무정전 핫스왑 기반 공중 배터리 교체 드론 시스템

드론은 물류·점검·재난 대응 등으로 확산하고 있으나 배터리 한계로 운항 시간과 작업 연속성이 제한된다. 본 과제는 이를 ‘충전’이 아닌 ‘보급’ 문제로 재정의하여, 착륙 없이 완충 배터리를 전달받아 전원 중단 없이 비행을 지속하는 공중 배터리 교체 시스템을 개발하였다.
우리의 핵심 설계 철학은 제어의 난도를 구조적으로 하향한다는 것이다. 시스템은 세 서브시스템으로 구성된다. SS1(전개·회수 기구)은 깔때기 구조로 배터리 전달·회수 과정의 오정렬을 보상한다. SS2(수용·병렬 전력관리)는 새 배터리를 먼저 연결한 뒤 기존 배터리를 분리하는 무정전 핫스왑을 구현하며, SS3(랑데뷰·교체 제어)는 두 기체의 상대 접근과 정합을 담당한다.
이를 통해 착륙과 충전 대기를 제거하여 유효 작업시간을 크게 늘릴 수 있으며, 향후 물류·순찰·재난 감시뿐 아니라 지상 로봇·휴머노이드 등 배터리 구동 기계의 표준적인 에너지 보급 인터페이스로 확장할 수 있다.