작은 비행 드론, 생체 모방 수염으로 촉각만 이용해 어둠 속에서 길을 찾고 탐험

쥐와 생쥐는 길고 민감한 수염을 주변 표면에 스치며 칠흑 같은 굴과 좁은 터널을 이동한다. 이 수염은 압력이 거의 가해지지 않아도 접촉력을 감지해, 동물들이 시각에 전혀 의존하지 않고도 벽과 모퉁이, 통로 입구의 위치를 머릿속에 그릴 수 있게 한다. 델프트 공과대학교 연구진은 이제 이 방식을 손바닥 크기의 비행 로봇에 적용했다. 크레이지플라이 드론에 인공 수염 한 쌍을 장착했으며, 센서를 추가한 상태의 무게는 약 44그램이다.

각 수염은 길이 200밀리미터의 니티놀 와이어로, 두께는 0.4밀리미터에 불과하다. 종이 네 장을 겹친 정도의 두께다. 각 수염의 밑부분에는 소형 기압 센서 3개가 있다. 유연한 수염이 표면에 닿아 휘면 센서가 이에 따른 압력 변화를 2밀리초 이내에 감지한다. 그러면 드론에 탑재된 소프트웨어가 이 데이터로 수 밀리미터 이내의 오차로 정확한 거리를 측정하며, 필터링 과정에서 드론 자체의 프로펠러 때문에 발생하는 불안정한 측정값을 제거한다. 전체 촉각 시스템은 메모리가 34킬로바이트에 불과한 소형 STM32 마이크로컨트롤러에서 작동한다.

완전한 어둠 속에서 진행한 비행 시험에서 드론은 충돌하지 않고 벽과 부드러운 직물 표면의 윤곽을 따라 이동할 수 있었다. 일정한 거리를 유지하고, 굽은 구간을 돌았으며, 접촉한 뒤에는 새로운 형태의 표면을 따라 계속 이동하기도 했다. 폐쇄된 공간에서는 같은 벽 따라가기 동작을 통해 해당 장소의 촉각 지도를 만들고, 완전히 스스로 출구를 찾을 수 있었다. 이 기술은 반사광에 의존하지 않기 때문에 카메라나 레이저의 감지를 방해할 수 있는 투명 아크릴판과 유리판도 쉽게 감지했다.

수염은 모두 앞쪽을 향하고 있으며 물체와 접촉해야 측정값을 얻기 시작하므로, 로봇이 반응하려면 여전히 어느 정도의 공간과 움직일 여유가 필요하다. 두 와이어의 감지 범위를 벗어난 측면 장애물처럼 수염이 조금이라도 닿지 않는 대상은 드론이 부딪히기 전까지 감지할 수 없다. 그럼에도 이 방식은 연기나 먼지, 완전한 어둠이 있는 수색·구조 상황에서 마주치는 좁고 시야가 제한된 통로에서 효과적으로 작동한다. 이런 환경에서는 100그램 미만의 드론에 탑재할 카메라와 거리 측정기가 너무 크거나 신뢰성이 부족할 수 있다.

Chaoxiang Ye, Salua Hamaza, Guido de Croon은 2026년 9월 네이처 커뮤니케이션스에 연구 결과를 발표했다. 이들의 연구는 각각 3.2그램인 수염 몇 개와 수십 킬로바이트의 코드만으로도 작은 드론이 시각 없이 좁은 환경을 감지하고 통과할 수 있음을 보여 준다.

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