[TECH & INSIDE] 생체공학과 자동화 기술의 만남, BionicOpter 통합 자동화 플랫폼 활용, 복잡하고 독특한 비행 역학 완벽 구현 훼스토가 잠자리의 비행 특성을 완벽하게 기계적으로 구현한 ‘BionicOpter’를 지난달 독일 하노버에서 열린 ‘하노버 산업 박람회(2013 Hanover Trade Fair)’에서 선보여 화제가 됐다. 훼스토의 통합 자동화 플랫폼 CPX에 근간을 둔 이 비행 모델은 복잡한 시스템에도 불구하고 스마트폰으로 통해 손쉽고 직관적으로 제어할 수 있을 뿐 아니라 초경량화된 디자인 구조로 제작됐다.훼스토(Festo)가 지난달 8일부터 12일까지 독일 하노버에서 개최된 ‘하노버 산업 박람회(2013 Hanover Trade Fair)’에 잠자리에서 착안한 비행모델인 ‘BionicOpter’ 등을 비롯한 미래지향적 콘셉트로 눈길을 끌었다. 특히 BionicOpter의 경우 지난 2011년에 선보였던 갈매기를 닮은 ‘스마트 버드(Smart Bird)’에 이어 최고 수준의 비행 특성을 가진 잠자리에서 영감을 얻어 만든 로봇으로 잠자리의 비행 특성을 완벽하게 기계적으로 구현했다. 이에 대해 훼스토 담당자는 “생체공학을 기반으로 한 BionicOpter은 통합에서부터 기계 및 공장의 직관적 제어를 통한 소형화를 구현하는 주목할 만한 사례”라고 강조했다. 잠자리 특유의 비행 역학 자연에서 잠자리의 비행 역학은 참으로 복잡하고 독특하다. 공중에서 잠자리는 모든 방향으로 움직일 수 있고 날개짓 없이 활강이 가능하며 제자리에 떠있을 수도 있다. 4개의 날개를 독립적으로 움직이는 잠자리만의 능력은 급격히 속도를 늦추거나 갑작스러운 회전, 신속한 가속뿐만 아니라 뒤로도 비행이 가능하게 한다. 자연에서 발견한 비행 모델 훼스토는 BionicOpter를 통해 잠자리의 이러한 복잡한 비행 특성을 초경량으로 디자인된 구조와 함께 구현했으며, 이는 헬리콥터, 비행기와 글라이더의 다양한 비행체 특성을 겸비한 최초의 비행모델이라 할 수 있다. 잠자리의 특징과 마찬가지로 BionicOpter는 날개짓의 빈도 및 크기와 개별날개의 수평각도 조절이 가능하다. 이는 개별적으로 조절 및 동작되는 날개로 인해 원격으로 제어되는 BioniOpter의 동체가 공간상에서 어느 곳이던지 직행하는 방향과 속도 및 가속도가 제어될 수 있음을 의미한다. 인텔리전트한 메커니즘은 실내나 실외에 관계없이 진동을 보정해 주고 비행 중 안정성을 최대한 보장해준다. 모든 부품의 초경량화 70cm의 날개 폭과 48cm의 몸통 길이의 BionicOpter의 무게는 단지 175g 밖에 되지 않는다. 날개는 탄소섬유(Carbon-fiber)로 된 프레임과 얇은 막으로 구성돼 있으며 몸통은 유연한 폴리아미드 및 터폴리머(Terpolymer) 소재로 이뤄져 있기 때문. 이를 통해 유연하고 견고하며 초경량화된 BionicOpter를 구현할 수 있었다. 배터리, 9개의 서보 모터 및 고성능 ARM프로세서 기반의 마이크로 컨트롤러, 이 모두가 센서 및 무선 모듈과 마찬가지로 몸통 내부의 매우 작은 공간에 집적 및 통합돼 있다. 매우 복잡한 시스템 손쉽게 조정 고도로 집적된 복잡한 시스템에도 불구하고 BionicOpter는 단지 스마트폰을 통해 손쉽고 직관적으로 제어할 수 있다. 날갯짓의 빈도 및 크기, 각 날개의 수평 각도의 설정은 소프트웨어 및 전기장치에 의해 제어되기 때문에 복잡한 모션 시퀀스를 꾸밀 필요 없이 단순하게 조종하기만 하면 된다. 모니터링 통해 높은 비행 중 안정성 보장 BionicOpter의 높은 동작 안정성을 위해 비행 중 각 날개의 위치 및 수평 각도의 데이터가 지속적으로 실시간 기록 및 분석된다. 공간상에서 BionicOpter의 가속도 및 동체의 수평 각도는 관성 센서를 이용해 측정되며, 내장된 위치 및 가속도 센서를 이용해 동체의 속도 및 공간 내에서 방향이 감지된다. 고도로 집적된 기능 통합화의 생체 공학적 모델 BionicOpter를 통해 훼스토는 고도로 집적이 된 기능 통합화 및 소형화가 어떻게 실현 가능한 지를 보여준다. 추가로 원격으로 제어되는 잠자리의 생체공학적 모델인 BionicOpter는 무선으로 이뤄지는 실시간 통신, 끊임없이 이뤄지는 정보 교환을 통해 이뤄지는 피드백 시스템, 서로 다양한 센서 조합의 분석뿐만 아니라 복잡한 주변 상황과 위험 상태의 인지까지도 모두 구현했다. 이는 통합 자동화 플랫폼 CPX에 근간을 둔 훼스토의 통합 자동화 콘셉트에 의해 가능했다. 주요제원 크기 63cm x 44cm(폭x몸통길이)/ 무게 175g/ 13 자유도/ AMR기반 프로세서/ 8x서보 모터/ 2x7.6V Li-ion/ 2.4Ghz 통신/ 관성, 가속 센서/ 소재 Carbon-Fiber, TerPolymer, Nitinol 외

[TECH & INSIDE] 생체공학과 자동화 기술의 만남, BionicOpter

통합 자동화 플랫폼 활용, 복잡하고 독특한 비행 역학 완벽 구현

기사입력 2013-04-30 00:06:33

[산업일보]

훼스토가 잠자리의 비행 특성을 완벽하게 기계적으로 구현한 ‘BionicOpter’를 지난달 독일 하노버에서 열린 ‘하노버 산업 박람회(2013 Hanover Trade Fair)’에서 선보여 화제가 됐다. 훼스토의 통합 자동화 플랫폼 CPX에 근간을 둔 이 비행 모델은 복잡한 시스템에도 불구하고 스마트폰으로 통해 손쉽고 직관적으로 제어할 수 있을 뿐 아니라 초경량화된 디자인 구조로 제작됐다.

훼스토(Festo)가 지난달 8일부터 12일까지 독일 하노버에서 개최된 ‘하노버 산업 박람회(2013 Hanover Trade Fair)’에 잠자리에서 착안한 비행모델인 ‘BionicOpter’ 등을 비롯한 미래지향적 콘셉트로 눈길을 끌었다.

특히 BionicOpter의 경우 지난 2011년에 선보였던 갈매기를 닮은 ‘스마트 버드(Smart Bird)’에 이어 최고 수준의 비행 특성을 가진 잠자리에서 영감을 얻어 만든 로봇으로 잠자리의 비행 특성을 완벽하게 기계적으로 구현했다. 이에 대해 훼스토 담당자는 “생체공학을 기반으로 한 BionicOpter은 통합에서부터 기계 및 공장의 직관적 제어를 통한 소형화를 구현하는 주목할 만한 사례”라고 강조했다.

잠자리 특유의 비행 역학

자연에서 잠자리의 비행 역학은 참으로 복잡하고 독특하다. 공중에서 잠자리는 모든 방향으로 움직일 수 있고 날개짓 없이 활강이 가능하며 제자리에 떠있을 수도 있다. 4개의 날개를 독립적으로 움직이는 잠자리만의 능력은 급격히 속도를 늦추거나 갑작스러운 회전, 신속한 가속뿐만 아니라 뒤로도 비행이 가능하게 한다.

자연에서 발견한 비행 모델

훼스토는 BionicOpter를 통해 잠자리의 이러한 복잡한 비행 특성을 초경량으로 디자인된 구조와 함께 구현했으며, 이는 헬리콥터, 비행기와 글라이더의 다양한 비행체 특성을 겸비한 최초의 비행모델이라 할 수 있다. 잠자리의 특징과 마찬가지로 BionicOpter는 날개짓의 빈도 및 크기와 개별날개의 수평각도 조절이 가능하다. 이는 개별적으로 조절 및 동작되는 날개로 인해 원격으로 제어되는 BioniOpter의 동체가 공간상에서 어느 곳이던지 직행하는 방향과 속도 및 가속도가 제어될 수 있음을 의미한다. 인텔리전트한 메커니즘은 실내나 실외에 관계없이 진동을 보정해 주고 비행 중 안정성을 최대한 보장해준다.

모든 부품의 초경량화

70cm의 날개 폭과 48cm의 몸통 길이의 BionicOpter의 무게는 단지 175g 밖에 되지 않는다. 날개는 탄소섬유(Carbon-fiber)로 된 프레임과 얇은 막으로 구성돼 있으며 몸통은 유연한 폴리아미드 및 터폴리머(Terpolymer) 소재로 이뤄져 있기 때문. 이를 통해 유연하고 견고하며 초경량화된 BionicOpter를 구현할 수 있었다. 배터리, 9개의 서보 모터 및 고성능 ARM프로세서 기반의 마이크로 컨트롤러, 이 모두가 센서 및 무선 모듈과 마찬가지로 몸통 내부의 매우 작은 공간에 집적 및 통합돼 있다.

매우 복잡한 시스템 손쉽게 조정

고도로 집적된 복잡한 시스템에도 불구하고 BionicOpter는 단지 스마트폰을 통해 손쉽고 직관적으로 제어할 수 있다. 날갯짓의 빈도 및 크기, 각 날개의 수평 각도의 설정은 소프트웨어 및 전기장치에 의해 제어되기 때문에 복잡한 모션 시퀀스를 꾸밀 필요 없이 단순하게 조종하기만 하면 된다.

모니터링 통해 높은 비행 중 안정성 보장

BionicOpter의 높은 동작 안정성을 위해 비행 중 각 날개의 위치 및 수평 각도의 데이터가 지속적으로 실시간 기록 및 분석된다. 공간상에서 BionicOpter의 가속도 및 동체의 수평 각도는 관성 센서를 이용해 측정되며, 내장된 위치 및 가속도 센서를 이용해 동체의 속도 및 공간 내에서 방향이 감지된다.

고도로 집적된 기능 통합화의 생체 공학적 모델

BionicOpter를 통해 훼스토는 고도로 집적이 된 기능 통합화 및 소형화가 어떻게 실현 가능한 지를 보여준다. 추가로 원격으로 제어되는 잠자리의 생체공학적 모델인 BionicOpter는 무선으로 이뤄지는 실시간 통신, 끊임없이 이뤄지는 정보 교환을 통해 이뤄지는 피드백 시스템, 서로 다양한 센서 조합의 분석뿐만 아니라 복잡한 주변 상황과 위험 상태의 인지까지도 모두 구현했다. 이는 통합 자동화 플랫폼 CPX에 근간을 둔 훼스토의 통합 자동화 콘셉트에 의해 가능했다.

주요제원
크기 63cm x 44cm(폭x몸통길이)/ 무게 175g/ 13 자유도/ AMR기반 프로세서/ 8x서보 모터/ 2x7.6V Li-ion/ 2.4Ghz 통신/ 관성, 가속 센서/ 소재 Carbon-Fiber, TerPolymer, Nitinol 외

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온라인 뉴스팀 kidd@kidd.co.kr

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