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by 서진호 Oct 31. 2016

우버의 하늘을 나는 자동차

2026년 상용화를 위한 우버 엘리베이터 프로젝트

드디어 우버가 미래를 위한 연구 프로젝트를 시작했습니다. 사실 이번 주 모든 미국 언론에서는 우버가 인수한 오토의 무인 자율 주행 트럭이 200Km로 달려 처음으로 버드와이저 맥주를 배송 성공했다는 소식을 앞다투어 보도를 했습니다.

그런지 얼마 되지 않은 지난주 목요일에 우버는 수직 이착륙하는 자동차를 2021년까지 프로타입을, 2026년까지 상용화하겠다고 선언하면서 지금까지 연구한 결과를 무려 98 쪽 되는 백서를 발표했습니다. 과연 우버의 하늘을 나는 자동차의 문제를 어떻게 정의하고 해결할 것인지 한번 알아볼까요?

심각한 교통 체증을 혁신하려는 우버

우선 우버는 칼 트레인으로 샌프란시스코에서 샌 호세까지 약 2시간 정도 걸리는 거리를 15분 만에 왕복할 수 있다고 합니다. 참고로 실리콘 밸리 지역은 바다와 강이 연결되어 샌프란 시스코 만(Bay)으로 둘러쌓아져 있어서 "베이 에리어(Bay Area)"라고 부릅니다.

젊은이들은 샌프란시스코 지역을 선호해서 거주 하지만, 구글, 링크드인, 애플과 같은 회사들은 사우스 베이에 있기 때문에 아침마다 칼 트레인이라는 기차를 타거나 우버 합승을 통해 1시간 정도 걸려 출근합니다. 국내 출근 시간과 마찬가지로 자전거와 사람들로 움직일 수 없을 만큼 만원의 지하철 분위기를 여기서도 느낄 수 있습니다. 이 "엘리베이터" 프로젝트를 만들게 되긴 계기는 작년 한 해 샌프란시스코 거주자들이 집과 회사들을 오고 갈 때 230 시간 정도 버렸다는 통계 조사를 했습니다.

또한 시드니나 로스 앤젤러스는 700 시간 이상, 국내에서도 여러분들이 직접 계산해보면 허비하는 시간이 대략 얼마인지 알게 될 것입니다. 더불어 만원 버스나 지하철의 스트레스는 아침 생산성을 극약화 시키는 것도 포함해서요. 따라서 그냥 단순한 SF 소설에 나오는 가상 시나리오에서 출발한 것이 아니라 현재 이 지역의 심각한 교통 체증과 거주자들의 생활의 현실적인 문제를 풀기 위해 시작했다는 점을 알 수 있습니다.

[이미지 1 - 샌프란시스코와 샌 호세의 칼트레인 시간 및 거리]

VTOL 기술로 이러한 점을 해결할 수 있는가?

온 디맨드 항공기는 지금의 우버를 부르는 방식처럼 온-디맨드 기술로 언제, 어디서든 접근 가능하도록 하는데 그 목표를 두고 있습니다. 영어 발음으로 '비톨(VTOL)'이라고 부르는 이 기술은 F-14나 F-35와 같은 전투기에 실제로 사용하고 있는 수직이착륙(Vertical Take-off and Landing) 기술을 전기 자동차에 접목하려는 시도를 목표로 하고 있습니다.

따라서 이 기술을 이용한 자동차는 우버 혼자서 진행하는 것이 아니라 운송 개발자들, 정부 규제자들, 도시 및 주 정부 관계자들, 그리고 다른 커뮤니티 멤버들과 함께 공동 개발한다고 합니다. 현재 공항이나 버스 터미널처럼 동시에 여러 사람들이 탈 수 있고 지상과 바로 연계하며 온-디맨드 항공기의 충전소를 갖춘 VTOL 네트워크 허브로서 "버티 허브(Vertihubs)"와, 사람들이 간단히 부르면 그곳에 착륙하여 태울 수 있는 "버티스 탑스(Vertistops)"이라는 새로운 인프라스트럭쳐도 소개했습니다.

[이미지 2 - 우버가 설계한 무인 택시 승강장 인프라스트럭처]

왜냐하면, 현재의 메가 시티들의 주거 설계들은 몇몇 큰 빌딩을 제외하고 항공기가 접근하는 데 무척 어렵습니다. 또한 빌딩의 꼭대기에서 내려와 지상까지 도착하는 시간을 반영해야 하는 점을 고려해야 하기 때문입니다. 그렇다고 이 온-디맨드 항공기, 다시 말해, 에어 택시는 버스처럼 고정된 루틴을 돌아서 멈추거나 그렇지는 않는다고 합니다. 사람들을 한 번 태우면 거점의 버티스 스탑이나 목적지에 안전하게 내려 준다고 합니다.

현재 VTOL기술도 많이 발전하여 크게 두 가지로 나눌 수 있는 데, 록히드 마틴이나 보잉 사의 군사항공기처럼 리프트 엔진을 사용하는 경우와, 싱글 프로펠러를 사용하는 헬리콥터로 나누어집니다. 헬리콥터의 가장 큰 문제점은 타 보신 분들은 잘 알겠지만 매우 시끄럽고, 프로펠러가 동력을 받아야 이륙을 할 수 있으며, 공기 오염 등을 일으키는 단점에 동의를 할 것입니다. 그러므로 우버는 전기 자동차 배터리를 움직이는 수직 이착륙 자동차가 이러한 단점을 극복할 수 있다고 제안하고 있습니다.

수직 이착륙 자동차 콘셉트 디자인

사실 우버의 하늘을 나는 자동차가 최초는 아닙니다. 구글의 래리 페이지도 개인 회사를 차려 "문샷 싱킹" 일환으로 비밀리 프로젝트 중에 있으며, Zee.Aero 사, 죠비 에이비에션, A3/에어버스, eVolo Volocopter 나 CES'2016에서 소개되었던 중국의 무인 드론 업체 eHang 등등이 벌써 이 분야에 대표적인 하드웨어 스타트 업체들입니다. 우리에게는 자율 주행 자동차를 받아들이기도 급급한 데, SF 영화 속에서만 나오던 하늘을 나는 자동차를 실용화하겠다니 조금 믿기지 않는 것도 사실입니다.

[이미지 3 - VTOL 기술을 이용한 무인 항공기 컨셉트]

그러나 NASA 항공 제휴 관리자인 신재원 님은 백악관 워크삽에서 "미래의 무인 드론과 항공 기술의 미래"에 대해 발표하면서 긍정적인 의견을 제시하였습니다.

에어 택시는 전기 추진체, 자율 운전, 수직 리프트 및 여러 가지 다양한 커뮤니케이션과 내비게이션 가용성들을 합친 복합물입니다. 사람들이 고밀도로 집중되어 있고 교통 체증이 심각한 지역에서 완전 자율 주행 에어 택시는 매우 흥미로운 기회를 제공할 것입니다. 그러한 모든 가용성들을 하나로 통합할 때 항공 분야에서 수많은 새로운 역사를 써 내려가게 될 것입니다. 이것이 바로 새로운 항공 시대의 여명을 여는 때라고 생각합니다.

흔히 헬리콥터와 방식은 일반적인 고정식 항공기와 달리 로터(Rotor)라고 불리는 날개를 회전시켜 양력을 얻어 비행하는 방식을 사용합니다. 이러한 방식은 소음이 많이 나기 때문에 이 엔진을 제거하여 분산형 전기 추진제(DEP, Distributed Electronic Propulsion)를 사용하며, 탄화수소 발화를 통해 커다란 공기량을 빨아들이거나 방출할 필요 없이 피스톤이나 터빈 엔진보다 더 멀리 나갈 수 있는 전기 모터들을 우버에서는 미래 운송수단 디자인 콘셉트를 제안했습니다.

[이미지 4 - 우버 무인 항공기 디자인 컨셉트의 핵심 부분]

더욱이 사각형파(Square-Wave) 컨트롤러들을 사용한 초기 프로토타입과 달리 최신 사인파(Sine-Wave) 컨트롤러를 사용하여 프로펠러 잡음을 들을 수 없도록 했습니다. 또한 이 전기 DEP는 수직 이착륙하기 위해서는 수직적으로 프러펠러가 회전하고 앞으로 움직일 때 수평 방향으로 전진 쓰러스트로 회전축을 회전할 수 있도록 설계합니다. 이렇게 한다면 프로펠러 잡음을 줄일거나 사람들이 들을 수 없다고 합니다.

그밖에 현재 항공기들은 내연기관 자동차와 같이 기름을 사용하나 전기 자동차처럼 전기 배터리를 사용하여 CO2 가스 배출을 줄이고 환경 친화적인 항공기를 목표로 잡고 있습니다. 또한 우버 무인 드론은 기존의 NASA X-57의 150 mph 보다 더 빠른 속도로 움직일 수 있도록 하며, 현재 4단계인 완전 자율 주행으로 항공기에 도입하여 크루즈 컨트롤하는 기능도 포함시킬 것이라고 합니다.

엘리베이터가 탄생하기 전까지 넘어야 할 도전 과제들

그러나 우버가 목표로 하는 무인 택시는 장밋빛 미래만 있는 것은 아닙니다. 바이두 인공 지능 연구소장과 스탠퍼드 교수를 겸임하고 있는 앤드류 웅은 우버 무인 택시는 아직 먼 미래 이야기이지만, 우버 리포트에 매우 인상적인 느낌을 받았다고 페이스북 계정으로 남겼습니다.

[이미지 5 - 앤드류 응 교수 페이스북의 글]

물론 먼저 사람들은 이 프로토타입이 만들어졌다고 해도 안정성에 대해 가장 많이 의문성을 제기할 것입니다. 또한 미국 항공 트래픽 컨트롤과 협업하는 것과 많은 비와 눈 그리고 매우 강한 바람이 불 때 혹독한 날씨에 대한 대처, 이를 컨트롤할 수 있는 트레이너 양성 등은 가장 크게 넘어야 할 도전 과제들입니다.

개인적으로 지금까지의 우버는 오로지 비용만 줄이면서 기존의 문화와 전면 충돌하여 세상을 변화시켜 왔지만, 이제부터는 첨단 IT 기술을 접목하여 미래의 도시와 교통수단을 설계하면서 추진하겠다는 포부가 자세한 R&D 투자계획 및 백서와 더불어 나와서 매우 긍정적으로 생각합니다. 또한 우버 CEO인 트레비스의 막무가내의 추진력이 향후 5년 후에는 어떠한 결과를 만들어 낼지 기대됩니다.