[뉴스스페이스=윤슬 기자] 중국 과학자들이 척추동물의 복잡한 비행 패턴을 모방한 자율 이륙 로봇 ‘로보팰컨(RoboFalcon)2.0’을 개발해 생체 영감 로봇공학 분야에 신기원을 열었다.

중국 북서부공업대학교(Northwestern Polytechnical University) 연구팀은 2025년 9월 3일 과학저널 Science Advances에 발표한 논문에서, 새와 박쥐가 사용하는 플랩-스윕-폴드(flap-sweep-fold, FSF) 동작을 구현하는 혁신적인 “원추형 로커 메커니즘(conical rocker mechanism)”을 통해 로봇 날개의 복합 운동을 하나의 날개 박자 주기 내에 결합했다고 밝혔다.

Science Advances, Northwestern Polytechnical University 공보, 신화통신, China Daily에 따르면, 이 로봇은 저속비행시 새들이 사용하는 날개의 앞쪽 아래로 내리치는 다운스트로크와 공기역학적으로 비활성인 업스트로크를 재현해 바람 터널 실험과 유체역학 시뮬레이션에서 양력과 피칭 모멘트를 정밀하게 제어하는 것으로 검증됐다.

특히 이 로봇은 느린 비행 중 비행 척추동물에서 관찰되는 복잡한 ‘펄럭임-쓸어올림-접힘(flapsweep-fold)’ 동작을 모방한다고 신화통신은 보도했다. 이 로봇은 기존 곤충 영감 비행 메커니즘과는 달리, 새와 박쥐가 정지비행, 이륙착륙시 사용하는 더 복잡한 날개 박동 운동에 초점을 맞췄다.

로보팰컨2.0의 실비행 테스트는 자율 이륙 능력의 성공적 실현을 입증했으며, 이는 척추동물의 비행 원리를 새롭게 적용해 조류형 로봇 기술을 한 단계 발전시킨 결과로 평가된다. 북서부공업대학교는 중국 내 항공우주학 분야 선도기관으로, 2022년 ‘구름올빼미’ 플랩윙 로봇으로 세계 자율비행 시간 기록(154분)을 갱신한 바 있다.

이번 로보팰컨2.0 개발은 고정익 및 회전익 항공기가 좁거나 복잡한 환경에서 비행할 때 겪는 기존 한계를 극복하고, 생체모방 플랩윙 설계의 민첩성과 효율성을 대폭 향상시킬 혁신적 기술로 기대된다.

풍동실험에서 스윕 진폭 변화는 양력과 피칭 모멘트 조절에 중요한 역할을 했으며, 계산유체역학 시뮬레이션 결과 날개의 앞전 와류 강도와 압력 중심 위치가 FSF 운동의 공기역학적 효과와 밀접히 연관돼 있음을 보여주었다. 이는 로보팰컨2.0이 다양한 저속 비행 조건에서도 안정적이고 정밀한 자세 제어를 가능케 해 실제 자율 이륙을 구현하는 데 핵심적이었다.

향후 이 기술은 자연스러운 조류 비행 패턴을 더욱 면밀히 모방하는 고기능성 플랩윙 무인기 및 드론 개발에 중추적 역할을 할 전망이다.

결국 중국 과학자들의 로보팰컨2.0은 척추동물의 복잡한 비행 역학을 혁신적 로커 메커니즘을 통해 성공적으로 재현, 실제 자율 이륙 비행을 입증함으로써 바이오 영감 로봇공학에 새로운 지평을 연 결과다. 이 연구는 현존 플랩윙 로봇의 한계를 뛰어넘는 진일보를 의미하며, 미래 항공 및 드론 산업에 생체모방 기술 기반의 민첩하고 효율적인 비행체 설계 혁신을 예고하고 있다.