조류가 울창한 숲이나 복잡한 환경을 손쉽게 비행하는 것과 달리, 기존 드론은 외부 유도 시스템이나 사전에 매핑된 경로에 의존해왔다. 그러나 홍콩대학교 장푸(Fu Zhang) 교수 연구팀의 혁신적인 개발로 이 패러다임이 크게 변화했다.
연구진이 개발한 'SUPER'(Safety-Assured High-Speed Aerial Robot)는 기존 기술보다 훨씬 조류의 비행 능력을 가깝게 모방한다. 휠베이스 280mm, 무게 1.5kg의 소형 드론은 전선이나 나뭇가지처럼 2.5mm 두께의 장애물도 스스로 감지해 피하면서 시속 20미터(약 45마일) 이상의 속도로 비행할 수 있다.
이 혁신의 핵심은 하드웨어와 소프트웨어의 정교한 통합에 있다. SUPER는 최대 70미터 거리의 장애물을 정밀하게 감지할 수 있는 경량 3D 라이다(LiDAR) 센서를 탑재했다. 여기에, 비행 중 두 가지 경로를 동시에 생성하는 첨단 플래닝 프레임워크가 결합된다. 하나는 미지의 공간으로 진입해 속도를 극대화하고, 다른 하나는 이미 파악된 안전 구역 내에서 안전을 최우선으로 한다.
장 교수는 "드론에 마치 새와 같은 반사 신경을 부여해, 목표를 향해 질주하면서도 실시간으로 장애물을 피할 수 있게 한 것"이라고 설명했다. 이 시스템 덕분에 소형 비행체(MAV)는 울창한 숲이나 야간 등 복잡하고 어려운 환경에서도 전례 없는 안전성과 효율성으로 비행할 수 있다.
이 기술의 산업적 파급 효과도 크다. 예를 들어, 재난 구조 현장에서 이 기술을 탑재한 드론은 붕괴된 건물이나 밀림 등에서 신속하게 생존자를 탐색하고 위험 요소를 평가할 수 있다. 그 외에도 자율 배송, 송전선 점검, 환경 모니터링, 접근이 어려운 지역의 지도 작성 등 다양한 분야에 활용될 전망이다.
글로벌 드론 시장은 2030년까지 1,636억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 자율 비행 분야는 연평균 17% 이상 성장하고 있다. SUPER와 같은 혁신 기술은 드론이 실제 환경에서 작동하는 방식을 근본적으로 변화시킬 것으로 기대된다. 이번 연구는 Science Robotics에 게재되었으며, 고속 자율 내비게이션 기술이 실험실을 넘어 실용화 단계로 진입했음을 알리는 중요한 이정표로 평가된다.