비행기가 부럽지 않은 오토 드라이브(Auto-Drive), 그 미래는?
안녕하세요. 토비토커 위저드아이언입니다.
한 번씩 영화에서 조종사가 조종간을 잡지 않고도 비행기 혼자 날아가는 장면, '오토파일럿' 기능을 보신 적 있으신가요? 내비게이션을 통해 지정된 항로와 고도, 속도 등을 세팅하면 조종사의 조종 없이도 스스로 비행하는 시스템이 민항기에 탑재되어있다고 합니다.
그럼 이 기술은 자동차에 어떻게 적용되고 있을까요... 벌써 수십년째 시도되고 있고, 사실 상당한 진전이 있었습니다. 다만 수시로 변하는 차 간 간격, 속도, 도로 구조, 노면상태 등등... 도로주행은 비행기에 비해 수많은 변수가 존재하기 때문에 보다 더 구현하기 어려운 기능으로 알려져 있습니다.
다시말해 항공기술보다 더욱 진보된 기술이 적용되어야 한다는 것이죠.
그럼에도 자동차에 적용된 다양한 항공기술 덕분에 오토드라이브가 상용화될 날이 얼마 남지 않았다고 보는 게 현재의 추세입니다.
1. 무인운전의 시작점 - Electrical Drive
Fly-by-Wire(FBW)는 비행기에서 광범위하게 사용되는 기술입니다. 간단히 줄여 말하면, 단순유압이 아닌 전기신호로 비행기를 조정하는 기술입니다.
약간 뜬금없는 등장이죠? 그래도 한번 짚고 넘어가볼만 합니다. 나중에 언급될 ETC, EPS에 적용되는 기술이거든요. 상용기를 포함한 모든 비행기가 속도가 빨라지고, 크기가 커짐에 따라 더 이상 단순 유압으로는 엘리베이터나 러더를 조종하기 어려워지기 시작했습니다.
따라서 전기적으로 입력하는 시그널을 대형 엑츄에이터에 전달하는 방식이 등장했는데, 이는 인간의 한계를 넘어선 컨트롤이 가능해 졌다는 의미이기도 하며, 곧 전투기는 상용 초음속 시대를 맞이하게 됩니다. (Full FBW 적용 기체는 캐나다에서 개발된 CF-105 애로우 기체로 알려져있습니다.)
이것이 통칭 Fly by Wire라 불리는 control 방식으로, 유사한 기술들은 시차를 두고 곧 자동차에도 적용된다고 합니다. 현재 자동차에는 ETC, EPS시스템 등이 유사한 컨셉을 차용하고 있습니다. 예를 들어 MTB는 Throttle pedal에 wire로 연결되어 있어 인간의 힘으로 덮개를 여닫는 구조였지만
현재 ETC는 단지 페달 각도를 입력받아 ETC 바디의 전기모터로 덮개를 컨드롤 하는 구조입니다.
EPS도 마찬가지지요. 예전에 파워스티어링 유압펌프를 사용하던 것을 전기모터로 대체하면서 저속과 고속에서 각각 다른 스티어링 각도를 줄 수 있게 되었습니다. 이같이 운전자가 사용하는 핸들, 가속페달, 변속기까지도 전기신호를 통해 컨트롤하고 있지만 브레이크만은 안전상의 문제로 기존 진공배압식 브레이크를 사용하고 있지요.
하이브리드의 등장으로 이마저도 곧 전기/전자 컨트롤로 대체되고 있는데, 이로써 오토드라이브를 위한 기본 기술이 완비된 셈입니다.
2. 무인자동차의 시작 - 능동형 크루즈 컨트롤 / 차선 이탈경보장치
전투기에는 BVR (Beyond Visual Range: 시계외) 전투를 위해 조기경보를 위한 레이더가 달려있습니다. 아래와 같이 전투기 코마개를 열어보면 전자기파를 전방에 발사한 후 적기에 맞고 되돌아오는 정보를 분석하여 상대거리, 상대속도, 적기의 크기등을 분석하는 장비입니다.
이 장비가 유용한 것은 일단 근처에 어떤 물체가 어떤 방향으로, 어떤 속도로 달리고 있는지 한눈에 파악이 가능해집니다.
그리고, 이를 활용한 신기술이 바로 능동형 크루즈 컨트롤입니다. 운전자가 속도를 셋팅 후 일정속도로 달리다가도 전방에 차량의 거리가 좁혀지거나, 급정거를 하는 등 위험한 상황이 발생하면 이를 운전자에게 알려주어 사고를 방지할 수 있게 해주죠.
배트맨 비긴즈에 등장한 배트모빌에 사용된 기술이 바로 능동형 크루즈 컨트롤의 업그레이드 버전이라고 보시면 됩니다.
여기에 최근에는 영상분석 기술의 발달로 카메라가 찍어 전송하는 데이터 운전자가 차선을 이탈하는지 확인해 알려주는 차선이탈 경보장치(LDWS)까지 등장하였습니다.
3. 무인자동차의 완성 - 광학스캐너
프로세서 발전과 함께 더욱 더 많은 정보를 처리할 수 있는 환경이 갖춰지자 아예 주변의 모든 정보를 실시간으로 스캔하는 기술이 등장했습니다.
기존의 영상처리장치가 영상을 수동적으로 받아 처리했다면 발전된 처리장치는 능동적으로 탐지해서 사물을 가려내는 것이지요. 스캐너 한대가 빙글빙글 돌면서 혹은 여러 대가 전방위로 실시간 3D 지도를 매핑하는데,
이는 마치 인공위성의 레이더와 같아서 주변 사물의 이동을 실시간으로 감지하게 됩니다.
신기술의 등장으로 기존 도로 뿐만아니라, 야지를 이동해야하는 군용차량들이 진정한 무인화로 활용될 길이 열리게 되었구요.
조만간 상용화를 거치면 우리 눈앞에도 모습을 드러내게 될 것으로 예상됩니다. 편의성은 말할것도 없고, 한번 상상해보세요. 퇴근할때 차에 타서 한숨 자고 일어나면 집이라..... 곧 꿈이 아닌 현실이 될 것입니다.
이상 토비토커 위저드아이언이 전해드렸습니다.
