헬리콥터. 근데 이제 날개가 하나만달린.
22. 로봇탐구레이더
#모노콥터 #F-SAM #단풍나무열매
날개가 하나만 달린 헬리콥터 가지실 분 혹시 있으실까요? 날개가 하나니까 싸게 드릴게요. 네? 날 수 있긴 하냐구요? 무슨 섭섭한 말씀을. 여기 이 모노-콥터를 한 번 보시겠어요?
출처: Shane Kyi Hla Win et al 2021 Bioinspir. Biomim. 16 066019씨앗에서 착안한 디자인
싱가폴 기술-디자인대학 (Singapore University of Technology & Design)에서 모노-콥터(Mono-copter) F-SAM을 만들었습니다. F-SAM은 "접을 수 있는 단일 구동 모노콥터(Foldable Single Actuator Monocopter)"의 약자로, 말 그대로 날개가 하나달리고, 접을 수 있는, 단일 구동장치가 달린, 헬리콥터라는 뜻을 가지고 있는데요. 보시다시피 날개에 관절이 있어서 스위스칼처럼 접었다 폈다 할 수도 있습니다.
연구팀은 모노콥터의 디자인을 단풍나무 열매같은 날개달린 씨앗에서 착안했다는데요, 단풍나무 열매에서 떨어진 씨앗이 날개하나로 더 먼 곳 까지 날아가는 것을 보고 모노콥터를 만들었다는 겁니다. 대단한 통찰력! 오랜 진화인 산물인 만큼 디자인적으로 안정적이고, 예측가능한 지점에 착지가능하므로 드론에게 안성맞춤이라는데요, 만약 전원이 꺼지더라도 스스로 돌며, 안전하게 바닥에 떨어진다니 고장날 걱정도 없겠습니다.
다른 드론들이나 비행장치들에 비하면 날개가 하나인 만큼 하드웨어도 너무 간단합니다. 단일 구동장치는 한방향으로만 움직이고, 출력(Throttle) 을 높이면 회전력(RPM)이 올라가서 기체가 공중에 뜨게 되는 것이죠. 굉장히 단순하고 직선적인 움직임이죠? 날개가 하나인 만큼 조종이 어렵긴한데, 반복해서 목표방향으로 유도해야 한다고 합니다.
응용가능성이 무궁무진한 작동방식
근데, 저희가 궁금한건 이거죠: "그거 정말 뜨냐?" 아래 비디오에서 F-SAM이 넙치처럼 바닥에 누워있다가 신통방통하게 공중에 뜨고, 모션캡쳐기술을 통해 설정된 목표지점에 정확하게 도달하는 것을 볼 수 있습니다. 창문도 통과하고, 심지어 한 번 목표지점을 설정해놓으면 외부 사물을 인지할 필요도 없죠.
F-SAM은 좋은 장난감이 될 수 있겠지만, 날개가 4개 달린 일반 헬리콥터를 대체할 수는 없을 것입니다. 만약 헬리콥터의 임무가 사진을 찍는 것이나 영상을 촬영하는 것이라면 말이죠. 하지만 모노콥터는 장차 GPS를 통해 유도되는 정찰임무등에 사용될 수 있습니다. F-SAM은 작동기를 하나만 필요로 하기 때문에 아주 저렴하게 양산해낼 수 있죠. 또한 아주 조용하게 날아다닐 수 있고, 바닥에 착지하면 지형지물을 이용하여 잘 은폐할 있습니다.
- Shane Kyi Hla Win, 싱가폴 기술 디자인 대학 연구원
F-SAM의 구동장치를 위해서는 약간의 제조공정이 필요하지만, 나머지 부분들은 저렴하고 규격화하여 생산해낼 수 있습니다. F-SAM의 총 무게는 69g밖에 나가지 않으며 무게의 40%를 배터리가 차지하고, 현재 약 16분간 날 수 있다고 하네요.
최첨단 인공기술인 로봇이 오랜 진화의 산물인 자연을 모방해서 새로운 장치를 만들어졌다니. 사실 첨단 산업은 실리콘밸리에 있는 것이 아니라, 고요한 풀 숲에 있을지도 모르겠습니다.
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