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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 2948 -
방효충 교수, 국가과학기술자문회의 국방전문위원회 위원장에 위촉
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수가 문재인 정부 제4기 대통령 직속 자문기관인 국가과학기술자문회의(심의회의) 국방전문위원회 위원장으로 위촉됐다고 24일 밝혔다. 임기는 2021년 1월부터 2022년 12월 말까지 2년이다. 국가과학기술자문회의(심의회의)는 국가과학기술자문회의법에 근거한 과학기술 정책 최고 심의기구로 대통령이 의장이다. 공공우주, 에너지·환경, ICT 융합, 기계·소재, 생명의료, 기초기반, 국방 등의 7개 기술 분야별 전문위원회를 두고 있다.
국방전문위원회 위원장으로 위촉된 방 교수는 국가과학기술자문위원회(심의회의)에 상정되는 국방 분야 기술개발 및 R&D 관련 정책에 관한 안건을 사전 심의하는 역할을 맡게 된다.
방 교수는 서울대학교 항공우주공학과 학‧석사를 마친 후 1992년에 미국 Texas A&M University Aerospace Engineering 박사학위를 취득했다. 2001년 1월부터 우리 대학 항공우주공학과 교수로 재직 중이며, 올 1월 현재, 안보융합연구원장, 한국항공우주학회장, 광역방어특화연구센터장을 지내면서 국방‧안보 분야에 특화된 연구와 인재 양성에 힘쓰고 있다.
2021.01.25 조회수 66403 -
방효충 교수 연구팀, 제1회 큐브위성 경연대회 최우수상 수상
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 제1회 큐브위성 경연대회 시상식에서 과학기술정보통신부 장관상(최우수상)을 수상했다.
연구팀은 국내에서 개최된 2012년 큐브위성 경연대회에 참가해 최종 선발됐다. 이후 초소형위성인 큐브샛 LINK(Little Intelligent Nanosatellite of KAIST)를 개발하고 2017년 4월 발사한 후 임무를 수행하는 과정까지 완료했다.
LINK는 벨기에 Von Karman Institute에서 주관하는 QB50 프로젝트의 일환으로 개발됐다. QB50 프로젝트는 큰 대기항력 때문에 관측이 덜 이루어진 저고도 지구 대기를 개발비용이 저렴한 큐브샛을 다수 발사해 관측하는 국제 공동 프로젝트로 전 세계 23개 이상의 국가가 참여했다.
큐브샛 LINK는 2 unit(20x10x10cm3) 크기로 무게가 약 2kg이며 지구관측을 위해 이온-중성자 질량 분광기 및 랑뮈어 탐침을 탑재했다. 랑뮈어 탐침은 우리 대학 물리학과 민경욱 교수 연구팀에서 개발했다.
2018.02.22 조회수 16339 -
방효충 교수 연구팀, 지구 저궤도 관측 큐브위성 궤도진입 및 교신 성공
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 큐브위성 궤도진입 및 첫 교신을 성공적으로 수행했다.
방 교수 연구팀에서 개발한 LINK(Little Intelligent Nanosatellite of KAIST)는 4월 18일에 발사돼 국제우주정거장으로 배송된 바 있다.
궤도진입은 5월 18일 오전 10시에 NRCSD(NanoRacks CubeSat Deployer)를 통해 이뤄졌으며 한국 시각으로 같은 날 23시 5분 첫 교신에 성공했다. 지상국에서 확인한 큐브위성의 상태는 양호하다.
LINK는 벨기에 Von Karman Institute에서 주관하는 QB50 프로젝트의 일환으로 개발됐다.
QB50는 큰 대기항력 때문에 관측이 덜 이루어진 200~400km 구간의 지구 저궤도 대기를 개발비용이 저렴한 큐브위성을 다수 발사해 관측하고자 하는 국제 공동 프로젝트로 전 세계 23개 이상의 국가에서 참여하고 있다.
LINK는 2unit(20x10x10cm3) 크기로 무게가 약 2kg이며 지구관측을 위해 이온-중성자 질량 분광기 및 랑뮈어 탐침을 탑재하고 있다. 랑뮈어 탐침은 우리 대학 물리학과 민경욱 교수 연구팀이 개발했다.
궤도진입을 마친 큐브위성은 초기 한 달 동안 지상국을 통해 시스템 점검을 수행한 뒤 두 달에 걸쳐 저궤도 대기관측 데이터를 수집할 예정이다.
LINK 큐브위성의 개발은 항공우주연구원 '2012년 큐브위성대회'의 지원을 받아 이뤄졌다.
□ 그림 설명
그림1. NRCSD(NanoRacks CubeSat Deployer) 큐브위성 사출 장면
그림2. LINK 비콘신호 수신
2017.05.24 조회수 14681 -
방효충 교수, 지구 저궤도의 관측 위한 큐브위성 발사
우리 대학 항공우주공학과 방효충 교수 연구팀이 지구 저궤도 관측을 위한 초소형 큐브위성을 발사했다.
방 교수 연구팀에서 개발한 큐브위성인 LINK(Little Intelligent Nanosatellite of KAIST)를 포함한 총 28개의 큐브위성이 아틀라스 V(Atlas V) 발사체(NASA CRS-7 미션)에 탑재돼 미 동부시간 4월 18일 오전 11시 11분에 미국 Space Launch Complex 41에서 성공적으로 발사됐다.
큐브위성들은 국제우주정거장에서 보관 후 약 한 달 뒤에 궤도 진입 예정이며 이후 약 3달 동안 과학임무를 수행한다.
LINK는 벨기에의 Von Karman Institute에서 주관하는 QB50 프로젝트의 일환으로 개발됐다.
QB50 프로젝트는 큰 대기항력 때문에 관측이 덜 이뤄진 200~400km 구간의 지구 저궤도 대기를 개발비용이 저렴한 큐브위성을 다수 발사해 관측하는 국제 공동 프로젝트이다. 2012년에 시작된 이 프로젝트는 전 세계 23개 이상의 국가가 참여하고 있다.
LINK는 2유닛(20x10x10㎤) 크기로 무게는 2kg 정도이며 지구 관측을 위해 이온-중성자 질량 분광기 및 랑뮈어 탐침을 탑재했다. 랑뮈어 탐침은 우리 대학 물리학과 민경욱 교수 연구팀이 개발했다.
방 교수는 “QB50 프로젝트는 교육용으로만 쓰이던 큐브위성이 의미있는 과학임무를 수행하기 위한 도구로 도약하는 계기가 될 것이다”며 “다수의 큐브위성을 이용해 저궤도 대기 관측을 한 첫 사례로 의미있는 데이터를 얻을 것으로 기대한다”고 말했다.
또한 “이 노하우를 이용해 앞으로 위성을 추가 개발해 연구 내용을 우주에서 직접 검증할 수 있을 것이다”고 말했다.
현재 큐브위성을 실은 Cygnus 모듈이 궤도에서 대기 중이며 미 동부시간 4월 22일 오전 8시 39분 국제우주정거장과 도킹을 완료했다.
2017.04.24 조회수 17018 -
KAIST 연구실에 구경 오세요 … 'Open KAIST 2015' 개최
KAIST의 생생한 연구현장과 최신 연구 성과물이 일반에 공개된다.
KAIST가 5-6일 이틀 동안 교내 17개 학과 ‧ 학부 ‧ 대학원과 3개 연구센터를 둘러 볼 수 있는 행사인‘Open KAIST 2015'를 개최한다.
올해로 8회째를 맞이하는‘Open KAIST'는 일반인이 학과와 연구실을 둘러보고 체험할 수 있는 행사로 KAIST가 주최하는 행사 중 가장 큰 규모다. 이번 행사에는 연구실 투어, 연구성과 전시회, 학과소개, 특별강연 등 64개의 프로그램이 운영돼 풍성한 볼거리가 제공된다.
학생들이 즐길 수 있는 연구실 투어 프로그램 중에서는 문화기술대학원 노준용 교수 연구실의‘모션 캡처 시스템’이 눈길을 끈다.
‘모션 캡처 시스템’은 적외선 카메라와 광학 마커(Marker)를 활용해 사람과 동물의 동작을 3D 공간상에 표현할 수 있는 기술로, 영화 ‧ 게임 ‧ 애니메이션 산업 등에서 다양하게 활용된다. 이번 행사에서는 연구원들이 직접 동작을 촬영해 3D 캐릭터로 변환되는 과정을 시연할 예정이다.
물리학과 조용훈 교수 연구실은 ‘발광다이오드(LED)제작의 시작과 끝’을 주제로 청색 발광다이오드에 숨어있는 과학 이야기를 들려주고 그 제작과정을 소개한다. 청색 발광다이오드는 기존 광원에 비해 효율이 월등이 높아 스마트폰, 전광판, 디스플레이에 활용되면서 우리생활에 깊숙이 녹아있는 기술이다. 이런 산업적 기여도를 인정받아 청색 LED를 개발한 과학자가 2014년 노벨물리학상을 수상하기도 했다.
전기및전자공학부 준타니(Jun-tani)교수 연구팀은‘휴머노이드 로봇 나오(NAO)의 인간 행동 모방’프로그램을 운영한다.‘나오’는 인간의 뇌에 해당하는 인공 신경망을 가지고 있어 대상의 움직임을 따라하고 기억해 학습이 가능한 로봇이다.
이와 함께 ▲ 항공우주공학과 방효충 교수 연구실의‘무인기 연구 및 나노 인공위성’▲ 건설 및 환경공학과 명현 교수 연구실의‘미래 도시 로봇 시스템 : 해파리 퇴치 로봇, 벽을 타고 오르는 드론’ 등도 전시된다.
KAIST의 최신 연구 성과물도 전시된다.‘IT융합연구소’는 모바일 헬스케어 플랫폼인‘닥터 엠(Dr M)’쇼룸을 운영한다. ‘닥터 엠’은 인체에 부착한 스마트 센서를 통해 생체신호를 수집하고 분석하는 통합 모바일 헬스케어 시스템으로 20여 개의 최신 기술을 보여준다.
인공위성연구센터는‘알기 쉬운 인공위성’프로그램을 운영해 우리나라 최초의 인공위성인 우리별 1호를 소개하고 위성체 조립실과 위성 교신국도 보여준다.
관람객들을 위한 특별강연도 열린다. 전산학부 김민혁 교수와 오혜연 교수가 각각‘컴퓨터 그래픽스 및 첨단 영상기술 소개’와‘사람과 컴퓨터’주제로 일반인의 눈높이에 맞춰 재미있는 과학이야기를 들려준다.
이밖에 대학생들이 컴퓨터를 옷에 부착하고 패션쇼를 진행하는‘웨어러블 컴퓨터 경진대회’도 큰 볼거리를 제공한다.
개별관람을 원하는 자는 별도의 신청 없이 행사 당일 안내소에서 배포하는 안내책자를 이용해 본인이 희망하는 프로그램을 선택해 자율적으로 관람 할 수 있다.
이번 행사를 주관한 이정권 공과대학장은 “올해로 8회째 열리는 ‘Open KAIST' 는 일반인이 KAIST의 생생한 연구현장을 직접 체험해 볼 수 있는 자리”라며 “청소년들이 과학적 지식을 넓히고 과학을 사랑하는 계기가 되기를 바란다”라고 행사의의를 밝혔다.
행사의 세부적인 프로그램과 일정은 홈페이지(openkaist.ac.kr)를 통해 확인할 수 있다. 끝.
2015.11.02 조회수 18628