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현실로 다가온 하늘을 나는 자동차, UAM 시대! 서울의 하늘길이 열린다

2020.07.21 현대엠엔소프트 블로그

꽉 막힌 도심 속 '하늘을 나는 자동차(플라잉 카)'를 타고 원하는 목적지까지 날아가는 상상. 누구나 해 봤을 법한 이 상상이 현실로 다가오고 있다. 2020년 1월, 세계 최대 소비자가전전시회(CES)에서 현대자동차는 우버와 함께 플라잉택시(Flying Taxi)를 공개하며 우리의 상상이 곧 현실이 될 수 있음을 보여줬다. 우버는 2021년 호주 멜버른에서 플라잉카를 이용한 항공택시 시범 서비스를 시작하고 2023년부터 상용화를 예고했다. 미래 공상과학(SF) 영화 ‘블레이드 러너’와 같이 빌딩 숲 사이로 자동차가 날아 다니는 시대가 온 것이다.


| 도심 항공 모빌리티 UAM 가상이미지 (이미지 출처: HMG저널)



도심 교통시스템 개념의 확장, 하늘로 날아간 모빌리티 UAM 


UAM은 ‘Urban Air Mobility’의 약자로 하늘을 나는 기체를 통해 새롭게 만들어질 운송 생태계를 말한다. 최근 전문가들은 UAM이 전세계 대도시들이 공통적으로 안고 있는 교통문제를 해결하기에 적합한 운송 수단이 될 것으로 보고 있다. 특히, 대도시의 지속적인 인구집중으로 교통이 혼잡해짐에 따라 UAM의 필요성이 더욱 부각됐다. 교통문제 해결을 위한 접근방법이 기존의 수평적 접근에서 수직적인 접근으로 확장된 셈이다.


UAM이 최근에 와서 이렇게 주목을 받게 된 근본적인 원인은 기술의 발달과도 맞닿아 있다. 과거 개념구상이나 시험 수준에 머물던 플라잉카(Flying car) 또는 개인용 비행기(PAV)가 최근 드론과 항공기술의 발전으로 새로운 전환기를 맞게 된 것이다. 특히, 드론의 수직 이착륙 기술인 VTOL(Vertical Take-Off and Landing)기능과 제어 및 항법 등의 기술 발달 덕분에 공간이 협소한 도심에서도 별도의 활주로 없이 수직으로 기체를 띄울 수 있게 됐다. 여기에 전기로 구동되는 전력구동 기술과 배터리 기술을 결합해, 좁은 도심에서도 효율적으로 활용 가능한 UAM의 새로운 가능성을 열었다.


[UAM 관련 모빌리티 용어] 
* UAM (Urban Air Mobility): 도심항공 모빌리티, 도심에서 승객과 화물을 수송하는 항공 교통산업 전반을 통칭
* PAV (Personal Air Vehicle): 개인항공기, 개인의 필요에 따라 언제 어디서나 비행 할 수 있는 수요 대응형 항공 모빌리티 
* e-VTOL (electric Vertical Take-Off & Landing): 전기 동력 수직 이착륙기, 전기 동력(배터리 하이브리드 수소연료전지 등)을 사용해 활주로가 필요 없는 수직 이착륙 항공기
* 플라잉카(Flying car): 땅과 하늘을 모두 달리는 자동차. 일반 자동차처럼 도로를 달릴 수 있다는 점에서 순수한 비행체인 PAV와는 다르다.



2025년 서울 상공을 날아다니는 에어택시 


UAM 시장은 2040년까지 총 731조(6,090억 달러) 규모로 거대 시장이 형성될 것으로 전망하고 있다. (’20 집현컨설팅) 그러나 아직 시장을 지배하는 강자는 없다 보니 여러 나라의 글로벌 기업들이 시장 선점을 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 우리나라 역시 예외는 아니다.


얼마 전 국토교통부는 2025년 상용화를 목표로 '한국형 도심공항교통(K-UAM) 로드맵'을 발표했다. 승용차로 1시간 걸리는 거리를 드론택시로 20분만에 도달할 수 있는 항공 교통 시스템을 만들겠다는 것이다. PAV 기체 유형에 따라 다르겠지만 보통 e-VTOL 기체가 30분에 약 140km까지 주행할 수 있는 것으로 알려져 있는데, 이는 서울에서 대전까지(137km) 약 30분만에 도달이 가능하다는 얘기다. 즉, UAM으로 도심 내 이동뿐만 아니라 도시간 이동도 가능해지는 것이다.


| 한국형 도심항공교통 K-UAM 단계별 추진전략 (자료 출처: 국토교통부)



성공적인 UAM 교통 체계 구축을 위한 과제


그렇다면 이러한 항공 교통 시스템 상용화를 위해 무엇이 필요할까? UAM은 다양한 분야가 연관된 산업이다. 큰 틀에서 보면 UAM 생태계는<기체 개발> <기체 운영> <공역 설계> <항공교통 관리>분야로 구성된다.


4개 요소 중 가장 뚜렷한 진전을 보이고 있는 것은 <기체 개발> 분야다. 초창기에는 중국의 드론 업체인 이항(E-hang)과 같은 스타트업 업체들을 중심으로 발전이 이뤄져 왔다. 이후, 현대차와 같은 자동차 산업을 대표하는 글로벌 자동차 제조업체들과 에어버스, 보잉과 같은 기존 항공기 제조업체들까지 가세해 기체 개발분야에서 가시적인 성과를 보이고 있다. 특히, 앞서 언급한 현대차는 올해 CES에서 우버와 협력해 PAV 컨셉의 S-A1 기체를 공개하며 2028년도 상용화 계획을 밝혔고, 우버는 '우버 엘리베이트'라는 자회사를 통해 PAV 개발 및 상용화 부분에서 두각을 드러내고 있다.



| 현대자동차와 우버가 함께 발표한 S-A1 PAV 기체 (이미지 출처: HMG저널)



한편, 기체 개발 분야에 비해 인프라 및 시스템 구축 부문은 아직 태동기로 볼 수 있다. 이에 따라 UAM 시장 선점을 위해서 각 국가와 기업들은 기체 개발뿐만 아니라 인프라 및 시스템 구축에도 집중하고 있는데 이 분야에서 항공 지도 데이터의 중요성이 커지고 있다.


도심의 하늘길을 여는 지도 데이터의 역할


도심에서의 비행은 국가별로 비행이 가능한 구역과 제한구역, 비행 고도 등에 대한 규정이 서로 다르다. 따라서 도심에서 원활한 비행을 위해서는 공역에 대한 다양한 정보들을 담은 에어스페이스 맵(Airspace map) 즉, 공역지도가 필요하다. 앞으로 UAM 기체에 맞게 개발될 공역지도는 단순히 기체의 현재 위치를 보여주는 것에서 한발 더 나아가 다양한 동적인 요소들을 3D 공간에 세밀하게 표현할 것이다. 예를 들어, 기존의 2D 지도에선 볼 수 없는 도심의 건물 높이, 풍향, 비행가능 고도 등 다양한 정보가 담길 수 있다.
 
특히 비행 운영과 자동화 시스템에서 이러한 공역지도 데이터는 효과적으로 활용될 수 있다. 드론으로 예를 들면, 현재 드론의 조작방식은 2D 지도상에 장애물에 대한 사전 정보가 없기 때문에 드론이 센서를 통해 자체적으로 장애물을 회피한다. 조종사가 장애물을 인지한 경우에도 장애물을 피해 경유지와 목적지를 설정하여 수동으로 경로를 계획해야 하는 번거로움이 존재한다.


그러나 공역지도를 기반으로 한 '경로탐색 엔진'이 개발 되면 이러한 문제를 한번에 해결 할 수 있다. 3D 공역지도가 설계된 경로탐색 엔진에 출발지와 목적지를 입력 하면 비행가능 고도, 풍향, 건물 높이 등을 계산해 설정된 경로에 따라 드론이 목적지까지 효율적으로 이동 할 수 있게 도와 주기 때문이다.


| UAM 기체 조종석 내부 가상 이미지



또한 공역지도 데이터는 다수의 비행체가 도시 하늘에서 자유롭고 단절 없이 비행 할 수 있도록 안내하는 관제 분야에서 역시 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들면, 지도 데이터를 기반으로 해 도심 내에서 비행 할 수 있는 공역에 대한 안내, 초고층 빌딩 건설 등으로 인한 새로운 장애물의 등장과 같은 동적인 제한 사항 등을 제공 할 수 있다. 또한 노선 계획, 기체 추적, 드론 운행 일정 조정 등의 추가적인 세부 기능 제공이 가능하다.


하늘 길도 안내할 현대엠엔소프트의 3D Airspace Map


| 현대엠엔소프트의 3D Airspace map (이미지 출처: 현대엠엔소프트)



최근 이러한 추세에 따라 현대엠엔소프트도 UAM 시대를 대비해 여의도에서 3D Airspace map 구축 검증 프로젝트를 진행했다. 현대엠엔소프트는 여의도 일대를 배경으로 공간격자지도를 설계하고, 지리정보원의 데이터를 활용해 3D 항공 장애물 지도를 구축했다. 그리고 이를 활용한 경로탐색 테스트를 성공적으로 수행하며 공역지도 구축의 기초를 마련했다. 현대엠엔소프트는 공역지도 구축 외에도 관제 기능과 경로 탐색 엔진을 고도화 해 새로운 도심 항공교통 시대를 대비해 나갈 예정이다.


지도 데이터를 꾸준히 연구 개발해 온 현대엠엔소프트가 UAM 시대를 맞아 더욱 주목 받고 있다. 하늘에서도 효율적인 이동을 위해 지도는 더욱 필수가 될 것으로 보이기 때문이다. 지도가 땅의 길 뿐만 아니라 하늘의 길도 종합적으로 제공 하면서 그 중요성이 커짐에 따라 앞으로 현대엠엔소프트는 시장에서 더욱 중요한 플레이어가 될 것으로 기대된다.



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