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하늘을 나는 실제 곤충 크기 로봇




 하버드 대학의 엔지니어링 및 응용과학부 (Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS)) 및 와이스 연구소 (Wyss Institutue) 의 Biologically inspired Engineering 의 연구자들은 십년 이상 생물을 모방한 형태의 로봇에 대한 기반 연구를 진행 중에 있습니다. 이들은 이미 초소형 로봇을 대량 생산할 수 있는 기반 기술을 상당히 진전시킨 것은 물론 실제 곤충 - 여기서는 특히 벌 - 을 모방한 날개 비행이 가능한 소형 로봇의 프로토타입을 공개했습니다. 이들은 로봇벌 (RoboBee) 라고 불리고 있습니다.  



(하버드 대학에서 공개한 RoboBee 프로젝트의 최근 결과물 The RoboBees project "provides a common motivation for scientists and engineers across the university to build smaller batteries, to design more efficient control systems, and to create stronger, more lightweight materials," says Harvard engineering professor Robert J. Wood. "You might not expect all of these people to work together: vision experts, biologists, materials scientists, electrical engineers. What do they have in common? Well, they all enjoy solving really hard problems." (Credit: Kevin Ma and Pakpong Chirarattananon, Harvard University.)  ) 



 새로운 로봇벌의 테스트 비행 영상 



 이 신형 로봇벌들은 이전에 공개된 모델과는 달리 각각의 날개에 개별적인 압전 소자 (piezoelectric effect element ) 가 달려 있습니다. 압전 소자는 전기가 가해지면 기계적 변형이 발생하고 반대로 압력이 가해지면 전압이 발생되는 소자로 최근 여러 산업 분야에 응용되고 있습니다. 하버드 대학의 연구팀은 이를 응용해서 초당 120 회 까지 날개짓이 가능한 인공 근육을 만들었습니다. (구체적인 메카니즘 및 대량 생산 방법은 아래 영상 참조)





 위의 영상에서 이 로봇 곤충들은 팝업 북 같은 방식으로 인쇄해서 조립할 수 있습니다. 이를 Printed Circuit MEMS (PC-MEMS) techniques 이라고 부르며 mm 단위의 미세 부품들로 구성된 소형 로봇을 대량 생산하는데 매우 유용할 것으로 생각됩니다. 이미 위의 영상을 공개한 것이 2011 년 이었습니다. 


 2013 년 5월에 공개된 새로운 RoboBee 는 각각의 날개를 개별적으로 진동 (이나 날개짓) 시킬 수 있으므로 마음대로 호버링하거나 방향을 바꾸거나 착지할 수 있다는 특징을 가지고 있습니다. 다만 전력은 아직 외부에서 공급받고 있습니다. 그럼에도 불구하고 곤충과 비슷하게 생긴 날개로 고속으로 날개를 움직여 자유 자재로 이동하는 모습은 정말 경탄을 자아내게 만듭니다. (위의 영상 링크 확인) 이 정도 크기의 로봇벌 (무게 80 mg, 날개 너비 3 cm 수준) 을 조종해서 비행하게 만든 것은 미세 공학 기술의 승리라고 할 수 있을 정도입니다.  


 향후 이와 같은 로봇 벌이 양산되면 과연 어떤 분야에 적용이 가능할지 지금 예상하긴 쉽지 않습니다. 기술의 미래는 정말 알기 힘든 것이니까 말이죠. 하지만 군사적 목적, 특히 정찰 목적으로 응용될 가능성이 적지 않을 것으로 생각할 순 있을 것 같습니다. 


참고 



Journal Reference:
  1. Kevin Y. Ma, Pakpong Chirarattananon, Sawyer B. Fuller, and Robert J. Wood. Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot. Science, 3 May 2013: 603-607 DOI: 10.1126/science.1231806



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