왼쪽부터 주저자 로잔 공대 판 호앙 부 박사후연구원, 공동저자 건국대 박훈철 교수, 로잔 공대 다리오 플로리아노 교수. (사진=건국대)

건국학교 KU융합과학기술원 박훈철 교수(스마트운행체공학과)가 장수풍뎅이의 비행 원리를 모방한 초소형 비행 로봇을 개발했다고 2일 밝혔다.

이번 논문은 지난달 31일 국제학술지 ‘네이쳐(Nature)’ 온라인판에 게재됐다. 해당 논문 주저자 및 교신저자는 박훈철 교수의 제자인 판 호앙 부(Hoang-Vu Phan) 스위스 로잔 공대 박사후연구원으로, 지난 2017년 건국대 대학원에서 박사 학위를 취득한 후 건국대 스마트운행체공학과에서 박사후연구원으로 재직했다. 공동저자는 건국대 박훈철 교수와 로잔 공대 다리오 플로리아노(Dario Floreano) 교수다.

박훈철 교수와 판 호앙 부 박사는 지난 2020년 장수풍뎅이 모방 로봇의 비행 중 충돌 실험 결과를 사이언스에 발표한 바 있다. 이번 논문에서는 앞선 연구에 이어 장수풍뎅이의 비행 중 날개의 펼침과 접힘 과정을 관찰하고 원리를 규명한 후, 이를 공학적으로 모사해 장수풍뎅이를 모방한 비행로봇 ‘KUBeetle’에 적용했다.

연구팀은 장수풍뎅이 날개의 각도에 주목했다. 연구팀은 이런 장수풍뎅이 날개의 펼침-점힘 원리를 모방해 ‘KUBeetle’에 지지대와 날개 막, 경첩 관절, 탄성 힘줄로 이뤄진 날개를 부착했다. 몸통과 날개는 힌지로 연결해 날개가 접히게 하고, 적절한 탄성을 갖는 와이어(wire)로 날개 뿌리와 힌지를 연결했다.

그 결과 아래쪽으로 접혀진 날개는 초기 날갯짓의 원심력으로 상승해 일정한 날갯짓 평면을 이루며 로봇의 무게인 18g보다 큰 양력을 발생시켜 로봇이 비행할 수 있음을 증명했다. ‘KUBeetle’은 날개가 외부 물체와 충돌하는 경우, 날갯짓을 멈춰 날개를 접으면서 착륙해 날개의 파손도 방지한다고 설명했다.

장수풍뎅이 모방 로봇 ‘KUBeetle’은 원심력과 탄성력을 이용해 접혔던 날개를 펼치고, 펼쳐진 날개의 날갯짓으로 양력을 발생해 비행하기 때문에 로봇을 이동하는데 비용이 많이 발생하는 극지·우주탐사 등에 활용 가능할 것으로 기대하고 있다.

박훈철 교수는 “대기 밀도가 낮은 지구와 우주상의 극한 환경에서도 로봇이 비행할 수 있도록 후속 연구를 진행하고 있다”고 말했다.

(CNB뉴스)