▲ 뉴욕대 아부다비 캠퍼스 연구팀이 개발한 하이브리드 드론

아랍에미레이트에 위치한 뉴욕대 아부다비 캠퍼스(New York University Abu Dhabi) 연구팀이 공중과 육지, 그리고 물에서 이동 또는 비행할 수 있는 하이브리드 드론을 개발했다고 IEEE 스펙트럼이 11일 보도했다.

뉴욕대 아부다비 캠퍼스 ‘기후 및 환경과학을 위한 아랍센터(ACCESS·Arabian Center for Climate and Environmental Sciences)'가 개발한 이 새로운 자율 시스템은 육해공 이동을 위한 3쌍의 로터(회전자), 3개의 바퀴, 2개의 추진기를 갖추고 있다.

메인 바퀴 프레임 기체 주변에 3D 프린팅으로 제작한 고무 바퀴를 배치했다. 금속 나사와 볼 베어링이 필요하지 않기 때문에 녹이 슬지 않는다. 이 하이브리드 드론은 드론 관련 규정을 준수하기 위해 전체 기체의 무게가 10kg 미만이다.

로터가 위치한 기체의 상단 부분과, 바퀴 및 추진기가 위치한 기체 하단 사이에 부력을 갖고 있는 스티로폼 몸체가 배치되어 있다. 이 부유 장치는 물 속에서 선체 역할을 수행하며, 로터의 공기 흐름을 위한 공간을 제공하기 위해 트레포일(trefoil, 삼엽형<三葉形>) 형태로 만들어졌다.

연구팀은 "이 하이브리드 드론 기체는 공기, 물, 지상 등 이용 가능한 모든 매체를 통과할 수 있다. 점차적으로 확대되는 어려움과 장애물을 극복할 수 있는 자율 시스템으로 활용할 수 있다"고 말했다.

하이브리드 드론은 오픈소스 오토파일럿 시스템인 ’PX4‘ 2개를 가지고 있다. 하나는 공중용이고, 다른 하나는 육지와 물을 항해하기 위한 것이다.

연구팀은 "항공 항법은 지상 또는 수면 항법과 유사점을 갖고 있지만 크게 다르다. 그래서 우리는 지상 및 수상 내비게이션을 모두 동일한 오토파일럿으로 작동하도록 설계했으며 모터 출력만 변경할수 있도록 했다"고 말했다.

인텔의 NUC 컴퓨터는 명령 모듈 역할을 수행한다. NUC 컴퓨터는 필요에 따라 두 개의 오토파일럿을 전환할 수 있을 뿐만 아니라 무선 송수신기 및 GPS와 인터페이스할 수도 있다. 모든 전자 제품은 방수 플라스틱 케이스 안에 고정되어 있다.

드론은 프로그래밍된 임무 수행 과정에서 무선 또는 자율적으로 작동할 수 있다. 리튬 폴리머 배터리를 탑재, 18분 동안 비행 가능하다.

실험 결과, 스티로폼 선체는 물에서 떠다니는 동안 물을 흡수하면서 30분 안에 무게를 20%까지 늘렸고, 비행 중에 물을 방출했다. 100분 후에는 20% 정도 기체 무게가 감소한다.

연구팀은 지난 6월 9일 폴란드 바르샤바에서 열린 '2023 무인항공기시스템에 관한 국제컨퍼런스(2023 International Conference on Unmanned Aircraft Systems)'에서 연구 성과를 발표했다.