과학이슈 하이라이트 Vol.04 퓨처 모빌리티 과학이슈 하이라이트 4
김정훈 지음 / 동아엠앤비 / 2022년 9월
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지구 미래의 발전은 현재 상황과 연결시켜 생각해 볼 때, 모든 부분에서의 개발은 친환경을 전제로 하고

정보통신이 연결된 빠르고 편리한 서비스를 기반으로, 개발과 발전이 이루어질 것으로 예상된다.

'미래 이동성'이라는 뜻의 '퓨처 모빌리티' 또한 친환경과 정보통신의 연결을 전제로 개발하고 있으며 지금 그 과도기에 있다. 아직은 기술적 미숙함, 사회적 합의가 필요하며 현실 사회에 적용하기까지는 시간이 더 필요하겠지만 끊임없이 개발하고 시도하고 있다.

미래에는 친환경 자동차가 가져오는 온실가스 배출의 감소, 인공지능의 융합으로 가져오는 안전하고 편리한 운송, 공유의 개념이 가져오는 교통의 혁신으로, 기존 자동차 산업을 유지할 때보다 더 큰 이득을 가져올 것이다.

퓨처 모빌리티가 추구하고 있는 중심 키워드는 크게 친환경, 자율주행, 공유 세 가지이다.

세 가지로 나누어 발전 방향을 보고자 한다.


1. 친환경 자동차 (외적 변화)

인류의 발전과정에서 발생한 대기오염으로 지구온난화 현상은 심각한 수준이다. 이를 막고 지구의 환경을 보존하고자, EU의 배출 가스 규제는 강력해지고 있으며 우리 모두도 이에 동참해야 한다.

사실, 지구 대기 오염 전체에서 볼 때 자동차 배기가스로 인한 오염 수준은 다른 산업에 비하면 작은 부분을 차지한다. 전체 온실가스 배출에서 운송 분야의 비율은 14% 수준이고 이중 자동차의 비율은 더 적다.

하지만 적은 비율이라도 지구온난화에 한몫을 차지하고 있으므로 친환경으로 전환해야 할 의무가 있다.

자동차 산업이 다른 산업보다도 온실가스 배출량이 적음에도 불구하고 친환경 운동에서 다른 산업에 비해 발 빠르게 대처하고 있는 이유는, 자동차 산업은 다른 산업보다도 친환경으로 전환하기에 비교적 빠르기 때문이다. 발전소나 대규모 설비는 비용도 크고 신기술 개발도 오래 걸리기 때문에 새로운 설비를 설치하기란 쉽지 않다.

자동차 산업이 친환경으로 전환해야 하는 또 다른 이유 중 하나는, 자동차 산업이 메시지 전달에 큰 영향을 주는 매개체 연결을 한다는 것이다. 과거의 주유소가 전기나 수소 충전소로 바뀌고 내 눈앞에서 내뿜던 매연과 소음이 사라지는 직접적인 효과를 보여주기 때문이다. 한마디로 홍보 효과가 있어서, 사람들이 친환경 사업이 진행되고 있음을 인지하고 나 또한 동참해야 한다는 의지가 생긴다는 것이다.

이동 수단은 1차 산업혁명 이후 자연의 힘이 아닌 기계의 힘에 의지하면서 꾸준히 발전하고 있다.

수레, 자전거에 이어 엔진을 이용한 자동차로 발전했고 자동차의 성능, 디자인, 승차감 등 꾸준히 개발했다.

하지만 자동차 동력의 원천인 에너지원의 변화는 없었다. 친환경을 위한 여러 방법들이 있으나 장점과 단점이 있어 그 개발이 제한되었다.

지금까지의 자동차의 에너지원은 가솔린, 휘발유, 경우 등의 석유가 연료였으며, 연료를 태울 때 발생하는 힘으로 움직였다. 석유를 연료로 움직이는 자동차를 내연 기관 자동차라고 하며 이 내연 기관 자동차에서 발생하는 매연이 대기오염의 원인이 된다.

친환경 자동차의 원료로 가장 유력한 한 것은 전기와 수소가 손꼽히고 있다.

수소는 자연에서 얻을 수 있고, 사용 후에도 공기 중에서 산소와 만나 물이 되기 때문에 가장 친환경적인 원료이다.

하지만 수소를 차량 원료로 사용하기에는 기술력의 부족, 가격적인 부담이 커서 그 문제를 해결하기에는 아직 시간이 많이 필요할 것으로 보인다.

전기 또한 배출되는 매연이 제로인 점에서 친환경 원료이다.

전기자동차의 핵심은 자동차의 원료인 전기를 저장하는 배터리이다.

현재 전기자동차에 가장 많이 사용하는 배터리는 리튬이온배터리인데, 이 배터리는 많은 장점을 가지고 있다.

리튬이온배터리는 충전과 재사용이 여러 번 가능하고 고밀도로 전기를 저장할 수도 있고 고전압을 견딜 수도 있으며 무게 또한 가볍다. 크기와 두께도 작고 가늘게 만들 수 있어서 어디에도 쓰여 지금의 모바일 세상도 가능하게 만들었다.

하지만 전기자동차에 사용하기에는 단점이 있다.

원재료는 지구에 매장되어 있는 량이 한정적이라서 많은 전기자동차를 생산하려면 대체 원료 생산이 꼭 필요하다.

또 충전시간이 너무 길다는 점이다. 이동 중 중간에 충전을 하려면 소비되는 시간이 많아 효율성이 떨어진다.

또 다른 큰 단점은, 화재에 대한 안정성의 문제이다. 한 번 화재가 나면 배터리가 완전히 연소하기 전까지는 화재 중단이 어려울 정도로 화재 진화의 어려움이 있다.

전기자동차의 단점을 보완하고 장점을 이용하고자, 내연 자동차와 전기자동차를 혼합시킨 하이브리드 자동차가 개발되었다. 전기 자동차의 문제점을 해결하기 전까지는 하이브리드 자동차가 계속 사용될 전망으로 보인다.

이 외에도 친환경적인 접근으로, 내연기관 자동차를 그대로 사용하면서 자동차의 연료만 인공 합성연료인 'e-퓨얼'을 만들어 사용하는 사업도 개발 진행 중이다.


2. 자율주행 자동차 (내적 변화)

미래에 목표는 자율주행 자동차이다.

미국 자동차 기술자 협회에서 세운 5단계 레벨에서 보면, 현재 우리가 타는 자동차의 자율주행 수준은 0레벨이다.

현재 가장 개발된 자동차도 레벨 3에 못 미친다.

레벨 5 가 된다면, 그때는 인간이 운전하는 것을 위험한 수준으로 보고 법적으로 인간이 운전을 못 하게 할 것이며 운전과 관련된 핸들, 가속 패들, 브레이크 패들 등의 장치가 사라질 것이다. 사고에 대한 법적 책임도 개인이 아닌 자동차 회사가 지게 될 것이다.

자율주행을 위한 기능별 기술들은 매우 많다.

운전 중에 어떤 상황을 만나며, 이때 어떤 행동을 해야 할지, 각각의 상황에 따라 자동차의 자율 주행 시스템이 해야 할 기능들이 나누어진다.

크루즈 컨트롤(앞차를 따라 달리는 기능), 차선 유지, 차선 변경, 교차로 통과, 자동 주차 등

자율주행 자동차는 기본적으로 '인지 - 판단 - 제어'의 3단계를 거치며 작동하는데,

최근에는 인공지능 기술이 등장해 인간 운전자의 운전을 모방하며 스스로 학습하며 성장하고 있다.

이 인공지능 기술은 이세돌 9단과 바둑을 둔 알파고에서 쓴 방식이기도 하다.

자율주행 기능의 발달은 급성장하고는 있지만, 자율주행은 인간의 생명과도 직결되는 기술이기에 0.01%의 수치도 무시될 수 없는 까다롭고 복잡한 기술이 필요하다. 기존 자동차 기업 들의 기술만으로는 자율주행 기술을 완성하는 데는 한계가 있으므로 적극적으로 IT 기업들과 협력을 이루고 있다. (단, 주체가 누가 될 것인가의 기싸움은 계속되고 있으며 지켜봐야 할 사항이다.)

자율주행이 이루어지기까지 기술력 외에도 여러 벽들이 있다.

자율주행차법들, 나라마다 법의 기준이 다를 것이며 발달 정도도 다를 것이다.

인공지능이 대신하면서 사라지는 일자리들, 자율주행 자동차가 수집한 정보의 처리와 보관에 따른 개인정보 보호 문제, 방대하게 수집된 정보에 대한 보안 문제, 사고 발생 시 책임 주체의 갈등...

자율주행이 이루어지면서 얻는 엄청난 장점들도 많지만 아직은 해결해야 할 문제들이 많이 남아있다.

모든 상황을 예측 대비하기엔 불가능한 부분도 많아, 자율주행을 시도해 나가면서 기술적, 사회적으로 해결해 나가야 할 것이다.

3. 공유

예전에는 자동차 산업, 유통 및 여객 산업이 별개의 산업이었다.

그런데 IT 기술이 발전하면서 사람과 물건의 이동을 편리하게 만드는 서비스를 통틀어 '모빌리티'라고 통칭하게 되었고, 모빌리티 서비스 기술을 더 가치있게 만들기 위해서는 연결과 공유가 필요하다.

인터넷과 인공지능은 모빌리티 서비스의 시작점이자 앞으로의 발전을 위해 꼭 필요한 존재이다.

코로나19 사태가 온라인 유통 시장의 성장 속도를 더 앞당기긴 했지만 2021년 이후, 전자 상거래 업체인 아마존 유통 시장이 전통 유통의 최강자 월마트 유통 시장을 넘어서는 일이 발생했다. 이는 인터넷 서비스 시장의 시작에 불과하다.

자동차 시장에서도 마찬가지이다. 택시의 인터넷 연결로 카카오T, 우 T 가 활성화하였고,

렌터카의 인터넷 연결로 쏘카, 그린카, 딜카, 피플 카가 활성화하고 있다.

핀란드의 '휨(Whim)'이라는 모빌리티 서비스는, 정부, 통신사, 대중교통 업체가 합작하여 만든 교통 플랫폼으로 택시, 버스, 전기 자전거, 전동 키보드 등 여러 이동 수단을 이용해도 한 번에 결제되는 서비스이다.

우리나라에서도 카카오T가 전기 자전거 대여 서비스를 운영 중인데, 이도 핀란드의 휨과 같은 통합 모빌리티를 구축하려는 의도로 보인다.

모빌리티 서비스가 완성되면, 자동차를 개인 소유를 하는 사람들도 있겠지만

굳이 개인 자동차를 소유하지 않고 모빌리티 서비스를 공유하는 사람들도 많아질 것이다.

스마트폰이 대단한 이유도, 기계 자체의 능력이 뛰어나서가 아니라

주변 사람이나 먼 거리에 있는 사람과도 소통할 수 있고, 인터넷으로 필요한 서비스를 쉽고 빠르게 검색하고 이용할 수 있고, 집에 있는 가전제품도 제어할 수 있는 등, '연결의 힘'이 있기 때문이다.

자동차에서도 스마트폰과 같이 버전의 '커넥티드 카'를 완성하고자 한다.

대화형 음성인식, 실시간 경로 탐색, 차량 원격 제어, 카투홈 & 홈투카, 무선 업데이트 기능도 탑재 되어 있는 자동차이다.

미래 모빌리티를 완성하려면, 자동차 외에도 자동차를 운행하는 데 필요한 모든 인프라고 함께 발전해야 가능하다.

전기 충전소의 보급도 필요하지만, 도로와 교통의 체계를 IT 시술을 적용해 효율성을 높이는 '지능형 교통 시스템(ITS, intelligent transportation system)'이 갖춰져야 한다.



퓨처 모빌리티가 완성되기까지 아직은 극복해야 할 기술적 장벽, 사회적 장벽이 많이 남아있다.

하지만 이 장벽들은 아주 작은 결함조차도 인간의 생명과 직결되는 중요하고 신중한 부분이기 때문에

빨리 가려고만 하지 말고, 처음의 목표인 인간을 이롭게 하는 방향으로 나아가야 할 것이다.

제4차 산업혁명 시대가 해결해 나가야 할 다양한 문제의 종합판을 해결하기 위해

다양한 지혜와 지식을 모으고, 사회적 합의점을 찾아가야 하겠다.




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