그동안 많은 자전거 및 오토바이 제조사들이 스스로 균형을 잡는 이륜차 개발을 시도했지만, 바퀴 대신 공(ball)을 장착한 사례는 없었다.
그러나 영국의 유튜버이자 발명가인 제임스 브루튼(James Bruton)은 이를 실현했으며, 그 결과는 지금까지 가장 기괴하면서도 흥미로운 오토바이 프로젝트 중 하나로 꼽힌다.
로봇 공학, 전기 및 기계공학을 전문으로 하는 브루튼은 자가 균형 유지 기술과 전방향 이동이 가능한 휠(omnidirectional wheel)에 대한 풍부한 경험을 보유하고 있다. 다양한 형태의 자가 균형 로봇을 제작해 온 그는, 이를 바탕으로 풀사이즈 바이크 개발에 도전했다. 그리고 이 독창적인 오토바이는 그의 네 번째 프로젝트다.
이 전기 바이크는 전통적인 바퀴를 완전히 배제한 전방향 자가 균형 이륜차다. 브루튼이 자주 사용했던 ‘옴니휠(omni-wheel)’ 방식—휠 림 주변에 배치된 원통형 롤러—도 사용하지 않았다. 대신, 곡예 공연용으로 쓰이는 커다란 빨간색 플라스틱 공 두 개 위에서 균형을 유지하도록 설계됐다.
이 독특한 이동 수단은 고속 주행을 목표로 제작된 것은 아니지만, 기존의 오토바이로는 경험할 수 없는 다양한 기능을 제공한다. 균형 유지용 공과 이를 구동하는 모터 덕분에, 이 바이크는 세그웨이나 호버보드처럼 옆으로 이동할 수 있으며, 모든 방향으로 회전하고 360도 회전도 자유롭게 수행할 수 있어 궁극적인 드리프트 바이크라고 할 수 있다.
차체 프레임은 압출 알루미늄으로 제작해 가벼우면서도 구조적 강성을 유지한다. 균형을 유지하는 두 개의 공은 120도 간격으로 배치됐으며, 주변에 작은 롤러가 있어 옆으로 이동할 수 있도록 설계됐다.
전면에 두 개, 후면에 두 개, 총 4개의 전기 모터가 각각 90도 각도로 배치돼 균형을 유지하며, 이들은 벨트와 풀리 시스템을 활용해 옴니휠을 구동하는 방식으로 각 공을 회전시킨다. 다섯 번째 모터는 전후 방향의 이동을 담당한다.
여기에 관성 측정 장치(IMU)가 추가돼 균형 정보를 지속적으로 측정하고, Teensy 4.1 마이크로컨트롤러와 통신하면서 실시간으로 균형을 조정한다. 이를 통해 부드러운 에너지 전달과 정밀한 제어가 가능해져 독특한 주행 경험을 제공한다.
전력 공급은 6개의 6S 리튬 폴리머 배터리로 된 50V 시스템을 통해 이뤄진다. 또한, 브루튼이 과거 개발했던 전방향 이동이 가능한 ‘스크류 바이크(Screw Bike)’와 마찬가지로, 이 공-휠 바이크 역시 라이더가 핸들바와 스로틀 그립을 이용해 조작할 수 있도록 설계됐으며, 다양한 추가 컨트롤 기능을 통해 전 방향 이동이 가능하다.
바이크의 주요 부품과 구조 요소는 브루튼이 직접 3D 프린터로 출력했으며, 제어 시스템 역시 아두이노 기반 C++ 프로그래밍을 활용해 직접 코딩했다.
비록 외형이 다소 기묘하고 조작이 쉽지 않을 수 있지만, 이 전방향 공-휠 바이크는 공학적으로 매우 놀라운 성과라 할 수 있다. 만약 직접 제작해 보고 싶다면, 브루튼이 CAD 파일, 배선도, 소프트웨어 자료를 온라인에 공개했으므로 누구나 도전할 수 있다.
더드라이브 / 조윤주 기자 auto@thedrive.onlythebestchoice.com
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