인간이 진입하기 불가능하거나 너무 복잡하고 오랜 시간이 소모되는 작업이 존재하는 상황이 많이 있다. 예를 들어 원전 사고 후의 오염된 지역에 접근하는 것이나 산 정상에 안테나와 같은 구조물을 세울 필요가 있는 경우를 들 수 있다. 이러한 상황은 비행 로봇이 사용될 수 있는 적절한 사례이다. 

유럽연합의 항공 로봇공학 협력 조립체 시스템(ARCAS: Aerial Robotics Cooperative Assembly System) 프로젝트는 부품을 효율적인 방법으로 안전하게 잡아서, 운반하고, 적재하기 위하여 서로 협력하는 다관절 로봇 팔을 가지는 서로 다른 형태의 비행 로봇을 설계하고 있다. 

구조 임무에서부터 에너지 및 우주 분야에서의 검사 및 정비 등에 이르기까지 미래의 다양한 응용분야에서 구조물을 만들거나 해체하기 위하여 비행 로봇에 자율성과 기능을 부여하는 연구개발이 수행되고 있다. 

"아이디어는 유인 항공기나 지상 로봇을 사용하기에 불가능하거나 비현실적인 곳이면 어디에서나 사용될 수 있는 무인 비행 로봇을 개발하는 것이다. 우리는 헬리콥터를 가지고 있으며, 더 많은 공중정지(hovering) 제어를 제공하고, 부하량을 증대시키고, 더 큰 자유도를 가진 로봇 팔을 갖춘 8개의 로터(rotor)를 가진 다중 로터 시스템을 보유하고 있다"고 항공 로봇공학 협력 조립체 시스템(ARCAS) 프로젝트의 책임자인 스페인 세비야 대(University of Seville) 아니발 올레로(Anibal Ollero) 교수가 설명하였다. 

스페인의 세비야에 위치한 첨단 항공우주 기술 센터(CATEC: Centro Avanzado de Tecnologias Aeroespaciales, Advanced Aerospace Technologies Centre)에 있는 실내 시험장에는 최대 10대의 소형 시작품이 서로 협력하면서 시연되고 있다. 

변형된 헬리콥터와 더 큰 다중 로터 시스템을 이용한 더 큰 장소에서의 야외 시연은 뮌헨(Munich) 근처의 독일 국립 항공 연구 센터(DLR: Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt, German Aerospace Center)와 세비야 대의 시설에서 수행되고 있다. 이 야외 시연에서 비행기는 막대기를 잡아서 먼 거리를 이동 후에 내려놓았다. 

물론 비행 로봇이라는 아이디어는 새로운 것이 아니다. 적어도 사진 촬영이나 센서 데이터를 수집하기 위하여 다양한 형태의 무인 항공기가 이미 사용되고 있다. 그러나 항공 로봇공학 협력 조립체 시스템(ARCAS)은 점점 더 복잡한 조작 작업을 자율적으로 수행하기 위한 로봇 팔을 갖춘 비행 로봇 분야를 개척하고 있다. 

비행 로봇은 요약보고 정보 및 안내를 위한 3차원 지도를 구비하도록 프로그래밍되었고, 부품 오낙하와 같은 실수나 날씨 조건과 같은 환경 변화에 적응하기 위한 센서를 갖추고 있으며, 심지어 비상시에 안전하게 착륙하고, 기지와의 연락이 끊겼을 때 자동으로 기지로 복귀하도록 학습되었다. 

"이 비행 로봇은 매우 잘 동작한다. 비록 우리는 아직도 다른 여러 조건에서 정밀도 및 반복성을 개선할 필요가 있지만, 결과는 매우 전도유망하다. 우리는 6관절 혹은 7관절 로봇 팔을 이용하여 공중 조작, 인식 및 계획 기능 등을 시연하였으며, 이것은 세계에서 최초"라고 아니발 올레로 교수가 말했다. 

이제 더 많은 수의 비행 로봇이 협력하여 더 복잡한 작업을 수행하면서 비행 로봇의 강건성 및 반응성을 향상시키는 목표를 가지고 있다. 항공 로봇공학 협력 조립체 시스템(ARCAS)은 국가 안전 관련 법규의 승인이 나자마자 비행 로봇을 여러 응용분야에 사용할 준비를 하고 있다. 

우선 예를 들어 수천 킬로미터에 걸려 있는 원유관, 가스관, 전력선망 등에 대한 검사 및 정비 목적으로 사용될 가능성이 있다. 중기적 관점에서 연구팀은 이 비행 로봇이 원격지의 안테나 기지국과 같은 구조물을 빠르게 만드는데 사용될 수 있을 것으로 믿고 있다. 장기적으로 2020년 이후에 비행 로봇은 인공위성을 해체하고, 우주 정거장을 정비하고, 심지어 우주 쓰레기를 제거하는 데에 도움을 줄 수 있을 것이다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』