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[표지로 읽는 과학] 로봇벌, 혼자 힘으로 날다

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[표지로 읽는 과학] 로봇벌, 혼자 힘으로 날다

2019.06.29 09:13
네이처 제공
네이처 제공

국제학술지 ‘네이처’는 노란 배경에 날개가 달려있는 곤충을 모사한 로봇의 모습을 27일 표지로 실었다. 지난 수년간 과학자들은 벌과 같은 곤충을 모사한 하늘을 나는 조그마한 로봇 연구에 힘써왔다. 


하지만 항상 맞닥뜨리는 원초적 문제는 공기보다 무거운 물체가 비행하기 위해서는 크기에 관계없이 많은 에너지 소모를 요한다는 것이다. 크기가 작으면 작을수록 이런 문제는 악화됐다. 로봇을 날게 하는 전력 장치와 구동 장치도 가벼워야 하기 때문이다. 이런 이유로 대부분의 곤충 모사 로봇들은 외부에서 전력을 공급받는다.


로버트 우드 미국 하버드대 공학및응용과학부 교수 연구팀은 이런 문제를 해결한 ‘로보비 엑스윙(RoboBee X-Wing)’란 로봇을 만들었다. 벌의 형태를 모사해 만든 로보비 엑스윙은 실제 벌처럼 비행할 수 있는 것은 물론 광발전기를 통해 외부전력공급장치가 없이 자가발전을 하며 하늘을 날 수 있다. 


또 두 개의 액추에이터로 움직이는 네 개의 날개를 가지고 있으며 60mg의 광발전기와 91mg의 신호 발생기가 달려있다. 로봇 몸체까지 합쳐 총 259mg의 무게를 가졌다. 연구팀은 “로보비 엑스윙이 분당 110~120 밀리와트(mW)의 전력을 소비하며 유사한 크기의 곤충과 비슷한 비행 능력을 보여준다”고 설명했다. 


로보비 엑스윙은 아직까지 에너지를 저장할 수 없어 실제 비행시간이 수 초에 머무르는 수준인 것으로 알려졌다. 하지만 연구팀은 태양전지와 회로를 이용해 로보비 엑스윙이 수분간 비행할 수 있을 것이라 내다봤다. 제1저자로 연구에 참여한 노아 자페리스 미국 하버드대 공학및응용과학부 박사후연구원은 “로보비 엑스윙을 적절하게 개조해 태양전지와 회로를 달 수 있다면 수분간 비행을 할 수 있을 것”이라고 말했다. 


우드 교수는 “상업용으로 판매되는 배터리 중 가장 작은 배터리조차도 로봇보다 무게가 무겁다”며 “이번 연구결과는 수십년 간의 노력 끝에 나왔다”고 밝혔다.
 

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