충인 물방개는 다리를 저으며 물속에서 헤엄을 칠뿐 아니라, 공중으로 '푸르르' 날아갈 수도 있다.

이런 곤충의 행동을 흉내 내 비행은 물론이고 물속에서도 구동하는 초소형 로봇이 개발됐다. 로봇은 수면에서 공중으로 '풀쩍' 뛰어오를 수도 있다.

미국 하버드대, 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD), 영국 임페리얼칼리지런던(ICL) 등이 참여한 국제 공동연구진은 이런 비행로봇을 개발했다고 25일 밝혔다.

연구 결과는 이날 국제학술지 '사이언스 로보틱스'(Science Robotics)에 실렸다.

이 로봇은 이전에 개발된 '로보비'(RoboBee)를 개량한 것이다.

연구진은 기존 비행 능력 외에 물에서도 안정적으로 구동하도록 기능을 더했다.

물속 환경은 공중과는 다른 만큼 두 환경에 모두 적합한 형태로 날개와 몸체를 새로 디자인했다.

'비행'에 최적화 된 '원조' 로보비보다 날개는 짧아지고, 몸체는 두꺼워졌다.

날개와 몸체가 변하며, 날갯짓 속도도 새로 계산해야 했다. 연구진은 새 형태의 날개를 단 로보비의 경우 공중에서는 초당 220∼300회, 물속에서는 초당 9∼13회가 적당한 날갯짓 횟수라는 결론을 내렸다.

로봇은 수면에서 37cm 가량 공중으로 뛰어 오를 수도 있다.

이때 필요한 에너지는 물을 전기분해해 얻은 수소와 산소에서 얻는다.

로봇이 물속에 들어가면, 처음에는 몸통 가운데 있는 상자에 물이 모인다. 여기에는 전기분해 장치가 있어, 모인 물은 점차 수소와 산소로 바뀐다.

로봇에 가스가 차며 로봇은 다시 수면으로 떠오르고, 이때 로봇은 상자 속에 남은 기체를 태우며 에너지를 얻어 도약한다.

상자 및 전기분해 장치의 무게로 인해 새 로보비의 무게는 이전 버전보다 90mg가량 늘어난 175mg이다.

연구진은 "로보비에 탑재할 수 있는 물체 무게에 한계가 있으므로, '이륙'에 필요한 연료를 실을 수는 없었다"며 "대신 환경에서 원료를 얻는 방법을 고안했다"고 설명했다.

다만 로보비의 동작은 아직 완전하지는 않다. 물에서 뛰어오른 뒤 바로 공중에서 날 수 없는게 대표 사례다.

연구진은 이런 단점을 보완할 계획이며, 로보비가 물속과 공중에서 모두 안정하게 구동하게 돼 앞으로 생물 연구나 환경 모니터링 등 다양한 곳에 활용하기를 바란다고 밝혔다.