곤충 모방 비행로봇으로 초파리 비행 완벽 재현

곤충 모방 비행로봇 델플라이 님블 비행 장면[델프트공대 제공=연합뉴스]

손이나 파리채를 피하는 파리의 날쌘 비행 기술의 비밀은? 네덜란드 델프트공대 연구팀이 파리 같은 곤충의 민첩한 비행을 그대로 재현할 수 있는 비행로봇(델플라이 님블 : DelFly Nimble)을 개발했다.

델프트공대 미세비행체실험실(MAVLab) 마테 카라세크 박사팀은 14일 과학저널 ‘사이언스’(Science)에서 곤충을 모방한 비행로봇을 개발, ‘뱅크턴’(Banked turn) 같은 곤충의 민첩한 비행을 그대로 재현하는 데 성공했다고 밝혔다.

곤충 모방 비행로봇 델플라이 님블 구조와 작동 원리[사이언스 논문 캡처=연합뉴스]

곤충은 먹이 사냥을 할 때나 천적으로부터 달아날 때 매우 빠르게 방향을 바꾸고 공중에서 제자리 비행을 하는 등 지구 상에서 가장 민첩한 비행능력을 자랑하는 동물로 꼽히며 로봇연구자들이 많이 모방하는 생물이기도 하다.

하지만 초파리 같은 곤충들이 보이는 이런 비행능력을 매우 작고 가벼우며 에너지 효율이 높은 비행로봇으로 구현해내기는 쉽지 않다.

카라세크 박사팀은 이 연구에서 몸체 양쪽에 얇은 비닐 한 쌍으로 된 날개를 가진 비행로봇 ‘델플라이 님블’을 제작했다.

곤충모방 비행로봇 ‘델플라이 님블’과 초파리 비행 비교[델프트공대 제공=연합뉴스]

이 로봇은 날개를 완전히 편 상태의 길이가 33㎝, 무게가 29ｇ로 초파리보다 55배 크며, 초당 17번의 날갯짓으로 시속 25㎞로 5분간 비행할 수 있다.

연구진이 다양한 비행실험을 한 결과 델플라이 님블은 유턴에 가까운 뱅크턴이나 직각의 방향 전환, 제자리 비행 등 초파리의 민첩한 비행들을 거의 완벽하게 재현해낼 수 있는 것으로 확인됐다. 초파리처럼 꼬리가 없는 델플라이 님블은 곤충처럼 모든 움직임을 오직 날갯짓만으로 만들어냈다.

연구진은 또 델플라이 님블을 이용한 비행실험을 통해 거꾸로 초파리가 비행할 때 보이는 움직임들을 비행역학적으로 해석해내는 데도 성공했다.

연구진은 이 로봇을 이용한 비행실험을 통해 위험에서 벗어나는 초파리의 날렵한 움직임 등에 대한 이해를 더 넓힐 수 있게 됐으며 이 비행로봇의 뛰어난 비행능력은 무인비행체(드론)의 새로운 응용 가능성을 열었다고 말했다.