꼬리 날개 없는 날갯짓 비행로봇 모습 (사진=건국대)

건국대학교 KU융합과학기술원 박훈철 교수팀(스마트운행체공학과)이 장수풍뎅이의 날개 펼침 원리를 규명하고, 날갯짓 하는 날개의 바깥 부분이 장애물과 충돌하는 경우 바깥쪽 날개의 접힘으로 충격을 완화하여 비행을 지속할 수 있게 한다는 것을 실험적으로 입증했다고 9일 밝혔다.

장수풍뎅이 뒷날개의 접힘-펼침을 모방한 인공 날개를 곤충모방 날갯짓 비행로봇에 장착해 날갯짓 비행 중에 바깥 날개가 장애물과 충동하여도 지속적인 비행이 가능하게 했다. 이 연구 성과는 과학 분야 최고 권위 학술지 중 하나인 사이언스(Science) 12월 4일 온라인 판에 게재됐다.

연구팀 측은 곤충 중에서 유일하게 풍뎅이는 뒷날개를 펼쳐서 비행하고 접어서 육상 또는 수중에서 기동하고, 이런 풍뎅이의 뒷날개 펼침과 접힘 과정은 그동안 몇 가지 원리로 설명됐지만 뒷날개가 완전히 펼쳐지는 과정에 대해서는 명확한 설명이 부족했다고 설명했다. 이번 연구에서는 장수풍뎅이의 날개를 큰 각도의 날갯짓을 발생할 수 있는 날갯짓 장치에 장착하고, 이를 장수풍뎅이의 날갯짓 주파수인 38Hz로 구동하면서 디지털 초고속 카메라로 촬영해 접혔던 날개가 날갯짓 초반에 공기력과 관성력으로 완전히 펼쳐짐을 설명했다.

이번 연구 성과는 건국대학교 Brainpool 지원사업과 한국연구재단 기초연구실지원사업의 부분적 지원으로 수행됐으며, 저자로는 박훈철 교수 연구실의 외국인 전임 조교수인 판호앙부 박사가 주저자 및 공동 교신저자, 박훈철 교수가 교신저자로 논문에 게재됐다.

건국대 박훈철 교수는 “이번 연구에서 개발한 장수풍뎅이 모방 날개를 장착하는 경우, 날갯짓 비행로봇들이 장애물에 부딪히는 경우에도 비행을 지속해 주어진 임무를 완수할 수 있는 가능성을 높일 수 있다”고 말했다.