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제목 가까운 미래 - 자율주행차
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2018/10/04 11:34

자율주행차량의 인테리어는 기존 자동차 인테리어와 매우 다르다. Faurecia사의 인테리어 컨셉트에는 첨단다용도 구조(Advanced Versatile Structure, AVS) 시트와 자율주행시 중앙으로 이동하는 ‘모핑(morphing)’ 디스플레이 등도 포함된다. 이 두 가지 기술 모두 Recault사의 미래의 탑승석(Cockpit of the Future) 행사에서 공개됐다.  

 

 

폴리머와 복합소재 분야에 새로운 기회 창출

 

자율주행차가 선택 가능한 현실적 교통수단으로 부상함에 따라 차량 설계자들은 자동차 인테리어에 대해 새로 생각하게 되고, 기존과는 다른 새로운 차량 탑승 경험의 질적 향상을 위해 플라스틱과 복합소재의 사용을 확대하게 될 것이다.

 

관련 기업들이 자율주행차량이 제기능을 하는 데 필요한 기술 및 플랫폼 개발을 완료하는 2025년이면 자율주행차를 도로와 고속도로에서 늘 마주치게 될 수도 있다. 차량 작동 및 탑승자 안전과 관련한 문제들이 해결되려면 아직 시간이 더 걸리겠지만, 대부분 전문가는 자율주행차가 실현 가능한 운송수단으로 널리 받아들여질 것으로 보고 있다. 새로 등장한 이 기술에 대한 소비자들의 수용이 기대하는 속도로 이루어진다면, 자율주행차량은 2030년 이전까지 미국, 유럽, 중국 및 기타 주요 시장에서 광범위한 상용화에 돌입할 수 있을 것이다.

 

자율주행차량이 시장을 넓혀가게 되면 센서, 신경망, 컴퓨터를 이용한 정보처리, 차량의 연결성, 인공지능 등 주요 관련기술이 우선적으로 집중적 관심을 받게 될 것이다. 하지만 이와 동시에 차량 인테리어 설계 및 자율주행차 엔지니어링 분야가 모빌리티 서비스 제공사업자(로보택시 등과 같은)에 의해 활용되든, 개인소유의 차량에 활용되는 등 그 중요성이 커지게 될 것이다.

 

현재 실험되고 있는 자율주행차들은 대부분 기존의 승용차에 소프트웨어와 다수의 센서(레이더, 광선레이더, 카메라 등)을 장착한 것들이다. 하지만 차량 인테리어는 종국에 가서는 기술이 약속하고 있는 바를 구현하게 될 것이며, 첨단 전자시스템을 통해 탑승자들에게 안락함뿐 아니라 광범위한 오락 및 업무수행 옵션을 제공하는 자율주행 플랫폼(미국자동차기술협회[SAE]가 내놓은 자율성 척도 레벨 4와 5 수준)을 차량 내부에 실현하게 될 것이다.

 

이미 공개된 여러 가지 컨셉트 카및 실험용 차량을 통해 드러났듯, 차량 인테리어 부품에는 OLED(유리발광다이오드) 및 3차원 형상으로 만들 수 있는 플렉시블 멀티레이어 폴리머 스크린(flexible multilayer polymerscreens)을 구현할 수 있는 액티브매트릭스(active-matrix) OLED 같은 고휘도 조명기술들을 결합한 터치스크린 제어장치 및 고해상 디지털디스플레이 클러스터 등이 폭넓게 활용될 것으로 보인다.

 

와이파이(WiFi) 연결 및 인포테인먼트(infotainment) 시스템은 영화 및 텔레비전 프로 등의 무선 시청뿐 아니라 실시간 내비게이션 및 날씨, 교통정보를 송수신할 수 있도록 만들어 줄 것이다. 이와 같은 전자 장치들은 최종 사용자의 필요에 따라 맞춤형으로 주문할 수 있다. 개인 차량 소유자 및 특수 용도 차량은 맞춤형 특화 폭이 넓게, 범용 모빌리티 서비스 차량에서는 좁게 이루어질 것이다.

 

그리고 이 같은 첨단기술 플랫폼을 기반으로 차량 탑승석은 조금 아이러니하게 보일 수도 있지만, 기본적으로 마치 스마트폰과 태블릿을 사용할 때처럼 수월하게 사용할 수 있는 또 하나의 전자기기 같은 역할을 하게 될 것이다.

 

중요한 점은 차량 인테리어 디자이너가 이제까지의 자동차에는 운전자의 주의산만을 초래한다는 이유로 지금까지 받았던 제약으로부터 자유로워질 것이라는 점이다. 자율성 레벨 4와 5 정도면 차량은 스스로 알아서 주행하고 작동하기 때문에, 설계자는 다양한 인간-기계 인터페이스와 인포테인먼트 시스템 및 다양한 기능들을 운전자의 시선을 빼앗는 데 대한 염려 없이 갖춰 놓을 수 있다.

 

 

GM사의 Cruise 전기차는 자율주행을 위해 설계됐다. 차량 내부는 간결하지만 기능성이 극대화되어 있으며, 디스플레이와 넓은 공간을 갖추고 있으나 차량 조종장치는 존재하지 않는다. 

 

자율주행차 시스템의 전자장비와 개인 전자장비는 유사한 부분이 적지 않을 것이다. 클라우드 기반 연결을 통해서 차량 성능을 향상시킬 수 있는 소프트웨어 업데이트를 스마트폰 소프트웨어처럼 손쉽게 다운로드 할 수 있다.

 

몇 년에 한 번씩 새로운 모델이 개발되는 기존 자동차의 싸이클과 다르게 자율주행차량 소유자는 매달 또는 매년 새로운 소프트웨어를 업그레이드해 차량의 성능을 개선할 수 있다. 자율성 레벨 4 내지 5 차량의 전자시스템은 차량 작동을 안정적이고 안전하게 유지할 수 있도록 엄청난 양의 데이터를 처리하게 된다.

 

자율주행차량 전문기업 Aptiv사(구Delphi 자동차 시스템)의 보고에 따르면, 2018년 자율성을 일부 갖춘 일반 차량이 100만분의 1초당 1만 5천개의 데이터를 전송할 수 있지만, 2020년이 되면 10만개의 데이터를 전송할 수 있을 것으로 예상된다.

 

이 같은 데이터의 상당 부분은 커넥티비티(connectivity)를 통해서 발생한다. 이 커넥티비티는 차량 대 차량간에 유지되면서 자율주행차 자신에게 매 순간 다른 차량과의 관계 안에서 어느 위치에 있는지를 알려주고, 차량과 교통신호등 같은 교통 인프라 간에도 유지되고, 도로에서 운행중인 자율주행차량 간의 네트워킹 또한 제공하게 된다.

 

 

플라스틱에 도전이 될 새로운 디자인 요구

 

이 모든 인테리어 관련 신개발은 폴리머와 복합소재 분야에 새로운 기회를 확장하고 창출하게 될 것이다. 예를 들면 다음과 같다.

 

● 자율주행차량은 완전 전동 추진장치 또는 하이브리드 전동 내지 수소 추진장치를 사용하게 되기 때문에 경량화가 차량의 성능 그리고 기존 가솔린 및 디젤 자동차와 같이 연비 등에 극히 중요한 요소로 배터리 크기와 출력밀도 그리고 수소 추진차량의 경우, 연료전지용량에 영향을 미친다.

 

● 탑승석 설계에 있어 엔지니어가 부품 숫자를 최소화하고 조립공정을 단순화하면서 부품의 통합이 중요한 역할을하게 된다. 부품 개발 단계에서는 더 작은 부품을 요구할 것이다. 특히 대부분 자율주행차량은 차량 하나로 모든 일을 처리하는 기존 용도와는 달리 시내 이동 수단 등 구체적 특정 용도에 맞춰 ‘적정 크기’로 특화돼 제작될 것이기 때문이다.

 

● 가상 디스플레이 및 지도, Skype같은 인터넷 통신 프로그램, 이동 지역 데이터 업데이트, 도로 상황, 날씨 등을 표시할 수 있는 표시 화면 및 터치스크린 제어장치로 (12인치 이하의) 작은 사각형 또는 직사각형의 평면으로 공급되는 기존의 스크린 형태를 벗어나, 차량 인테리어의 구조를 잘 보완하거나(이를테면, 곡면 표면으로) 해당 공간에 잘 어울리는 형태를 지닌 고해상 패널이 사용될 예정이다. 표시 화면에는 새로 진화하고 있는 박막 디스플레이 기술이 사용될 것이며, 3D 스크린 또한 채택될 것이며, 이는 미적 외관이라는 목표와 촉각으로 느낄 수 있는 제어 기능 모두를 만족시키게 될 것이다.

 

● ‘스마트’ 표시 화면은 차량 윈도우나 윈도위실즈(앞유리)에 이미지를 투사해주는 역할을 하는 장치로 특수 배합된 폴리카보네이트 및 기타 플라스틱 소재에 새로운 기회가 될 것이다. 디스플레이 장치기술은 급속도로 진보하고 있다. 자율주행차가 아닌 완전 전동 컨셉트에서도 그 사용 예를 이미 볼 수 있다. 메르세데스 마이바흐 6 카브리올레의 인테리어가 그 예로, 전자장치, 승차 경험 향상, 안전 등의 기능을 구현하고 있으며, 이는 모두 자율주행차량에 그대로 옮겨놓을 수 있다.

 

표시 장치는 자동차 기능과 승객의 엔터테인먼트를 넘어서는 범위로 확장될 수 있다. 컨설팅기관 Forrester가 2017년 내놓은 보고서는 기업들이 탑승자를 상대로 그들이 가고 있는 목표를 지나 다른 관심사항에 맞춰진 광고나 정보성 광고(informcial)를 전송하기 위해 경쟁을 벌일 것으로 전망했다.

 

Mercedes Maybach 6 Cbriolet는 디지털 디스플레이 클러스터와 윈도우스크린 이미지, 은은한 조명 등 자율주행차량에서도 그대로 사용될 수 있는 탑승석 기능들을 갖추고 있는 완전 전동 컨셉트 카이다. 

 

● 더욱 실용적인 차원에서는 플라스틱을 열방출을 위해 핫싱크 설계나 그밖의 방식으로 열축적을 제어하는 데활용할 수 있는 능력이 전자장치가 많이 내장된 탑승석의 안정적인 작동을 위해 필수적으로 될 것이다.

 

● 차량 부품의 미려함은 경량화 같은 성능상의 이점을 달성하면서도 안락감과 고급스러운 느낌을 줄 수 있는 신소재 개발과 부품 제작기술을 통해 향상될 것이다.

 

● 차량 안전을 위한 기능을 위해 차량 중량을 크게 늘리지 않고도 탑승자를 보호해줄 내충격 도어, 윈드스크린 및 기타 구조성 부품 등이 필요하다. 여기에 사용되는 금속 및 유리 소재 가운데 많은 부분이 복합소재 및 내충격성 플라스틱으로 대체될 수 있다. 탑승자들이 서로 마주 보거나 차량 내부공간을 재구성할 수 있도록 좌석을 회전시킬 수 도 있다. 사고 발생시 승객이 어떠한 위치에 있든 승객을 보호해줄 수 있는 이동 가능한 좌석, 좌석벨트, 에어백 등도 설계돼 나올 것이다.

 

이상과 같은 다양한 용도의 자율주행 자동차 인테리어 구성품들은 기존의 내연기관 구동차량으로부터 플라스틱이 새로운 혁신을 꾀할 수 있는 풍부한 영역이 될 것이며, 엔지니어링 플라스틱 부품 및 어셈블리에 대한 수요는 앞으로 기술기업과 자동차 제조사, 모빌리티 서비스 제공사업자 및 기타 기업들이 새로운 제품과 서비스를 시장에 내놓으며 빠르게 성장하는 사업분야에서 입지를 넓혀가면서 크게 향상될 것이다.

 

자율주행차량의 주요 공급사들에는 스스로 또는 다른 기술기업들과 파트너십이나 합병 등을 통해 자율주행기술에 투자하고 있는 기존 자동차 메이커들이 포함된다.

 

2017년 시장조사기관 Navigant가 보고서를 통해 밝힌 톱 10 자율주행차량 개발기업 리스트에는 우리가 익히 알고 있는 유명한 기업들이 주를 이루고 있다. 포드, GM, 르노-닛산, 다임러, 폭스바겐 그룹, BMW, 웨이모(Waymo, 이전의 구글 자율주행차 프로젝트가 독립한 기업), 볼보, autoliv, Zenuity, aptiv(구, Delphi), 현대자동차 그룹이 그들이다.

 

플라스틱 및 복합소재 전문공급사들은 자율주행차량 인테리어 분야의 공급사슬 네트워크에서도 기존과 크게 다르지 않은 기업들과 거래하게 될 가능성이 작지 않다. 기존 형태 자동차 개발의 경우와는 달리, 자율주행차 산업분야에서는 1차 공급업체 및 기타 공급업체들의 수가 줄어들게 된다.

 

이는 자동차 제조사들이 자신들에게 필요한 첨단 전자장치를 위해 기존 공급업체들이 솔루션을 개발해주기를 기 다리기보다는 특히 소프트웨어 부분을 중심으로 시장에 이미 존재하는 소비자 기술들로 눈길을 돌리는 지속적 추세를 반영한다. 라이선싱 또는 다른 방법을 통해 기존 또는 진화하고 있는 전자기술을 이용하는 것이 새로운 시스템을 만드는 것보다 자동차 제조사들에게 더 경제적일 뿐 아니라 차량에 시스템을 통합하는 속도 또한 빠르게 만들었기 때문이다.

 

하지만 자율주행차의 출현이 만들어 낼 글로벌 자동차산업의 이 같은 피할 수 없는 변화 후 진정한 강자는 소프트웨어 및 서비스 같은 관련 핵심분야의 기술발전을 주도하는 혁신기업들이 될 것으로 예상된다.

 

글로벌 컨설팅기업 PwC가 2018년‘자동차산업을 바꾸고 있는 다섯 가지 흐름(Five trends transformingthe automotive industry)’이라는 보고서를 통해 밝힌 진정한 미래의 강자들 가운데 자동차 기업은 테슬라(TeslaMotors) 한 곳뿐이었고, 그마저도 오랜 역사를 가진 이름이 아니다. 자율주행차 산업에서 가장 강력한 영향력을 행사하게 될 글로벌 기업으로 보고서가 꼽은 곳들을 1위부터 영향력 순으로 보면, 애플, 알파벳, 3M, 테슬라, 아마존, 삼성, 페이스북, 마이크로소프트, GE, IBM 등이다.

 

새로 개발된 MBUX 디지털 멀티미디어 시스템은 인공지능 및 증강현실을 사용해 운전자의 요구에 정확히 맞는 정보에 대한 접근, 업데이트 및 학습을 수행하는 고해상 디스플레이다.

 

 
자동차 경제의 재구성

 

완전히(자율성 레벨 5) 또는 부분적 수준(레벨 3 및 4)에서 자율적으로 작동하도록 설계된 차량에는 운전자 제어 기능이 포함된다. 자율성 레벨 4는 특정 조건 아래서 차량이 모든 주행기능을 수행함을 뜻한다. 레벨 5는 모든 조건 아래서 차량이 모든 주행기능을 수행한다. 두 가지 레벨 모두 운전자가 차량의 직접 제어를 선택할 수 있다.

 

차량 운영체제의 안정성이 입증되고 소비자들이 이를 안전하다고 받아 들일수록 레벨 4와 5의 차량이 더 많이 나타날 것이다. 자율주행차량 개발업체들 이 그를 위해 먼저 가야 할 길이 있다. 올해 초 미국자동차기술협회가 소프트웨어 개발사 Ansys를 위해 수행한 설문조사에서 조사에 응한 엔지니어 가운데 79%가 레벨 5의 자율주행차량이 아직 안전에 확신하지 않는다고 밝혔다.

 

그럼에도 2030년경이면 레벨 5수준 차량을 포함해 다양한 유형의 자율주행차 시장이 전 세계 시장에서 판매 및 수익 면에서 재래식 자동차에 필적할만한 수준으로 성장할 것으로 예측된다.

 

PwC사는 보고서를 통해 이는 ‘EascY’라고 표현되는 자동차 시장 변화의 결과로 나타날 것으로 지적하고 있다. ‘EascY’란 전기화(electrified), 자율작동(autonomous), 셰어드(shared), 커넥티드(connected), 매년 이루어지는 업데이트(yearly updated) 등의 다섯 가지 큰 흐름을 가리킨다.

 

시장분석 전문기관들은 이 EascY 요소가 미국, 유럽, 중국 등지의 주요지역에서 개인 이동거리(personal mileage) 수치를 현재 수준보다 크게 끌어올리는 역할을 할 것으로 예측하고 있다. 오늘날 통상적인 방식의 차량 이용이 어려운 사람들을 포함해 훨씬 더 많은 수의 소비자들이 앞으로 자율주행차 서비스를 통해 차량을 셰어링(ride-sharing)해 이용할 수 있는 혜택을 누리게 될 것이기 때문이다.

 

미국에서는 현재 차량을 이용한 개인 이동거리 합계가 연간 2조 9천억 마일 수준이다. 이 숫자는 2030년에 가면 3조 7천억 마일로 늘어날 것으로 PwC사는 내다보았다. 한편, 유럽지역 수치는 2조 3천억 마일에서 3조 6천억 마일로 올라가고, 중국에서는 1조 8천억 마일에서 무려 3조 7천억 마일로 크게 상승할 것으로 예측되고 있다.

 

컨설팅기업 Roland Berger사는 2016년 진행한 조사에서 기존 차량의 개인적 소유 및 상업적 소유 비율이 2015년에서 2030년까지 38%나 감소하는 글로벌 시장의 ‘새로운 자동차 생태계’를 예측하면서 특히 2025년에서 2030년까지 5년 동안 로보택시 같은 모빌리티 서비스 제공기업들이 글로벌 차량 셰어링 플랫폼을 2.3%에서 27.3%까지 끌어올리게 될 것으로 전망한 바 있다.

 

또한 Roland Berger사 보고서는 기존 자동차 생산기업들이 전 세계 시장 매출에서 차지하는 비중은 2015년 34.7%에서 2030년에는 29.9%로 하락할 것으로 보고 있다. 글로벌 시장의 자동차 판매수익에서 기존 자동차 제조사가 가져가는 몫도 2015년 38.1%에서 2030년 22.3%로 떨어질 전망이다.

 

자율주행차량은 2025년 전 세계 시장 매출의 약 1.2%에서 2030년에는 19.6%를 차지하고, 수익 면에서도 2025년 2.8%에서 2030년에는 40.3%로 올라설 것으로 예측된다.

 

박막필름 기술을 사용하는 3D 디스플레이는 촉각을 이용한 제어, 탑승석의 제어기능 통합, 미려한 외관 등에 있어 중요한 역할을 하는 구성요소가 될 것이다.

 

 
경제적 규모도 거대할 것이다.

 

Roland Berger의 조사에 따르면 2016년 1월 당시 미국 포드사의 CEO는 성장하고 있는 이 글로벌 운송서비스 시장의 연간 매출 규모가 5조 4천억 달러에 달해 전통적인 자동차 시장의 매출 규모를 능가한다고 평가한 바 있다. 애널리스트들은 모빌리티 서비스가 자율주행차 판매에 있어 가장 중요한 요소가 될 것이라고 입을 모은다.

 

만일 그렇게 되면 미국 국방성이 1984년 군용자율주행 트럭 실험을 시작한 지채 50년이 안 되는 2030년이면, 한때 공상과학 소설에 나오는 먼 미래의 일쯤으로 여겨졌던 장치가 많은 나라에서 대세를 이루는 일이 벌어지게 될 것이다.

 

미국 캘리포니아 팔로알토에 있는 Opener사의 디렉터는 지난 7월 텔레비전 인터뷰에서 “이 분야에서 일해 오면서 나는 불가능해 보이던 것들이 매우 짧은 기간 안에 반드시 있어야 하는 것들로 바뀌는 것을 여러 차례 목격했다.” 고 말했다.

 

Opener사는 지난달 1인승, 전전동 개인용 공중차량(personal aerialvehicle, PAV) BlackFly를 전격 공개했다. 이 공중차량은 강력한 컴퓨터를 탑재하고 있어 단 5분간의 시뮬레이터 훈련만 받으면 손쉽게 조정할 수 있다. BlackFly는 2019년에 시판될 예정으로 미국 내에서는 SUV 차량 수준의 가격으로 유통될 것으로 보인다.

 

에폭시 탄소섬유를 사용한 BlackFly의 개발은 주목할만한 사건이다. 왜냐하면 이것이 자율주행차량이 머지않은 미래에 나아가야 할 방향을 또한 예견해 주고 있기 때문이다. 로보택시가 승객을 특수 터미널로 데려다주고, 승객은 여기서 자율 수직이착륙 비행기를 타고 공항이나 혼잡한 도심의 다른 목적지로 이동할 수 있는 지상과 공중을 연결하는 시스템이 구현할 수 있게 되는 것이다.

 

1960년대 만들어진 미래의 삶을 그린 만화 ‘젯슨가족(The Jetsons)’에 나오는 것 같은 상황이 과연 현실성이 있을까? 그 수는 적지만 큰 영향력을 지닌 기업들이 이 컨셉트를 현실로 구현하기 위한 노력에 나서고 있다. 가장 눈에 띄는 곳으로는 유비쿼터스 차량 셰어링 서비스 우버(Uber)를 들 수 있다.

 

승객들은 이동 중에 Snap 포드가 제공하는 와이파이 및 인터넷 디스플레이 등의 기능을 사용할 수 있다.

 

 

우버사는 최소 2백만 이상의 인구를 가진 도시의 건물 꼭대기에 세워질 수직이착륙 비행장 ‘스카이포트(skport)’를 연결할 자율비행택시 개발을 위한 UberElevate를 설립했다. Uber Elevate사는 다섯 곳의 파트너사들과 함께 자율비행 에어택시 설계를 진행중이다.

 

파트너사들 가운데는 항공기의 수직 이착륙을 가능케 하는 틸트로터(tiltrotor)형 추진기술에 특허를 보유한 항공업계의 거물기업 Karem Aircraft사와 보잉사의 무인항공기 개발부서 Aurora Flight Sciences, 브라질 항공기 제조사 Embraer 등이 포함돼 있다.

 

미국의 로스앤젤레스와 댈러스 두 도시에 우버 에어택시 서비스가 처음 도입될 예정이다. 회사는 미국 내 또는 그 외의 지역에 제3의 도시를 물색하고 있다. 시범운행을 2020년 실시해 2023년부터 본격적인 영업활동을 개시할 예정이다.

 

다시 지상으로 돌아와서, 몇몇 자동차 제조사들은 조만간 상용화될 수 있는 자율주행차량 또는 라이선싱 컨셉트를 준비하고 있다. 예를 들어 폭스바겐사는 자율성 레벨 5 수준 자율주행 세단 I.D.Vizzion을 2020년에 출시할 계획이다. 이 전기자동차는 상호 연결된 레이저 스캐너, 초음파 및 레이더 센서, 그리고 전후방 및 측면 카메라 등이 탑재돼 있다.

 

302마력의 출력과 일회 충전 후 주행 거리 423마일을 보유한 이 세단에는 운전 제어장치가 전혀 없다. 인체공학적으로 균형을 맞춘 4개의 좌석을 갖추고 있으며, 프라이버시를 위해 전기 연결을 통해 윈도우를 어둡게 만들 수도 있다. 세단의 ‘가상 호스트’ 즉 가상 드라이버는 안면인식 소프트웨어를 사용해 승객을 알아본다. 탑승자는 음성 및 제스처로 차 안의 다양한 기능을 작동시킬 수 있다.

 

자동차산업 분야의 ‘크리에이티브 씽크탱크’라고 스스로를 부르는 독일 기업 Rinspeed AG사는 올해 도심 주행을 위한 새로운 컨셉트를 공개했다. 이 회사의 스냅(Snap) 자율주행차량은 두 개의 구성요소로 이루어져 있다. 차체에 해당하는 섀시(chassis)와 그로부터 분리될 수 있는 포드(pod)다.

 

승객을 태우면 섀시와 포드가 함께 작동해 승객이 가야 하는 곳까지 운반해 준다. 승객 수요가 적거나 승객이 없을 때는 섀시만으로 짐을 운반하거나 도로변에서 광고판으로 역할을 하는 이동식 또는 고정식 플랫폼으로 이용할 수 있다.

 

Rinspeed사의 CEO이자 설립자 Frank Rinderknecht씨는 미국 실리콘 밸리의 스타트업인 스냅 모션(snap Motion)사가 차량의 제작을 맡을 예정이라고 밝혔다. Rinderknecht씨는 섀시-포드 시스템이야말로 차량 활용도를 크게 높여서 초기 투자비용을 빠르게 회수하는 방법이라고 지적한다.

 

2020년에 출시될 폭스바겐의 I.D. Vizzion은 레벨 5 자율주행차로 탑승객 신원확인을 위한 안면인식 소프트웨어와 음성 및 제스처를 통한 제어, 전기가 들어가면 어두워지는 윈도우 등을 갖추고 있다.

 

 
승객이 필요한 정보를 이미지로 투사

 

자율주행차량 인테리어에 필요한 부품 및 시스템을 적용하면 좋을 만한 기술들이 자동차 관련제조자 및 기술 전문 기업들로부터 출현되고 있다. 그 좋은 예가 자동차 시트, 인테리어 및 ‘클린 모빌리티(clean mobility)’ 시스템에 전문성을 지닌 글로벌 1차 공급기업 Faurecia사다.

 

Faurecia사와 독일의 자동차 부품 메이커 ZF Friedrichshafen은 최근 첨단다용도 구조(Advanced VersatileStructure, AVS)라고 불리는 시트를 개발해냈다. 이 제품은 좌석을 뒤로 젖히거나 들어올리고 조정하고 회전시키는 데 지능형 작동제어(intelligentlypowered kinematic controls)라는 기술을 사용한다.

 

AVS는 안락함과 안전을 위한 기능을 통합적으로 구현한다. 여기에는 시트를 뒤로 젖힐 때 지지작용을 위한 복합소재 등받이 상단 조절장치(upper backrestadjustment, UBA)도 포함된다. 등받이 상단과 목지 지대 높이, 둥근 모양의 머리받침 등을 모두 AVS 일부로 전동식으로 조절할 수 있다. 시트 벨트 및 벨트 리트랙터 또한 자율주행차량의 일부로서 시트가 어떤 위치에 있든 효과적인 안전장치 역할을 해낸다.

 

 

 

등받이 상단 조절장치의 뒷면에는 탑승석 공간을 절약하기 위해 도킹 스테이션 또는 디스플레이 장치가 장착될 수 있으며, 머리 받침대는 스피커를 내장할 수 있고, 최대 25도까지 움직이고, 이를 통해 탑승자에게 들리는 음향을 향상시키거나 탑승석에 들리는 소리를 최소화시키거나 없앨 수도 있다.

 

시트는 경량화 및 구조적 특성 향상을 위해 복합소재와 알루미늄 및 강철을 결합해 만들어진다. Faurecia사는 AVS 비슷한 크기의 기존 시트보다 약 8kg나 가볍다고 밝히고 있다.

 

터치스크린 제어기능은 스마트폰처럼 간단하고 직관적으로 작동한다. 인공지능을 통한 자가학습 기능 그리고 이미지를 전방, 측면, 후방 등에 투사할 수 있는 증강현실 및 가상현실 기술이 탑재돼 있어 사용자는 자신의 필요에 적합한 맞춤형 데이터에 손쉽게 접근할 수 있다.

 

디지털 전자기술 분야의 끊임없는 발전 덕분에 많은 양의 정보를 클러스터를 통해 표시할 수 있다. 차량의 작동상태(속도, 주유 후 주행거리, 이동거리, 연료소비량 등)에 관한 전통적인 인스트루먼트 패널, 즉 계기판 데이터부터 내비게이션 및 엔터테인먼트 옵션 등까지 광범위한 정보가 디스플레이 된다.

 

스냅(Snap) 자율주행차는 승객 수송을 위해 결합될 수 있는 섀시(chassis)-포드(pod) 시스템으로 구성돼 있으며, 섀시만 따로 활용해 도로변 광고 등의 그 밖의 용도로 쓸 수도 있다.

 

 

이 같은 변화 중 하나로 메르세데스 벤츠사가 2019년형 a클래스 세단에 도입하고자 하는 MBUX(MercedesBenz User Experience, 메르세데스벤츠 사용자 경험) 멀티미디어 시스템이 있다. 고해상 디스플레이는 디스플레이, 중앙 콘솔 터치패드, 운전대 버튼 등 세 영역 가운데 한 곳을 터치함으로써 활성화시키면 인공지능 및 증강현실을 사용해 운전자의 요구에 정확히 맞는 정보에 대한 접근, 업데이트 및 학습을 수행한다.

 

고객의 필요에 따라 맞춤형 구성이 가능한 MBUX는 사용자의 음성명령에 응답할 뿐 아니라 옵션으로 선택 가능한 전면 유리에 표시되는 헤드업 디스플레이에 필요한 정보와 이미지를 투사해 보여준다.

 

자율주행차 대시보드 컨셉트 가운데는 수동운전 중에는 운전자 앞에 있다가 자율작동 모드에서 좌석 중앙으로 이동해 탑승자가 클러스터를 더욱 쉽게 볼 수 있도록 이동하는 디지털 계기판 ‘모핑 스크린(morphing screens)’ 기능을 갖춘 것도 있다.

 

중요한 것은 첨단 탑승석 디스플레이가 독립적으로 떨어진 데이터 클러스터를 통합하기 위해 카 라디오 크기의 도 메인 관리장치, 즉 중앙처리장치를 사용하게 된다는 점이다. 이것이 주는 장점은 대시보드 뒤로 전자제어장치 및 이들 간의 연결을 둘러싸기 위해 필요한 공간을 크게 줄일 수 있다는 것이다. 뿐만 아니라 차량 경량화에도 도움이 되기 때문에 탑승석 전자장치 전문기업 Visteon사에 따르면 많게는 70kg까지 중량을 줄일 수 있다.

 

올해 초 Visteon사는 자사 자율주행 차량 관련 라인업에 Drivecore를 추가했다. 이 제품은 자동차 제조사들이 개방형 협업 모델로 자율주행시스템을 구축할 수 있도록 해주는 하드웨어 및 소프트웨어를 갖춘 중앙집중식 도메인 관리장치다. 이 시스템은 센서 및 중앙처리장치 하드웨어와는 별도로 작동하면서 높은 데이터 처리능력을 제공한다. Visteon사는 이 신제품 제어장치가 자율주행 시스템 개발을 가속화시켜 차량의 출시 시기를 앞당겨줄 것으로 기대하고 있다.

 

자율주행차량이 도로를 움직이면 센서가 데이터를 표시해 준다. Aptiv사는 2020년에 이르면 자율주행차가 1000분의 1초마다 10만개의 데이터를 처리하게 될 것으로 보고 있다.

 

 

한편, Aptiv사가 진행중인 프로젝트 가운데는 자율주행차량 작동의 3가지 핵심영역, 즉 컴퓨팅(computing), 네트워킹(networking), 차량 동력스마트(vehicle power)를 아우르는 스마트차량 아키텍쳐(Smart VehicleArchitecture, SVA)가 있다. SVA는 이 세 가지 모드 가운데 어떤(또는 모든) 영역에서 오류가 발생해도 차량 또는 탑승자의 안전에 영향을 미치지 않은 자동안전장치다.

 

문제가 생기면 시스템의 잉여역량이 바로 가동에 들어간다. SVA는 자율주행차를 안전하게 작동 중지하는 한편, 외부 원조 도착 시점까지 필수적인 차량 성능 작동을 지속시켜 준다. Aptiv사는 과거 라스베이거스 소재 기술센터에서 차량 셰어링 서비스 Lyft를 통해 자율주행차 전자 장치를 테스트하고 있다.

 

전자 장치들이 자율주행차량의 인테리어 중심이 될 뿐 아니라 차량 작동에 있어 결정적으로 중요하지만, 다른 부품 및 구성품들 또한 차량 무게 감소와 관련해 매우 중요한 역할을 차지한다. 그 가운데 중요한 영역이 구조적 특성면에서 금속에 필적하면서도 훨씬 더 가벼운 복합소재부품이다.

 

예를 들어, Faurecia사는 압축 성형 방식이 아닌 수지 이송 성형 방식으로 제작한 일체형 에폭시 탄소섬유 구조물인 노출형 카본 루프를 개발했다. 이 제품은 눈으로 보기에 촘촘하고 작은 섬유 짜임새 또는 크게 보이는 짜임새 등 자동차 제조업체가 바라는 외관 구현에 필요한 조건을 어떤 방향으로도 표면을 가공할 수 있다. 루프의 중량은 금속 사용보다 무려 60% 감소시킬 수 있다.

 
이 기술은 자율주행차량에 사용되는 구조 부품에 적용할 수 있다. Faurecia사는 카본 루프가 강철이나 알루미늄 소재보다 가격이 “상당히 높다”는 점은 인정하지만, 소재공급사와 배합전문 기업들과의 협력을 통해 탄소섬유 원가를 낮추고 수지 경화(큐어링) 속도를 높여 제조비용을 개선하고자 노력하고 있다고 밝힌다.

 

글로벌 소재기업 Sabic은 자사의 복합소재 테이프 UDMaX gPP 45-70을 라미네이트 처리 도어, 사이드월, 플로어, 루프패널 등에 강철이나 마그네슘, 열경화성 소재 대신 사용할 수 있는 경량, 고강도 대체소재로 홍보하고 있다. 이 테이프는 연속섬유강화 열가소성 복합소재로, 폴리프로필렌 수지를 적신 표면에 특수공정을 통해 고밀도 연속섬유를 결합한 제품이다. 이 테이프는 4000m 단위 롤로 공급되며 대량생산 공정에 사용할 수 있다. 이 테이프를 사용해 만든 라미네이트는 동종 강철 구조물보다 40%나 가볍고, 알루미늄보다 15%, 마그네슘보다 7% 무게가 덜 나간다.

 

Visteon사의 DriveCore는 자동차 제조사들이 개방형 협업모델로 자율주행시스템을 구축할 수 있도록 해주고 차량의 출시시기를 앞당겨줄 수 있는 중앙집중식 도메인 관리장치다.

 

 
결론

 

자율주행차량은 차량 셰어링, 자동차 소유에 대한 관심과 도시인구의 빠르고 경제적이며 편리한 운송수단에 대한 선호 등과 같은 사회적·문화적 흐름에 의해 조성되고 있는 변화하는 자동차 생태계의 빼놓을 수 없는 일부라고 할 수 있다.

 

자율주행차 지지자들은 자율주행차가 사고를 줄여 인명을 구할 뿐 아니라 차량 배기가스를 줄임으로써 여러 나라에서 갈수록 엄격해지고 있는 대기오염 방지 규제를 준수하면서도 개인 이동거리 합계는 크게 늘릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

자율주행차 혁명은 폴리머 및 복합소재 혁신기업들에게 있어 하드웨어 및 기술의 영역에서, 그리고 당연한 말이지만, 특히 강력하고 짜릿한 경험이 집중될 탑승석 영역에서 차량 ‘주행’ 경험을 완전히 새로 규정하게 될 중대한 기회를 제공하게 된다.

 

이 같은 도전에 적절히 대응한 기업들은 자동차가 세상에 처음 등장한 이후로 이제껏 한 번도 변화를 겪은 적 없는 자동차, 그리고 자동차와 사용자 사이의 관계에 대한 기존 관념을 완전히 뒤집는 운송사업의 신세계에서 엄청난 성장을 이룰 수 있을 것으로 보인다.

 

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