04 - 4차 산업혁명의 주요 산업
▲ 차원용 대표/전문위원
(주) 아스팩미래기술경영연구소/국가과학기술심의회 ICT융합전문위원회
미래는 상상하는 것이다. 그런데 상상은 그냥 나오지 않는다. 팩트(Fact), 즉 데이터를 파악해야 미래를 상상할 수 있다.
그런 의미에서 최근 세계경제포럼의 4차 산업혁명을 주도하고 있는 데이터와 인공지능을 바탕으로 하는 드론·전기차·자율차·로봇과 이들이 융합해 물류수송 전용 도로의 하이퍼루프 시대가 오고 있음을 살펴보고, 우리나라가 주도할 5차 혹은 6차 산업을 상상하고 예견해 보자.
미국의 드론 정책과 규제 완화
2016년 8월 2일, 미국 백악관의 과학기술정책실(OSTP)은 무인항공시스템(UAS, RPAS, 드론)을 차세대 국가전략기술(National Initiative)로 추진하는 이른바 ‘무인항공시스템 기술의 잠재성을 신성장 동력기술’로 정하고, 이에 대한 구체적인 ‘정책 설명서: 무인항공시스템의 안전한 통합과 수용을 촉진시키기 위한 연방·주·공공·학계·산업·민간의 새로운 약속’을 발표했다.
이는 현행 미연방항공청(FAA)의 드론 규정을 (1) ‘시야확보(VLOS or LOS)’에서 ‘시야를 넘어(BVLOS or BLOS)’로 완화하고, (2) '한 명의 조종사가 한 대의 드론 운영'에서 ‘수백 대의 드론 운영’으로 확대하며, (3) ‘사람 위를 날지 말 것’에서 ‘사람 위를 날아도 됨’으로 변경함으로써 프라이버시 보호(Privacy Safeguard)가 중요해지며, (4) 현행 고도 122m를 전 공역으로 대폭 확대하여 드론의 공역을 국가공역시스템(NAS)으로 통합하는 것이다.
이는 앞으로 5년간 드론 정책을 지속적으로 추진하여 미국인들의 16%가 드론을 수용하고 사용하도록 하자는 것인데, 드론의 기술수용 확산점 혹은 기술 확산점(Tipping Point)을 2020년으로 보고 추진하는 것이다.
특히 이날 구글의 모회사인 알파벳은 미연방항공청이 허가한 6개의 UAS 테스트 사이트 중 한 곳인 버지니아 주에서 배송테스트 허가를 받았다.
미국 국제무인기협회(AUVSI)는 이를 통해 2025년까지 상업용 드론이 820억 달러(약 92조 원)의 경제를 창출하고 약 10만개의 일자리를 창출할 것으로 예상하고 있다. 마침내 미국발 드론 시대가 열리는 것이다.
미국의 전기차와 충전 인프라 보급 정책
2016년 7월 21일, 미국 오바마 정부는 ‘오바마 정부의 전기차 수용 촉진을 위한 연방·주·민간 협력 계획’이라는 국가전략기술 정책을 발표했다.
2020년까지 전기차와 충전 인프라 네트워크를 구성하여 미국인의 16%가 전기차와 충전 스테이션을 수용하고 이를 사용하게 하겠다는 야심찬 정책과 전략이다.
무엇보다 혁신적인 전기차 충전시설의 상업적 보급을 위해 5년간 45억 달러(약 5조 원)의 지급보증 제도를 마련할 계획이다. 그만큼 인프라가 깔려야 함을 강조한 것이다.
연방·주·민간 기업들이 함께 협력함으로써, 오바마 행정부는 “전기차 운전자들이 집에서 사무실에서, 그리고 도로에서 충전을 할 수 있게 될 것이다”라고 밝히고 있는데, 주택과 직장과 도로에 자동차가 가장 오래 머물기 때문에 충전 인프라를 이곳들에 집중하기로 한 것이다.
또한 동시에 두 번째로 중요한 배터리 개발을 위해 ‘배터리500 목표’를 세워 연구개발하고 있으며, 2020년까지 연간 1,000만 달러(약 120억 원), 총 5,000만 달러(약 600억 원)를 투입해, 지금의 1㎾당 200달러의 비용을 100달러 이하로 하며, 10분 이내에 350㎾까지 충전해 200마일(약 320㎞)을 주행하도록 한다는 계획이다.
이게 성공한다면 2020년에 미국은 2만 달러(약 2,000만 원) 내외의 전기차를 생산하고 공급할 수 있을 것으로 보인다. 전기차와 충전인프라가 보급되면 자율차와 융합될 것은 뻔한 일이다.
미국의 인공지능형 전기자율차 정책 가이드라인
2016년 9월 20일, 미국 오바마 행정부의 운수부(UoT)와 고속도로교통안전국(NHTSA)은 ‘연방 자율차 정책 가이드라인(Federal Automated Vehicles Policy Guideline)’을 발표했다. 이 가이드라인은 2016년 말까지 확정되고 매년 업데이트하게 된다.
그런데 이 가이드라인을 보면 국제 SAE(sae.org)가 2014년 1월에 정한 자율차 레벨(Level)인 L0~L5의 J3016이란 표준을 채택했다.
그간 미국은 고속도로 교통안전국이 2013년 5월 30일에 정한 L0~L4를 근간으로 자율차 정책을 산업들과 조율해 왔는데, 이제 기존의 L4가 L5가 되고, 새로운 L4가 삽입되었다.
그리고 자율주행 시스템이 주행 환경을 모니터링(Automated driving system monitors the driving environment)하는 L3~L5까지가 고수준의 자율차(Highly Automated vehicle)로 분류된다.
L3는 자율주행할 수 있는 도로에서 자율주행 시스템이 자율모드(AM)로 주행하고 있는 경우, 디스플레이에 뜬 선행 상세 지도는 멀쩡했는데 실제 도로가 공사 중이라는 사실을 센서들이 감지하면, 자율모드로 주행할 수 없어 운전자에게 운전대를 잡으라 하고 매뉴얼 모드(MM)로 주행하는 수준이고, L4는 설사 자율주행 시스템이 운전대를 잡으라고 요청을 해도 운전자가 잡을 필요가 없는 수준이며(Even if a human driver does not respond appropriately to a request to intervene), L5는 완전 100% 자율주행 시스템이 주행하는 수준이다.
그러면 L4는 어떤 자율차를 말하는 것이며 어떤 환경을 말하는 것일까? 이것을 파악하려면 정책 가이드라인 9 페이지의 ‘자율차 수준들에 대한 노트(Note on levels of automation(p.9))’를 보아야 한다.
여기서는 운전자(a Human Driver)가 아니라 인간(the Human)으로 표현되고 있는데, 이는 운전자를 비롯해서 탑승한 승객들을 의미하는 것이다.
그리고 어떤 특정 환경과 특정 조건하에서만 자율주행 시스템이 주행할 수 있다는 것이다. 이런 환경과 조건에서는 운전자나 승객들은 개입할 필요가 없다는 것이다. L4는 다음과 같이 기술되어 있다.
SAE 레벨 4, 하나의 자율주행 시스템이 자율주행 작업과 주행 환경을 모니터링하고, 인간은 자율차를 제어할 필요가 없음.
그러나 자율주행 시스템은 어느 특정 환경에서 그리고 어떤 특정 조건하에서만 오로지 자율주행을 수행한다(At SAE Level 4, an automated system can conduct the driving task and monitor the driving environment, and the human need not take back control, but the automated system can operate only in certain environments and under certain conditions).
그리고 환경과 조건이 무엇인지를 이해할 수 있는 실마리가 2016년 9월 19일에 보도되었다.
바로 시애틀 소재 마드로나 벤처 그룹(Madrona Venture Group)은 시애틀(Seattle)에서 캐나다 밴쿠버(Vancouver)까지의 주간 고속도로(I-5)의 1차선 도로를 자율차 전용도로(HOV)로 만들자고 제안했다(Autonomous Vehicle Plan for the I-5 Seattle/Vancouver B.C. Corridor).
무려 241㎞나 되는 거리이다. 바야흐로 인간·물류수송 전용 도로의 하이퍼루프 시대가 오고 있음을 짐작하게 하는 제안이다.
드론 + 전기차 + 자율차 + 로봇
= 물류수송 전용 도로의 하이퍼루프
인간 수송은 아직 안전성이 확보되지 않았으며, 인공지능 자율차의 자율모드 주행 수준이 61~80%에 달하기 때문에 당장 실현되기란 쉽지 않을 것이다. 그러나 물류수송 전용 도로는 생각 외로 빨리 실현될 가능성이 높다.
자율화물차가 자율화물차 전용 도로와 만난다고 가정했을 때의 최대 장점은 타임-투-타임(Time-totime) 베이스의 포인트-투-포인트(Point-to-point)의 배송이 가능하다는 점이다.
그만큼 시간과 공간의 제약 없이 물류배송이 이루어지므로, 첫 번째 물류 혁명은 물류 전용 도로의 하이퍼루프(Hyperloop)이다.
물류를 배송하기 때문에 속도의 한계가 거의 없어 시속 500㎞ 이상으로 달릴 수 있어 새로운 하이퍼루프가 등장할 것이다. 두 번째 혁명은 신선물류인 콜드체인(저온배송)이다.
농·수산물이나 전자상거래 맞춤형의 경우 바로 산지 혹은 공장에서 30분 내로 배송하여 신선도를 유지할 것이다. 진정한 6차 농·수산 혁명이 일어나는 것이다.
세 번째 혁명은 이러한 것이 가능하도록 빅데이터-인공지능-클라우드 베이스의 물류 기반시설 및 플랫폼이다. 이 플랫폼을 누가 장악하느냐에 따라 미래 물류 산업의 판도가 달라질 것이다.
우선 수출을 위해 주요 공·항만에 콜드체인과 물류 기반 클러스터 시설이 들어설 것이다.
그리고 내수를 위해 도시첨단 물류 단지와 230개 지자체의 농·수산물 특산지에 들어서는 콜드체인 물류시설들이 상호 연결될 것이다.
이를 통해 5~6차 산업혁명 전개, 거대 경제권 출현, 이종 산업 간 융복합 등 경제·기술·사회적으로 변화가 일어날 것이다.
아마존의 특허로 상상해 보면 여기에는 자율화물차 뿐만 아니라 로봇, 드론 등이 가세할 것이다.
자율화물차가 장거리 운송 역할을, 로봇이 선적과 하적 역할을, 그리고 드론이 최종 배송 역할을 담당할 것으로 상상된다. 그것도 한두 대의 로봇과 드론이 아니라 수십에서 수백 대가 협력하게 될 것이다.
아예 자율화물차에 이러한 로봇들과 드론들을 싣고 다니면서 로컬라이제이션(지역화, Localization)이라는 물류 단지를 구성할 수도 있을 것이다.
이러한 자율화물차+로봇+드론들은 빅데이터 기반의 인공지능 클라우드에서 제어 관리될 것이다.
인천에서 평택, 평택에서 목포와 여수, 여수에서 부산, 부산에서 속초까지 플랫폼을 구축하고 이를 중국이나 일본까지 수출할 수 있을 것이다.