벌·새처럼 힘들면 쉬어가는 비행 로봇

여름철 '불청객'인 모기는 벽에 붙어 쉬며 '공격'할 기회를 엿본다.

화려한 날개를 뽐내는 나비도 춤추듯 날아다니다 힘들면 식물의 잎에 앉아 쉰다.

곤충의 '쉬는 행동'을 그대로 흉내내 비행에 드는 에너지를 대폭 줄인 초소형 로봇이 나왔다.

미국 매사추세츠공대(MIT)와 하버드대, 홍콩성시대 등 국제공동연구진은 비행하다가 천장 등 외부 물질에 붙어서 쉴 수 있는 비행로봇 '로보비'(RoboBee)를 개발해 국제학술지 '사이언스'(Science) 20일자에 발표했다.

로봇은 이름처럼 벌(bee)만큼 작다.

투명한 작은 날개를 팔랑이면 손가락 한마디 정도의 작은 몸이 공중으로 붕 떠오른다.

무게 역시 100mg에 불과하다.

이는 실제 벌과 비슷한 무게다.

로봇은 천장에 붙을 수 있는 비결은 '정전기'다.

풍선에 천을 비빈 뒤 천장 가까이에 대면 풍선이 천장에 달라붙는 것과 같은 원리다.

사실 로보비가 처음 개발된 것은 2013년의 일이다.

당시 '파리 모양 로봇'으로 소개되기도 했던 로보비는 멈춰서 쉴 수 있는 기능은 없었다.

공중에 멈춰 있을 때도 초당 120번 날개를 파닥거리며 에너지를 써야 했다.

하지만 이번에 로보비가 천장에 붙어 쉴 수 있게 돼 에너지를 획기적으로 줄일 수 있게 됐다.

날갯짓을 계속할 경우 19mW의 에너지가 필요하지만 붙어서 쉬면 에너지는 7㎼밖에 들지 않는다.

가벼운 '벌' 로봇은 정전기만으로 천장에 붙을 수 있지만, 비행로봇의 몸집이 커지면 사정이 달라진다.

따라서 비행로봇은 각자의 크기에 맞게 다양한 쉬어가기 전략을 구사한다.

모두 '생물'의 행동을 흉내냈다.

스위스 로잔연방공과대팀은 로보비보다 무게가 수십 배 무거운 수 g 짜리 비행로봇 '마이크로 글라이더'(Microglider)를 개발했다.

이 로봇은 '다리'를 이용해 벽에 붙는데, '파리'의 행동을 모방한 것이다.

파리는 비행속도를 줄이지 않은 채 다리를 벽에 붙일 수 있다.

다리가 벽에 붙을 때의 충격을 완화할 수 있는 특성이 있기 때문이다.

영국 임페리얼컬리지 연구진은 거미가 거미줄 한 가닥을 늘어뜨려 공중에 매달리는 것을 보고 로봇의 또 다른 '쉬어가기 전략'을 찾았다.

비행로봇에 끈적끈적한 줄을 붙여 다른 줄을 만나면 매달리게 하는 식이다.

줄은 26g까지 견딜 수 있는 것으로 확인됐다.

1kg 정도 되는 비행로봇의 경우는 센서로 착륙지점을 인지하고 안착하는 방식을 쓴다.

이는 새가 눈으로 나무를 보고 앉는 것과 같다.

이 방법은 모두 드론의 임무 효율을 높이는데 쓸 수 있다.

드론이 계속 비행하며 재난현장을 감시하고 대기의 오염물질 모니터링하는데는 에너지가 많이 소모되는데, 이 기술을 적용하면 필요에 따라 드론이 나뭇가지 등에서 잠시 쉬며 비행에 필요한 에너지를 비축할 수 있게 되는 것이다.

(연합뉴스/사진=Harvard Microrobotics Lab/Harvard University 제공)