물고기, 개 등 생명체와 비슷한 형태의 로봇을 개발하는 것은 로봇의 중요한 연구 분야 가운데 하나다.

로봇 전문매체인 '로보허브'는 최근 NCCR 로보틱스, 플로리노 랩이 공동으로 새의 형태와 민첩한 비행을 그대로 본뜬 깃털 드론을 개발했다고 보도했다. 새의 깃털 구조를 차용함으로써 바람에 맞서 날아가거나 회전하는 임무를 보다 효율적으로 수행할 수 있다는 것이다.

연구팀에 따르면 드론 같은 작은 비행체는 장애물이나 다른 움직이는 물체를 통과할 때 발생하는 바람 등 공기 역학 조건에 민감하게 반응한다. 반면 같은 상황에서 새들은 날개의 모양을 바꿈으로써 변화된 조건에 능숙하게 적응한다. 이는 새들의 날개가 근육으로 제어되고 깃털이 겹쳐 덮인 연접식 뼈대로 구성되어 있기 때문이다. 가령 깃털의 바깥쪽을 접어넣어 날개의 표면적을 줄이면 공기역학적 항력을 통해 고속 비행이 가능해진다.

▲ 드론 날개의 모델링

연구팀도 이 부분에 착안해 깃털처럼 접히면서 쉽게 날개 면적을 줄일 수 있는 드론을 설계했다. 크기와 모양을 쉽게 바꿀 수 있는 깃털 같은 날개를 구현함으로써 드론은 재빠른 동작에 적응하거나(더 큰 날개 길이) 강한 역풍에서 비행할 때 빠른 속도로 항력을 줄일 수 있다(짧은 날개 길이).

이번에 개발된 드론의 인공 깃털 날개는 두 개의 인공 힘줄을 포함하고 있다. 인공 힘줄은 날개 앞 가장자리를 회전시키거나 앞으로 뻗을 수 있게 함으로써 날개를 벌리거나 접는 역할을 한다. 날개 폭을 접을 경우 표면적이 41% 감소하게 되는데 이 때 항력도 크게 줄어들어 강한 역풍에 맞서 날 수 있다.

반면 날개가 완전히 펴지면 드론은 40% 더 예리하게 회전할 수 있다. 두 개의 접을 수 있는 날개가 서로 독립적으로 작용하기 때문에 무게 경감과 기계적 복잡성 차원에서 장점을 제공하며 추가 보조날개 없이도 기울기를 제어할 수 있다.