장수풍뎅이를 모방한 비행 로봇

근육을 사용하지 않고 날개를 전개·수납하는 메커니즘을 응용한 로봇을 개발했다.

장수풍뎅이는 단단한 앞날개와 얇은 뒷날 개를 가지고 있다. 보통 앞날개의 안쪽에 접혀 수납되는 뒷날개는 비행 때 펼쳐진다. 그러나 뒷날개가 펼쳐지는 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않았다.

스위스 로잔 연방 공과대학교의 판(Hoang -Vu Phan) 박사 연구팀은 장수풍뎅이 날개의 전개를 고속도 카메라로 관찰했다. 그 결과 장수풍뎅이는 근육을 사용하지 않고 뒷날개를 전개하고 있음이 밝혀졌다.

우선 앞날개가 펼쳐지면 뒷날개의 밑둥이 용수철처럼 위로 들린다. 다음에 접혀진 상태의 뒷날개가 날개치기를 시작하면 뒷날개는 원심력으로 바깥쪽으로 전개된다. 거꾸로 날개치기를 멈추고 앞날개가 닫히면 뒷날개는 수동적으로 수납되는 것도 밝혀졌다.

과거에 곤충을 모방해 개발된 날개치기 로봇은 모터 등의 구동 장치를 사용해 날개를 전개·수납했다. 그런데 이번에 연구팀은 장수풍뎅이를 모방함으로써 구동 장치를 사용하지 않고 날개를 전개·수납하는 비행 로봇을 제작했다.

이 로봇은 이착륙과 비행 중에 공중 정지에 성공했다. 이번 연구 결과는 소형 비행 로봇 설계에 활용할 수 있을 것이라고 연구팀은 말했다.

출전 Nature, 2024년 7월 31일

출처: 뉴턴 2024-11