드론택시? UAM의 상용화까지 앞으로 5년
혹시 드론택시라는 말 들어본 적 있으신가요? 2020년도에 뜨거운 이슈였었죠?! 택시가 날아다닌다니! 공상과학영화에서나 봤던 허무맹랑한 상상력이 앞으로 상용화까지 약 5년을 앞두고 있습니다. 정말 놀라운 세상을 살아가고 있는 것 같아요. 필자는 2020년도에 UAM에 대해 관심을 갖고, 여기저기 정보를 찾아보고, K-UAM로드맵을 보면서 공부를 조금 했었습니다. 정말 그런 날이 올까?하고 반신반의하며 잊고 살았는데, 어느덧 상용화까지 5년 조금 넘게 남겨두고 있네요. 세월이 야속해~~~ ㅎㅎ
그래서 이번 블로그에서는 UAM이란 무엇인지, 활용되는 인공지능기술에는 어떤 것이 있는지, 한국을 비롯한 세계가 주목하는 이유에 대해 알아보고 상용화가 가져올 변화에 대해 알아보겠습니다.
1.UAM이란?
UAM은 Urban Air Mobility의 약자로, 도심 내에서 사람과 화물을 이동시키기 위한 항공 교통 시스템입니다. 여기서 항공 교통 시스템이라고 해서, 비행기와 동일하게 생각하면 안됩니다. 가장 큰 차이는 비행기는 활주로를 달려 이·착륙을 하지만, UAM은 드론처럼 수직으로 이·착륙을 합니다. 주로 전기 수직 이착륙기(eVTOL)를 사용하여 교통혼잡을 줄이고, 이동 시간을 단축시키는 것을 목표로 하는 교통수단입니다.
2. UAM의 특징
①수직 이착륙
헬리콥터처럼 수직으로 이착륙이 가능하여 별도의 활주로가 필요하지 않습니다.
②전기 추진
대부분의 UAN 기체는 전기를 사용하기 때문에 환경 친화적이라고 할 수 있습니다.
③자율 비행
AI 기술을 통해 자율 비행이 가능하여 조종사 없이도 운행할 수 있습니다. 조종사가 없는 이유는 많은 파일럿을 구하기가 힘들 뿐 더러, 높은 인건비 때문이라고 하네요.
④고속 이동
도로 교통을 피할 수 있어 교통 체증 없이 빠른 이동이 가능합니다.
3. UAM에 활용되는 인공지능 기술
① 자율 비행 및 항법
자율 주행 기술과 정밀 위치 추적 시스템을 사용합니다.
자율 주행 기술
고도의 자율 주행 알고리즘을 통해 비행체가 스스로 비행 경로를 설정하고 따라가며, 외부 환경 변화에 실시간으로 대응할 수 있습니다. 예를 들어, 돌발적인 기상 변화나 예상치 못한 장애물을 만나더라도 자율 주행 알고리즘은 최적을 대응 방안을 찾아내어 비행체를 안전하게 운항할 수 있도록 합니다.
정밀 위치 추적 시스템
GPS,INS(Inertial Navigation System)등 다양한 위치 추적 기술을 결합하여 높은 정확도의 위치 데이터를 실시간으로 제공합니다. 이를 통해 비행체는 정확한 위치를 유지하며 이동할 수 있습니다. 이 시스템은 특히 도시 환경에서 중요한데, 고층 건물이나 복잡한 지형에서도 안정적인 비행을 유지할 수 있도록 합니다. 또한 정밀 위치 추적 시스템은 비행체의 경로를 실시간으로 모니터링하여, 필요시 경로를 조정할 수 있는 유연성 또한 제공합니다.
② 충돌방지 시스템
컴퓨터 비전과 머신 러닝 알고리즘으로 장애물을 탐지하고 회피합니다.
컴퓨터 비전
카메라와 LiDAR 등의 센서를 활용해 주변 환경을 실시간으로 스캔하고, 이를 통해 장애물을 인식합니다. 컴퓨터 비전 기술은 비행체가 이동하는 경로 상의 모든 물체를 식별하고, 그 크기와 위치를 정확하게 파악합니다. 이를 통해 비행체는 장애물을 미리 감지하고, 충돌을 피할 수 있는 충분한 시간을 확보하게 됩니다.
머신 러닝 알고리즘
수집된 데이터를 기반으로 학습된 모델을 통해 장애물의 위치와 움직임을 예측하고, 이를 회피하는 최적을 경로를 계획합니다. 머신 러닝 알고리즘은 비행체가 다양한 상황에서 어떻게 반응해야 하는지를 학습하며, 이를 통해 비행 중 발생할 수 있는 다양한 돌발 상황에 신속하게 대응할 수 있습니다. 예를 들어, 도로 위의 차량이나 공중에 떠 있는 다른 비행체와의 충돌을 피하게 위해 실시간으로 경로를 변경하는 등의 조치를 취할 수 있습니다.
③ 교통관리 시스템(UTM,Unmanned Traffic Management)
실시간 교통 모니터링과 예측 분석을 통해 효율적인 운항을 지원합니다.
실시간 교통 모니터링
비행체 간의 충돌을 방지하고 원활한 운항을 지원하기 위해 실시간으로 공중 교통 상황을 모니터링합니다. UTM시스템은 모든 비행체의 위치와 속도를 실시간으로 파악하여, 서로 간의 안전 거리를 유지할 수 있도록 합니다. 이를 통해 공중에서의 교통 혼잡을 최소화하고, 비행체 간의 총돌 위험을 줄일 수 있습니다.
예측 분석
대규모 데이터분석을 통해 미래이 교통 흐름을 예측하고, 이를 기반을 최적의 비행 경로를 제안합니다. 예측 분석 기술은 비행체의 운항 패턴과 교통 상황을 분석하여, 비행 경로를 사전에 최적화할 수 있습니다. 이를 통해 비행체는 효율적으로 운항할 수 있으며, 연료 소비를 줄이고 운항 시간을 단축할 수 있습니다.
④ 상태 모니터링 및 예방 정비
기체의 센서 데이터를 분석하여 예방 정비를 실시합니다.
기체의 센서 데이터 분석
비행 중 수집된 다양한 센서 데이터를 분석하여 기체의 상태를 실시간으로 모니터링합니다. 비행체에 정착된 다양한 센서와 기체의 온도, 압력, 진동 등을 실시간으로 측정하여, 이를 통해 기체의 상태를 지속적으로 파악합니다.
예방정비
분석 결과를 바탕으로 기체의 이상 징후를 사전에 감지하고, 필요한 예방 정비 작업을 계획하여 기체의 안전성과 신뢰성을 높입니다. 예방 정비 기술은 기체의 부품이 고장나기 전에 미리 교체하거나 수리함으로써, 비행체의 운항 중단을 최소화하고 안전한 비행을 보장합니다.
⑤비행 데이터 분석 및 최적화
비행 경로, 연료 소비, 운항 스케줄 등을 최적화합니다.
비행 데이터와 환경 정보를 종합 분석하여 최적을 비행 경로를 계획하고, 이를 통해 연료 소비를 최소화합니다. 다양한 운항 데이터를 분석하여 효율적인 운항 스케줄을 수립하고, 이를 통해 운항 비용을 절감합니다.
4. 세계가 UAM에 주목하고 있는 이유
UAM개발에 세계가 주목하고 있는 이유는 여러가지가 있습니다.
첫째, 교통 혼잡 해소. 도시 내 교통 혼잡 문제를 해결하고 이동 시간을 단축할 수 있는 혁신적인 교통 수단으로 기대되기 때문입니다.
둘째, 활경 친화적. 전기 기반의 UAM은 탄소 배출을 줄여 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 지구 환경에 관심이 많은 저로서는 개인적으로 가장 반가운 이유입니다.
셋째, 기술의 발전. 드론기술, 배터리 기술, 자율 비행 기술 등 최첨단 기술의 발전과 결합하여 새로운 산업 생태계를 형성할 잠재력이 있기 때문입니다.
넷째, 경제적 이익. 새로운 교통 수단의 도입으로 관련 산업이 성장하며 일자리 창출과 경제 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
마지막으로 사회적 편익입니다. 긴급 의료 서비스나 재난 대응 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높아 사회적 편익을 증대시킬 수 있습니다. 이러한 이유들로 인해 UAM 개발에 대한 관심이 높아지고 있습니다.
5. UAM 상용화가 가져올 변화
① 교통 효율성
도심 내 교통 혼잡을 줄이고 이동 시간을 단축시킴으로써 도시의 교통 체증 문제를 해결할 수 있고, 공중 이동 경로를 활용하여 지상 교통 인프라에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
② 환경 보호
전기 기반의 UAM은 탄소배출을 줄여 대기 오염을 감소시키고, 친환경적인 교통 수단으로 자리잡을 수 있습니다. 또한 소음 공해가 적은 전기 항공기는 도심 환경의 질을 향상시킬 수도 있을 것입니다.
③ 경제 발전
새로운 산업과 일자리가 창출되며, 관련 기술 개발과 제조업 활성화로 경제 성장을 촉진할 수 있습니다. 또한 교통 분야 이외에도 물류, 관공, 부동산 등 다양한 산업에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 기대됩니다.
④ 생활을 편리성 및 사회적 변화
새로운 교통 수단의 도입으로 도시 생활 방식이 변화하고, 사람들의 이동 패턴이 달라질 것입니다. 도심내 빠른 이동이 가능해지면서 출퇴근 시간 단축 및 생활 편리성이 크게 향상되어 도시구조와 공간 활용 방식에도 변화가 생길 수 있을 것입니다.
이와 같이 UAM의 상용화는 다양한 분야에 걸쳐 혁신적인 변화를 가져올 잠재력을 지니고 있습니다. 이는 단순히 교통 수단의 변화를 넘어, 환경, 경제, 사회 전반에 걸쳐 긍정적인 영향을 미칠것으로 기대됩니다.
6. UAM개발의 현주소
UAM은 전세계적으로 활발한 연구와 시도가 이루어지고 있습니다. 주요 국가와 기업들이 경쟁적으로 기술 개발과 상용화를 추진하고 있습니다.
먼저, 미국에서는 NASA와FAA가 주도하여 UAM의 안전성과 효율성을 높이기 위한 연구를 진행하고 있습니다. Uber는 ‘Uber Elevate’라는 프로젝트를 통해 도심 항공 교통 시스템을 개발 중이며, Joby Aviation,Archer Aviation 같은 스타트업도 저기 수직이착륙기(eVTOL)개발에 박차를 가하고 있습니다.
유럽에서는 EASA가 UAM관련 규제와 표준을 마련하고 있습니다. 독일의 Volocopter, 영국의 Vetical Aerospace 등이 대표적인 기업으로, 이들 역시 eVTOL을 개발하고 있습니다. Volocopter는 이미 여러 차례의 시험 비행을 성공적으로 마쳤으며, 상용화를 위한 준비를 진행 중입니다.
아시아에서는 중국의 EHang이 주목받고 있습니다. EHang은 자율 비행 드론을 이용한 도심 항공 교통 솔루션을 개발하고 있으며, 중국 내 여러 도시에서 시험 비행을 진행하고 있습니다. 한국의 경우, 현대자동차와 한화시스템 등이 UAM개발에 참여하고 있으며, 정부 차원에서도 ‘K-UAM 로드맵’을 발표하여 2030년까지 상용화를 목표로 하고 있습니다.
이외에도 UAM개발은 기술, 규제, 인프라 등 다양한 측면에서 활발히 진행되고 있으며, 상용화를 위한 준비가 본격적으로 이루어지고 있습니다. 앞으로 몇 년내에 UAM이 실제로 도입되어 도심이 교통의 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다.
UAM은 도심 교통의 혁신적인 대안으로, 기술 발전과 함께 상용화에 가까워지고 있습니다. 한국을 포함한 전 세계가 UAM상용화를 위해 노력하고 있으며, 곧 공중을 날아다니는 드론택시를 볼 날도 머지 않았다는 생각이 듭니다. 상용화가 되고 얼만큼의 시간이 흘러야 사람들이 자연스럽게 사용하게 될지는 모르겠으나, 안전만 보장된다면 순식간일 듯 싶습니다.
부디, 시간압박의 쫄림없이 UAM으로 출근하는 나날을 손꼽아 기다려 봅니다.
다음 블로그에서는 한국의 ‘K-UAM 로드맵’에 대해 집중 탐구해보려고 합니다. 대한민국 사람은 손 번쩍 들고 들어와 주세요 ^^
