수분매개자로부터 신호를 받아 빠르게 발전하는 초소형 항공기(MAV)

무인 항공기가 언론의 주목을 받고 있지만, 이것이 유일한 비행 로봇은 아닙니다. 초소형 항공기(MAV)는 무인 항공기의 더 작은 사촌 격입니다. 이 작은 장치는 수색 및 구조, 농업, 그리고 기타 핵심 산업 발전에 핵심적인 역할을 할 수 있습니다.

최근까지 MAV는 실질적인 성능이 부족했습니다. 그러나 최근 한 연구팀이 이전 버전보다 성능이 훨씬 뛰어난 업그레이드된 비행 곤충을 공개했습니다. 알아두어야 할 사항은 다음과 같습니다.

마이크로 항공기(MAV)

마이크로 항공기는 비행 차량의 하위 분야입니다. 곤충과 비슷한 소형 크기를 가지고 있으며 근접 액션과 지원을 위해 설계되었습니다. 크기가 프로젝트 목표에 제약이 되는 시나리오에 이상적입니다. 특히 MAV는 언젠가 지도 작성, 구조 작업, 감시 및 농업을 개선할 수 있습니다.

기존 문제

MAV는 단순히 대형 UAV의 축소판일 뿐입니다. 이러한 장치는 이동을 위해 자연을 모방하는 경우가 많습니다. MAV는 날개를 펄럭이는 디자인을 사용하는 것이 일반적입니다. 이러한 구조는 호버링과 효율적인 비행을 가능하게 합니다. 그러나 몇 가지 심각한 단점으로 인해 안정적인 MAV 제작이 어려워졌습니다.

첫째, 이렇게 작은 규모로 비행한다는 것은 이 기기가 외부 요인의 간섭에 극도로 취약하다는 것을 의미합니다. 강풍, 공기 밀도 변화, 비, 기타 요인은 Mavs 비행 능력을 제한할 수 있는 조건의 몇 가지 예일 뿐입니다.

또한 MAV에는 기계적 부담이 있습니다. 소형 날개는 양력을 얻기 위해 초당 수백 번 펄럭여야 합니다. 이러한 동작은 날개, 힌지, 기어 및 기타 내부 구성 요소에 엄청난 마모와 토크를 가하여 고장 가능성이 증가합니다.

필요한 기능

MAV가 경험하는 짧은 수명 외에도, 그들은 또한 더 큰 봇보다 훨씬 덜 유능합니다. 현재 디자인은 10초 미만 동안만 호버링할 수 있습니다. 게다가, 그들은 가장 기본적인 궤적을 제외하고는 어떤 것도 완료할 수 없습니다. 다행히도, 이 작은 기기들은 곧 대대적인 업그레이드를 받게 될 것입니다.

마이크로 항공기(MAV) 업그레이드 연구

MIT 연구원들은 최근 '라는 연구에서 MAV에 대한 다양한 업그레이드를 공개했습니다.곤충 규모의 곡예: 내구성, 정밀성, 민첩성을 갖춘 마이크로 공중 로봇¹. 보고서는 개선 사항이 어떻게 장치의 스트레스를 최소화하면서 비행 정밀도를 높이는지 보여주었습니다. 업그레이드된 MAV는 내구성이 향상되었고 충격 및 바람 테스트를 통해 테스트되었습니다. 새로운 날개 디자인은 충격과 찢어짐에 대한 회복성을 보여주었습니다.

테스트 단계

과학자는 테스트 단계의 일환으로 고급 750밀리그램 날개 펄럭이는 날개 MAV를 만들었습니다. 이 장치는 얇은 투명한 날개로 지지되는 줄기를 포함하여 곤충 디자인을 기반으로 한 인공 날개를 특징으로 합니다.

출처 - MIT

비행 능력

MAV는 여러 차례 비행 시험을 실시하여 그 기능을 검토했습니다. 이전 모델과 달리 업그레이드된 장치는 복잡한 비행 궤적과 심지어 뒤집기와 같은 곡예도 가능했습니다. 팀은 명령에 따라 여러 차례 공중 뒤집기를 수행하여 새로운 디자인이 경쟁자보다 얼마나 민첩한지 보여주었습니다.

MIT MAV도 더 빠릅니다. 이 유닛은 초당 평균 30센티미터의 속도를 보였으며, 최고 속도는 약 100cps였습니다. 민첩성이 추가되면서 MAV 부문에서 성능이 크게 향상되었습니다.

페이로드

이 연구에서 가장 흥미로운 발견 중 하나는 새로운 MAV가 작은 탑재물을 운반할 수 있다는 것입니다. 당장은 이 탑재물에 비행 시간을 늘리기 위한 배터리나 더 많은 제어 또는 관찰 기능을 제공하기 위한 추가 센서가 포함될 수 있습니다.

마일스톤 결과

테스트 결과는 인상적인 성과를 보여주었습니다. 예를 들어, MIT MAV는 1000초 동안 맴돌았습니다. 이 시간은 다른 모든 MAV 비행 시간을 합친 것보다 깁니다. 따라서 엔지니어와 전체 시장에 이정표를 나타냅니다.

특히 MAV는 이전 모델보다 훨씬 민첩하여 좁고 접근하기 어려운 위치에서 기동할 수 있습니다. 미래의 군집 기술과 함께 사용하면 초고속 MAV 팀이 힘을 합쳐 능력을 초과하는 작업을 완료할 수 있습니다.

업그레이드된 날개, 모터, 힌지는 MAV 성능에 많은 이점을 제공했습니다. 첫째, MIT MAV는 훨씬 빠른 속도와 향상된 기동성을 보여주었습니다. 또한 날개를 펄럭이는 동안 특히 얇은 날개를 따라 더 많은 충격을 처리할 수 있어 수명이 더 길어졌습니다.

미래의 응용

MAV에 대한 여러 가지 응용 프로그램은 전 세계 사람들의 삶을 바꾸는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음은 몇 가지 최고의 예입니다.

인공 수분

이 작은 장치는 수분과 같은 자연적 현상을 재현하는 데 사용할 수 있습니다. 로봇 수분은 오랫동안 실내 정원 애호가들의 목표였으며, 이 기술을 지속 가능성을 향한 한 걸음으로 봅니다. 이 동일한 기술은 언젠가 실내 정원이 번성할 수 있도록 하여 우주 여행자를 살리는 데 도움이 될 수 있습니다.

검색 및 구조

그의 기술의 주요 응용 분야 중 하나는 수색 및 구조 분야입니다. 이와 같은 작은 로봇은 좁은 잔해 속을 이동할 수 있습니다. 잔해나 다른 접근하기 어려운 장소에 갇힌 사람과 소통하고 생명체를 찾는 데 도움이 되는 센서를 장착할 수 있습니다. 필요한 경우 진통제와 같은 작은 탑재물을 사람에게 운반할 수도 있습니다.

MAV(Micro-Aerial Vehicle)를 사용하여 조사하기

MAV 무리가 한 지역에서 매핑을 수행하는 것을 상상해 보세요. 이러한 유닛은 정확하고 폐쇄적인 측정값을 얻을 수 있으며, 이를 결합하여 보다 심층적이고 정확한 위치 지도를 만들 수 있습니다. 추가된 센서는 해당 지역을 실시간으로 추적할 수도 있습니다. 이 기능은 특히 환경 위험을 모니터링하는 데 유용할 수 있습니다.

마이크로 항공기(MAV)에 대한 군사적 응용

군대는 MAV 기술을 강력히 지지합니다. 감시에 사용하는 것이 이 기술에 대한 지지를 이끄는 핵심 요인입니다. MAV 무리는 손실 위험을 최소화하면서 넓은 지역을 감시할 수 있습니다. 또한 타겟팅 등에 사용할 수 있습니다.

농업

농업 및 농장 부문은 다양한 방식으로 MAV를 사용할 수 있습니다. 이러한 장치는 벌레 및 기타 해충을 퇴치하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 작물의 질병이나 기타 질환을 검사하도록 설정할 수도 있습니다. 심기와 영양소 분배에 떼를 사용하는 것에 대한 논의도 있습니다.

수혜자

MIT 연구진의 연구에 설명된 MAV 업그레이드는 여러 산업에 도움이 될 것입니다. 일부 기업은 이 기술을 활용하여 더 작고 성능이 뛰어난 드론을 개발하여 더 많은 서비스를 제공할 수 있습니다. 통합을 통해 이익을 얻을 수 있는 한 기업을 소개합니다.

노스 롭 그루먼 

노스 롭 그루먼 (NOC ) 1994년 노스롭 코퍼레이션(Northrop Corporation)에 인수되어 공식적으로 시장에 진출했습니다. 이 회사는 대규모 군수 계약 및 연구 기업으로 운영되고 있습니다. 오늘날에는 가장 유명한 군용 드론 제조업체 중 하나입니다. 이 장비는 방위, 공격, 정찰, 표적 획득 또는 통신용으로 사용될 수 있습니다.

최근 Northop Grumman은 Fire Scout 자율 헬리콥터를 공개했습니다. 이 장치는 미 해군에서 화력과 감시 기능을 강화하기 위해 의뢰했습니다. 임무 요구 사항에 따라 다양한 센서를 장착할 수 있는 모듈식 디자인이 특징입니다.

Northrop Grumman은 군용 드론 부문에서 대부분 주식보다 성과가 좋았습니다. 21년 동안 연속으로 배당금을 인상하여 11% 증가했습니다. 회사가 MAV 부문에 진출한다면 UAV에 대한 포지셔닝과 경험 덕분에 큰 수익을 낼 수 있을 것입니다.

초소형 항공기(MAV)가 등장했습니다.

MAV의 사용은 향후 10년 동안 급격히 증가할 것입니다. 이 작은 로봇은 이 연구에서 설명한 것과 같은 더 많은 성능 업그레이드를 보게 될 것입니다. 또한 배터리 수명이 개선되어 이러한 유닛이 더 오래 더 멀리 날 수 있게 될 것입니다. 지금으로서는 MAV가 주시할 만한 싹트는 기술입니다.

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연구 참고문헌:

^{1. 김수연 외 (2025). 곤충 규모의 곡예: 내구성, 정밀성, 민첩성이 뛰어난 마이크로 공중 로봇. 과학 로봇공학, 10, eadp4256. https://doi.org/10.1126/scirobotics.adp4256}