버지니아대, 황다랑어 닮은 수중 로봇 '투나봇' 개발 VIDEO: Tuna robotics: A high-frequency experimental platform exploring the performance space of swimming fishes/ 미시건대,'네일 건' 장착한 드론 기술 개발 VIDEO: They S..

버지니아대, 황다랑어 닮은 수중 로봇 '투나봇' 개발

'사이언스 로보틱스'에 연구 성과 게재

   미 버지니아대 '힐러리 바트-스미스(Hilary Bart-Smith)' 교수팀이 하버드대 생물학자들과 협력해 황다랑어(yellowfin tuna)의 동작과 속도를 모사한 물고기 로봇 ‘투나봇(Tunabot)’을 개발했다고 발표했다.

연구팀은 연구 성과를 사이언스 매거진 자매지인 ‘사이언스 로보틱스’(논문 제목,Tuna robotics:a high-frequency experimental platform exploring the performance space of swimming fishes)에 게재했다.

이번 연구는 미 해군연구소(ONR:U.S. Office of Naval Research)로부터 지난 5년간 총 720만 달러의 자금을 지원받아 이뤄졌다. 이에 앞서 바트-스미스 교수는 지난 2008년부터 ONR에서 650만 달러를 지원받아 가오리에서 아이디어를 얻은 수중 로봇 개발 프로젝트를 추진했다.

Tuna robotics: A high-frequency experimental platform exploring the performance space of swimming fishes Abstract Tuna and related scombrid fishes are high-performance swimmers that often operate at high frequencies, especially during behaviors such as escaping from predators or catching prey. This contrasts with most fish-like robotic systems that typically operate at low frequencies (< 2 hertz). To explore the high-frequency fish swimming performance space, we designed and tested a new platform based on yellowfin tuna (Thunnus albacares) and Atlantic mackerel (Scomber scombrus). Body kinematics, speed, and power were measured at increasing tail beat frequencies to quantify swimming performance and to study flow fields generated by the tail. Experimental analyses of freely swimming tuna and mackerel allow comparison with the tuna-like robotic system. The Tunabot (255 millimeters long) can achieve a maximum tail beat frequency of 15 hertz, which corresponds to a swimming speed of 4.0 body lengths per second. Comparison of midline kinematics between scombrid fish and the Tunabot shows good agreement over a wide range of frequencies, with the biggest discrepancy occurring at the caudal fin, primarily due to the rigid propulsor used in the robotic model. As frequency increases, cost of transport (COT) follows a fish-like U-shaped response with a minimum at ~1.6 body lengths per second. The Tunabot has a range of ~9.1 kilometers if it swims at 0.4 meter per second or ~4.2 kilometers at 1.0 meter per second, assuming a 10–watt-hour battery pack. These results highlight the capabilities of high-frequency biological swimming and lay the foundation to explore a fish-like performance space for bio-inspired underwater vehicles. https://robotics.sciencemag.org/content/4/34/eaax4615

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힐러리 바트-스미스 교수

연구팀은 기존의 프로펠러 방식이 아니라 물고기처럼 물속에서 빠른 속도로 움직일 수 있는 차세대 수중 로봇 시스템의 개발을 추진해왔다. 연구팀은 황다랑어와 고등어의 유영 방식과 속도에 주목해 하버드대 생물학자들의 도움을 받아 각종 생물학 데이터를 수집하고 물고기 로봇 제작 기술에 적용했다. 황다랑어와 고등어는 경골어류 고등어과(Scombridae)에 속하는 어류다. 꼬리 지느러미를 매우 빠르게 움직이면서 추진 동력을 얻는다.

바트-스미스 교수는 “우리의 목표는 단순히 수중 로봇을 제작하는 데 있는 것이 아니라 생물학적인 유영 역학을 이해하는 데 있다”며 “이번에 개발한 로봇 플랫폼은 유영 역학은 물론이고 물고기 로봇의 속도와 꼬리 부분의 비트(beat) 횟수, 에너지의 효율성 등의 상호관계 측면에서 환상적인 결과를 이끌어냈다”고 말했다.

투나봇은 강철과 합성수지를 이용해 3D 프린터로 제작됐다. 길이는 25cm이며 초당 1미터의 속도로 유영할 수 있다. 연구팀은 이 로봇 기술을 수중 생태계 감시, 선체나 교량의 구조 점검 등 활동에 적용할 수 있을 것으로 보고 있다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사

  

미시건대,'네일 건' 장착한 드론 기술 개발

건축 현장에 활용 가능한 기술로 발전할 전망

     미국 미시건대 연구진이 못을 박는 공구인 '네일 건(nail gun)'을 장착한 드론 기술을 개발했다.

'벤처비트' 등 매체에 따르면 미시건대 항공엔지니어링학부 연구진은 8개의 로터(회전자)를 갖춘 DJI ‘S1000’에 시중에서 구입한 네일 건을 장착해 지붕 만드는 과정을 성공적으로 시연했다. 연구진은 연구 성과를 과학 전문 서버 사이트인 ‘arxiv.org’에 올렸다.

They Strapped A Nail Gun To A Drone by AMANDA YEO  24 SEPTEMBER 2019 Humans, we have learned, don’t care too much about their longevity. True, there is a whole industry in pills, potions and Pilates that claim to give you a longer, bendier life. Yet time and time again, when confronted with an objectively bad, health-hazardous, society-crumbling idea, humans will always opt to do the thing. Today, said thing is strapping a nail gun to a drone. In defiance of man and God, engineers from the University of Michigan have mounted a nail gun to a drone, because that is a thing this world needed. This mechanical abomination was allegedly created for the purpose of securing roofing tiles, which is a fairly noble cause considering roughly 5000 people are hospitalised after falling off ladders every year in Australia. Still, it feels a lot like Matthew Romano, Yuxin Chen, Owen Marshall and Ella Atkins started with “let’s strap a nail gun to a drone” and worked their way backwards from there. via youtube View Full Text https://junkee.com/nail-gun-drone/222837 edited by kcontents

연구진은 지붕 목업(mock-up)을 만든후에 전기 구동 방식의 네일 건을 장착한 드론을 이용해 합판을 연결하고 못을 박는 작업을 성공적으로 수행했다. 드론의 무게는 네일 건의 무게를 포함해 9.25kg에 달하며 최대 비행 시간은 10분 정도였다. 드론의 제어를 위해선 오픈소스 소프트웨어인 ‘아두파일롯(ardupilot)’을 채택했다. 네일 건은 3cm의 거리가 떨어진 지점에 못을 박았다.

연구팀은 전기구동 방식의 네일 건을 앞으로 공기압 방식으로 업그레이드하는 방안을 추진하겠다는 계획이다. 공기압 방식이 보다 강력한 파워를 발휘할 수 있을 것으로 보고 있다.

미시간대 연구진은 앞으로 네일 건과 같은 공구를 장착한 드론 기술이 발전되면 건설 현장에서 적은 인원으로 빌딩 건축, 단독 주택 건축 등이 가능해 질것으로 보고 있다.

장길수  ksjang@irobotnews.com 로봇신문사 

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