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도이칠란트 소재 공기압기기 전문 선두기업 훼스토(Festo)가 자율비행 로봇 새 ‘바이오닉 스위프트(‘Bionic Swift)’를 7월 1일(현지시각) 공개했다. 마치 진짜 새처럼 날갯짓하는 모습은 너무 사실 같아서 멀리서 보면 새 그 자체다.

로봇 새 바이오닉 스위프트는 새의 생물학적 특징과 초경량 구조를 기반으로 설계됐다. 로봇은 중량이 가벼울수록 에너지 소비량이 적다. 바이오닉 스위프트 몸길이는 44.5cm, 날개폭은 68cm로 무게는 42g에 불과하다.

하얀 몸체에 날개 2장과 꼬리로 구성된 매우 단순한 디자인이다. 2개 날개는 상하로 작동한다.

날개를 구성하는 여러 개의 판은 새 깃털과 같이 겹쳐있다. 즉 날갯짓을 할 때, 바람개비처럼 각각의 판이 공기를 흘려보낸다. 이는 새가 날개를 움직일 때 필요한 힘을 억제할 수 있는 메커니즘을 재현했다. 또 반대로 날개를 아래방향으로 움직일 때는 판이 닫히기 때문에 커다란 양력을 만들 수 있다.

바이오닉 스위프트는 날개 장치와 통신 시스템, 날갯짓을 제어하기 위한 구성요소, 브러시리스 모터(Brushless motor), 서보모터(Servo motor) 2개, 배터리, 기어 박스, 회로 기판 등이 탑재되어 있다.

그간 훼스토가 공개한 나비, 잠자리, 갈매기 등 로봇 새들 움직임도 놀랍지만 이번 바이오닉 스위프트는 비행 중 날갯짓을 멈추고 활공하거나 낙엽처럼 공기흐름을 타고 진행 방향을 바꾸는 모습은 진짜 새 그 자체다.

특히 초광대역무선통신(UWB)을 지원하는 무선 모듈을 사용해 여러 개 바이오닉 스위프트로 편대 군집 비행이 가능하다.

다만 편대 군집 비행을 구현하기 위해서는 바이오닉 스위프트를 비행하는 공간에 여러 개 무선 모듈을 설치해야 한다. 무선 모듈이 송신하는 신호를 바이오닉 스위프트가 수신해, 각각 바이오닉 스위프트가 위치를 정확하게 파악할 수 있다.

현재 군집비행을 실제로 제어하는 것은 바이오닉 스위프트가 수집한 정보를 정리해 처리하는 중앙 컴퓨터다. 중앙 컴퓨터에서 바이오닉 스위프트 비행경로를 프로그래밍할 수 있다.

또한 바이오닉 스위프트는 무선통신으로 수행하기 때문에 바람이나 열 등 외적 환경 영향을 받아 비행경로를 벗어난 경우라도 자율비행으로 원래 경로로 돌아갈 수 있다.

훼스토는 바이오닉 스위프트와 같은 자율비행 로봇과 무선 통신을 이용한 라우팅 기술을 이용하는 것으로, 미래 네트워크화된 공장에서 보다 고도화된 3D 내비게이션 시스템을 실현하는 것이 가능하다.

한편 이 생체모방 기술을 더 발전 시켜 상용화하려면 중앙 컴퓨터에서 벗어나야 한다.

차원용 아스팩미래기술경영연구소 소장은 “예를 들면 2018년 스페인 바르셀로나에 있는 ‘유럽 분자생물학 연구소(EMBL)’가 군집 형태를 미리 입력하지 않아도 로봇끼리 신호를 주고받으며 무리를 이루는 군집 로봇 시스템을 만들었다”라며, “이 연구소는 웨스트 잉글랜드 대학 브리스톨 로보틱스 연구소(BRL)와 게놈규제센터(CRG) 등과 함께 로봇공학에 자기 조직 생물학적 원리를 도입했다. 앨런 튜링의 ‘반응-확산 방정식(미분 방정식)’을 적용해 군집 로봇이 특정 패턴을 형성한 것이다”라고 말했다.

미국 하버드 대학교 연구팀도 2014년 1,024대 군집 ‘킬 로봇(Kill Robot)’이 서로 신호를 주고받으며 별 모양의 군집 구조를 이루는 시스템을 개발했다. 하지만 중앙 컴퓨터에서 제어하는 수준으로 로봇들이 서로 거리를 유지하는 수준에 머물렀다.

김들풀 기자 itnews@