Editorial Board

근미래의 교통 환경에 대한 논의에서는 자율주행차량을 기반으로 하는 마이크로 모빌리티(Micro Mobility)와 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility) 등 다양한 유형의 모빌리티 사용의 확대가 예측되고 있다. 즉, 미래의 모빌리티 개념은 지상 주행 이동수단에 국한되지 않고 매우 다양한 형태로 지금까지의 육상운송수단으로서의 자동차에서 나아가 더 광범위한 관점에서 다루어질 것이기 때문이다.

한편, 모빌리티에 대한 일반적인 정의는 기차, 자동차, 비행기, 인터넷, 모바일 기기 등과 같은 테크놀로지에 기초해 사람, 사물, 정보 이동을 가능하게 하는 포괄적 기술을 의미하며, 이에 수반되는 공간과 도시의 구성, 인구 배치의 변화, 노동과 자본의 변형, 권력 또는 통치성의 변용 등을 종합하는 사회적 관계의 이동까지도 포함한다는 시각을 여러 연구자의 견해를 통해 볼 수 있다.¹⁾

그러한 견해에서는 자동차를 포함하는 다양한 육･해･공의 교통수단과 정보 전송 등을 포함하는 유무형의 모빌리티 테크놀로지의 범주가 폭넓은 연구 대상이 된다. 이러한 인식을 바탕으로 거시적 관점에서 모빌리티(Mobility) 사용성(使用性; Usability)이 부상(浮上)하면서, 포괄적 이동방법으로 모빌리티 서비스(Mobility service) 개념이 등장하는데, 그것은 2009년에 시도된 구글(Google)의 자율주행차량 실험으로부터 서비스와 디자인 등에 대한 다양한 논의가 시작되었다고 할 수 있다. 이를 통해 기존의 소유하는 자동차 중심의 관점에서 다양한 유형의 모빌리티로 인식의 확대가 나타나게 된다.

아울러 현재의 코로나-19의 세계적인 범유행(Pandemic)으로 인한 비대면(非對面) 추세의 확산으로 당분간 여행을 위한 이동 수요는 감소할 것이나, 업무 등 직업활동을 위한 이동 수요는 감소하지 않으리라 보인다. 이는 효율적 이동에 대한 요구 증가로 이어질 것이며, 특히 교통 체증 없이 이동 가능한 모빌리티에 대한 관심이 증가하게 될 것으로 보인다.

이에 따라 다양한 모빌리티의 문전연결성(門前連結性)을 보조하기 위한 수단으로써 목적 기반 차량(Purpose Built Vehicle)의 개념이 나타나고 있다. 그러므로 본 논문은 최근에 등장하기 시작한 목적 기반 차량의 사례별 특징 고찰을 통해 모빌리티 서비스 체계 속의 한 부분으로 존재할 것으로 예측되는 목적 기반 차량 디자인의 시사점을 찾는 것을 목표로 한다.

본 연구에서는 최근에 출현하고 있는 목적 기반 차량의 특징에 관해 개발된 사례 고찰과 분석을 통해 그 기술 특징과 그것을 바탕으로 향후의 모빌리티 서비스의 체제 속에서 주로 지상 주행 차량의 형태가 될 목적 기반 차량의 디자인 특성을 탐구하였다.

이를 위해 온라인 및 서지 자료 고찰을 통해 최근에 등장한 주요 여섯 종류의 목적 기반 차량의 사례에서 공통점과 차이점, 그리고 예상되는 문제점을 살펴보았다. 이를 통해 다양한 유형의 목적 기반 차량(PBV) 디자인 변화에 대한 시사점을 도출하였다.

이를 위해 본 연구의 내용은 다음의 세 가지 범위로 정리하였다.

종합적 관점의 PBV의 개념 고찰
PBV의 주요 개발 사례와 기술 특징
PBV의 내･외장 특징 및 디자인 요소

목적 기반 차량(Purpose Built Vehicle)의 개념이 객관적인 용어로 사용되기 시작한 것은 극히 최근부터인데, 구체적으로는 2020년 1월에 열린 ｢소비자 가전 전시회(Consumer Electronics Show; CES)｣에 등장한 도심 항공 모빌리티의 이용 승객들이 에어 터미널에 도착 후 자신들의 최종 목적지로 가기 위해 환승 하는 육상 이동수단을 지칭하는 것에서 비롯됐음을 여러 매체를 통해 찾아볼 수 있다.

최근에 다양한 개인용 비행체(PAV; Persnal Air Vehicle), 또는 도심 항공 모빌리티(UAM; Urban Air Mobility)가 개발되어 발표되고 있는데, 이는 인구가 밀집된 대도시 지역일수록 교통 체증으로 인한 다양한 문제가 나타나고 있으므로, 이의 해결을 ｢하늘길｣을 이용하는 것으로 시도하고 있기 때문이다.²⁾

미국의 글로벌 투자은행 ｢모건스탠리(Morgan Stanley)｣는 서기 2040년 정도에 세계적으로 1조 5,000억 달러 수준의 도심 항공 모빌리티 시장이 형성될 것으로 관측³⁾했으며, 이러한 추세에 따라 기존의 자동차 업체들도 항공 업계와 협업에 나서고 있다. 독일 아우디는 에어버스와 UAM 개발을 위한 파트너십을 맺었고, 일본 토요타는 스타트업에 투자해 비행체를 개발하고 있다.

우리나라는 현대자동차가 올해 초의 ｢CES 2020｣에 도심 항공 모빌리티를 출품했으며, 여기에서 모빌리티 서비스 체계 내에서 최종 목적지까지 연결하는 기능의 목적 기반 차량(PBV)을 포함시켜 제시하였다.

개인용 항공기 시장이 가장 큰 미국에서 ｢항공우주국(NASA)｣이 공식적으로 제시한 개인용 항공기(PAV)에 대한 기준을 살펴보면, 5인 미만의 승객이 탑승하며, 순항속도는 240~320 km/h, 운전면허 보유자는 누구나 운전할 수 있는, 비행 거리 1,300 km 수준에서 집마다(Door to door) 이용 가능한 솔루션이라고 제시하고 있다. 비행 방식은 출발지와 목적지를 입력해 자율비행하는 형식으로 쉬운 조종이 가능해야 한다고 규정하고 있다.⁴⁾

이러한 항공 모빌리티에서 요구되는 필수 요소는 첫째, 수직이착륙(VTOL; Vertical Take off and Landing) 기술로, 제자리에서 이륙하고 원하는 곳에 착륙할 수 있어야 한다. 그러나 이러한 이착륙을 위한 장소는 지름 30 m의 헬리콥터 착륙장 규격에 따르는 설비를 갖추어야 하는 규제가 있으므로, 이를 충족하기 위해서는 착륙장에서 목적지까지 이동하기 위한 퍼스트 마일(First mile)과 라스트 마일(Last mile) 개념의 이동수단이 요구된다. 이것을 충족하는 것이 PBV의 개념이다.

이러한 관점에서 볼 때 PBV는 고객 맞춤형 차량(Customizing)으로 해석되는 자율주행 기반의 다목적 모빌리티라고 정의할 수 있다. 또한, 이와 같은 차량의 특성상 물류 및 배송 서비스 확대는 물론이고, 코로나-19로 인한 비대면 문화의 확산으로 온라인 구매를 통한 배송 수요의 증가와 새로운 배송 체계의 등장으로, 다양한 수요에 맞춘 물류(Logistics)나 배송(Delivery) 차량 수요 증가, B2B 형태의 대량 차량 판매시장(Fleet market)의 확대가 PBV의 성장을 견인할 것이라는 예측을 볼 수 있다.⁵⁾

올해 2020년 1월에 현대자동차가 미국의 소비자 가전 전시회에서 도심 항공 모빌리티 ｢S-A1｣을 공개하였다. 이 기종은 도시와 도시 사이를 오가는 공유 항공기의 성격으로 수직 이착륙 기능을 가진 소형 여객기의 형태이며, 환승용 거점 허브(Hub)에 이･착륙하는 콘셉트를 통해 미래 도시의 변화도 제안하였다.

Photo. 1 
Hyundai UAM S-A1, 2020

Photo. 2 
Hyundai UAM HUB

이 비행체의 기체 길이×폭×높이는 각각 10.7×16×15(m)에 이르는 크기로, 미국 항공우주국이 정의하는 소형 PAV 보다는 큰 규모이므로, 전문 조종사가 필요하다. 또한, 크기로 인해 도심지 이착륙은 어려우므로, 도시와 도시 사이를 오가는 공유 항공기에 적합하다.

또한, 현대자동차는 수직 이착륙 기능의 소형 여객기가 환승용 거점 허브(Hub)에 이착륙하는 콘셉트를 통해 미래 도시의 변화도 제안하였다. 이와 함께 허브에서 최종 목적지까지 승객을 수송하는 기능의 PBV로서 ｢S-Link Shuttle｣을 함께 제안하였다.⁵⁾

Photo. 3 
Hyundai S-Link Shuttle, 2020

여기에서 제안된 PBV는 자율주행 기반이며, 용도에 따라 4~6 m까지 다양한 길이로 조절 가능하며, 차체 하부에 배터리를 넓게 깐 스케이트보드 구조로 되어 있다. 차체 상부는 태양광으로 충전이 가능한 태양전지 패널이 설치된 루프를 장착했으며, 360도 자유롭게 회전이 가능한 휠을 장착했다고 홍보하고 있다.

차체 외부에는 실시간으로 정보를 전달해주는 디스플레이 패널을 창작했으며, 무선 충전 기능이 있는 PBV가 별도로 운영되어, 주행 중에도 연결해 충전할 수 있다.

이러한 특징을 가진 현대자동차의 PBV는 미국 샌프란시스코의 대표적 이미지인 ｢케이블카(Cable Car)｣의 형태에서 영감을 받았으며, 이를 통해 도시의 상징(City Icon), 이동형 삶의 공간(Living Space on Wheels), 군집 주행(Clustered Mobility)이라는 세 가지 핵심 가치를 적용해 개인 맞춤형 서비스를 제공한다고 발표되었다.

한편으로 이와 아울러 현대･기아자동차는 승용 전기 차량 분야를 미국의 기업 ｢카누｣와, 상용 전기 차량 분야는 또 다른 기업으로 영국의 ｢어라이벌｣과 협업하는 이원화 전략을 펼친다는 계획⁶⁾을 발표하였다.

｢카누(Canoo)｣는 미국의 신생 전기 차량 제조 기업으로, 중국판 테슬라로 불리는 ｢패러데이 퓨처(Faraday Future)｣ 출신의 스테판 크라우스(Stefan Krause)와 울리치 크란츠(Ulrich Kranz) 등이 미국 로스엔젤리스(LA) 인근의 토렌스(Torrance)에 2017년 12월 설립했다.

Photo. 4 
Canoo, 2019

Photo. 5 
Body variation of Canoo

Photo. 6 
Lounge type seat in 2^nd row of Canoo

설립 당시의 회사명은 ｢에벨로즈시티(Evelozcity)｣였으나, 패러데이 퓨처 파산 후 에벨로즈시티를 창업하면서 그들의 영업 비밀을 유출했다는 소송을 당하기도 했다. 소송 이후 회사명을 현재의 ｢카누｣로 변경하였다.⁷⁾

2019년 9월에 스케이트보드 플랫폼 기술을 활용한 첫 번째 자율주행이 가능한 전기동력 차량을 선보인다. 이 차량은 길이가 4,421 mm이며, 탑승 인원은 7명이다. 시트 구성은 보통의 승용차와 같은 2열 구성이지만, 2열 시트가 차량의 실내 전체를 두르는 라운지 시트 형태로 돼 있어 여기에 5명이 앉을 수 있다.

이 차량에는 80 kwh 배터리가 탑재돼 1회 충전으로 최대 250마일(EPA기준, 402 km)까지 주행할 수 있다. 앞으로 카누는 300마일 이상으로 늘릴 계획이다. 충전 시간은 80 %까지 채우는데 28분이면 충분하다고 발표되었다.

최고 출력 300마력의 모터가 뒤 차축에 탑재돼 총 중량 2.6톤의 차량을 6.3초 만에 시속 100 km까지 가속할 수 있다. 카메라 7대, 레이더 5대, 초음파 센서 12대가 탑재됐으며, 레벨2 이상의 운전자 보조시스템이 적용돼 있다. 이 기술을 적용한 차량은 미국과 중국에서 2021년도에 출시 계획으로 알려져 있다.

메르세데스 벤츠가 2018년 11월 제네바 모터쇼에서 발표한 ｢비전 어바네틱(Vision URBANETIC)｣ 모빌리티콘셉트는 승객 운송과 화물 운송 간의 차별성을 없애는 것에 중점이 있다. 이를 위해 자율주행이 가능한 전동 차대(車臺)를 바탕으로 하고 있으며, 여기에 차체를 다른 유형으로 바꾸어 설치할 수 있는 구조로 되어 있다.⁸⁾

Photo. 7 
Mercedes Benz URBANETIC, 2018

Photo. 8 
Dimensions of Mercedes Benz URBANETIC

Photo. 9 
Interior of Mercedes Benz URBANETIC

｢비전 어바네틱｣은 승차 공유(Ride sharing) 차량으로 쓰이게 되면 12명의 승객을 수용할 수 있고, 화물 운송 시에는 10개의 유로 팔레트(EPALs)를 운반할 수 있다. 적재 공간은 3.70 m이며, 차체 길이와 높이는 5.14×2.33 (m)이다. 벤츠가 제시하는 콘셉트는 운송 프로세스를 최적화하고, 대기 및 배달 시간을 단축해 교통 체증을 줄이는 것이다.

이를 위해 전체 시스템은 차량 제어 센터에서 수집된 데이터를 사용하여 특정 지역에 모인 수요를 파악하고, 그것을 신속하고 효율적으로 충족시키기 위해 차량을 그곳으로 보내는 방식이다. 이를 위해 고정 경로 또는 고정 시간표를 기반으로 하지 않는 유연 시스템으로 구성･운용된다.

2017년에 창업된 영국에 기반을 둔 기업 ｢어라이벌(Arrival)｣은 배터리로 구동되는 기본형 화물 운송용 밴으로 전기동력 차량을 제작하고 있다고 알려져 있다. 현재 전기동력 밴은 2세대의 시제품이 개발됐다고 공지하고 있지만, 차량의 규격에 대해서는 차량 중량 기준으로 3.5톤, 6톤, 7.5톤의 세 가지 크기가 존재한다고 알려져 있을 뿐이며, 그 이상의 성능이나 차체 제원은 공개된 바는 없다.

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Arrival, Generation 2 Prototype, 2020

Photo. 11 
Arrival motor home

Photo. 12 
Ideation sketches of Arriva Motor home

｢어라이벌｣은 현재까지 실제 주행 가능한 차량의 생산 여부도 명확히 알려진 바 없으며, 홈페이지에는 글로벌 운송 서비스 업체 UPS로부터 2020년에서 2024년 사이에 10,000대의 2세대 차량 생산수주를 받았다고 홍보하고 있다. 자사의 차량에 대해서는 2세대 차량 기반의 캠핑 차량의 이미지와 스케치가 홈페이지에 공개된 상태이다.

2018년 CES에서 처음으로 공개된 토요타의 ｢e-Palette｣ 콘셉트는 MSPF(Mobility Services Platform)를 활용하여 커넥티드 모빌리티 차량을 제안하였다. 토요타의 모빌리티 플랫폼 서비스를 통해 제공되며, 개방형 차량 제어 인터페이스 및 소프트웨어로 자율주행과 차량 관리가 수행된다.

Photo. 13 
Toyota e-Palette

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Toyota e-Palette usages

Photo. 15 
Body variations of Toyota e-Palette

개방형 인테리어 디자인 레이아웃을 통해 차량은 소포 배달, 승차 공유 또는 온-로드 전자 상거래 등 다양한 용도에 따라 제작된 차체 구조로 조립될 수 있다. 토요타는 ｢e-Palette｣를 바퀴 수와 축간거리 등에 따라 세 가지 차체 크기로 제안하였다.⁹⁾

미국의 미시간(Michigan)주 플리머스(Plymouth)시에 본사를 둔 전기 트럭 생산 업체 ｢리비안(Rivian)｣은 2019년에 전기동력 픽업트럭 ｢RT1｣의 개발을 완료한 뒤로 포드(Ford)와 아마존(Amazon)의 대규모 투자를 유치했다고 밝히고 있다. 포드는 자사의 고급 브랜드 ｢링컨(Lincoln)｣에서 이 픽업 트럭을 바탕으로 SUV 차량을 개발할 예정이며, ｢리비안｣의 전기 구동 방식의 차대(車臺; chassis) 플랫폼을 기반으로 제작될 예정이다.

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Rivian RT1, 2019

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Flatform of Rivian RT1

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Rivian EV truck, 2019

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Instrument panel of Rivian EV truck

미국의 온라인 판매 및 물류 업체의 하나인 ｢아마존(Amazon)｣은 이 플랫폼으로 제작된 10만 대의 리비안 전기 트럭을 2030년까지 배치할 것이며, 일부는 1년 이내에 미국 도로에서 운행될 것이라고 발표했다. 리비안의 전기 트럭이 생산되면 그 차량의 인스트루먼트 패널(Instru-ment panel)에는 아마존의 물류 관리 시스템이 탑재되어 배송 작업을 하게 된다.¹⁰⁾

3장에서 고찰한 여섯 종류의 PBV에서 보이는 특징은 전기 동력의 스케이트보드 플랫폼을 기반으로 차체 구조를 다양한 유형으로 바꾸어 적용했다는 것이다. 즉, 평평한 형태의 스케이트보드(Skate board) 플랫폼과 모듈 구조(Modular structure)의 차체 조립 방식으로 제작되어 있다. 일부 차량은 모듈 조립 방식과 대량생산방식에 의한 금형 생산 차체 구조의 혼합 구조로 되어 있다. 이것을 정리하면 Table 2와 같다.

4.1.1 스케이트보드 플랫폼

차대(車臺) 구조로서의 스케이트보드 구조는 2002년에 GM이 발표한 연료전지 콘셉트 카 ｢하이-와이어(Hy-wire)｣에서 처음으로 제시됐다. GM이 제시했던 구조는 스케이트보드 형태의 250 mm 두께의 평평한 플랫폼 내부에 연료전지를 위한 수소 탱크와 인버터(Inverter), 동력용 전기 모터 등이 탑재되며, 앞바퀴 조향 방식은 스티어링 휠과 타이 로드(Tie-rod) 사이에 물리적인 조향축(Steering shaft)이 존재하지 않는 전기적 방식(Steer by wire)이었다.

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Skateboard flat form by GM, 2001

조향뿐 아니라 가･감속 등 모든 제어를 기계적 구조로 연결된 페달 등의 조작 장치에 의하지 않고 전기 신호에 의한 제어(Control by wire) 시스템을 채택하였다. 이에 따라 기존의 차량에서와 같은 엔진룸과 객실, 화물실 등으로 나누어지는 3박스 구조에서 벗어나 차체 전체가 플랫폼 위에 하나의 공간으로 구성된 모노 볼륨(Mono-volume) 구조가 가능하다는 특징을 제시했다.¹¹⁾

4.1.2 모듈 차체 구조

여섯 종류의 PBV는 스케이트보드 형태의 플랫폼을 바탕으로 다양한 용도와 크기로의 전환을 공통적인 특징으로 보여준다. 이 구조체 상에서 차체는 모듈 구조에 의해 구성된다. 모듈 구조는 다양한 콘셉트 카 등에서 1980년대 이후 다양하게 제시돼왔으며, 양산 차량에서는 주로 화물 차량의 적재 공간 구성에 채택되고 있다.

모듈 구조의 콘셉트 카로 대표적인 것은 1982년에 ｢이탈디자인(Ital Design)｣에서 제시한 ｢캡슐라(Capsula)｣ 콘셉트 카이다. 이 차량은 기존의 내연기관을 사용한 구조이지만, 엔진룸 이후의 플로어를 250 m 두께의 적재 공간으로 설계하고, 그 내부에 기존의 동력전달장치를 배치한 것이다.¹²⁾

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Capsula concept by Giugiaro, 1982

여기에는 전자화 기술은 적용되지는 않아 물리적 조향 축(Seering column shaft)을 비롯한 조작 장치가 존재하고 있다. 그러나 1980년대 초에 단일 플랫폼을 바탕으로 하는 차체의 모듈 구조를 제시했다는 점에서 주목할 만하다.

지금까지 살펴본 PBV 변화 요인은 전동화에 의한 스케이트보드 플랫폼 구조를 바탕으로 앉혀지는 차체의 형태 및 크기, 공간의 배분, 운전 요인 등으로 구분될 수 있다. 이들은 각각 구조 특징과 그로 인해 나타나는 디자인 특징으로 나타나게 된다.

앞서 살펴본 여섯 종류의 목적 기반 차량의 특징을 통해 분석해본다면, PBV는 단순한 이동수단을 넘어 탑승객이 목적지로 이동하는 동안에 각 탑승객에게 필요한 맞춤형 서비스를 제공하는 개념을 새롭게 재해석한 이동 공간으로서의 특징이 요구된다고 할 것이다. 이에 따른 디자인 요인을 정리한 것이 Table 4이다.

지금까지의 고찰을 통해 본다면, 목적 기반 차량(PBV)은 지상 주행 차량의 형태를 유지하면서 모빌리티 서비스 시스템의 일부로 운영될 것으로 보인다. 그러므로 차량의 내･외장 디자인의 시사점은 차체 조형성, 내･외장 기능성, 그리고 종합적 활용성이라는 세 가지 측면으로 구분해 살펴볼 수 있다.