가파른 빙벽에 본드 붙인 듯 ‘착’…이 무인기 비밀은 무엇?

캐나다 셔브룩대 연구진이 개발한 빙벽 착지용 무인기. 다리 끝에 발톱이 달렸다(작은 사진 빨간색 원). 셔브룩대 제공

가파른 빙벽에서 미끄러지지 않고 안정적으로 내려앉을 수 있는 무인기가 세계 처음 개발됐다. 다리 끝에 날카로운 발톱을 달고, 프로펠러의 회전력으로 얼음과의 밀착을 높이는 아이디어가 동체에 적용됐다. 극지방에서 안정적인 탐사를 할 새 장비가 될 것으로 보인다.

캐나다 셔브룩대 연구진은 최근 국제학술지 ‘IEEE 트랜스액션스 온 필드 로보틱스’를 통해 경사가 급한 빙벽에서도 미끄러지지 않고 착지할 수 있는 신개념 소형 무인기 ‘아이스 다트’를 개발했다고 밝혔다.

아이스 다트 크기는 사과 상자만 하다. 중량은 2.65㎏이다. 프로펠러는 총 4개다. 아이스 다트가 가파른 빙벽에 내려앉을 수 있는 비결은 다리 4개 끝에 달린 ‘발톱’이다. 뭔가를 꼬집는 사람의 엄지와 검지 모양의 금속제 갈고리다. 무인기가 어느 방향으로 착륙해도 발톱 두 개 중 한 개는 박히도록 설계됐다.

연구진은 이 발톱이 빙벽에 제대로 파고들도록 다리에 추가 장비도 달았다. 빙벽에 무인기가 내려앉는 순간, 동체가 하늘 방향으로 튕겨 나가는 힘을 최소화하는 충격 흡수장치다. 동체가 튕기는 힘이 줄어들면 발톱이 좀 더 빙벽 깊숙이 꽂힌다.

착륙 순간, 수분의 1초 동안 프로펠러를 역회전하는 기술도 적용됐다. 이러면 아이스 다트 동체가 하늘이 아니라 빙벽 방향으로 강하게 돌진한다. 발톱이 빙벽에 더 잘 박힐 수밖에 없다.

이 같은 기술이 집대성된 아이스 다트의 착륙 솜씨는 놀랄 만하다. 아이슬란드 남동부 ‘피알스예퀴들 빙하’에서 실시한 실험 결과, 최대 58도 경사에서 총 24회 착륙에 성공했다.

일반적인 건물의 계단 경사도가 30도라는 점을 고려하면 58도 경사는 절벽과 비슷할 정도의 가파른 지형이다. 연구진은 “현장에서는 시속 30㎞가 넘는 강한 바람이 불었는데도 빙벽에 내려앉다가 실패한 경우는 한 건도 없었다”고 밝혔다.

향후 아이스 다트는 극지방 빙하와 빙산 연구에 활용될 것으로 보인다. 사람이 직접 탐사하거나 일반적인 무인기로는 착지가 어려웠던 곳에 내려앉을 수 있다. 견본을 채취하거나 아예 오랜 기간 착륙해 주변 기상 등을 확인하는 소형 관측소 역할을 하는 일이 가능하다.

연구진은 “불규칙한 얼음 표면에 안정적으로 내려앉을 수 있는 아이스 다트는 높은 기동성을 발휘할 것”이라고 설명했다.