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BHMbot: A new type of ultra-fast insect-scale microrobot that runs faster than cockroaches
북경항공항천대학(Beihang University)의 에너지 및 동력 공학 연구소는 BHMbot이라는 초소형 다리형 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 케이블 없이도 매우 빠른 속도를 자랑하며, 전자기 기반의 구동 메커니즘을 사용하여 중량을 실었을 때 속도 저하 문제를 해결했습니다. 특정 동작 패턴을 통해 포유동물과 유사한 고속 점프 동작을 구현할 수 있습니다.
BHMbot은 독립적으로 제어되는 두 개의 앞다리를 사용하여 원, 사각형, 문자 모양 등 다양한 궤적을 그리며 장애물도 넘을 수 있습니다. 길이 2cm의 로봇이지만 케이블 없이 최대 50cm/s(33.3 BL/s)의 속도로 주행할 수 있습니다. 이 로봇은 고속 달리기 동물에서 영감을 받았으며, 특히 포유동물과 곤충의 효율적인 도약과 달리기 패턴을 모방했습니다.
주요 설계와 메커니즘
구동 메커니즘: BHMbot의 구동 시스템은 전자기 구동, 사중 링키지 메커니즘, 앞다리로 구성되어 있습니다. 전자기 구동기는 영구 자석과 공심 코일로 이루어져, 코일에 전압을 가하면 자석이 진동하며 앞다리를 움직이게 합니다. 이 과정에서 앞다리의 움직임이 고속 전진 동작을 가능하게 만듭니다.
점프 동작 구현: BHMbot은 앞다리와 지면의 충돌을 통해 반발력을 얻어 고속 전진을 하며, 포유동물의 점프 메커니즘을 모방해 케이블 없이도 고속 이동이 가능합니다.
구조적 설계: BHMbot의 앞다리는 뒷다리보다 길게 설계되어 지면에 강한 반발력을 제공합니다. 이를 통해 로봇이 공중으로 점프하여 지속적인 고속 전진이 가능해집니다. 경량화된 탄소섬유 프레임, 마이크로회로, 리튬 배터리 등을 사용해 효율을 극대화했습니다.
동작 분석: 이 로봇은 포유동물의 달리기 동작을 모방해, 앞다리의 빠른 진동으로 몸이 공중에 떠오르는 ‘도약 주기’를 반복합니다. 최적화된 점프 주기와 빈도를 통해 중량을 실었을 때에도 높은 속도를 유지할 수 있습니다.
BHMbot은 고속 주행의 생물학적 모방 기술을 통해 초소형 로봇이지만 고속 이동과 장애물 극복 능력을 탑재했으며, 다양한 응용 가능성을 지니고 있습니다.
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바로가기 (새창) : https://braintitan.medium.com/bhmbot-a-new-type-of-ultra-fast-insect-scale-microrobot-that-runs-faster-than-cockroaches-29143adb6c45
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