스토리

스마트시티를 완성하는
미래 이동수단과 교통체계
‘백 투 더 퓨쳐’와 ‘제 5원소’ 속
하늘을 나는 자동차의 실현

상상이 현실이 되는
미래의 이동수단

2021.11.24


영화 속

미래 이동수단


도시의 빌딩 숲 사이를 유유히 비행하는 자동차는 꽤 오래전부터 SF영화 속에서 대표적인 미래 이동 수단으로 등장해왔다. 1980년 대의 ‘백 투 더 퓨처(Back To The Future)’와 1990년 대의 ‘제5원소(The Fifth Element)’ 등 공상과학 영화의 바이블이라 불리는 두 명작에도 어김없이 ‘플라잉 카(Flying car)’가 등장한다. 2015년을 배경으로 하는 ‘백 투 더 퓨처’는 영화 속에서 도로 주행과 비행이 모두 가능한 하이브리드 플라잉 카를 선보였다. 2259년을 배경으로 하는 ‘제 5원소’에서는 남자 주인공이 플라잉 카를 운전하는 택시 운전사로 등장한다. 그렇다면 2021년의 기술은 얼마나 발전했을까?

 

앞서 이야기한 SF 영화 속 단골 소재인 ‘플라잉 카’를 포함하는 ‘도심형 항공교통수단(UAM, Urban Air Mobility)’, 4차 산업혁명과 함께 진보된 정보통신 기술을 기반으로 빠르게 성장하고 있는 ‘자율주행 자동차’, 영화 아이언맨의 실제 모델이자 ‘테슬라 모터스’와 ‘스페이스X’의 수장인 일론 머스크(Elon Reeve Musk)가 고안한 꿈의 열차 ‘하이퍼루프(Hyperloop)’까지 아직은 생소하게 느껴지는 것들도 있지만 머지않은 미래에 우리의 이동을 책임질 차세대 모빌리티들에 대해 자세히 알아보자.

 

도심형 항공교통수단(UAM, Urban Air Mobility)


도심형 항공교통수단은 쉽게 말해 하늘을 나는 모빌리티로, 과포화 상태인 육상 교통의 해결책으로 평가받는다. 하늘길을 열어 꽉 막힌 도로에서 보내는 시간을 대폭 줄이고 육상의 다른 이동 수단과의 연계를 통해 효율성을 극대화해 시너지 효과를 낼 것으로 기대된다. 이런 특성 덕에 드론 택시(Drone Taxi), 에어택시(Air Taxi) 등 공공 교통수단으로의 개발도 활발히 진행되고 있다.

 

최근에는 발전된 드론과 전기 엔진 기술을 도심형 항공교통수단에 적용하며 ‘전기 동력 수직이착륙기(eVTOL, electric Vertical Take Off and Landing)’의 개발에 가속도가 붙었다. ‘전기 동력 수직이착륙기’는 드론의 원리를 이용해 빌딩들로 가득한 도심에서 활주로 없이 수직으로 이착륙이 가능하고 전기를 동력원으로 사용해 소음을 줄이고 친환경성을 더했다. 국내에서는 이를 활용한 에어택시 개발에 성공해 2020년 11월 한강공원 해발 50m 상공에서 시연을 마쳤으며 2025년 김포공항에서 운행하는 것을 목표로 하고 있다. 국내뿐만 아니라 구글(Google)과 우버(Uber) 등 거대 글로벌 기업들도 앞다투어 도심형 항공교통수단 시장을 선점하기 위해 투자를 아끼지 않으며 개발에 매진하고 있다. 

 


자율주행 자동차(Self-driving car)


자율주행 자동차는 정보통신기술을 자동차에 적용하여 운전자의 개입 없이 자동차 스스로 주변의 상황을 인지하여 주행하는 자동차를 말한다. 자율주행의 실현을 위해서는 차간 거리 유지를 위한 고속도로 주행 보조 시스템(HAD), 후측방 경보 시스템(BSD), 차선이탈 경보 시스템(LDWS) 등 다양한 기술이 필요하다. 이 중 후측방 경보 시스템과 차선이탈 경보 시스템의 경우 최신 차량에 대부분 기본 옵션으로 장착되어 있는데 이는 운전자가 감지하지 못하는 위험을 방지하는 데 도움이 된다. 

 

미국 자동차 기술자협회(SAE, Society of Automotive Engineers)는 자율주행을 0단계부터 5단계까지 총 6단계로 구분하였다. 0단계는 자율주행 기능이 전혀 없는 일반 차량, 1단계는 운전 보조 기능, 2단계는 부분 자율주행으로 운전자의 상시 감독이 필요한 수준, 3단계는 조건부 자율주행, 4단계는 고도 자율주행, 마지막 5단계는 완전한 자율주행으로 사람의 개입이 전혀 필요하지 않은 상태를 말한다. 자율주행 자동차는 단계적으로 완전 자율주행을 향한 발전을 거듭하고 있다. 현재는 2.5단계로 평가받는 테슬라의 자율주행차량이 가장 발전된 자율주행 기술을 가졌다고 인정받고 있다.

 

5단계의 완전 자율주행이 가능한 자동차가 상용화될 경우 전체 교통사고의 90%에 달하는 운전자 부주의에 의한 교통사고가 현저히 줄어들 것으로 기대된다. 또한 운전자 없이 주행하는 무인자동차(Driverless cars)의 운행도 가능해질 것이며, 그에 따라 화물 및 승객 운송업에 혁신적인 변화를 가져올 것이다. 또한 IT 기술이 융합된 자율주행차의 특성으로 인해 기존의 자동차 제조 기업뿐만 아니라 구글, 애플 등 테크기업에서도 관련 기술 개발에 도전하고 있다. 이에 이종 간의 결합을 통한 기술의 발전을 도모할 수 있을 것으로 기대된다.

 

출처: 테슬라 모터스 블로그


하이퍼루프(Hyperloop)


하이퍼루프는 ‘테슬라 모터스’와 ‘스페이스X’를 이끌고 있는 일론 머스크가 2013년에 제안한 개념이다. 음속의 5배 또는 그 이상의 속도를 의미하는 ‘하이퍼소닉(Hypersonic)’과 고리 형태의 진공터널을 뜻하는 ‘루프(Loop)’를 합성한 단어로 초고속 진공튜브 캡슐 열차를 말한다. 이 역시 영화 ‘킹스맨: 시크릿 에이전트’ 속에 등장하는 초고속 튜브 트레인을 떠올리면 이해가 쉬울 것이다. 양복점으로 위장한 킹스맨 본부에서 주인공 해리(콜린 퍼스)와 에그시(테런 에저튼)를 목적지까지 순식간에 이동시키며 관객들의 눈을 사로잡은 초고속 튜브 트레인과 하이퍼루프는 동일한 아이디어에서 출발하기 때문이다.

 

하이퍼루프는 아진공* 상태의 터널을 이용해 공기의 마찰을 줄여 저항이 거의 없는 상태로 속도의 한계를 끌어올린다. 이를 통해 시속 1,300㎞ 이상의 속력을 낼 수 있으며 비행기로 2시간 정도 소요되는 워싱턴에서 뉴욕까지의 이동시간을 30분으로 단축시킬 수 있을 것이라고 예측된다. 하이퍼루프는 빠른 속도 외에도 다양한 장점을 지니고 있다. 고속철도 보다 공사 비용이 저렴하여 혁신적으로 토목 건설 비용을 줄일 수 있으며 실제 운송 비용도 저렴하여 승객들이 지불하는 비용도 줄어들 것으로 예상된다. 또한 하이퍼루프의 추진에 이용되는 선형 유도 모터는 태양광 패널을 이용하여 충전할 수 있도록 하여 환경 오염의 위험도 낮췄다. 더불어 지하 터널을 이용하기에 날씨와 외부 환경의 영향을 덜 받는다는 점도 또 다른 장점으로 꼽힌다.
*진공상태에 가까운 0.001 기압 수준

 

다만, 하이퍼루프에도 안전성에 대한 우려와 아직 풀지 못한 기술적 결함이 존재한다. 속도가 매우 빠른 하이퍼루프의 특성상 운행 중 사고 발생 시 대형 참사로 이어질 가능성이 매우 높다. 또한 빠른 속도에 의해 발생한 마찰열이 기계 장치에 문제를 일으킬 수 있으며, 하이퍼루프의 최고 시속이 사람에게 미칠 영향도 연구가 더 필요하다. 승객들이 느낄 폐쇄감에 대한 해결방안도 마련되어야 한다. 이처럼 아직 해결해야 할 문제들이 산재해 있지만 하이퍼루프가 가진 압도적인 장점으로 인해 지속적인 연구·개발을 통해 발전시켜 나갈 가치가 있다는 점은 명백하다.

 

이 외에 ‘개인형 이동 수단(Personal Mobility)’도 최근 근거리 통행을 위한 1-2인용 소형 이동 수단으로 주목받고 있다. 과거에는 주로 레저용으로 인식되었던 자전거, 전기 자전거, 전동 킥보드 등이 개인형 이동 수단으로 분류된다. 공유의 개념을 더하며 높아진 효율성과 친환경적인 측면까지 부각되며 시장의 급성장이 전망된다. 

 

 

현재의 이동 수단은 대부분 화석연료를 이용하는데 산업혁명부터 이어진 무분별한 탄소 배출로 인한 환경오염은 이미 한계에 다다랐다. 기존의 교통 체계가 가진 교통체증과 주차난 등의 문제들도 해결이 시급한 상황이다. 때문에 미래의 이동 수단은 기존의 교통 체계와 이동 수단의 문제점을 해소하며 편의성을 증진시키는 것에 중점을 두어야 한다. 또한 새로운 이동 수단의 개발 및 기존의 교통 체계와 도로 인프라 개선을 위한 투자가 동시에 이루어져야 한다. 

 

새로운 이동 수단 개발은 비약적인 기술의 발전을 통해 차근차근 진행 중에 있다. 그러나 기존의 도로 인프라와 교통 체계를 변화시키는 데는 많은 어려움이 있다. 이미 서울을 비롯한 많은 도시의 교통 인프라는 과밀화되어 있어 이를 변화시키는 데는 막대한 시간과 비용이 소요되기 때문이다. 때문에 백지와 같은 부지를 미래의 이동 수단을 위한 테스트베드로 활용하는 방안이 현실적인 대안이 될 수 있다. 한양에서 추진 중인 스마트시티 조성 사업 ‘솔라시도(SOLASEADO)’와 정부에서 주도하는 ‘세종 스마트시티 국가시범도시’가 미래 이동 수단의 주요 무대가 되어줄 것으로 기대된다. 적극적인 기술 개발을 통해 안전하고 쾌적하게 기술의 편리함을 누리는 스마트한 미래를 꿈꿔본다. 

 

*참고자료
한국교통연구원(2020), 「미래 교통수단과 서비스의 등장에 따른 교통시설 혁신방안」

미래를 만드는 한양의 이야기
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