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‘호버바이크’, 미래 하늘을 누비다
호버바이크는 기존 교통 체계를 보완할 수 있는 차세대 모빌리티로서 고중량 탑재 및 장거리 비행을 통해 교통 혼잡이 없는 공중 교통 수단으로 활용될 수 있다. 국내 연구진이 고성능 호버바이크의 개발을 통해 해외 기술 의존을 탈피한 국내 자체 개발의 유/무인 복합 하이브리드 기체를 개발하여 국내 PAV* 및 UAM 시장 발전에 이바지할 것으로 기대된다.
*PAV: Personal Aerial Vehicle, 개인용 비행체. 미래 도시형 항공 교통(UAM, Urban Air Mobility)의 핵심 요소로, 차세대 교통 체계의 중요한 부분을 구성함.
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 유/무인 운용 가능한 고신뢰성의 다목적 수직 이착륙 호버바이크 핵심 기술을 성공적으로 개발했다고 27일 밝혔다.
이번 연구는 항공우주공학과 한재흥 교수, 이지윤 교수, 안재명 교수, 최한림 교수, 이창훈 교수, 한서대학교 무인항공기학과 이동진 교수, 동아대학교 전자공학과 박종오 교수 연구팀이 참여하였다.
연구팀은 고성능 호버바이크의 개발을 위해 다목적 비행체 최적설계, 하이브리드 추진 시스템, 고신뢰성 정밀항법 및 비행제어 시스템, 자율비행 및 고장 감지 관련 주요 기술을 확보하였다.
호버바이크 플랫폼은 배터리 기반 드론의 단점을 극복하고자 가솔린 엔진 기반의 하이브리드 시스템을 도입하여, 해외 기술 수준 대비 약 60% 우수한 성능 및 최대 탑재 중량을 달성하였다. 이를 통해 민수용으로 긴급 물자 배송, 물류, 구조 활동과 군수용으로 군수품 수송 및 임무 지원 등의 다양한 분야에서 활용이 가능할 것으로 기대된다.
고신뢰성 정밀 항법 기술을 이용하여 GPS가 없거나 신호가 약한 환경에서도 안정적인 비행이 가능하도록 DGPS/INS* 기반의 다중 센서 융합 기술을 구현하여 항법 시스템을 적용하였다.
*DGPS/INS: Differential GPS(DGPS)의 높은 정확도와 관성항법장치(Inertial Navigation System, INS)을 결합한 항법 솔루션
또한, 고신뢰성 비행제어 기술을 개발하여 탑재체 및 바람 등의 외란 요소, 모델의 불확실성 하에서도 신뢰도 높은 기동이 가능하며 고장 검출 기술도 개발하였다.
고신뢰성 자율비행 시스템을 구성하여 자동착륙 안전지역을 선정한 후 헬리패드에 자동 착륙하는 유도 기법을 높은 정확도로 구현하였다. 장애물 회피 및 자동 착륙 자율비행 기술을 통해 복잡한 환경에서도 안정적인 운용이 가능하다.
연구 책임자인 방효충 교수는 "고신뢰성 비행 제어와 정밀 항법 기술을 통해 다양한 환경에서 호버바이크의 높은 실용성을 입증했다”라며“호버바이크는 PAV 및 미래 비행체로 이어지는 주요 길목을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 기존 드론 기술을 몇 단계 뛰어넘을 수 있는 유망한 연구 성과이다. 이번 성과는 과제 실무자인 장광우/안형주 박사과정을 비롯한 8개의 공동 연구팀이 5년 동안 함께한 노력이 모여 이룬 결과라 더욱 뜻깊다”라고 강조했다.
이번 연구는 국방 및 민간 분야에서 새로운 개념의 비행체로 활용될 수 있는 유/무인 다목적 호버바이크의 핵심 기술을 확보하기 위한 것으로, 2019년 방위사업청 미래도전국방기술 연구개발사업으로 시작되어 국방과학연구소의 관리하에 2024년 마무리되었다. 향후 2025년 2월 26~28일 부산 벡스코에서 개최되는 2025 드론쇼코리아(DSK2025)에서 최초로 전시될 예정이다.
2024.12.27 조회수 6410 -
노용만·장동의 교수팀, 전장상황에서의 자율비행 기술경진대회 최우수상 수상
우리 대학 전기및전자공학부 노용만·장동의 교수 공동연구팀(김휘민 박사과정, 이홍주 박사과정, 김정욱 박사과정, 이창식 석사과정, 최대휘 석사과정, 김병천 석사과정, 조용준 석사과정, Tianqi Wang 석사과정, 한승희 학사과정)이 지난 2020년 10월 21일 대전 한밭체육관에서 진행된 전장상황에서의 자율비행 기술경진대회 본선에서 1등으로 최우수상(방위사업청장상)을 수상했다.
2019년 12월에 예선, 2020년 10월에 본선을 진행해 제1회를 마무리한 전장상황에서의 자율비행 기술경진대회는 방위사업청과 대전광역시에서 공동주최하고, 국방과학연구소와 대전 테크노파트에서 공동주관하는 미래도전국방기술사업 기술경진대회다. 대회에 참가하는 전국의 각 팀은 GPS 및 통신불가 환경에서 자율비행으로 사전정보가 없는 영역에 대한 정찰 임무를 수행하는 드론 기술을 개발하고 선보였다.
본선 대회에서는 주최측에서 제공한 드론으로 1. 자율비행 중 영상 기반 표적 인식, 2. 자율비행으로 장애물 회피 코스 돌파, 3. 자율비행으로 사전 정보가 없는 환경을 탐색한 후 임무 시작 지점으로 복귀하는 등 총 3가지 임무를 수행해야 하며, 노용만·장동의 교수 공동연구팀은 다른 팀들보다 우수한 성적으로 모든 임무를 완수했다.
이번 최우수상은 노용만 교수 연구팀이 보유한 최첨단 영상 기반 표적인식 기술과 장동의 교수 연구팀이 보유한 상태 추정, SLAM, 경로 및 궤적 계획, 비행 제어 등 최첨단 자율비행 기술을 융합하고 발전시켜 이루어낸 쾌거이다.
2020.11.20 조회수 33194 -
KAIST 국방무인화기술 특화연구센터 개소
- 한국형 미래 무인화 무기체계 개발 연구 본격 추진 - 국내 14개 대학 참여, 9년간 총 103억원의 사업비 소요 - 4월 5일(목) 오후 2시 KAIST 기계공학동에서 개소식
미래전쟁의 변화를 예측하고 이를 대비하기 위한 한국형 미래 무인화 무기체계 개발 연구가 KAIST에서 본격 추진된다.
KAIST(총장 서남표)는 방위사업청 지정 ‘국방무인화기술 특화연구센터’ 개소식을 4월 5일(목) KAIST 기계공학동에서 가졌다.
국방무인화기술 특화연구센터는 한국형 미래 무인화 무기체계개발을 위한 기초연구를 수행하고, 지능형 로봇 기술의 군사 응용을 위한 기반 구축과 국방 무인화 기술 분야의 전문 인력을 양성한다.
센터에는 KAIST, 서울대, 포항공대를 비롯하여 총 14개 대학이 참여하여 ▲자율주행기술연구실 ▲자율운항기술연구실 ▲자율비행기술연구실 ▲로봇메커니즘 및 제어연구실 ▲무인화 체계 운용 및 통신망 연구실 등 5개 연구실에서 26개 세부과제를 수행하게 된다. 사업기간은 2007년부터 2015년까지 9년간으로 총 103억원의 사업비가 소요될 예정이다. 해외협력기관은 스탠퍼드대, 카네기멜론대 등 16개 대학, 참여산업체는 삼성테크원, 넥스원 퓨처 등 16개사, 자문기관은 한국기계연구원, 한국항공우주연구원 등 6개 기관이 참여한다.
김수현(金秀鉉) 센터장은 “미래戰에서는 인명 손실을 최소화하고 무인전투능력을 확보하기 위해 무인화 로봇 시스템, 무인지상차량 로봇, 무인항공기, 무인운항로봇 등을 개발하는 것이 중요하다. 선진국은 첨단 군사과학기술과 정보력의 중요성을 인식하여 미래戰에 대한 군사혁신을 시도하고 있으며, 특히 전투의 효율성 증대와 인명 손실 최소화를 위해 군사용 로봇에 집중적인 투자를 하고 있다.” 며, “한국형 무인무기체계 개발에 필요한 기술 기반을 구축하여 해외 기술 의존도를 감소시키고, 민간산업 기술과 상호보완적으로 발전시켜 유비쿼터스 로봇기술이 접목되는 산업발전에도 기여하겠다“고 소감을 밝혔다.
2007.04.16 조회수 23614