제트 엔진 4기 탑재한 인간형 자바 스크립트 슬롯 머신, 공중 호버링 성공
공기역학·AI 융합한 차세대 자바 스크립트 슬롯 머신 기술의 집약체
이탈리아기술원(IIT·Italian Institute of Technology)이 세계 최초로 제트 엔진을 탑재한 비행 휴머노이드 로봇 ‘아이언컵(iRonCub3)’의 첫 비행 시연에 성공했다고 18일 밝혔다.
이번 성과는 휴머노이드 자바 스크립트 슬롯 머신이 실제로 하늘을 나는 새로운 시대의 개막을 알리는 기술적 이정표로 평가된다. 공기역학, 제어 이론, 인공지능(AI), 열역학 등 다양한 공학 분야가 융합된 첨단 기술의 집약체다.
‘아이언컵3’는 4기의 제트 엔진을 장착한 비행 가능한 인간형 로봇으로, 실제 비행 테스트를 거친 세계 최초의 사례다. IIT의 기존 휴머노이드 로봇 ‘아이컵(iCub)3’을 기반으로 개발된 차세대 플랫폼으로, 로봇 팔에 2기, 등쪽 제트팩에 2기의 터빈 엔진이 탑재되어 있다. 총 무게는 약 70kg이며, 최대 1000N 이상의 추력을 낼 수 있다.
초기 비행 실험에서 로봇이 지면에서 약 50cm 이륙해 안정적으로 호버링하는 데 성공했다. 이는 인간형 구조를 유지하면서 공중 비행이 가능함을 입증한 획기적인 진전으로 평가된다.
‘아이언컵3’은 단순한 드론이 아닌, 인간과 유사한 구조와 사지를 지닌 복잡한 다체 (multi-body) 시스템이다. 이는 대칭적 구조의 드론과 달리, 사지 움직임에 따라 질량 중심과 공기역학이 실시간으로 변화하기 때문에, 이를 고려한 고급 비행 제어 모델이 필수적이다.
연구팀은 제트 터빈의 최적 배치와 로봇 구조 설계, 배기열 관리, AI 기반 실시간 공기역학 예측 모델을 개발했다. 특히 최대 800°C에 달하는 제트 배기 온도에서도 구조적 안정성을 유지할 수 있도록, 티타늄 척추 구조와 열 차단 커버를 설계에 반영했다.
이번 프로젝트는 IIT '인공 및 기계지능(AMI) 연구실'의 다니엘레 푸치(Daniele Pucci) 박사가 주도했으며, 지상 이동과 공중 이동이 모두 가능한 다중 모드 자바 스크립트 슬롯 머신 개발을 목표로 하고 있다. 특히 비구조적인 극한 환경에서도 작동 가능한 자바 스크립트 슬롯 머신 플랫폼 구축을 지향하고 있다.
‘아이언컵3’의 제어 시스템은 '느린 관절 액추에이터'와 '초고속 제트 터빈'을 동시에 다룰 수 있도록 설계되었으며, 스탠포드대학과의 협업을 통해 개발된 신경망 기반 제어 모델이 아키텍처에 통합됐다. 이 모델은 풍동 실험 및 고성능 유체 역학(CFD) 시뮬레이션 데이터를 기반으로 학습되었으며, 비행 중 자세 제어, 추력 조절, 균형 유지 등에 핵심 역할을 수행한다.
초기 비행 테스트는 IIT 본원 내 소형 비행 테스트 구역에서 진행됐으며, 향후 제노아 공항에 마련된 전용 테스트 구역에서 본격적인 실험이 이뤄질 예정이다. IIT와 제노아 공항은 안전 규정을 충족하는 장비와 시설을 활용해 장거리 비행, 고난이도 비상 시나리오 대응, 공중 제어 능력 테스트가 이루어질 계획이다.
이번 연구는 IIT 외에도 밀라노 폴리테크닉 대학(DAER 공기역학 실험실)과 스탠포드 대 지안루카 이아카리노(Gianluca Iaccarino) 연구팀 등 세계적 연구 기관들과의 공동 연구로 진행됐다. 특히 풍동 실험과 AI 기반 공기역학 모델링 기술은 로봇의 정밀한 제어와 신뢰성 확보에 핵심 역할을 했다.
연구 결과는 세계적 과학 저널 ‘네이처 커뮤니케이션스 엔지니어링(Nature Communications Engineering)’에 발표됐다.(논문 제목은:Learning aerodynamics for the control of flying humanoid robots)
다니엘레 푸치 박사는 “이번 프로젝트는 기존의 휴머노이드 로봇 기술을 뛰어넘는 새로운 기준을 제시한 사례”라며, “공기역학, 열역학, 제어 기술을 통합한 이번 성과는 향후 인간형 비행 로봇 개발의 미래를 여는 계기가 될 것”이라고 밝혔다.