본 작품은 공중 비행과 지상 주행을 모두 수행하는 변형형 드론-로버 하이브리드 로봇이다. 멀티콥터 드론은 지형과 장애물에 구애받지 않는 기동성을 갖지만 호버링만으로도 기체 중량 전체를 추력으로 들어올려야 하므로 소비 전력이 크고 임무 지속시간이 짧다. 반면 로버는 지상을 바퀴로 돌아다니며 마찰력만 극복하면 되어 에너지 효율이 높지만 계단, 붕괴 잔해, 단차 등 수직 장애물을 넘지 못한다. 드로봇은 두 이동 방식을 하나의 기체에 통합하여, 평상시에는 로버 모드로 저전력 주행을 하다가 장애물을 만나면 드론 모드로 전환해 비행으로 극복하는 상호보완적 운용을 구현한다. 핵심 아이디어는 바퀴 내부에 프로펠러가 존재하여 드론 주행시 바퀴가 프로펠러 가드가 되는 이중 기능 휠 구조이다. 각 암 끝의 휠 모듈은 내부에 16인치 프로펠러와 브러시리스 모터를 품고 있으며, 서보의 회전이 베벨기어를 거쳐 45° 경사축을 중심으로 휠 모듈 전체를 180° 회전시키면 휠 평면이 수직에서 수평으로 전환된다. 드론 모드에서 휠은 수평으로 눕혀져 프로펠러를 감싸는 가드가 되고, 로버 모드에서는 수직으로 세워져 지면을 구르는 바퀴가 된다. 주행 동력은 휠 테두리에 직접 가공한 휠기어를 DC 기어드 모터의 피니언이 외접 구동하는 방식으로 전달하여, 허브 공간을 프로펠러에 온전히 양보하면서 약 10.75:1의 큰 감속비를 확보하였다. 비행용 BLDC 추진계와 주행용 DC 구동계를 완전히 분리해 각 모드에 최적화된 모터를 사용한다. 제어는 비행제어기와 모드 전환 및 주행 제어기의 이원 구조로 구성한다. 드로봇은 재난 현장 수색, 교량·터널 등의 시설물점검, 정찰 임무와 같이 넓은 영역을 오래 탐색하면서도 험지 돌파가 필요한 분야에 활용될 수 있으며, 단일 기체로 두 로봇의 역할을 수행함으로써 운용 비용과 장비 중량을 절감하는 효과가 기대된다.

리튬–황(Li–S) 배터리는 풍부하고 저렴한 황의 높은 이론용량을 바탕으로 차세대 고에너지 전지로 주목받고 있다. 그러나 기존 황–탄소 양극은 황을 탄소 구조에 물리적으로 담아 사용하므로 충/방전 중 용해성 lithium polysulfide가 형성되고, 이들이 이동하며 활물질 손실과 부반응을 일으킨다. Sulfurized polyacrylonitrile(SPAN)은 황을 PAN 유래 골격에 화학적으로 결합시켜 polysulfide의 용해와 이동을 크게 억제한다. 이에 따라 polysulfide 제어의 부담은 줄고 Li ion transport와 lithium metal interface 안정성이 주요 전해질 설계 요소가 된다. 특히 높은 cell-level energy density를 위해서는 불활성 질량인 전해질 사용량을 줄여야 하므로, 황 질량당 전해질 부피인 electrolyte-to-sulfur ratio(E/S)를 낮추는 것이 중요하다. 본 연구에서는 고농도 전해질의 유리한 국소 구조를 유지하면서 희석제로 점도와 염 사용량을 낮추는 localized high-concentration electrolyte(LHCE) 개념을 적용하였다. 또한 weakly coordinating diluent(WCD) 개념에 착안하여, Li⁺와 약하게 배위하는 bis(2,2,2-trifluoroethoxy)methane(BTFM)과 기존 non-coordinating diluent인 1,1,2,2-tetrafluoroethyl 2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether(TTE)를 비교하였다. E/S=5μL/mg 조건에서 0.5 C로 cycling한 결과, BTFM을 희석제로 사용한 전해질은 TTE를 사용한 전해질보다 높은 용량과 안정적인 cycling을 나타냈다. 이는 low E/S Li–SPAN에서 희석제의 배위 특성이 성능을 좌우하는 핵심 설계 변수임을 보여주며, lean-electrolyte 전해질 설계의 기준을 제시한다.