칼텍, 물에 빠진 꿀벌의 움직임 응용해 공수양용 가능한 로봇 개발 中

사진출처=미국과학재단 홈페이지

[이뉴스코리아 최지현 기자] 일반적으로 날개가 달린 비행형 곤충들은 날개가 물에 젖으면 날지 못한다. 물이 묻어 무거워진 날개가 제 기능을 못하기 때문이다. 그러나 꿀벌은 다르다.

캘리포니아 공과대학(이하 칼텍) 캠퍼스를 걷던 연구원 크리스 노는 밀리칸 연못에 빠진 꿀벌을 발견했다. 그 꿀벌은 연못 가장자리로 가기 위해 몸부림을 쳤는데 그 모습에 영감을 얻은 크리스는 꿀벌의 움직임을 로봇 공학 연구에 적용해 비행 및 수영이 가능하고 수면을 탐색할 수 있는 공수양용 로봇을 개발 중이다.

크리스는 연구를 통해 꿀벌의 날개의 움직임을 모방하는 기계식 날개 아래의 흐름은 0이 아닌 수평 운동량이 물에 전달되어 순추력을 증명했다. 또한, 물의 주기적인 가속과 감속이 관찰되어, ‘반동 운동’에 의한 추가적인 전진 운동을 제공한다.

물에 젖은 날개는 공기역학적 추력을 발생시키는 능력을 잃는다. 하지만 꿀벌들은 몸길이의 3배로 스피드를 올려 물 속에서 이동한다. 물에 젖은 날개를 수중 추진을 위해 수중익으로 사용하는 것이다. 이는 그들의 날개가 수력학적 추력을 발생시킨다는 것을 의미한다.

수중익이란 배가 물에 잠기는 부분 아래 설치된 날개로, 선체를 부상시키고 물의 저항을 감소시키는 역할을 한다.

이들의 이동은 비대칭 파도와 더 깊은 물 분사 흐름의 형태로 주변 수역에 유체역학적 추진력을 불어넣어 20μN의 평균 추력을 발생시킨다.

이러한 이동은 그동안 보고되어 왔던 곤충들의 물위를 스치듯 지나가는 스키밍, 물 위 걷기, 항력 기반 추진과는 동적으로 구분된다.

이 연구는 미국과학재단(NSF)가 연구를 지원했고, 논문은 National Science of Sciences 저널 Proceedings에 게재됐다.

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