보라빛 소를 만나기 위한 도약

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1861호(2018. 8. 29. 발행)에 기고한 원고입니다.

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에어버스, 태양광 무인항공기 26일 연속 비행 신기록.pdf

◾ 에어버스(Airbus)는 8월 초 자사의 태양광 무인 항공기 ‘제퍼S(Zephyr S')'의 양산 1호기가 첫 시험 비행에 성공했다고 발표

▸ 이 무인항공기는 7월 11일 미국 애리조나주를 이륙해 25일 23시간 57분 동안 비행했는데, 이는 지금까지 항공기의 비행시간으로는 세계 신기록임

▸ 에어버스에 따르면 이전 세계 최장 비행시간 기록은 제퍼의 프로토타입이 달성한 약 14일간 연속 비행인데, 이번 제퍼S의 기록은 약 두 배 가량 더 긴 것

<자료> New Atlas

[그림 1] 태양광 무인항공기 제퍼S

▸ 제퍼S는 날개폭 25m, 무게 75kg으로 일반 항공기의 운항 고도나 구름보다 높은 70,000 피트(약 21.3km) 상공의 성층권을 비행하며 태양광으로만 비행을 하였음

▸ 이 고도에서 비행 가능한 항공기는 거의 없어, 민간 항공기로는 2003년에 마지막 비행을 마친 초음속 여객기 콩코드가 유일하며, 군용기 중에는 록히드마틴이 개발한 고도 정찰기 ‘U-2’와 ‘SR-71 블랙버드’만 비행이 가능

▸ 제퍼S는 통신, 정찰, 감시 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 소위 ‘고고도 유사 위성(HAPS, High Altitude Pseudo-Satellite)'으로 인공위성과 유인 항공기 사이에 위치함

◾ 고고도 유사 위성인 태양광 무인항공기는 제작 및 발사 비용이 엄청난 인공위성의 기능을 일부 대신할 수 있어, 각국 우주항공연구기관과 민간 기업들이 일찍부터 개발해 왔음

▸ 에어버스의 이번 태양광 드론 비행 역시 영국 국방부가 지원했는데, 영국 국방부는 무인 태양광 항공기의 혁신성과 다양한 창조적 파괴를 가져올 수 있는 잠재력을 높이 평가하고 있다며, 이런 잠재력이 이번 비행기록으로 드러났다고 논평하였음

▸ 영국 국방부는 이미 제퍼S의 상용 모델 3대를 주문했다고 하며, 에어버스는 보다 오래 비행하고 다양한 기능을 제공하는 상위 모델 ‘제퍼 T’의 개발에 돌입했다고 함

▸ 제퍼S는 관측, 감시, 통신 등의 목적으로 민수와 군수 모두에 이용되며, 산불이나 기름 유출 등 재해의 확산을 감시하고 관리하는 데도 탁월한 능력을 발휘할 것으로 기대됨

▸ 또한 전세계적으로 급변하는 환경 지형을 지속적으로 모니터링하고, 통신 인프라가 제대로 갖춰지지 못한 지역에 통신 수단을 제공하는 용도로도 이용도 예상됨

▸ 태양광만을 동력으로 하는 항공기 개발 프로젝트로는 태양광만으로 세계 일주를 하겠다는 목표 하에 23일간의 유인 비행에 달성한 스위스 기업 ABB의 ‘솔라 임펄스(Solar Impulse, Si) 2'가 널리 알려져 있음

▸ 한편 스위스의 에코 탐험가인 라파엘 돔얀은 태양광만을 에너지원으로 성층권에 도달하는 최초의 유인 비행기 프로젝트 ‘솔라 스트라토스(Solar Stratos)'를 진행 중임

<자료> Solar Stratos

[그림 2] 솔라 스트라토스 개념도

▸ 태양광 무인 항공기 개발 프로젝트로는 구글과 페이스북도 진행 중인데, 페이스북은 2016년 7월에 90분가량의 시험 비행을 성공시킨 바 있으며, 구글과 페이스북 등은 모두 저개발 국가의 새로운 통신망으로 무인 항공기를 이용한다는 계획을 세우고 있음

◾ 에어버스의 이번 성과에도 불구, 무인 태양광 비행기의 개발은 쉽지 않은 측면이 있는데, 특히 태양광 집진에 필요한 수많은 전지판이 야기하는 안전문제가 최대 과제라고 함

▸ 비행에 성공한 유인 태양광 비행기 솔라 임펄스2의 경우 날개길이가 72m인데, 이는 보잉이나 에어버스의 대형 항공기와 비슷한 수준의 날개 크기임

▸ 하지만 솔라 임펄스2의 무게는 2천 kg대로 아주 가벼운 편인데, 그럼에도 비정상적으로 넓은 날개가 필요한 것은 약 1만 7천개 이상의 태양전지를 부착할 공간이 필요하기 때문

▸ 즉 거대한 날개와 에너지 소비 최소화를 위한 경량화가 태양광 무인항공기의 특징인데, 경량화를 추진할 경우 내구성에 문제가 생겨 안전문제가 발생하게 되는 것임

▸ 실제로 NASA는 무인 태양광 비행기 '헬리오스(Helios)' 프로젝트를 추진했으나, 경량화에 따른 내구성 문제로 헬리오스가 추락했고, 고고도에서 추락이 마치 운석과 같은 파괴력으로 피해를 입힐 우려가 있음이 드러나자 개발을 포기한 바 있음

<자료> NASA

[그림 3] 추락한 NASA의 무인 태양광 비행기 헬리오스

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1852호(2018. 6. 27. 발행)에 기고한 원고입니다.

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뉴 스페이스 시대 도래, 소형화와 비용 파괴 진행 중인 우주산업.pdf

◾ ‘New Space(뉴 스페이스)'로 불리는 민간 기업에 의한 우주 비즈니스의 혁신이 활발히 전개되고 있으며, 현재 이 흐름은 미국이 이끌고 있음

▸ 지금까지 우주 사업이라고 하면 정부로부터 민간 기업이 위탁을 받아 위성을 개발·제조·운용하거나 로켓을 발사하는 비즈니스 모델이 일반적이었음

▸ 뉴 스페이스 시대에는 양상이 크게 달라지고 있는데, 우주 사업을 선도하는 플레이어가 바뀌며 새로운 서비스가 등장하고 있고, 여느 산업의 시장에서 흔히 볼 수 있는 비즈니스 모델을 최근 우주 산업에서도 자주 볼 수 있게 되었다는 것이 주목할 지점임

▸ 예를 들어 페이스북과 스페이스노우(SpaceKnow)를 비롯한 많은 기업들은 인공위성이 수집한 땅에 대한 데이터를 활용해 고객들이 직면한 문제를 해결해 주는 서비스를 경쟁적으로 개발하고 있음

▸ 이러한 서비스를 실현하기 위한 인공위성이나 로켓 등 ‘하드웨어’에는 소형화와 저가화의 흐름이 급격히 진행되고 있으며, PC 등 전자기기 산업의 수평 분업을 지탱하고 있는 OEM(주문자 상표 부착 생산)과 유사한 비즈니스 모델도 등장하고 있음

▸ 소형 위성을 대량 생산하는 ‘원웹(OneWeb)’과 일론 머스크의 ‘스페이스엑스(SpaceX)’가 주도하고 있는 로켓의 가격 파괴 비즈니스 모델 또한 뉴 스페이스 시대 도래의 상징적인 예라 할 수 있음

◾ 위성 데이터를 활용하는 사업은 저변이 넓어, 뉴 스페이스 시대의 핵심 사업이 될 것으로 보이는데 대표적인 기업이 ‘스페이스노우(SpaceKnow)’임

▸ 위성 데이터는 현재 금융, 건설, 농업, 수산, 임업, 국방, 스포츠, 엔터테인먼트 등 많은 산업 분야에서 활용되고 있음

▸ 스페이스노우는 인공위성으로 얻은 원격 감지 이미지를 활용하여 다양한 영역에서 솔루션을 제공하고 있는데, 특히 ‘SMI(the China Satellite Manufacturing Index)'라는 새로운 지표를 개발해 주목받고 있음

▸ SMI는 중국 경제의 실태를 나타내주는 새로운 지표로, 스페이스노우는 이 지표 정보를 금융기관 및 투자사, 개인 투자자들에게 판매하고 있음

▸ 스페이스노우는 중국의 6천여 개 공업지대에 대상으로 약 14년간 획득한 총 22억 장의 위성사진을 독자 개발한 알고리즘을 활용해 분석하고, 건축물의 시간 경과에 따른 변화 및 공장의 재고 상황 등을 판정하여 SMI를 산출한다고 함

<자료> Spaceknow.com

[그림 1] 스페이스노우의 원격 모니터링 지역

▸ SMI에 가장 큰 관심을 보이고 있는 곳은 헤지펀드나 프라이빗 에쿼티 등 투자 회사 등인데, 이들은 특정 공장 등 경제 활동의 거점에 대한 상세한 데이터를 필요로 하고 있지만 중국 정부가 공표하는 데이터에 대한 불신이 있기 때문

▸ 실제 스페이스노우가 알고리즘 분석을 통해 도출한 지표가 중국 정부가 발표한 자료보다 상대적으로 더 정확하게 판정되는 사례들이 나오면서, 위성 데이터를 바탕으로 한 분석에 대한 요구가 점차 높아지고 있음

◾ 페이스북은 전세계 주거지역 분포의 정확한 지도 작성을 위하여 위성사진 데이터를 자체 인공지능(AI) 기술로 분석하고 있음

▸ 페이스북의 ‘연결성 연구소(Connectivity Lab)’는 전세계 20개국에서 모은 약 146억 장의 위성사진에서 AI를 이용해 인공 건조물 등을 식별해 내고, 강변이나 도로변에 어느 정도의 주택이 있고, 어떤 커뮤니티가 형성되어 있는지를 분석하고 있음

▸ 페이스북의 주요 목적은 세계의 정확한 지도를 작성하여 어느 나라의 어느 지역에 얼마나 많은 사람이 살고 있는지를 파악함으로써, 전지구적 규모로 계획 중인 ‘글로벌 브로드밴드 인터넷’의 제공을 최적화 하는 데 있다고 함

▸ 페이스북의 연구 성과는 자연 재해의 위험이나 지역 경제의 평가 분석 등에도 응용 가능하며, 다양한 산업 분야에 새로운 솔루션을 제공하는 원천이 될 것으로 기대되고 있음

▸ 위성 데이터 분석 및 제공 사업의 관건은 고객에게 어떻게 부가가치가 있는 정보를 제공 할 것인가와 실시간으로 그 정보를 제공할 수 있는가에 있음

◾ 이처럼 위성 데이터의 활용 움직임이 커지는 가운데 이를 뒷받침하는 소형 위성군 사업 역시 뉴 스페이스 사업으로 함께 부상하고 있음

▸ 이 분야를 대표하는 곳이 원웹(OneWeb)과 스페이스X인데, 소형 위성으로 구성된 콘스털레이션(constellation, 대형 별무리)을 구축해 새로운 비즈니스 모델을 도모하고 있음

▸ 원웹은 소형 위성을 활용한 비즈니스를 전개하는 벤처기업으로, 퀄컴, 버진 그룹, 코카콜라, 소프트뱅크 등 전세계 대기업들이 출자를 한 점도 화제를 모으고 있음

▸ 원웹의 목표는 무게 150kg 이하의 소형 위성 648기를 저궤도에 발사하여 이를 활용한 서비스를 제공하는 것임

▸ 수많은 소형 위성을 활용하기 위해 원웹은 제조에 OEM 방식을 도입하고 있는데, 제조 위탁을 받는 곳은 프랑스의 ‘에어버스 국방과 우주(Airbus Defence and Space)’ 부문으로 소형 위성의 대량 생산화를 위한 공장 건설을 계획하고 있음

<자료> Mobile Internet Resource Center

[그림 2] 원웹의 위성 콘스털레이션 계획

▸ 스페이스X 역시 소형 위성을 대량으로 발사하는 ‘스타링크(Starlink )’ 계획을 세우고 있는데, 2024 년까지 4,425대, 최종적으로는 12,000대를 발사할 계획으로, 올해 2월에 시험기인 ‘틴틴(TinTin)’ 2대를 발사한 바 있음

▸ 광섬유 등의 고속 네트워크 인프라가 정비되지 않은 국가와 지역에서 광대역 서비스를 제공하려면 막대한 예산과 상당한 시간이 필요한데, 스페이스X는 소형 위성의 대량 발사를 통해 이러한 서비스를 실현한다는 계획임

▸ 소형 위성을 활용하면 인프라 비용 절감, 정비 기간의 대폭 단축이 가능할 뿐 아니라, 지진, 홍수 등 자연 재해의 영향을 받지 않는 통신 네트워크를 구축이 가능하기 때문

◾ 소형 위성이 가진 비즈니스 잠재력은 콘스털레이션을 구축해 글로벌 브로드밴드 서비스를 제공하는 것에 그치지 않는데, 대표적인 신사업 모델이 ‘라이드 공유’임

▸ 뉴 스페이스 시대에 새롭게 등장한 서비스가 ‘라이드 공유’인데, 로켓의 PAF(로켓에 위성이 탑재된 결합 부분, payload attaching fitting)에 복수의 소형 위성을 탑재하고 원하는 궤도에 진입시켜 인공위성 발사 비용과 연료 절감 등을 실현하는 것임

▸ 연료 고갈로 인한 대형 위성 폐기의 위험을 줄이기 위해 소형 위성이 대형 위성에 연료를 공급하는 서비스도 검토되고 있는데, 이 사업을 추진 중인 미국의 벤처기업이 ‘스페이스플라이트(Spaceflight)’임

▸ 이 분야에서 성공의 열쇠는 에너지 절감과 비용 절감을 하며 소형 위성을 조종할 수 있는가와 대형 위성을 소형 위성으로 지원할 수 있는가 하는 것임

◾ 소형 위성을 쏘아 올리는 데 없어서는 안 될 것이 ‘소형 로켓’인데, 이 분야 대표적인 벤처기업은 ‘로켓 랩(Rocket Lab)’으로 로켓 가격의 파괴를 주도하고 있음

▸ 로켓 랩은 ‘일렉트론(Electron) 로켓’ 방식을 채택하고 있는데, 2017년 5월 25일 뉴질랜드에서 첫 발사에 성공한 이 기업의 기술적 특징은 일렉트론 로켓에 탄소 복합재료를 사용하여 경량화와 고강도화를 도모하고 있다는 점

<자료> Rocket Lab

[그림 3] 로켓 랩의 ‘일렉트론 로켓’

▸ 또한 러더퍼드(Rutherford)라는 액체 연료 로켓 엔진의 주요 부분을 제조하는 데 3D 프린터를 활용하여 신뢰도를 높이는 동시에 저비용화를 실현하고 있음

▸ 이 분야에서 빼놓을 수 없는 또 다른 업체는 스페이스X의 창업자들이 설립한 ‘벡터 스페이스 시스템(Vector Space Systems)’인데, 이 기업은 ‘Vector-R’과 이를 강화한 ‘Vector-H’라는 2개의 소형 로켓 라인업을 보유하고 있음

▸ 올해 3월부터는 일본 기업과 대리점 계약을 체결하고, 한국, 인도, 태국 등 3개국을 대상으로도 사업을 전개한다고 밝힌 바 있음

▸ 소형 로켓에 요구되는 낮은 가격(비용 절감)과 소형 위성을 원하는 궤도에 투입해 줄 수 있는 역량, 그리고 요청 접수에서 실제 발사까지 기간 단축 등이며, 이러한 요건에 얼마나 부응하는지가 사업의 성패를 가르는 관건임

◾ 소형 로켓과 함께 뉴 스페이스 시대의 중요 요소가 되는 것이 로켓 발사 비용의 절감인데, 이 분야에서 가격 파괴를 일으키고 있는 곳이 스페이스X임

▸ 스페이스X는 전세계 No.1의 경쟁력을 가진 로켓 기업이라고 해도 과언이 아니며, ‘팰콘9(Falcon9)’ 로켓으로 세계를 석권하고 있음

▸ 팰콘9은 로켓 발사 비용을 절감하기 위해 발사 후 로켓 1단 부분을 지구로 귀환해 수직 착륙시킨 다음 다른 위성의 발사에 재사용하는데, 재사용 횟수는 최대 10회 정도임

<자료> Mobile Internet Resource Center

[그림 4] 팰콘9 1단 로켓 부분의 수직착륙 귀환

▸ 스페이스X는 현재 5~6천만 달러가 소용되는 발사 비용을 수직 착륙 성공을 통해 2,500만 달러 수준으로 줄이는 것을 목표로 하고 있으며, 미래에는 현재의 1/100 비용으로 발사가 가능하게 한다는 비전을 세우고 있음

▸ 스페이스X가 촉발한 로켓 사업의 비용 절감 경쟁이 격화되며, 이 분야의 오래된 기업인 에어버스(Airbus Defence and Space) 역시 재사용형 로켓 ‘아들린느(Adeline)’의 제 1단 엔진에 날개를 장착하고 활공 비행에 의해 회수하는 방법을 개발하고 있음

▸ 미국의 ‘ULA(United Launch Alliance)’ 역시 제 1단 엔진에 낙하산을 장착하고 헬리콥터로 회수하는 아이디어로 대응을 준비하고 있음

◾ 한편 뉴 스페이스 시대는 소형화, 저비용에만 초점을 맞추는 것은 아니며, ‘초대형화’라는 정반대의 흐름도 일어나고 있으며, 목적에 맞는 기술 혁신이 지속적으로 전개되고 있음

▸ 스페이스X는 올해 2월 ‘팰콘 헤비(Falcon Heavy)’라는 초대형 로켓 발사에 성공했는데, 우주산업의 전문가들은 이를 초대형 로켓 시장의 개막으로 평가하고 있음

<자료> Gizmodo

[그림 5] 팰콘 헤비의 27개 소형 엔진

▸ 지금 시점에 초대형 로켓이 요구되는 이유로는 크게 3가지가 꼽히는데, 첫째는 대형 위성 발사 요구의 증가로, 위성의 소형화 흐름이 전개되는 것과 함께 한편에선 통신 위성의 대용량·고속화 등을 위시한 위성의 대형화도 진행되고 있기 때문

▸ 둘째는 우주여행에 대한 요구의 대두로 우주여행의 현실성에 대해 최근 활발한 논의가 이루어지고 있기 때문이며, 셋째는 달이나 화성 등 행성 자원 탐사에 대한 요구도 대두되기 시작했기 때문

▸ 이처럼 뉴 스페이스 시대를 맞이한 우주 산업은 서로 상반된 동향이 동시에 전개되며 새로운 기술의 혁신이 지속적으로 전개되고 있음

▸ 일례로 팰콘 헤비는 초대형 로켓 시장의 막을 열었지만, 이 로켓을 추진하는 엔진은 대형 엔진이 아닌 병렬로 연결된 27개의 소형 엔진들로 이전 우주산업의 접근방법이 아닌 데이터센터의 시스템 구성 방법론을 채택하고 있음

▸ 기술 혁신과 새로운 비즈니스 모델을 통해 벤처기업들도 우주 산업에 진입할 수 있는 새로운 우주 시대가 왔기 때문에, 국내 기업들도 우주 비즈니스에 관심을 높이고 보다 적극적으로 시장 진입을 시도할 필요가 있음

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1844호(2018. 5. 2. 발행)에 기고한 원고입니다.

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도로를 달릴 수 있는 전기 항공기, 하늘을 날 수 있는 전기 자동차.pdf

ž 항공기 제조업체인 프랑스의 ‘에어버스(Airbus)’는 전기 추진력으로 비행하는 ‘전기 항공기’의 연구 개발 프로젝트에 수억 유로를 투자 중이라고 밝힘

Ø 에어버스는 지금까지 일부 전기 항공기에 대한 R&D 프로젝트를 진행 중이라고만 밝혀 왔으며, 투자액의 규모를 밝히기는 이번이 처음임

Ø 전기 추진 시스템은 터보 팬 엔진과 같이 열기관을 이용한 기존의 추진 시스템에 비해 온실가스 감축과 연비 향상, 소음 감소, 구조의 단순화에 따른 유지 보수 부담 경감 등의 이점이 있는 것으로 알려져 있음

Ø 이러한 장점 외에도 전동화를 위해 필수적인 모터와 모터를 제어하는 ​​인버터, 그 전력원이 되는 배터리의 성능이 크게 향상되면서, 항공기 산업 분야에서는 현재 전기 항공기의 연구 개발이 한창 진행 중에 있음

Ø 그 중에서도 특히 에어버스는 소형 기기에서 대형 기기에 이르기까지 다양한 타입의 기체에서 전동화를 진행하고 있는데, 그룹 소속의 기업뿐 아니라 외부 기업과도 협력하면서 전동화를 추진하고 있음

ž 에어버스가 연구에 골몰하고 있는 전동 소형 비행기는 여러 개의 회전 날개(로터)를 갖춘 ‘수직 이착륙(VTOL, Vertical Takeoff Vertical Landing)’ 기기임

Ø 에어버스에는 현재 ‘시티에어버스(CityAirbus)’, ‘바하나(Vahana)’, 그리고 ‘팝.업(Pop.Up)’의 3개 VTOL 프로젝트가 있음

Ø 이 중 시티에어버스(CityAirbus)는 에어버스 그룹 소속인 ‘에어버스 헬리콥터(Airbus Helicopters)’가 중심이 되어 연구 개발을 진행하고 있음

Ø 시티에어버스의 폼팩터는 간단 쿼드콥터형 드론을 확대한 것으로, 현재 시제품을 개발 중이며, 2018 년 말에 시험 비행을 실시할 예정임

Ø 바하나(Vahana)는 틸트형의 회전 날개(로터)를 갖춘 VTOL 기기로, 이러한 폼팩터의 특징은 큰 양력과 추진력을 얻기 쉽다는 것임

Ø 이륙시에는 로터 부분을 지상과 수평이 되게 하여(로터의 회전축이 수직이 됨) 지상을 향해 바람을 불어 보내 양력을 얻고, 공중 부상 후에는 로터가 지면에 대해 경사지게(틸트) 회전시킴으로써 수평 방향의 추진력을 얻어 목적지까지 비행하게 함

Ø 바하나의 연구 개발은 실리콘밸리에 있는 에어버스의 R&D 조직 ‘A³(에이 큐브)’에서 진행 중이며, 틸트형 로터는 아니지만 실제와 같은 크기(1:1 크기)의 시험 제작 기기로 올해 1월 비행 시험을 했는데, 약 5m의 높이에서 53초 동안 비행했다고 함

Ø 연구 개발에 참여하고 있는 연구원들은 바하나 프로젝트 진행 상황을 공식 블로그에 세세하게 게재하고 있는데, 이 블로그를 통해 에어버스가 틸트형 기기뿐 아니라 무인 비행을 가능하게 하는 자율비행 기술의 연구 개발에도 적극적으로 임하고 있음을 알 수 있음

ž 실용화를 염두에 두고 실증 실험을 진행하는 VTOL 기기가 시티에어버스와 바하나라면, 팝.업(Pop.Up)은 아직까지 컨셉 모델 단계에 있음

Ø 팝.업의 외형은 캡슐형의 2인승 캐빈으로, 비행할 경우는 쿼드콥터형의 ‘에어 모듈’에 캐빈을 합체시키며, 땅에서 주행하는 경우는 ‘그라운드 모듈’에 합체시켜 전기 자동차로 이용할 수 있게 하였음

Ø 팝.업이 최초로 개발된 것은 2017년 제네바 모터쇼로, 에어버스는 폴크스바겐 그룹 소속 이탈리아의 디자인 기업인 이탈디자인(Italdesign)과 공동으로 개발을 진행하고 있음

Ø 2018년 제네바 모터쇼에서는 차기 컨셉 기기인 ‘팝.업 넥스트(Pop.Up Next)’를 선보였는데, 이탈디자인뿐만 아니라 폴크스바겐 그룹 소속인 아우디가 전지 및 자율운전 기술 관련 협업을 했다고 함

<자료> Airbus 

[동영상] 에어버스의 ‘팝.업 넥스트’

ž 에어버스는 소형 VTOL 기기 외에도 ‘E-쓰러스트(E-Thrust)’ 같이 열기관과 전기로 추진하는 ‘하이브리드’ 대형 여객기의 실현을 위한 연구 개발도 진행하고 있음

Ø 에어버스는 우선 완전히 전기로 움직이는 소형 실증 기기 ‘E-팬(E-Fan)’ 시리즈 연구를 시작했으며, 이를 고출력화 한 중간 크기의 실증 기기 ‘E-Fan X’를 독일 지멘스 및 영국 롤스로이스 홀딩스와 협업으로 개발 중인데, 2020년에 첫 비행을 목표로 하고 있음

Ø E-Fan X는 100명 내외가 탑승 할 수 있는 기존의 로컬 운행 기기 ‘BAe 146’ 모델을 바탕으로 하며, 4개의 터보 팬 엔진 중 1 개를 출력 2MW의 모터로 대체하였음

ž 에어버스 등 대형 항공사가 소형 및 중형 전기 항공기 연구개발에 박차를 가함에 따라 향후 하늘을 나는 자동차를 개발하려는 기업들과 경쟁이 볼 만할 것으로 기대

Ø 에어버스의 VTOL 기기 중 관심을 모으는 것은 컨셉 모델인 ‘팝.업 넥스트’인데, 그라운드 모듈과 합체하여 도로를 주행하는 전기차로도 이용할 수 있기 때문

Ø 흥미로운 것은 전기차를 개발하고 있는 대기업 및 스타트업 중에 ‘비행 자동차’를 개발하고 있는 곳들이 있고, 따라서 이종 산업간 융합에 따른 경쟁이 벌어지게 되었기 때문

Ø 파나소닉과 NEC는 최근 전동 승용 비행기를 개발에 대한 지원 및 협력 계획을 각각 발표했는데, 지원 대상이 되는 협력 업체는 2020년 ‘비행 자동차’의 실현을 목표로 개발에 나서고 있는 ‘카티베이터(CARTIVATOR)’임

Ø 카티베이터는 도요타 자동차의 젊은 엔지니어들을 리더로 100명의 유명 개발자를 모아 진행중인 개발 프로젝트로, 2020년 도쿄 올림픽 성화대에 점화할 비행 자동차를 개발하고, 2030년에 세계 최소형 비행 자동차를 상용화한다는 로드맵을 가지고 있음

Ø 네덜란드의 스타트업 ‘PAL-V 인터내셔널’은 도로 위뿐 아니라 공중으로 이동할 수 있는 비행 자동차의 세계 최초 상용화를 목표로 뛰고 있는 기업 중 선두 주자임

Ø 이 기업은 2인승 비행 자동차 ‘PAL-V 리버티(Liberty)’를 2019년에 세계 최초로 상용화 할 예정인데, 올해 제네바 모터쇼에서 실제 모습을 처음으로 공개한 바 있음

Ø PAL-V 리버티는 지상을 주행하는 ‘드라이브 모드’와 공중을 이동하는 ‘비행 모드’를 갖추고 있는데, 비행 모드는 ‘오토 자이로(자이로콥터)’로 움직이게 됨

Ø 오토 자이로는 헬리콥터처럼 회전 날개(로터)를 갖고 있지만 그 구조는 다른데, 헬리콥터가 엔진에서 직접 로터를 회전시키는 반면, 자이로 플레인의 경우 별도로 갖춘 프로펠러로 전진시키고, 그 전진에 의해 생기는 기류를 로터로 받아 회전시키는 방식임

Ø 2020년을 전후해 지공 혹은 공지 양용의 전기 비행기나 전기 자동차들이 모습을 드러내면서 새로운 이동기기 시장이 만들어질 것으로 보이며, 자동차 산업과 항공 산업 간 새로운 차원의 경쟁과 협업이 뜨겁게 벌어질 것으로 예상됨

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1825호(2017. 12. 6. 발행)에 기고한 원고입니다.

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위성사진 분석으로 경제 정보 제공, 투자자들이 주목하는 AI 스타트업.pdf

ž AI(인공지능) 스타트업 ‘오비털 인사이트(Orbital Insight)’는 위성사진을 분석한 후 경제와 관련된 최신 정보를 가공하여 제공하고 있음

Ø 파이낸셜 타임스(FT)는 2017년 11월 정정 불안으로 흔들리는 사우디 아라비아의 ‘비밀’을 폭로하는 기사를 게재했는데, 2016년 1분기를 기점으로 사우디 아라비아 정부가 발표하는 원유 저장량 수치가 현실과 괴리를 보이기 시작한다고 밝힌 것

Ø 사우디의 원유 저장량은 사우디 정부가 발표한 데이터보다 실제로는 훨씬 많다고 폭로한 것인데, 사우디는 외국인의 입국을 엄격히 제한하는 등 비밀주의를 고수하고 있어, 사우디 정부가 은폐한 원유 저장량 데이터를 어떻게 입수했는지에도 관심이 모였음

Ø 익명의 정부 요인이나 석유 메이저, 아니면 강대국의 정보기관 등을 떠올려 볼 수 있지만 사실 FT 기사에서 언급한 정보 소스는 미국의 스타트업 ‘오비털 인사이트(Orbital Insight)’였음

Ø 오비털 인사이트는 위성 사진을 인공지능(AI)으로 분석하여 전세계에서 전개되는 다양한 경제 활동의 최신 흐름을 파악해 주는 정보 서비스를 제공하고 있는 스타트업 기업임

Ø 가령 원유 저장량이라면 전세계 2만 4천여 개의 원유 탱크에 있는 ‘부상형 덮개(floating roof)’에 주목하는데, 원유 탱크의 덮개는 고정된 것이 아니라 휘발성이 강한 유류가 공기 중에 노출되어 증발함으로써 손실되는 양을 줄이기 위해 액면의 수위에 따라 부유하는 구조임

[그림 2] 원유 저장소의 부상형 덮개 (Floating Roof)

Ø 따라서 원유 탱크를 위에서 관찰하면 오일 탱크 벽면의 그림자 크기로 부상형 덮개의 높이를 알 수 있고 이를 통해 원유 탱크의 잔량을 알 수 있게 되는 것임

Ø 오비털 인사이트는 원유 탱크의 그림자 크기 등에서 잔량을 파악하는 이미지 분석 엔진을 기계 학습 기반으로 개발하였음

Ø 그리고 디지털글로브(DigitalGlobe), 에어버스(Airbus), 플래닛 랩스(Planet Labs) 등 민간 위성 회사에서 구입한 전세계 위성 사진을 이미지 분석 엔진으로 분석함으로써 원유 탱크의 잔량을 월별 또는 주별로 산출하여 정보를 필요로 하는 투자자들에게 제공하고 있음

ž 오비털 인사이트는 정부 기관들이 정확히 발표하지 않는 정보, 공식적으로 알려지지 않은 정보들을 자체 기술을 통해 산출하여 제공하고 있음

Ø 경제협력개발기구(OECD)에 포함된 선진국들은 대개 원유 저장량 등의 경제 통계를 정확하게 발표하고 있지만, 사우디 아라비아와 같은 OECD 비회원국은 정부가 발표하는 경제 통계가 부정확한 경우가 많고 원유 탱크의 수와 위치 자체도 분명하지 않음

Ø 오비털 인사이트의 AI가 위성 사진을 바탕으로 사우디의 원유 탱크를 전면 재조사한 결과, 석유 산업의 조사 기관이 과거 산출했던 것보다 2배가 많은 원유 탱크가 있는 것으로 밝혀졌음

Ø 또한 2014년 이후의 위성 사진을 분석하여 AI로 추정한 사우디의 원유 저장량과 사우디 정부가 국제기구인 JODI(Joint Organizations Data Initiative)에 보고해 온 데이터 역시 불일치 하는 것으로 나타났음

Ø 사우디 정부는 원유 가격이 하락하기 시작한 2016년 1분기부터 현재까지 자국의 원유 저장량이 25%나 감소했다는 데이터를 공표했으나, 실제 사우디의 원유 저장량이 감소하기는커녕 증가하고 있었던 것임

Ø 오비털 인사이트는 지난해에도 중국 원유 저장량이 중국 당국의 공식 발표보다 많다는 사실을 밝혀내 일약 월가가 주목하는 유망 스타트업으로 떠올랐는데, 당시 오비털 인사이트는 중국 전역을 촬영한 이미지를 AI로 분석해 2,000개가 넘는 중국의 원유 저장탱크를 찾아냈음

ž 오비털 인사이트는 최신 AI 기술을 토대로 이제는 작은 스타트업의 정보 수집능력이 정부기관을 앞서는 시대가 되었다고 말하고 있음

Ø 위성 사진을 이용한 정보 분석은 각국의 정부 기관이 예전부터 해오던 일이었으나, 지금까지도 인간의 눈에 많은 분석을 의지하고 있었기 때문에 스케일의 확장이 어려움

Ø 그러나 오비털 인사이트에 따르면 딥러닝을 비롯한 AI 기술과 이미지 인식 기술의 발전을 통해 이제는 일개 민간 기업이 수백만~수천만 장의 위성 사진을 분석 할 수 있는 시대가 도래하였음

Ø 가령 미국의 원유 저장량은 정부 기관인 EIA(Energy Information Agency)가 조사하여 공표하고 있는데, EIA는 전화를 걸어 사람이 직접 원유 매장량을 조사하고 있기 때문에 통계를 작성하는데 3일 정도의 시간이 필요하다고 함

Ø 그러나 오비털 인사이트는 위성 사진을 모으고 나면 1시간 이내에 미국 전역의 원유 저장량을 산출할 수 있는데, 정부 기관의 정보 수집 능력을 스타트업이 가볍게 넘어서고 있는 것임

Ø 새로 업데이트되는 수많은 위성사진을 분석하려면 80만 명 가량의 인력이 필요하지만 오비털 인사이트는 자체 개발한 AI 알고리즘을 활용해 단 몇 명만으로 같은 일을 해내고 있음

Ø 이런 잠재력을 인정받아 2013년에 설립된 오비털 인사이트는 글로벌 최대 벤처캐피털(VC)인 세콰이어캐피털을 비롯한 주요 VC로부터 총 8,000만 달러의 투자를 유치하고 있음

ž 오비털 인사이트가 위성 사진에서 뽑아내는 정보는 다방면에 걸쳐 있으며, 이들이 정부 기관에 앞서 발표하는 데이터는 미국 투자자들의 투자 판단에 활용되고 있음

Ø 이 회사는 미국의 소매 매장의 손님 수나 자동차 수출입 대수, 주택 착공 건수, 농지 개발 동향 등 다양한 데이터를 정부 기관이 경제 통계로 발표하기 전에 재빨리 제공하고 있음

Ø 이 데이터들은 헤지 펀드 등 주로 미국의 투자자들이 구입하는데, 주식 시장과 선물 시장 등에서 투자 판단에 활용하고 있다고 함

Ø 예를 들어 소매업종에서 손님 수를 분석하기 위해서는 쇼핑몰이나 대형 소매점의 주차장을 촬영한 위성 사진을 사용함

Ø 오비털 인사이트가 디지털글로브와 에어버스로부터 주문하는 위성 사진의 해상도는 50 센티미터 크기의 물체를 식별할 정도로 고해상도이기 때문에, 이 사진들을 이미지 인식 엔진으로 분석하면 주차장에 있는 자동차 대수를 정확하게 셀 수 있다고 함

<자료> Orbital Insight

[동영상] 쇼핑몰 주차장 사진 분석을 통한 실적 예측

Ø 이 회사가 고정적으로 관측하고 있는 곳은 미국에 있는 26만 개 소매 점포 및 5,600 곳의 쇼핑몰 주차장인데, 주차 차량 대수로부터 미국 전체 및 주 단위의 소매업 경기 동향뿐만 아니라 주요 소매 체인점 165개의 실적도 예측이 가능하기 때문

Ø 오비털 인사이트는 플래닛 랩스가 운영하고 있는 80개 이상의 소형 위성이 촬영한 사진도 분석에 사용하기 시작했는데, 플래닛 랩스의 위성 사진 포인트는 촬영 빈도가 주 단위임

Ø 이전까지는 월별 동향을 분석하는 것이 고작이었지만, 플래닛 랩스의 위성 사진을 사용함으로써 주별 데이터 분석도 가능하게 된 것임

ž 오비털 인사이트는 자신들과 같은 스타트업이 가능하게 된 것은 3가지 기술 요소 때문인데, 그 중에서도 ‘클라우드’의 역할이 제일 크다고 설명하고 있음

Ø 오비털 인사이트가 스스로 꼽고 있는 자신들의 서비스가 가능하게 된 이유 세 가지는 ‘민간 위성 회사들의 대두’, ‘딥러닝을 비롯한 AI의 발전, ‘클라우드 컴퓨팅의 등장’임

Ø 이 중 클라우드 컴퓨팅을 가장 중요한 요소로 꼽고 있는데, .IT 인프라에 전혀 투자를 하지 않고 30년치의 위성 사진을 저장할 수 있게 된 것은 정말 놀랍고 멋진 일이라는 것임

Ø 현재 오비털 인사이트는 데이터의 수집과 분석을 위한 IT 인프라로 아마존 웹 서비스를 전면적으로 채택하고 있음

ž 오비털 인사이트와 같은 AI 스타트업이 활약하는 분야는 향후 비약적으로 늘어날 가능성이 있는데, 그 열쇠가 되는 것은 드론임

Ø 구글과 페이스북은 현재 이동통신망이 정비되지 않은 개발도상국에서 휴대 기지국 설비를 탑재한 열기구와 드론을 이용해 저렴한 비용으로 인터넷을 제공한다는 계획을 추진하고 있음

Ø 구글의 풍선을 이용한 인터넷 서비스 명칭은 ‘프로젝트 룬(Project Loon)’이며, 페이스북의 드론 프로젝트 명칭은 ‘아퀼라(Aquila)’임.

Ø 이러한 이동 통신망용 드론이나 열기구는 항공 사진 촬영도 할 수 있는데, 구글과 페이스북의 계획이 실현되었을 즈음에는 항공 사진을 이용한 빅 데이터 분석이 지금까지보다 압도적인 대규모로 또한 매우 빈번한 주기로 실행되는 시대가 도래해 있을 것임