세상을 뒤바꿀 미래기술 25(1)(PART 1 상상은 생활로 미래항공모빌리티, 메타버스, 자율주행자동차, 폴더블폰, 자율운항선박, 홀로그램, 카메라 모듈)

세상을 바꾸는 미래기술 25 저자 이데일리 미래기술 특별취재팀 출간이 데일리 발매 2022년 11월 15일.

PART1 상상은 생활이고

01 미래항공모빌리티

미래항공 모빌리티는 도심 항공 모빌리티와 지역 간 항공 모빌리티를 포함하는 개념이다.도심 항공 모빌리티는 교통체증 해소를 위해 도심 내 이동 효율성을 극대화한 것.짧은 거리를 이동하므로 배터리를 기반으로 움직인다.2025년께 본격적으로 상용화가 진행될 전망이다.

미래항공 모빌리티 예상도(사진_슈퍼날)

지역 간 항공 모 빌러티는 넓은 지역 간 사람·화물 운송을 의미한다.수소 연료 전지와 배터리를 함께 사용하는 하이브리드 동력원으로 움직인다.2030년에야 상용화가 본격화될 것으로 기대된다.국토 교통부 로드맵에 따르면 도심 항공 모 빌러티 사업 초기인 2025년에는 도심 권역 20~30km구간을 중심으로 서비스가 열린다.도심 항공 모 빌러티 상용화 기체 개발·수직 이착륙장 설립, 제5세대, 제6세대(5G·6G)이동 통신 상공망 구축 등이 필수적이다.대기업이 도심 항공 모 빌러티 사업으로 컨소시엄을 구성하고 참가했다.·현대 자동차 그룹:KT현대 건설, 인천 공항 공사 이지스 자산 운용·SK텔레콤:한화 시스템, 한국 공항 공사 한국 교통 연구원 한국 기상 산업 기술원·롯데 그룹:롯데 대여 롯데 건설, 롯데 정보 통신, 민트 에어, 모비우스에넬기ー·LG유 플러스:바ー티칼 에어로 스페이스, GS건설, GS칼텍스, 카카오 모빌리티, 파블로 항공, 제주 항공

전기수직이착륙 항공기 인테리어 캐빈 콘셉트 모델 외관(사진현대자동차그룹)

미국 기업 가운데는 Uber가 미래 항공 모 빌러티 개발에 가장 적극적인 태도를 보이고 있다.-바는 2016년 도심 항공 모 빌러티 전 담자 회사의 엘리베이터를 설립하고 2023년까지 도심 항공 모 빌러티의 상용화를 목표로 하고 있다.유럽은 2019년 도심 항공 모 빌러티 관련 새 분류 체계와 인정 기준을 개발·제정했다.독일의 항공 스타트 업 불로 콥터가 해당 인증을 진행 중이다.낡은 콥터는 2019년 싱가포르에서 시험 비행을 성공적으로 끝내고 전기 에어 택시 불로 시티의 2024~2025년경 상용화하겠다는 계획을 밝혔다.프랑스 항공기 제조사 에어 버스는 시티 에어 버스 다음 젠이라는 전기 수직 이착륙 항공기의 기체를 개발 중이다.일본은 2018년부터 도심 항공 모 빌러티의 상용화를 위한 걸프 협의회를 설치 운영하고 있다.일본의 도심 항공 모 빌러티 기업인 스카이 드라이브는 2025년 도심 항공 모 빌러티의 상용화를 목표로 하고 있다.중국의 자동 운전 항공기(AAV)기술 플랫폼 업체의 이모·한은 드론 택시 기술 개발에 착수하고, 2016년 초도 비행에 성공했다.2022년 자동 운전 항공기가 일본의 4도시를 가로지르는 시범 관광 비행을 성공적으로 마쳤다.무인 시험 비행에는 이 항구의 자동 운전 항공기 EH216이 투입됐지만 EH216은 2020년 11월에 서울, 대구, 제주에서 시험 비행을 실시했다.

에어버스에서 개발중인 시티에어버스 넥스트젠(사진,에어버스)

미래 항공 모빌리티 산업이 안전성과 사업성을 갖추게 되면 실질적인 생활 형태에 변화를 줄 수 있을 것이다. 02 메타버스

메타버스는 초월, 가상을 뜻하는 메타와 세계, 우주를 뜻하는 유니버스를 조합한 단어.”현실의 나를 대신할 아바타를 통해 ‘제2의 인생’을 살 수 있는 디지털 세상” 2020년 4월 미국 유명 힙합 뮤지션 트래비스 스콧은 자신의 신곡을 에픽게임즈 게임 ‘포트나이트’에 처음 공개했고, 이를 전 세계 1230만명이 동시 접속으로 관람했다.메타버스의 대표적 사례다.메타버스는 1992년 출간된 미국 닐 스티븐슨의 SF소설 스노우 크래시의 가상세계 명칭에서 유래했다.서비스 유형에 따른 메타버스 구분(출처_SPRi,삼성증권)메타 버스로 주목되고 있는 분야는 게임이다.게임”포트 나이트”중의 토라 비스·스콧의 콘서트 이후 Minecraft, Roblox등 다양한 게임이 메타 버스 플랫폼 역할을 했다.가상 세계에서 현실의 같은 문화·경제 활동의 구현이 가능하다.네이버 제트 제펫토이 그런 역할을 하고 있다.초기의 메타 버스 경험은 주로 PC, 모바일, 콘솔 중심이었지만 최근에는 가상 현실(VR)기기의 대중화로 더 실재감 있는 메타 버스를 경험할 수 있게 됐다.디지털 휴먼 기술도 대세로 떠오르고 있다.메타 버스 안에서 자신 대신 움직이는 아바타가 디지털 인간으로 탄생한다.블록 체인의 일종인 대체 불가능 토큰(NFT)와의 융합도 예상된다.메타 버스 이용자가 만든 콘텐츠에 희소성, 소유권을 부여할 수 있다.예를 들어 메타 버스 안의 랜드를 구입할 때 NFT는 등기 권리증 같은 역할을 할 수 있다.국내 기업도 재빨리 움직이고 있다.국내 주요 메타버스 플랫폼 현황네이버젯의 제페토는 2022년 3월 기준 글로벌 월간 활성 이용자 수는 2000만명을 돌파했다.가입자는 누적 3억 명이 넘는다.제페토는 현재 100여개 국내외 기업과 협업해 누적 아이템 판매량 30억개, 창작 콘텐츠 50억개 이상을 넘어섰다.명실상부 국내 1위 메타버스 플랫폼 제페토 (사진_제페토 홈페이지)예를 들면, 불가리, 랄프 로렌 같은 패션 브랜드 방탄 소년단, 세레나 고메스, BLACKPINK등 아티스트 현대 자동차 새 차 시승 서비스 CU제펫토 한강 공원점 등 다양한 모양으로 협업이 이루어지고 있다.SK텔레콤이 2021년에 론칭했다”이 친구”도 영향력을 확대하고 있다.이후 랜드에서 “메타 홍대 뮤직 투어”도 개최했다.롯데 정보 통신은 자회사”칼리 버스”를 통해서 초 실감형 메타 버스 플랫폼 구상을 하고 있다.VR/XR기기 개발, 동시 접속자 처리 수준 높은 3D구현 기술, 자연스러운 아바타 움직이며 개방형 플랫폼 구축 등의 발전이 전제된다면 메타 버스는 대중의 영역에 들어갈 것. 03자동 운전 자동차자율주행차는 운전자 없이 스스로 도로 상황을 파악한 뒤 목적지까지 운전하는 자동차를 말한다.자율주행은 ‘인지→판단→제어’ 3단계를 거친다. 인지단계의 핵심은 자율주행의 눈이라 할 수 있는 센서다.센서는 카메라, 레이더, 라이다로 크게 구분된다.자율주행센서비교판단 단계에서 필요한 기술은 인공지능(AI)이다.심지어 딥러닝 기술도 빼놓을 수 없다.따라서 자율주행 기술을 고도화하기 위해서는 수많은 도로 위 상황을 수집하고 방대한 데이터를 축적하는 것이 중요하다.제어 단계는 주행할 방향과 엔진 구동 방식을 결정하는 단계다.자율주행 기술에도 단계가 있다.가장 공신력 있는 분류는 미국자동차기술학회(SAE)가 지정한 6단계다.레벨 3부터 조건부 자율주행이라고 불린다.여기에 가장 가까운 곳이 FSD 기능이 탑재된 테슬라다.자동 운전 시대를 맞이하기 위해서는 윤리적 문제도 해결되어야 한다.·주행 중의 희생에 대한 선택의 문제(트롤리 딜레마)·자동 운전에 대한 책임은 누구에게 물어야 할?…그리고 시스템 해킹 우려도 있다.자동 운전 기술의 잠재 시장 가치는 엄청난.삼정 KPMG보고서에 따르면 자동 운전 시장 규모는 2020년의 약 1,509억원에서 2035년에는 약 26조 1,794억원에 달할 것으로 예측된다.나이 편균 40%성장할 것으로 보인다.자동 운전 기술의 선두 주자로 불리는 기업은 미국 알파벳의 자회사인 우에이모이다.웨이 머는 2016년 세계 최초로 자동 운전 차 시범 운행을 시작했다.중국의 구글로 불리는 백번 자동 운전 부분에서 독보적인 위치에 있다.바이두는 2015년 중국 정부의 기술 육성에 보조를 맞추어 자동 운전 사업부를 개설했다.바이두의 로보 택시”아폴로”서비스는 2021년 11월부터 베이징 이창 지역에 서행 비용을 받는 등 상용화 근접 단계에 들어갔다.세계 안의 완성 차 브랜드도 자동 운전 기술 확보에 열을 올리고 있다.미국의 GM은 자동 운전 사업 자회사”크루즈”을 두고 있다.크루즈는 미국 캘리포니아 주에서 카 쉐어링 사업권을 따냈다.돈을 받고 자동 운전 택시를 운행할 자격을 갖춘 것이다.테슬라는 자동 운전 기술이다 FSD를 자사 모델에 적용하고 판매하고 있다.완성 차 브랜드 가운데 가장 앞선다는 평가다.현대 자동차는 2020년 미국의 자동 운전사 아프티브과 합작 법인”모ー쇼날”을 설립했다.모시 나루는 자동 운전 시스템이 탑재된 자동차를 미국 라스 베이거스 시내의 몇몇 장소에서 시험 운행하고 있다.모시 나루는 SAE기준 4수준의 기술을 목표로 개발 중이다.2022년 8월에는 국내 자동 스타트 업”포ー티 투 닷”를 인수했다.포ー티 투 도트는 라이더가 없는 단계 4단계 자동 운전 기술을 확보한 업체로 꼽힌다. 04폴더블 스마트 폰2019년 폴더블폰이 처음 출시됐다.폴더블폰은 ‘접히는 화면’을 만들기 위한 디스플레이 기술이 핵심으로 꼽힌다.폴더블폰은 접는 영역에 가해지는 응력 때문에 디스플레이에 파손이 가해질 가능성이 높지만 이를 방지하기 위해 두께를 줄이고 적층 구조를 최적화하는 기술이 필요하다.또 중요한 기술은 힌지 기술이다.삼성전자 폴더블폰은 접었을 때 두 디스플레이 사이에 틈이 있다.이는 ‘하이드 어웨이 힌지’ 기술로 내구성과 디자인, 이물질 유입을 한 번에 해결한 특허기술이다.폴더블폰 핵심 기술소비자들은 폴더블폰이 더 가볍고 튼튼해지기를 바란다.그리고 가격도 떨어지면 금상첨화다.폴더블폰 시장이 커질수록 중국 업체들의 공세도 거세질 것으로 보인다.2020년 230만대 규모였던 폴더블폰 시장이 2023년 4550만대까지 커질 것으로 보인다.이대로라면 폴더블폰의 대중화는 시간문제라고 생각한다.글로벌 폴더블폰 시장 규모와 전망중국 기업들의 추격이 예상되면서 삼성전자는 기술 개발에 매진하고 있다.롤러블, 슬라이더블 등 새로운 디스플레이 기술과 융합하는 방안이다. 05 자율 운항 선박도로 위로 완전 자율주행 버스가 지나가고.하늘 위로 드론 택시가 보이는 시대가 다가오고 있다.바다에서도 곧 자율주행 선박을 만날 수 있을까?2022년 여름 ‘메이플라워’호는 칠흑 같은 어둠 속에서 거대한 암초를 만났다.메이플라워호는 안전하게 운항 경로를 변경했다.’메이플라워’호에는 인간 승무원 없이 백만 개 이상의 이미지를 딥러닝한 인공지능(AI) 선장이 있었다.이 선박은 미국 정보통신기업 IBM이 영국 해양연구기관인 프로미어연구소와 추진한 프로젝트에 사용된 ‘자율운항선박’이었다.자율운항 선박이라고 해도 모두 이 정도 수준은 아니다.국제해사기구는 4단계 수준으로 나눠 자율운항 기술 수준을 정의한다.13단계는 부분자율운항 기술인 것으로 알려졌다.4단계에 이르러야 자율운항 기술이 적용된 선박이라 할 수 있다.조선·해양 강국이 자율 운항 선박에 관심을 갖는 가장 큰 이유는 효율성이다.자율 운항 선박은 기존 선박보다 25%이상의 운용 비용 절감 효과를 낸다는 분석이다.이는 해운 업계의 수익성 개선에 도움이 될 것이다.아직 자율 운행 선박의 길은 멀다.자동 운전 선박도 선박 법, 선원 법, 선박 안전 법 등 관련 법 등의 규제를 받는다.자동 운전 선박은 사람이 승선하지 않기 때문에 이런 법규를 누가 책임 지고 준수하는지 기준이 모호하게 된다.자동 운전 자동차 상용화 과정에서 경험하는 문제와 비슷하다.국내 자동 운전 선박 기술력 부문에서는 현대 중공업이 가장 앞서고 있다.현대 중공업 그룹 계열의 아비 카스는 2단계 자율 운항 솔루션의 상용화에 성공했다.2단계 자율 운항 솔루션을 상용화한 것은 전 세계에서 아비 카스가 처음이다.현대 중공업 그룹은 미국 선급 협회에서 플랫폼, 기관, 안전 항해 등 선박 자율 운항 4분야에 대한 기본 인증을 취득했다.전 세계에서 관련 기술이 발달한 곳으로는 핀란드 등 북유럽 국가가 꼽힌다.핀란드에서는 2018년 12월 세계 최초의 완전 자율 운항 여객선”파르코”이 승객 80명을 태우고 발트해 연안에서 시험 운항에 성공하기도 했다.06 홀로그램홀로그램은 홀로그램 원리로 자연스러운 입체감을 통해 실제와 같은 영상을 재현하는 콘텐츠 기술이다.홀로그래피는 그리스어로 전체를 뜻하는 홀로(holo)와 기록을 뜻하는 그래핀(graphhein)을 합성한 말.모든 것을 기록하는 매체라는 뜻이다.홀로그램은 빛의 간섭 현상을 이용하고 만든다.스크린에 비친 직접 빛과 물체에 비친 물체 빛이 간섭 무늬를 만들고 이 정보를 인식하고 3차원 입체 영상을 구현하는 것이 홀로그래피 기술이다.홀로그램에 대한 관심은 가상 현실(VR)과 확장 현실(AR)등 실감형 콘텐츠가 주목 받으며 더욱 커졌다.또, 영상을 보여정도에서 벗어나고 모션 센서를 통해서 터치와 움직임을 인식하고 3D홀로그램에서 정보를 받고 인간과 상호 소통하는 인터랙션 홀로그램으로 발전하고 있다.홀로그램 기술은 우리가 영화”아이언맨”에서 본것처럼 허공에 영상이 떠오르는 모습을 상상하지만 현재 기술로는 어렵다.홀로그램의 종류는 유사 홀로그램, 아날로그 홀로그램, 디지털 홀로그램으로 나뉜다.플로팅 홀로그램이라고도 불리는 유사 홀로그램은 디지털 영상 합성 기술을 활용하고 투명한 막 뒤에 이미지가 생성되도록 투사하고 실제 사람이나 물체가 이미지를 자유롭게 통과하거나 옆에 있는 듯한 착시를 일으키는 기술이다.즉, 단순 반사 원리를 이용한 것이다.아날로그 홀로그램은 하나의 레이저 빛을 2개로 나누고 하나는 밀러에게 쏘며 하나는 피사체에 쏘고 피사체에 난반사된 빛과 미러에 반사된 빛이 겹쳐서 발생한 간섭 무늬를 기록한 방식을 말한다.디지털 홀로그램은 수학적 계산으로 처리된 간섭 무늬를 만들고 이를 기록하고 3D영상을 재생하는 것이다.<아이언맨>에서 본 허공에 영상이 떠오르는 모습은 디지털 홀로그램 기술이다.디지털 홀로그램 구현에는 막대한 데이터가 필요하다.그리고 공간 빛 변조기의 성능이 얼마나 높느냐가 중요하다.이를 개선하기 위해서 노력하면 디지털 홀로그램은 멀지 않은 미래에 현실화할 것.07 카메라 모듈스마트 폰에 탑재되는 카메라 모듈은 우리의 일상을 바꿨다.뿐만 아니라 카메라 모듈은 자동 운전 차”눈”을 넘어 메타 버스를 실현하는 핵심 기술에 진화할 것으로 예상된다.디지털 카메라의 출하량은 2012년 1620만대에서 2021년 216만대로 줄었다.그 배경에 스마트 폰의 등장이 있다.스마트 폰 카메라 모듈의 최대 장점은 작다는 것이다.카메라 모듈은 렌즈, 액튜에이터 이미지 센서의 3가지로 구성된다.작동은 카메라 모듈 내의 렌즈를 고속으로 상하 좌우로 이동시키고 초점을 맞추거나 손 떨림 보정 기능을 구현한다.초점을 자동적으로 맞추는 오토 포커스, 손 떨림을 누르고 주는 OIS, 빛의 양을 조절하도록 조리개 등이 핵심 부품이다.스마트폰 시장은 정점을 찍고 내리막길을 걷고 있다.하지만 카메라 시장의 연평균 성장률은 1.2% 정도 유지될 것으로 보인다.스마트폰 디바이스 하나에 탑재할 카메라 수가 확장되고 있기 때문이다.2009년 이후 글로벌 스마트폰 출하량 추이(출처_스터티스타,2022)카메라 모듈 혁신은 해상도의 개선을 넘어 메타 버스 기술로 이어지고 있다.메타 버스 화면을 구현하려면 3차원 인식이 가능한 카메라가 필수적이다.메타 버스를 즐기기 위한 확장 현실(XR)헤드셋에도 카메라 모듈이 10~15개 정도 들어갈 것으로 보인다.3D센싱 시장 규모는 2020년 29억달러에서 2025년 100억달러로 연평균 27.9%의 성장 추이를 보일 것으로 예상된다.자동 운전용 카메라 모듈 시장은 가장 확실한 미래에 꼽힌다.키움 증권에 따르면 자동 운전용 카메라 모듈 시장은 2021년 1억 4700만개에서 2027년에는 3억 6330만개로 연평균 19%씩 늘어날 것이라고 내다봤다.삼성 전기와 LG이노텍은 렌즈 설계, 금형에서 AF, 광학식 손 떨림 보정 등 초정밀 하드웨어 기술을 모두 보유하고 있다.기술의 발달은 진행형.과학 상상 그림 그리기에 나온 장면의 구현.다음의 포스팅에<PART2미래 기술의 토대>가 이어집니다.카메라 모듈의 혁신은 해상도 개선을 넘어 메타버스 기술로 이어지고 있다.메타버스 화면을 구현하기 위해서는 3차원 인식이 가능한 카메라가 필수다.메타버스를 즐기기 위한 증강현실(XR) 헤드셋에도 카메라 모듈이 10~15개가량 들어갈 것으로 예상된다.3D 센싱 시장 규모는 2020년 29억달러에서 2025년 100억달러로 연평균 27.9% 성장 추이를 보일 것으로 예상된다.자율주행용 카메라 모듈 시장은 가장 확실한 미래로 꼽힌다.키움증권에 따르면 자율주행용 카메라 모듈 시장은 2021년 1억4700만개에서 2027년 3억6330만개로 연평균 19%씩 증가할 것으로 예상하고 있다.삼성전기와 LG이노텍은 렌즈 설계, 금형부터 AF, 광학식 손떨림 보정 등 초정밀 하드웨어 기술을 모두 보유하고 있다.기술의 발달은 진행형.과학 상상 그림 그리기에 나온 장면 구현.다음 포스팅으로 <PART2 미래 기술의 토대>가 이어집니다.