크게 네 가지 방향성으로 진화 中
韓 UAM과 무인이동체 발전 가속
불과 40년전 노트북은 공상과학 영화의 소품 정도였다. 20년전 스마트폰은 먼 미래의 상징일 뿐이었다. 이제 인류는 스마트폰과 노트북에 버금가는 이동 수단의 혁명을 준비하고 있다. 이르면 10년 후 늦어도 20년후 세상을 또 한번 바꿔 놓을 ‘모빌리티’. 아직도 모빌리티에 대한 개념은 모호하다. 모빌리티는 인류가 육·해·공을 통해 이동할 수 있는 모든 수단을 의미한다. 자동차에만 국한되지도 않는다. 모빌리티를 준비하는 글로벌 자동차·IT업계 동향을 연재한다. [편집자 주]
[오피니언뉴스=박대웅 기자] 인공지능(AI), 정보통신기슬(ICT), 로봇, 항공, 센서, 위성 GPS 등 첨단기술의 집약체로 모빌리티, 국방, 배송, 도시관리, 재난대응, 치안, 환경, 기상, 농업, 우주 등 다방면에 적용 가능한 무인이동체의 미래는 어떤 모습일까.
무인이동체는 자율주행 및 원격조종이 가능한 이동체로 운용환경에 따라 드론과 개인용항공기(PAV), 주행로봇, 무인선박 등으로 구분된다.
미래 신기술과 무인이동체
OECD는 21세기 미래 핵심 기술로 디지털, 에너지와 환경의 융합, 생명기술, 신재료 등 4개 분야에서 40개의 기술을 발표했다. 이 중 10대 핵심 기술을 선정했는데 많은 부분 무인이동체와 연관된다.
OECD가 선정한 10대 핵심 기술은 ▲AI ▲빅데이터 ▲사물인터넷 ▲블록체인 ▲신경기술 ▲합성생물학 ▲나노소재 ▲적층가공 ▲나노마이크로 위성 ▲첨단에너지 저장이다. 이들 중 무인이동체와 연관 기술은 ▲사물인터넷 ▲빅데이터 분석 ▲적층가공 ▲블록체인 모델링 시뮬레이션과 게이밍 ▲로봇공학 ▲양자 컴퓨팅 ▲정밀농업 ▲생물연료(바이오 퓨얼·bid fuel) ▲자율주행 ▲드론 ▲전기자동차 ▲기능성 물질이다.
특히 주목되는 건 사이버물리시스템이다. 사이버물리시스템은 컴퓨터 알고리즘에 의해 통제되고 조종되는 기계장치가 인터넷과 그 사용자들에 의해 집중적으로 통제되는 시스템을 말한다. 그 예로 스마트 그리드, 자율주행차, 로봇, 드론, 오토파일롯 기능을 보유한 항공전자시스템, 생산로봇 등이 있다. 무인이동체는 4차 산업혁명의 주요 기술과 상호작용을 통해 발전하며 핵심적인 역할을 할 것으로 기대된다.
4차 산업혁명을 최초로 언급한 클라우스 슈밥은 '산업혁신을 추동하는 기술로 기존 디지털통신 및 인터넷 기술과 인공지능, 로보틱스, 사물인터넷, 자율지능차, 3D프린팅, 나노기술, 생명기술, 재료기술, 에너지 저장장치, 양자컴퓨팅의 결합'이라고 4차 산업혁명을 정의했다.
무인이동체 발전 현황
무인이동체는 크게 네 가지 방향으로 진화하고 있다. ▲전기전자 소프트웨어 부품화 ▲네트워크 연결성 강화 ▲자율지능화 ▲모듈 부품화라는 기술발전 방향을 가지고 변화를 거듭하는 중이다.
전기전자 소프트웨어 부품화의 대표적 사례로는 엔진에서 전기모터로 구동부품이 바뀌면서 쿼드콥터의 불안정성이 해소된 부분을 꼽을 수 있다. 전기전자 소프트웨어 부품화를 통해 정밀 제어가 가능해졌다. 마이크로프로세서가 탑재된 경량보드를 통해 3만rpm까지 제어가 가능해졌다. 또한 GPS수신기, 통신모뎀, 센서 등이 모두 전기화됨에 따라 경량화 및 디지털 기반의 제어가 가능해졌다.
인터넷과 사물인터넷 등 다양한 통신방식을 적용하고 있기도 하다. 지금까지 RC비행기에 적용했던 단순한 통신 방식에서 벗어나 디지털로 연결된 무인이동체 간 직접 통신과 무인이동체의 셀망에 연결하거나 인터넷과 연결하는 기술들이 시도되고 있다. 이런 네트워크 연결성 강화는 최종적으로 수많은 드론이 네트워크로 연결돼 자율적으로 협력하는 '스왐(swarm)'을 가능하게 할 것으로 보인다.
자율지능화 역시 필수적인 기술이다. 현재 상용화된 무인이동체는 지상의 조종사와 실시간으로 연결되는 통신망이 반드시 필요하다. 통신이 두절될 경우 무인이동체는 임무를 수행할 수 없게 되거나 추락한다. 이런 한계는 무인이동체를 일정 정도 자율지능화해 극복할 수 있다. 현재 영상 및 사진 분석에 기계학습을 적용하는 수준까지 진행 중이다.
끝으로 부품의 모듈화도 매우 중요한 기술발전이다. 무인이동체는 다양한 산업현장과 활용도를 목표로 개발되고 있다. 이런 특성으로 무인이동체는 필연적으로 다품종 소량생산 형태로 개발돼야 한다. 3D프린팅과 모듈 부품, 소프트웨어 중심의 개발 등이 필요한 이유다.
'K-UAM'과 한국의 무인이동체 현주소
한국의 무인이동체는 어디까지 왔을까.
지난달 17일부터 19일까지 서울 코엑스에서 열린 '2022 무인이동체산업엑스포'를 통해 살펴봤다. 이번 엑스포의 주제는 육·해·공 무인이동체와 UAM이다.
LIG넥스원은 수소연료전지 기반의 대형 카고(Cargo) 드론 개발 현황을 소개했고, 한국항공우주연구원(이하 항우연)은 eVTOL(Electric Vertical Take-Off Landing, 이비톨·수직이착륙기) 비행체 기술의 현주소와 미래 전망에 대해 진단했다. 항우연은 UAM에 활용되는 eVTOL 비행체의 자율비행 핵심기술(센서, 충돌회피 소프트웨어 등) 및 비행안정성과 운용성 시험평가기술 개발 성과를 소개했다.
또 5G 기반 드론을 활용하는 스마트영농 실증 사업 성과로 무인비행 운용시스템과 서능장비가 구축된 드론 상용화 실증 지원센터와 테스트베드 구축 내용 및 벼와 마늘·유자·양파의 재배와 관리에 대한 실증 내용을 공개해 이목을 끌었다. 항우연은 또한 상시 재난 감시를 위해 30일 이상 성층권 체공이 가능한 무인기 개발사업을 소개했고, 현재까지 국내 최장기간 성층권 체공 기록을 가지고 있는 무인기 EAV-3를 일반에 선보였다.
민과 군이 협력하는 무인이동체 사업도 비중있게 다뤄졌다. 산업통상자원부는 국방부와 협력해 고지와 도서지역에 군수품 드론 수송(10kg) 실증을 진행했다. 이를 통해 향후 군은 산업부가 개발 예정인 탑재중량 200kg급 수소연료전지 기반 카고드론의 슬증 테스트베드도 제공할 계획이다.
UAM 기술 개발도 상당한 진척을 보이고 있다.
산업부와 과기정통부, 국토부, 해수부는 무인이동체 관련 정책추진 방향을 설명했고, 항우연은 'K-UAM 그랜드 챌린지' 등을 소개하면서 2025년 상용화를 목표로 추진 중인 UAM 기체갭라 현황에 대해 발표했다. 국방부는 '국방 무인체계 발전방향'을 제시하면서 육·해·공군과 해병대가 무인이동체 관련 전투체계를 수립하고 있다고 전했으며 국방기술진흥연구소는 이를 바탕으로 '미래 국방 2030'이 진행되고 있다고 설명했다.
주영준 산업부 산업정책실장은 "다양한 드론·UAM 기체 개발을 추진 중으로, 올 하반기에는 1인승급 개인항공기의 초도비행을 계획하고 있고, 후속사업으로 다인승(4~5인승) 상용비행체(형식인증기) 개발을 위한 예타 사업을 관계부처와 기획하고 있다"고 말했다.
오태석 과기정통부 1차관은 "무인이동체 산업은 AI, 5G, 빅데이타 등 4차 산업혁명 신기술들과 융합되며, 우리 삶의 질을 높이고, 기업 운영의 효율성을 향상시키며, 우주 행성 탐사까지 활용 영역을 넓히는 등 전략기술로 발전하고 있다"고 말했다.
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