싱가포르과기대, "전력없이 동작하는 드론" 개발

싱가포르 연구진이 전력없이 동작하는 드론을 개발했다. 식물의 모습에서 영감을 얻은 이 신형 드론 기술은 향후 재난 구조 등에 사용될 수 있을 것으로 전망된다.

중국 ‘즈둥시(智东西)’에 따르면 최근 싱가포르과기대학(Singapore University of Technology and Design)의 로봇 전문가들은 'IEEE 로보틱스 앤드 오토메이션 레터스(IEEE Robotics and Automation Letters)'에 신형 드론에 관한 논문을 발표했다. 연구진이 개발한 신형 드론은 5개의 드론이 서로 연결돼 있으며 지면 근처에 도달하면 날개를 서로 분리, 목표 지점에 낙하할 수 있게 했다.

이 드론의 특징은 전력 공급이 필요하지 않다는 것. 하강하는 초기 단계에 5개의 드론이 풍력의 도움을 받아 자전을 한다. 이때 몇 개의 날개가 서로 연결돼 하나의 회전축을 형성한다.

여러 드론이 결합된 형식을 통해 더 높은 회전 동력과 협동 제어 능력을 가질 수 있다. 합체 드론이 지면에 가까워졌을 때 협동 모드를 해제해 각 개체가 따로 목적지에 도달할수 있도록 했다.

기존 고정형 드론과 쿼드콥터 드론은 구조가 상대적으로 복잡하고 가격 역시 비싼 편이다. 단발성으로 드론이 필요한 작업의 경우 고정 날개와 쿼드콥터 드론의 원가는 매우 높다. 단발성으로 사용하기엔 자원 낭비가 크다.

연구진은 단풍잎과 날개열매(翅果,시과,samara)가 바람을 따라 날아가는 모습에서 영감을 얻어 간단한 구조의 슬라이딩 날개 드론을 설계했다고 전했다. 단풍잎과 날개 열매의  공통점은 바람을 따라 회전하며 지면에 떨어지는 것이다. 시과의 잎이 회전하는 날개 역할을 하지만 하강하는 과정에서 방향을 제어하진 못한다. 풍향에 따라 땅에 떨어질 뿐이다.

연구진은 이같은 식물의 특징을 드론에 적용해 일종의 '구동 날개'를 추가했다. 정확한 타이밍에 이를 구동할 경우 드론이 떨어지는 방향을 제어해 정확한 위치에 떨어지도록 할수 있다. 드론이 지정한 위치에 도달하면 5개의 '열매' 드론이 동시에 분리되면서 각자 지정된 위치로 날아가 임무를 완수한다.

드론이 공중 비행 과정에서 안정적인 방향전환 과정 역시 실현했다. 드론의 안정적인 방향 전환 문제를 위해 5개의 드론이 비행 평형을 유지할 수 있게 했다.

싱가포르과기대학 로봇 전문가들은 식물의 흩날림에서 드론 설계의 영감을 얻어 이번 '생체 모방 드론'을 완성했다. 이러한 드론 설계는 재난시 소형 물품을 운송하거나 긴급 의료 물품을 지정된 장소에 옮기는 일 등에 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. (제휴=중국로봇망)