과학자들이 벌새(hummingbird)를 주목하고 있다. 아니, 이미 오래전부터 연구해왔다.
벌새의 움직임을 모방한 벌새 로봇 (source:Purdue University)
벌새는 발군의 비행 능력을 갖춘 동물이다. 초당 80번 날갯짓으로 제자리 비행은 물론 위, 아래, 앞, 뒤 어느 방향으로도 자유롭게 비행한다. 기술 전문가들에게 벌새의 행동은 늘 모방하고 싶은 대상이다.
최근 퍼듀대학교(Purdue University) 연구진은 벌새의 움직임을 로봇으로 구현했다. 생체모방로봇(biomimetic robot)인 것이다. 로봇 크기도 벌새와 비슷하게 만들었다.
연구진은 벌새 서식지에서 그들을 관찰했다. 관찰한 내용을 바탕으로 벌새의 움직임을 컴퓨터 알고리즘에 적용했다. 벌새 로봇에는 인공지능(AI)을 탑재했다. 로봇은 시뮬레이션을 통해 학습하면서 더욱 유연한 날갯짓과 효과적인 비행을 보여준다.
(source:Purdue University)
벌새 로봇은 탄소섬유(carbon fiber)와 레이저로 잘라낸 막(membrane)을 활용해 만들었다. 몸체는 3D 프린터로 제작했다.
드론 크기가 작으면 충분한 양력을 얻는 데 어려움이 있다. 연구진은 드론을 작게 만들 수 있는 아이디어를 벌새의 비행에서 찾았다. 몸집이 작은 벌새는 공기역학을 이용해 마음대로 고도를 변경한다. 무거우면 벌새 로봇이 아니다. 가벼워야 한다. 벌새 로봇 무게는 12g에 불과하다.
(source:Purdue University)
로봇에는 다이렉트 드라이브(direct-drive) 모터를 사용한다. 로봇은 날개를 센서처럼 사용한다. 추락하거나 장애물과 부딪히면 이를 파악하고 즉각 반응한다. 기존 이동 경로도 수정한다. 웬만한 충격에는 문제없이 비행할 수 있다는 의미다. 좁은 공간에서 벽을 만나도 큰 걱정 없이 비행한다. 날개를 보호하는 덮개를 씌울 수도 없는 노릇이기에 로봇에 꼭 필요한 기능이다.
신옌 덩(Xinyan Deng) 퍼듀대학교 기계공학과 부교수는 “벌새 로봇은 어두운 곳에서 사람을 찾을 때 도움이 된다”고 말했다. 벌새 로봇에는 시각 센서가 없다. 대신 전류 변화를 이용해 주위 물체들의 움직임을 추적한다.
(source:github)
벌새 로봇은 수색이나 구조 작업에 적합하다. 작은 크기는 비밀스러운 작전에도 제 역할을 톡톡히 할 것이다.
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