플라이보틱스, 2개 프로펠러로 비행하는 드론 개발 VIDEO: Dual-propeller Flybotix drone can fly twice as long

플라이보틱스, 2개 프로펠러로 비행하는 드론 개발

스위스 로잔공과대학(EPFL)

기존 모델보다 2배 이상 오래 비행 가능해

    스위스 로잔공과대학(EPFL)의 스타트업 '플라이보틱스(Flybotix)'가 프로펠러 2개 장착으로 기존 모델보다 2배 이상 오래 비행할 수 있는 첨단 안정시스템을 갖춘 신형 드론을 개발했다.

작은 크기의 장점과 더불어 배관처럼 접근이 어려운 산업 시설을 검사하는데 적합하다고 '테크엑스플러어'는 분석했다.

Dual-propeller Flybotix drone can fly twice as long Shane McGlaun - Jul 18, 2019,  Drone builders have challenges they face with each new design. If the drones are too big, they can’t fit into tight spaces where they need to operate. If the drones are too small, they can’t carry the batteries required for long flight times. An EPFL researcher called Samir Bouabdallah has developed a propulsion system for drones that is similar to that used by helicopters. The new drones are to be marketed by Bouabdallah’s company called Flybotix. The drones use two propellers and an algorithm-based stabilization mechanism to give his drone the performance of a helicopter and the mechanical stability of a quadcopter. Reducing the propellers from four to two allows them to be longer, and more efficient. Using fewer propellers that are more efficient mean that the battery in the drone lasts longer, providing longer flight duration. The challenge with dual rotor drones has been that they are less stable and harder to manipulate. Bouabdallah’s design has a ring-like structure that is 30cm in diameter surrounding the two propellers that turn in opposite directions. Another innovation in the drones he has created involves the stabilization mechanism used. An algorithm offsets the two rotating forces and serves the same function as the transmission in a helicopter. That allows the drones to be piloted using a conventional remote control, just like a quadcopter. The design of the drone with the foam covering on its outer ring allows the drone to bounce off obstacles without breaking. Bouabdallah sees the first application of the tech for inspecting dangerous or hard-to-reach areas. The current plan is to launch the Flybotix drones on the Chinese market first. https://www.slashgear.com/dual-propeller-flybotix-drone-can-fly-twice-as-long-18584337/

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소형 드론의 주요 단점은 비행시간의 제한인데, 이는 무거운 배터리와 상대적으로 비효율적인 프로펠러에서 비롯된다. 따라서 더 긴 임무를 수행하려면 소형 드론의 배터리를 정기적으로 충전하거나 교체해야 한다. 엔지니어들이 이 문제를 해결하기 위해 새로운 디자인을 연구하고 있지만 아직 실제적인 해결책은 발견되지 않았다.

EPFL과 취리히연방공대(ETH Zurich)에서 20년 이상 드론 기술을 개발한 사미르 부압달라(Samir Bouabdahah)는 헬리콥터에서 사용된 것을 본뜬 혁신적인 추진 시스템을 고안했다.

창업한 플라이보틱스를 통해 시판된 그의 디자인은 프로펠러 2개와 알고리즘 기반 안정화 메커니즘을 사용해 ‘헬기의 공기역학적 성능과 쿼드콥터의 기계적 안정성’을 드론에 부여한다. 부압달라는 최근 중국 CES 아시아 컨퍼런스와 벤처 리더 차이나 프로그램에서 유망한 시장 기회를 모색했다.

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안정화 알고리즘을 통해 유도되는 2개 로터

드론의 비행 시간은 크기에 비례한다. 기계가 작을수록 공중에서 보낼 수 있는 시간이 줄어든다. 부압달라는 "로터가 4개 달린 드론은 안정성이 뛰어나 신뢰성이 높고 사용이 편리하지만 드론들이 작아질수록 프로펠러는 점점 더 효율적이지 않게 된다”며 “이는 제한된 배터리 용량과 함께 비행 시간을 줄이는 요소가 된다”고 말한다.

시간을 연장하는 한 가지 방법은 완전히 다른 종류의 추진 시스템을 사용하는 것이다. 가령 프로펠러 수를 4개에서 2개로 줄임으로써 기술자들은 각각의 프로펠러와 로터를 더 효율적으로 만들 수 있다. 이는 또한 필요한 전력량을 줄여 동일한 크기의 배터리를 더 오래 사용할 수 있다는 의미이기도 하다. 하지만 지금까지는 2개 프로펠러 드론의 경우 대체로 안정성이 떨어지고 조작이 어려웠다.

부압달라의 디자인은 직경 약 30cm의 링 같은 구조물을 사용하는데 이 구조에서는 프로펠러가 중앙에서 서로 겹쳐져 반대 방향으로 회전한다. 그의 드론은 흔히 보는 형태가 아닌 비행접시처럼 보인다.

또 다른 혁신은 드론 안정화 메커니즘과 관련이 있다. 헬리콥터는 조종사들이 날개를 조종하고 항공기의 피치를 유지할 수 있는 복잡한 전송 시스템을 사용한다. 그러나 이 시스템은 무겁고, 거추장스러우며 상당한 유지보수가 필요하다. 그러나 부압달라는 두 개의 회전력을 상쇄하고 헬리콥터의 전송 시스템과 동일한 기능을 수행하는 알고리즘을 개발했다. 따라서 그의 드론은 기존 원격 조종 장치를 사용해 쿼드콥터처럼 쉽게 조종할 수 있다.

부압달라의 드론은 독특한 전송 시스템과 바깥쪽 링을 덮고 있는 폼으로 인해 깨지지 않고 장애물에서 튀어나갈 수 있다. 플라이보틱스가 목표로 하는 첫 번째 응용 프로그램은 위험하거나 도달하기 어려운 영역을 검사하는 것이다. 지난 달 중국 체류 동안 이 기술에 대해 많은 긍정적인 피드백이 있었기 때문에 중국 시장에 드론을 빨리 출시하기를 희망하고 있다.

김지영  robot3@irobotnews.com 로봇신문사

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