미국 UC 버클리대 연구진이 꽃을 옮겨 다니는 꿀벌에서 영감을 얻어 개발한 초소형 비행 로봇을 개발했다. 직경 1cm도 안 되는 이 로봇의 무게는 21mg에 불과하다. 조종 비행이 가능한 세계에서 가장 작은 무선 로봇이라는 설명이다.
캘리포니아대학교 버클리캠퍼스(UC버클리)의 기계공학과 명예교수인 리웨이 린은 "이 비행 로봇은 무선으로 제어한다. 지정된 목표에 접근하고 타격할 수 있다. 벌이 꿀을 모으고 날아가는 수분 메커니즘을 모방했다"라고 밝혔다.
실제 이 로봇은 호버링(공중 정지), 궤도 변경, 목표물 타격 등 동작을 수행할 수 있다. 이번 연구 성과는 '사이언스 어드밴시스'에 게재됐다. 로봇이 비행을 하기 위해서는 배터리와 같은 비행 제어용 전자 장치가 필요하다. 그러나 로봇이 매우 작은 크기로 제작됐기 때문에 배터리 장치 탑재가 어려울 수 있다.
연구진은 이같은 문제를 해결하기 위해 외부 자기장을 사용해 장치에 전력을 공급하고 비행 경로를 제어하는 방식을 접목했다. 로봇은 작은 프로펠러 모양을 띄고 있으며, 두 개의 소형 자석이 포함됐다. 외부 자기장의 영향으로 이 자석은 서로 끌어당기거나 밀어내면서 프로펠러를 회전시킨다.
로봇의 비행 경로는 자기장의 강도를 조절해 정확하게 제어할 수 있다는 게 연구진의 설명이다. 비슷한 비행 기능을 갖춘 두 번째로 큰 로봇의 지름은 2.8cm로, UC버클리의 새로운 로봇보다 거의 3배나 크다.
연구를 수행한 판핑 수이(Fanping Sui)는 "초소형 로봇은 작은 구멍과 다른 복잡한 환경을 탐사하는 데 유용하다"라며 "인공 수분, 파이프 내부와 같은 작은 공간을 검사하는 데 사용될 수 있다"라고 말했다.
이 로봇은 현재 수동 비행만 가능하다. 비행기나 더 진보된 드론과 달리 위치나 궤적을 감지하는 센서도 달려 있지 않아 실시간으로 움직임을 조정할 수 없다. 따라서 로봇은 정확하게 비행하기 어렵다. 강풍과 같은 환경의 변화에 취약할 수 있다.
연구진은 "미래에는 로봇의 자세와 위치를 실시간으로 변경할 수 있는 능동 제어를 추가해 볼 것"이라고 했다. 로봇을 작동하려면 강력한 자기장이 필요하다. 그러나 로봇의 크기를 직경 1mm 미만으로 더욱 소형화하면 무게가 가벼워지기에 약한 자기장으로도 제어할 수 있을 것으로 연구진은 보고 있다.
연구진은 꿀벌에서 영감을 받은 로봇 외에 바퀴벌레에서 영감을 받은 로봇도 개발했다. 개미처럼 함께 일하는 로봇도 만드는 중이다. 연구진은 "기어다니고, 구르고, 회전할 수 있는 5mm 크기의 로봇을 사용 중이다. 로봇들은 함께 일하며 더 어려운 작업을 할 수 있다"라고 설명했다.
AI포스트(AIPOST) 유형동 수석기자 aipostkorea@naver.com