요즘 드론이 참 여기저기서 쓰입니다. 아직은 사람이 조종하는 게 대부분이지만, 얼마 있으면 드론이 알아서 날아다니며 시킨 일을 하는 모습을 보게 될지도 모릅니다. 드론끼리 테니스를 치는 것도 가능하다고 하는데요, 어떻게 그럴 수 있을까요?

 

 

● 공이 올 지점을 예측한다

라엘로 단드레아 스위스 취리히연방공과대 교수팀은 사람과 드론, 심지어는 드론끼리 테니스를 할 수 있는 알고리즘을 개발했습니다. 이 알고리즘은 드론 여러 대가 그물망을 이용해 던진 공을 받거나 다시 그물망을 튕겨 공을 던지는 명령을 수행할 수 있도록 합니다.

 

드론과 공을 주고 받는다고 해봅시다. 대각선 위로 던진 공은 중력의 영향으로 포물선을 그리면서 떨어집니다. 시간에 따른 공의 위치를 나타내는 이 포물선은 이차함수 y=ax^2+bx+c로 나타낼 수 있습니다.

 

드론은 이 이차함수에 관한 미분방정식을 풀어 날아오는 공의 바로 다음 순간 위치를 계산해 반응합니다. 시간에 따른 공의 위치에 관한 식을 미분하면 공의 순간 속도를 알 수 있죠. 이것으로 드론은 자신이 어느 순간, 어느 속도로 어느 위치에 가야 공을 받아칠 수 있을지 계산합니다.

 

● 표적만 정해주면 추적한다

 

드론이 움직이는 물체를 따라다닐 수도 있습니다. 이를 ‘트래킹’이라고 합니다. 테니스를 칠 때와 달리, 물체와 부딪치지 않아야겠죠. 드론도 움직이고 물체도 움직이는데, 이들은 어떻게 서로 충돌하지 않을 수 있을까요?

 

드론이 충돌을 피하면서 트래킹을 하도록 만드는 알고리즘에는 여러 종류가 있는데, 그 중 가장 간단한 방법은 물체와 드론 사이의 거리를 일정하게 유지하는 방법입니다.

 

드론과 표적 물체의 거리를 10m로 정했다고 합시다. 드론은 표적 물체와 자신 사이의 거리가 12m일 때는 물체 방향으로 가속해 거리를 좁힐 겁니다. 그러다 9m 정도로 가까워지면, 10m 거리가 될 때까지 다시 속도를 줄이겠죠.

 

이 방법은 드론이 충돌하지 않으면서 물체를 따라갈 수 있도록 해 줍니다. 우리 눈에는 마치 드론과 물체가 서로 밀었다 당기는 동작을 반복하는 것처럼 보입니다.