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[IT뉴스]탄소섬유와 분자구조…드론축구 월드컵 가능케 한 과학

온카뱅크관리자

2025-11-08 08:51:07

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 <img alt="드론축구. 어린이과학동아 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/08/dongascience/20251108080158450odeo.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="0kRYple4ds" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/08/dongascience/20251108080158450odeo.jpg" width="658">
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 드론축구. 어린이과학동아 제공
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 ● 공중에서 맞붙는 드론 한 판
 지난 9월 25일 찾은 전주월드컵경기장은 이른 아침부터 ‘윙윙’거리는 소리로 가득했습니다. 경기장 안에 들어서자 화려한 불빛을 내뿜는 드론 볼이 빠르게 날아다니고 있었습니다. 그 모습은 마치 하늘 위에서 펼치는 축구 경기 같았습니다.
 이 경기는 바로 ‘드론축구’입니다. 이날 전주에서 전 세계 최초로 ‘2025 전주드론축구월드컵’이 열렸습니다. 월드컵에는 33개 나라에서 1600여 명의 선수가 참가해 드론축구 실력을 겨뤘습니다.
 드론축구는 둥근 보호 장구에 드론이 들어 있는 ‘드론 볼’을 공중에 매달린 도넛 모양 골대에 넣는 경기입니다. 한 팀은 5대의 드론 볼로 이루어지며 각 드론은 공격, 수비 등을 맡습니다. 공격 담당 드론 볼이 상대 골대를 통과하면 1점을 얻습니다.
 전반전과 후반전으로 나뉘는 축구와 달리 드론축구는 3라운드에 걸쳐 승부를 겨룹니다. 라운드당 경기 시간은 3분으로 축구의 45분보다 훨씬 짧습니다. 축구는 유니폼으로 팀을 구분하지만 드론축구는 드론 볼의 빨간색, 파란색 LED로 구별합니다.
 드론축구는 달리기 실력, 체력과 같은 신체 조건보다 조종 실력과 집중력이 중요합니다. 그래서 어린이와 성인, 장애인과 비장애인, 남성과 여성이 한 경기에서 실력을 겨룰 수도 있습니다.
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 <img alt="드론축구 선수포지션 - S스트라이커: 득점을 하는 공격수, G가이드: 상대 수비를 무너뜨려 스트라이크의 골문을 여는 공격수, L 리베로: 최전방에서 상대 공격수의 골대 진입을 막는 수비수, SW 스위퍼: 리베로를 뚫고 들어온 공격수를 막는 수비수, K 키퍼: 골대를 지키는 최종 수비수. 게티이미지뱅크 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/08/dongascience/20251108080159686khfp.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="U8opV5AiLr" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/08/dongascience/20251108080159686khfp.jpg" width="658">
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 드론축구 선수포지션 - S스트라이커: 득점을 하는 공격수, G가이드: 상대 수비를 무너뜨려 스트라이크의 골문을 여는 공격수, L 리베로: 최전방에서 상대 공격수의 골대 진입을 막는 수비수, SW 스위퍼: 리베로를 뚫고 들어온 공격수를 막는 수비수, K 키퍼: 골대를 지키는 최종 수비수. 게티이미지뱅크 제공
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 우리나라를 비롯해 일본, 자메이카, 프랑스 등 여러 나라 선수들이 맞붙는 경기를 관람했습니다. 경기 시작을 알리는 신호음이 울리자 바닥에 있던 드론 볼이 동시에 공중으로 솟아올랐습니다. 
 양 팀의 드론 볼은 서로 부딪히며 상대의 공격을 막고 골대를 향해 빠르게 움직였습니다. 상대의 방해를 뚫고 드론 볼이 골대를 통과하자 객석에서는 “와!” 하는 함성이 터져 나왔습니다.
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 드론축구장의 모습. 어린이과학동아 제공
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 드론헌터즈 팀의 박다솜 선수는 “평소엔 초등학생 선수들과 경기했는데 이번 월드컵에서 처음으로 외국 선수들과 붙어 새롭고 설렜다”고 소감을 전했습니다. 일본에서 온 ZERO(제로) 팀의 사쿠야 선수는 “엄마, 아빠, 이모, 형과 한 팀으로 참가했다”고 말했습니다. 이어 “자메이카 선수들과의 경기에서 졌지만 즐거운 시간이었다”고 덧붙였습니다.
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 드론축구 경기장. 어린이과학동아 제공
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 ○드론축구 비행의 비결은? 
 ● 네 가지 힘이 균형을 이룬다
 드론축구에서는 드론 볼이 3분 동안 추락하지 않고 안정적으로 떠 있어야 합니다. 그러려면 빠른 비행 속도에도 드론 볼이 균형을 유지해야 합니다.
 드론은 비행기처럼 날개가 고정된 고정익형, 회전하는 날개가 달린 멀티콥터형으로 나뉩니다. 드론 볼 속 드론은 멀티콥터형으로 날개에는 회전 장치인 ‘로터’가 달려 있습니다. 로터는 빠르게 회전하면서 드론 위쪽 공기를 아래로 밀어냅니다. 이때 위로 떠오르는 힘인 양력이 생겨 드론이 공중에 뜹니다.
 드론 볼에 사용되는 드론은 네 개의 날개가 십자 모양으로 놓여 있습니다. 따라서 날개가 여섯 개, 여덟 개 달린 다른 멀티콥터형 드론보다 가볍습니다. 이범수 캠틱종합기술원 드론사업부장은 “날개 네 개가 십자 모양으로 놓여 드론의 무게중심이 가운데에 잡혀 드론 볼이 부딪히거나 기울어도 쉽게 균형을 되찾을 수 있다”고 설명했습니다.
 ● 튼튼함의 비결, 소재와 구조
 드론 볼의 겉면은 탄소섬유로 이뤄져 있습니다. 탄소섬유는 탄소 원자 여러 개가 길게 늘어진 구조입니다. 가볍지만 강도가 높아 충격을 받아도 쉽게 부서지지 않습니다. 드론 볼의 부품을 연결하는 부위는 폴리카보네이트로 만듭니다. 유연하고 탄성이 있어서 다른 물체와 충돌해도 형태가 변하지 않습니다.
 드론을 감싸는 둥근 보호 장구는 탄소 60개가 뭉친 분자 ‘풀러렌’의 구조를 본떠 만들었습니다. 풀러렌은 오각형 12개, 육각형 20개가 맞물린 구형 구조로 가장 안정적인 분자 구조 중 하나입니다. 하지만 단점이 있습니다. 오각형과 육각형이 맞닿는 뾰족한 모서리에 상대 드론 볼이 부딪히면 충격이 퍼지지 못하고 쌓입니다. 이때 미세한 균열이 생겨 드론 볼이 부서질 수 있습니다.
 이를 보완하기 위해 ‘펜타가드’가 도입됐습니다. 펜타가드는 모서리에 둥근 구멍을 내어 충격을 분산시키는 장치입니다. 펜타가드 덕분에 충돌 에너지가 사방으로 퍼져 드론 볼은 쉽게 부서지지 않습니다. 
 또한 드론 볼의 아래에는 배터리와 로터 등 주요 부품이 들어 있습니다. 따라서 드론 볼이 추락했을 때 부품을 보호하기 위한 ‘바텀가드’가 달려 있습니다. 둥근 받침대처럼 생긴 바텀가드는 드론 볼이 땅에 떨어질 때 주요 부품 대신 충격을 흡수합니다.
 ※관련기사 어린이과학동아 11월 1일, 골 때리는 드론들, 드론축구 
 [전하연 기자 yeon@donga.com]
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