얼마전 북한에서 보낸 무인 소형 무인기가 청와대와 경복궁 등 서울 일대를 찍었던 사실이 드러나며 상공 보안성에 대해 큰 문제가 제기되었었죠. 비록 북한의 기술력이 부족한 탓에 고도화된 정찰기는 아니였지만 그만큼 무인 항공기라는 것이 무서운 존재가 될 가능성이 높은 물건임은 분명합니다.
쿼드로터란 4개의 로터(회전 날개)가 달린 멀티콥터입니다. TED 강연을 한 Vijay Kumar는 펜실베니아 교수로 이 강연에서 자신과 대학원생 2명이 개발한, 운동성이 매우 좋은 쿼드로터를 소개합니다.
1. 운동 방법
먼저, 지름 즉, 크기를 최소화한 쿼드로터로서 가지는 강점에 대해 말하는데, 반지름 값 즉 R값이 작아지면 그만큼 관성(질량)이 작아지면서 양력도 높아집니다. 양력이 높은 만큼 쿼드로터 자체의 하중은 부담이 적어지겠죠 물론 양력이 너무 높으면 안되겠죠.
이러한 강점을 바탕으로 정체, 가속, 롤, 피치, 요 4가지 운동방법에 대해 설명하는데, 4가지 로터의 회전속도를 달리하여 여러가지 운동방법을 구사합니다. (여기서 속도가 달라짐에 따라 기울이는 운동을 구사할 수 있는 이유는 베르누이의 법칙에 따라 속도가 빨라지면 기압이 낮아지고 평형을 이루기 위해 상대적으로 기압이 높은 곳에서 적은 곳으로 공기가 이동하며 기울게 됩니다.)
2. 단점 보완
이들이 만든 쿼드로터는 제작자도 언급할 수 밖에 없는 큰 단점이 있습니다. 바로 어떠한 물체를 들어올렸을때의 하중을 버티는 힘이 작다는 것입니다. 그러나 그들은 자연에서 해답을 찾습니다.
사막의 개미들은 무리를 지어 물건을 옮기는데 이때 중앙관리자는 없고 무언의 협력을 통하여 물건을 옮깁니다. 이때 이웃의 행동을 파악하여 자신의 행동을 조절하는 것이죠. 이를 쿼드로터에 적용하여 무거운 물체라도 협력하여 움직일 수 있게 합니다.
3. 차별화된 민첩성
쿼드로터를 보면 유난히 민첩한 운동성을 자랑합니다. 이는 초당 600번 자신의 위치, 속도, 가속도 및 장애물의 위치를 피드백하면서 그만큼 섬세한 운동을 구현합니다.
던지는 훌라후프를 통과하는 등 어떠한 위험에도 민첩하게 움직여 자신을 보호하는 기술을 보면 정말 박수를 칠 수 밖에 없어요.
4. 응용
이는 건축이나 자연재해로 인해 사람이 들어갈 수 없는 공간을 들어가 우리가 하기 힘든 일들을 대신 맡아줍니다.
이 중에서 주목할 만한 기술을 한번 더 소개합니다. 바로 카메라와 레이저를 통해 들어간 건물 내부의 모습을 바로 구현하는 것인데 여기서는 지도를 그린다 하여 맵핑(mapping)이라고 하더군요.
쿼드로터는 건물 내부로 들어가 GPS 없이도 자신의 고유 좌표계를 이용하여 건물 내부의 모습을 바로 구현합니다. 이런 기술의 응용분야는 말 안해도 아시겠죠? :)
5. For TED 2012
이 기술은 TED를 통해 소개되었습니다. 그리하여 쿼드로터들의 깜짝 공연이 담긴 뮤비를 제작했다는데 007 주제곡을 연주하는 귀여운 쿼드로터들의 모습을 보고 저절로 웃음이나네요. 그럼 즐감하세요!
PS. 학부생 지식으로 짧게나마 처음 글을 써보는데 덕분에 책한번 다시 펼쳐보게 되고 전공의 트렌드도 알 수 있어서 좋네요. 새로운 분야 있으면 댓글로 알려주시길 바랄게요! ㅎㅎ
