캘리포니아대학교 버클리캠퍼스캠퍼스의 엔지니어들은 곤충에서 영감을 받아 꽃 사이를 날아다니는 호박벌처럼 공중을 맴돌고 방향을 바꾸고 작은 목표물을 공격할 수 있는 새로운 비행 로봇을 개발했습니다. 직경이 1cm 미만이고 무게가 21mg에 불과한 이 로봇은 조종 가능한 세계에서 가장 작은 비행 무선 로봇입니다.

캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 엔지니어들은 곤충에서 영감을 받아 공중을 맴돌고, 궤도를 바꾸고, 심지어 작은 목표물까지 타격할 수 있는 새로운 비행 로봇을 만들었습니다. 비행 로봇은 직경이 1cm 미만이며 두 개의 작은 자석을 갖추고 있습니다. 외부 자기장을 가하면 로봇이 회전하여 로봇이 비행하는 데 도움이 될 만큼 충분한 양력이 생성됩니다. 사진 제공: Adam Lau/캘리포니아 대학교 버클리

너비가 1cm 미만인 호박벌에서 영감을 받은 이 로봇은 호버링하고 방향을 바꾸고 작은 목표물을 타격할 수 있습니다.

버클리 캘리포니아 대학 기계 공학 석좌교수 Lin Liwei는 "벌은 유사한 규모의 인공 비행 로봇이 달성할 수 없는 탐색, 호버링 및 수분과 같은 놀라운 항공 능력을 보여주었습니다. 이 비행 로봇은 무선 제어를 통해 지정된 목표물에 접근하여 타격할 수 있으며, 꿀을 수집하고 날아가는 꿀벌의 수분 메커니즘을 시뮬레이션할 수 있습니다."라고 말했습니다.

Lin은 3월 28일 금요일 Science Advances 저널에 온라인으로 게재된 로봇에 관한 새로운 논문의 수석 저자입니다.

로봇이 비행하려면 일반적으로 로봇의 움직임을 제어하기 위한 배터리 및 전자 장치와 같은 전원이 필요합니다. 그러나 이러한 구성 요소를 작고 가벼운 장치에 담는 것은 매우 어려운 일입니다. 이 문제를 해결하기 위해 Lin과 UC Berkeley 팀은 외부 자기장을 사용하여 로봇에 전력을 공급하고 비행 경로를 안내했습니다.


캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 엔지니어들은 곤충에서 영감을 받아 공중을 맴돌고, 궤도를 바꾸고, 심지어 작은 목표물까지 타격할 수 있는 새로운 비행 로봇을 만들었습니다. 이 로봇은 호박벌과 같은 곤충의 비행 행동을 모방하도록 설계되었습니다. 사진 제공: Adam Lau/캘리포니아 대학교 버클리

로봇은 작은 프로펠러 모양이며 두 개의 작은 자석을 포함하고 있습니다. 외부 자기장의 영향으로 이 자석은 서로 끌어당기고 밀어내며 프로펠러를 회전시키고 로봇을 땅에서 들어올릴 수 있을 만큼 충분한 양력을 생성합니다. 자기장의 세기를 조절함으로써 로봇의 비행 경로를 정밀하게 제어할 수 있습니다.

유사한 비행 능력을 갖춘 다음으로 큰 로봇은 직경이 2.8cm로 새로운 비행 로봇 크기의 거의 3배에 달했습니다.

작은 규모, 큰 가능성

이번 연구의 공동 제1저자이자 최근 버클리 캘리포니아 대학교에서 공학 박사 학위를 취득한 Fanping Sui는 "소형 비행 로봇은 작은 구멍과 기타 복잡한 환경을 탐색하는 데 매우 유용합니다."라고 말했습니다. "이것은 손수분이나 파이프 내부와 같은 작은 공간을 검사하는 데 사용될 수 있습니다."

현재 로봇은 수동적으로만 비행할 수 있습니다. 즉, 비행기나 고급 드론과 달리 현재 위치나 궤적을 감지하는 내장 센서가 없으며 실시간으로 움직임을 조정할 수도 없습니다. 따라서 로봇은 비행 경로를 정확하게 결정할 수 있지만 강풍과 같은 환경의 갑작스러운 변화로 인해 로봇이 경로를 벗어날 수 있습니다.


캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 엔지니어들은 곤충에서 영감을 받아 공중을 맴돌고, 궤도를 바꾸고, 심지어 작은 목표물까지 타격할 수 있는 새로운 비행 로봇을 만들었습니다. UC Berkeley 대학원생 Yue Wei(왼쪽)와 공대 교수 Lin Liwei가 각각 로봇을 들고 있습니다. 사진 제공: Adam Lau/캘리포니아 대학교 버클리

이번 연구의 공동 제1저자이자 Lin Liwei 연구실의 대학원생인 Yue Wei는 "미래에는 로봇의 태도와 위치를 실시간으로 변경할 수 있는 능동 제어를 추가하려고 노력할 것입니다."라고 말했습니다.

로봇을 작동하려면 전자기장 코일에서 제공되는 강력한 자기장이 필요합니다. 그러나 로봇의 직경을 1밀리미터 미만(모기 크기 정도)으로 더 줄이면 전파에서 제공되는 것과 같은 약한 자기장으로도 제어할 수 있을 정도로 로봇을 가볍게 만들 수 있습니다.

Lin의 팀은 호박벌에서 영감을 받은 새로운 로봇 외에도 바닥을 빠르게 이동할 수 있고 인간이 밟아도 살아남을 수 있는 바퀴벌레에서 영감을 얻은 로봇도 만들었습니다. Yue는 개미처럼 함께 협력하여 단일 로봇으로는 완료할 수 없는 작업을 완료할 수 있는 새로운 "군집" 로봇을 개발하고 있습니다.

Yue는 "저는 기어 다니고, 구르고, 회전할 수 있는 5mm 크기의 로봇을 연구하고 있으며, 함께 작동하여 체인과 배열을 형성하거나 더 어려운 작업을 완료할 수도 있습니다"라고 말했습니다. "여러 로봇을 신체에 주입하고 함께 작동하여 스텐트를 형성하고 혈전을 제거하거나 다른 작업을 수행할 수 있기 때문에 최소 침습 수술에 잠재적으로 사용될 수 있습니다."

/ScitechDaily에서 편집됨