기존의 드론에는 약점이 있습니다.
이착륙하는 발판이 매끄러운 수평면이어야 합니다.
그런데 최근 캐나다 셔브룩 대 (University of Sherbrooke)의 크리에이 테크 디자인 랩에 소속된 존 버스 씨 등 연구팀은 경사면에서도 안전하게 이착륙할 수 있는 드론을 개발했습니다.
건물의 지붕과 같은 최대 60도의 급경사면에서도 착륙시킬 수 있습니다.
본 연구의 자세한 내용은 2022년 5월 20일 자로 과학지 'IEE Robotics and Automation Letters'에 게재되었습니다.
요약
- 기존의 드론이 착륙할 수 있는 곳은 수평면뿐
- 경사진 지붕에도 착륙할 수 있는 신형 드론
기존의 드론이 착륙할 수 있는 곳은 수평면뿐
헬리콥터나 멀티콥터 등 수직이착륙기(VTOL)는 이착륙 시 공항과 같은 활주로를 필요로 하지는 않습니다.
부드러운 수평면만 있으면 빌딩 옥상과 같은 좁은 장소에서도 이착륙이 가능해 다양한 장소에 접근할 수 있다는 장점이 있습니다.
그리고 최근 주목을 받고 있는 드론의 대부분은 무인 소형 멀티콥터이며 이와 비슷한 이점이 있습니다.
그러나 헬리콥터의 용도가 '사람 수송'인데 반해 드론의 용도는 '탐색, 촬영, 소포 운반' 등 다양합니다.
드론은 대형 VTOL과 비교해 사람이 밀집한 장소나 복잡한 지형에서의 운용이 특히 요구되고 있는 것입니다.
즉 드론은 '수평면에서의 이착륙'이라는 조건조차 번거로워진 것 같습니다.
그렇다고는 하지만 기존의 드론의 착륙은 수평면 이외의 장소에서 이착륙하도록 설계되어 있지 않습니다.
드론의 다리는 유연성이 없고 딱딱하기 때문에 경사면에 착륙하면 아무래도 균형이 무너져 넘어져 버립니다.
강하 속도가 크면 다리가 지면에 닿는 순간에 튕겨지거나 파손될 우려도 있을 것입니다.
만일 스프링과 같은 탄력성이 있는 소재로 다리를 만들었다고 해도 착륙 시의 충격이 강하게 튀어 불필요하게 바운드되기 쉽습니다.
또한 드론의 착륙 시에는 지면 부근에서 말려 오르는 바람의 영향으로 기체가 불안정해집니다.
그동안 기존 드론의 수평면용 레그로 경사면에 착륙시키는 등 무모한 시도가 있었습니다.
버스 씨 등의 연구팀은 이들 과제를 해결하고 드론 수요를 충족시키기 위해 경사면에도 착륙할 수 있는 신형 드론을 개발하기로 했습니다.
경사진 지붕에도 착륙할 수 있는 신형 드론
새로 개발된 드론에는 착륙 시 충격을 흡수하고 경사면에서도 넘어지지 않도록 몇 가지 메커니즘이 채용되어 있습니다.
우선 다리의 관절에는 소형 모터가 탑재되어 있습니다.
드론이 착지하면 다리가 퍼지며 충격을 흡수하는데, 이때 관절의 모터로 다리가 퍼지는 방식을 컨트롤해 충격을 서서히 피해 주는 것입니다.
또한 착지 후의 영상으로부터 알 수 있듯이, 경사면에 대응해 각 다리의 각도가 조정됩니다.
이로 인해 완만한 경사면일 경우 기체가 수평으로 유지됩니다.
또한 착륙 시에는 날개가 역회전하며 착륙면으로부터 기체를 밀어 올리는 힘이 작용하도록 되어 있습니다.
이를 통해 경사면에서의 전도 및 바운드의 위험을 줄일 수 있습니다.
그래도 넘어질 것 같은 경우가 생기면 한쪽 날개만 역회전하며 중심의 반전하는 것을 막아줍니다.
그 결과 새로 개발된 드론은 최대 60도의 경사면에 최대 2.75m/s의 속도로 착륙할 수 있게 되었습니다.
이것은 대부분의 건물 지붕에 드론이 착륙할 수 있다는 것을 의미합니다.
요구되는 강하 속도도 까다롭지 않기 때문에 더 많은 사람들이 드론을 조작할 수 있게 될 것입니다.
이렇게 바로 현대의 드론 수요에 맞는 기능을 획득한 것입니다.
그러나 이 착륙 방법은 "지붕을 손상시킬 수 있기 때문에 크고 무거운 드론에는 채택되지 않을 수 있다"라고 말했습니다.
앞으로도 연구팀은 '어디에나 착륙할 수 있는 드론'을 목표로 새로운 착륙 방법을 찾아갈 예정입니다.
관련 영상은 아래
https://youtu.be/tG1K_63q00Y
관련 원문은 아래 링크를 참고하세요.
https://www.stylec.co.kr/short/Dl2Y4KpObX
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