"걷다가 껑충 뛰며 날아오른다"…새 닮은 항공 로봇 개발

새처럼 다리로 걷고 뛰고 점프하고 날 수 있는 항공 로봇이 개발됐습니다.

연구진은 이 디자인을 활용하면 복잡한 지형에서도 항공기를 이용할 수 있을 것이라고 말했습니다.

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 밝혔습니다.

새의 뒷다리는 걷기, 뛰기, 도약, 점프해서 날아오르기 등 다양한 기능을 가지고 있습니다.

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 않습니다.

연구팀은 이 연구에서 항공 로봇에 새의 다리 기능을 구현해 다양한 환경에 적용할 수 있게 하고자 했다며 비행을 위해 가벼운 질량을 유지하면서 걷기, 점프 같은 운동과 추진 특성을 갖춘 이동성을 재현하는 게 과제라고 말했습니다.

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 나타났습니다.

연구팀은 이를 반영해 새의 엉덩이와 발목, 발을 모방한 구조로 된 뒷다리를 가지고 있고 앞머리에는 비행을 위한 프로펠러가 달린 항공 로봇 RAVEN을 개발했습니다.

RAVEN의 다리는 평지에서 걷기와 틈새 건너뛰기, 장애물 위로 점프하기 등 새들이 육상에서 보이는 다양한 이동 동작을 할 수 있게 설계됐습니다.

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 설명했습니다.

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 해 줄 것이라고 덧붙였습니다.

(사진=2024 EPFL/Alain Herzog 제공, 연합뉴스)