일본 연구팀은 ‘비행하는 용’ 로봇을 개발했으며, 조만간 전 세계 소방팀들은 이 로봇을 이용해 사람이 접근할 수 없는 위험한 위치에 발생한 화재를 진압할 수 있을 것이다.

새로운 소방 로봇 Dragon Firefighter의 청사진이 <Frontiers in Robotics and AI> 저널에 게재되었다. 또한 오픈 사이언스(Open Science)로도 공개되어 전 세계 로봇 과학자들이 이 계획을 자유롭게 이용하여 모두를 위해 자체적으로 Dragon Firefighter를 구축할 수 있다.

공동 교신 저자인 오사카 대학교 조교수 Yuichi Ambe는 “길이가 4미터이며 원격 제어 가능한 비행 소방 호스 로봇을 발표했으며, 이 로봇은 화원(fire source)에 직접 접근하여 건물에 발생한 화재를 안전하고 효율적으로 진압하도록 만들어졌다”고 말했다.

일본 도호쿠 대학교 Satoshi Tadokoro 교수 연구팀도 2016년 유사한 비행 로봇을 연구하기 시작했다. 이후 11명의 연구자와 학생들이 개발에 기여했다. 개발 전과 개발 과정에서 일본 소방관들의 필요를 더욱 효과적으로 파악하고자 이들과 협력했다.

Dragon Firefighter의 소방 호스는 중앙과 머리 부분의 제어 가능한 분출구 8곳에서 물이 뿜어져 나와 위로 상승한다(지상 2미터 비행). 뒤쪽 바퀴 달린 카트에 포함된 제어기가 소방 호스의 형태를 바꾸거나 화염 쪽으로 방향을 바꿀 수 있다. 이 카트는 급수 튜브를 통해 1만 4천 리터의 물이 저장된 소방차에 연결된다. 

노즐은 최대 1메가파스칼(megapascal)의 압력으로 초당 6.6리터의 속도로 물을 분사한다. 호스의 팁에는 일반 카메라와 열화상 카메라가 장착되어 화재 위치를 찾는 데 도움이 된다.

2021년 9월 후쿠시마에서 열린 세계 로봇 대회(World Robot Summit 2020, WRS2020)의 개막식에서 Dragon Firefighter가 시연되었다. 당시 이 로봇은 4미터 거리에서 다른 로봇이 점화한 불꽃들을 성공적으로 진화했다. 이번 연구는 상세한 설계 외에도 Dragon Firefighter의 첫 시연 중 얻은 교훈을 논의하며 이후 추가적으로 개선한 부분을 설명한다.

아키타현립대학교 조교수 겸 또 다른 교신 저자 Yu Yamauchi 박사는 “WRS2020에서 시연한 이후 연구팀은 Dragon Firefighter를 지속적으로 개선했으며 많은 새로운 내용들을 학습했다”고 말했다. 

그는 “예를 들어, 연구팀은 Dragon Firefighter의 몸체의 진동에 대응하는 수동적 감쇠(dampening) 메커니즘은 비행 준비까지 오랜 시간이 걸려 실용적이지 않다는 점을 발견했으며, 화재로 인한 열이 급수 호스 및 전기 케이블이 포함된 파형관(corrugated tube)의 실외 활용에서 유해한 플라스틱 변형을 초래할 수 있다는 점도 알게 되었다”고 설명했다. 

본 연구에서 상세히 설명한 다른 개선 내용으로는 방수 향상, 노즐 장치의 순 힘(net force) 취급 범위 확대, 급수 흐름을 전달하는 메커니즘 향상 등이 있다. 또한 추가 개발도 진행 중이다.

Ambe는 “로봇을 실제 소방 시나리오에 배치하려면 약 10여 년이 걸릴 것으로 추정한다”고 말했다. 

그는 “10미터 이상의 거리까지 도달 범위를 확장하는 것이 주요 과제이며, 로봇 고유의 기능에 맞춘 효과적인 소방 전략을 마련하는 것도 마찬가지로 추가로 개발해야 할 핵심적인 양상”이라고 설명했다.