韓-美マイクロ飛行ロボット ‘羽ばたき’… その開発現場に行く

[東亜日報] 美 ‘パリ’ 性能卓越… 韓 ‘かなぶん’ 商用化硝子
“うん, うん, だめです. そこ戦線が走ったんです!”
マイクロ飛行ロボット取材のために今年 2月末訪問したアメリカケンブリッジ時ハーバード大研究室. 写真を撮るため ‘パリ’ ロボットをこっそりつまんであげたら横にいた研究員が驚きながら制止した. ひょっとすれば電線が切れる所だった. ロボットには髪の毛太いだけなとても細い電線が走っていた.
諜報映画でも見そうなマイクロ飛行ロボットが実際開発されている. これらは昆虫を模倣する共通点があった. 人気ドラマ ‘アテナ’に出た天道虫ロボットのように密かに正札任務を遂行するロボットでもすぐ登場するのか. 国内外主要研究現場を取材して見たらまだ解決しなければならない課題がたくさん残っていた. ロボットたちはもう幕 ‘羽ばたき’を始めた段階だった.
○ パリロボット, 秒当たり 120回以上羽ばたき
アメリカハーバード大電気工学科ロバートウッド教授チームはこの分野で先頭走者に数えられる. 研究陣は重さ 0.056g, 羽長さ 2cm 余りなマイクロ ‘パリロボット’を開発の中だ. まだ縦で長く垂らした薄ら電線にぶら下げられて公衆扶養するように上下で上り下りしながら飛行する水準だった.
ぶら下げられている電線(電線)は飛行するロボットに電気を伝達する事を引き受ける. まだパリロボットに搭載するに値するマイクロバッテリーがないから外部田園と繋がれていなければならない. 電線はまたパリロボットがどんな所に飛ぶことができないように縛る役目をする. 飛びあがる時均衡を取ることができないからだ. ロボットを制御する装置もまだロボットに搭載されることができずに外部にある. 外部制御装置はレーザーをうってロボットが浮かんでいる高さを計算と, その値段を電線を通じてロボットに伝達する.
しかし ‘非常に早くポドックゴリは羽’で空中に浮び上がる能力は高い水準を見せた. これはマイクロ飛行ロボットの核心技術の中で一つだ. パリロボットの羽には ‘圧電素子(圧電素子)’が使われる. 電流が流れれば物理的な力を発生させる物質だ. パリ胴に電圧をかければ圧電素子に力が発生して, その終りに走っている羊羽が動くようになる. この圧電素子を多くの階で重なっておいて精緻に加工する技術が研究陣のノーハウだ. 訪問研究員で一緒に研究中のソウル大機械工学部キム・ヒョン陣教授は “マイクロ飛行ロボットの精密設計や加工ではウッド教授チームが世界で一番先に進んでいる”と評価した.
ロボットは圧電素子を利用して秒当たり 120〜150回身近に羽ばたきをする. この時ロボット重みの 3.5倍にあたる力(陽暦)が生じながらパリが飛びあがるようになる. ウッド教授は “電線がなくても安定的に飛行するロボットを作るのが目標”と言いながら “このためにではバッテリーと制御装置をロボットに搭載して, 飛行間発生するいろいろの複雑な流体力学問題を解決しなければならない”と言った.
昆虫の中でパリを選択したことに対してウッド教授は “空中に浮かんでいたり素早く方向を変えるなどパリは多様な飛行能力を持っている”と “ここに関する生物学的研究もたくさん蓄積されている”と返事した.
○ 長寿かなぶんロボット, モーター駆動
アメリカにパリロボットがあったら韓国には長寿かなぶんロボットがある. 建国大新技術融合学とバックフンチォル教授チームは重さ 6g, 羽長さ 6cmである長寿かなぶん羽ばたきを模倣する飛行ロボットを研究している. 長寿かなぶんロボットは小型 ‘モーター(電動機)’を利用して羽を動かす. このロボットもまだバッテリーを搭載することができなくて薄ら電線で電気を供給受ける. 電圧をかければ 1秒に 38回の羽ばたきで陽暦を起こして浮び上がる. パリロボットと同じくまだ飛行する間均衡を取ることはできない. 朴教授は “昆虫ロボットは普通の非行体と違いしっぽなしに羽にだけ動作を作るから均衡を取るのがとても難しい”と説明した.
朴教授チームが圧電素子ではないモーターを選択したことは実用的な理由からだ. 朴教授は “圧電素子を使うことが昆虫の羽ばたきをもっとよく再現して大きさを減らすのに有利だが高い電圧を要する”と “一方モーター駆動方式は電圧増幅装置を追加に搭載しなくても良くてロボットの重さを減らすことができるから商用化はもっと早いこと”で期待した.

