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겨울철 블랙아이스, ㈜모바휠이 해결한다인공지능(AI)과 음파의 물리적 특성으로 완벽한 노면파악과 제어, ‘과기부 실험실 창업페스티벌’ 최우수상 2회 수상
신태섭 기자  |  tss79@naver.com
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승인 2021.09.29  09:13:40
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▲ 도로 안전에 대한 통합 서비스

한국교통안전공단의 분석에 따르면, 최근 3년 동안의 평균 동절기(12~1월) 교통사고 치사율은 1.83으로, 평균(1.71)보다 7% 높은 것으로 나타났다. 기상조건별로 살펴보면 동절기에 비가 오는 경우 치사율이 2.99다. 이는 전체 비오는 날의 연평균 치사율 2.18보다 37.1% 높게 분석되었다. 이는 겨울철 빙판길 사고의 위험성에 대한 매우 유의미한 통계자료다. 실제로 최근 겨울철 블랙아이스로 인한 크고 작은 교통사고가 계속해서 발생하고 있다. 2019년 상주-영통 고속도로 상·하행선에서 블랙아이스로 각각 28중, 22중 대형 추돌사고가 발생하면서 사회적으로 큰 충격을 주었다. 32명이 다치고 7명이 사망한 초대형 교통사고였다.
이에 정부에서도 블랙아이스 사고를 예방하기 위해 블랙아이스가 자주 발생하는 도로에 열선과 염수분사기 등을 매립하고 설치하고 있지만, 사고를 예방하기에는 현실성이 많이 떨어지고 있다. 이런 가운데 국내 스타트업 기업인 ‘㈜모바휠(대표 김민현)’에서 도로의 노면을 실시간으로 파악하여 블랙아이스로 인한 사고를 예방할 수 있는 혁신적인 솔루션이 개발되면서, 관계자들의 많은 주목을 받고 있다.

겨울철 ‘도로 위 조용한 저승사자’ 블랙아이스, 해결하기 힘든 사회적 문제
㈜모바휠은 겨울철마다 큰 이슈가 되고 있는 블랙아이스 사고를 줄이고, 이로 인한 사회적 문제를 해결하기 위해 설립된 벤처기업이다. 김민현 대표는 “미국의 통계자료를 보면 연평균 600만건의 교통사고가 발생하고, 이중 노면 미끄럼으로 발생하는 사고가 120만 건이다. 전체 사고의 20%를 차지할 정도로 높은 수치로, 결국 국가와 보험사에 큰 부담을 주게 되면서 사회적 문제가 되고 있다”고 언급했다. 우리나라에서도 미끄럼 사고는 큰 사회적 문제다. 한국에서 겨울철 교통사고의 주범인 블랙아이스로 인해 최근 5년간 6500건의 사고가 발생했고, 약 200여 명이 사망했다. 블랙아이스가 사회적 문제가 되면서 정부와 각 지자체에서는 열선과 염수분사기 등의 장비를 설치하고 있지만 사고를 막기에는 역부족인 상황이다. 무리한 전기 사용과 생태계에 미치는 영향 등의 이유로 사람이 직접 도로의 노면을 확인하고, 장비를 작동해야 하는데, 블랙아이스는 육안으로 확인이 되지 않기 때문이다. 열선이나 염수분사기가 없는 대부분 도로는 사정이 더욱 열악하다. 담당 공무원이 기상정보를 확인하고, 도로 노면 위 블랙아이스를 확인하면 사설 업체에 도로 융설(融雪)을 의뢰한다. 그리고 업체가 해당 지역에 가서 빙판길을 제거하게 되는데, 융설 작업을 하기까지 무려 4단계(기상 방송→도로 파악→작업 요청→융설 작업)를 거쳐야만 한다.

㈜모바휠, 인공지능(AI)과 음파의 물리적 특성으로 도로 노면을 완벽하게 파악
블랙아이스로 인한 사고 완벽히 예방하고, 도로 안전에 대한 통합 서비스 구축할 수 있어
㈜모바휠에서 최근 개발한 솔루션 블랙아이스 문제를 완벽히 해결할 수 있는 솔루션으로 주목을 받고 있다. 모바휠에서 개발한 센서 모듈을 도로 노면에 설치하면, 인공지능(AI)과 음파의 물리적 특성을 이용하여 9가지 노면의 상태(비, 얼음, 아스팔트, 흙 등)를 완벽하게 구분하여 도로 관계자 및 운전자에게 정보를 제공한다. 이 센서는 비접촉식으로 현재 기존에 도로 인프라에도 어렵지 않게 설치하며, 안전사고 예방에 큰 도움이 될 수 있다. 특히 열선이 설치된 전국 3000여 곳의 도로에 설치하면 빠르게 큰 효과를 거둘 수 있다. 노면에 쌓인 눈과 눈에 보이지 않는 블랙아이스 등의 위험요소가 파악되면 자동으로 염수분사기, 열선이 자동으로 작동되어 안전사고를 예방하는 것이다. 김 대표는 “현재 도로에 설치된 열선을 작동하기 위해서는 실시간으로 노면의 상태를 파악해야 하는데 이는 현실적으로 불가능하다. 하지만 우리 센서는 노면 상태를 실시간으로 완벽히 분석하기 때문에 열선 및 염수분사기에 대한 제어가 가능하다. 이는 안전사고 예방은 물론 에너지 절약에도 큰 효과가 있다”고 언급했다.
이 솔루션은 IoT 기반의 도로 모니터링 서비스도 가능하다. 노면의 상태는 물론이고, 교통량과 기상정보 등을 파악하여 도로정보 데이터베이스 서버로 전송하고, 정보가 필요한 관련 기관이나 사용자가 그 정보를 이용할 수 있다. 하나의 센서 모듈 설치로 도로 안전에 대한 통합 서비스 구축이 가능한 것이다. 이밖에도 전방에 형성된 블랙아이스나 빙판 등을 도로에 설치된 전광판을 통해 후방에서 접근하고 있는 운전자에게 미리 주의를 보내는 것도 가능하며, 네비게이션 업체와 협업하면 네비게이션 안내를 통해 운전자에게 정보를 제공할 수도 있다.

자동차에 설치하여 더욱 다양한 효과 기대할 수 있어
ABS를 뛰어넘는 자동 제어기능, 감속과 가속을 위한 최고 효율 가질 수 있어

㈜모바휠의 센서를 자동차에 설치한다면 더욱 다양한 효과를 거둘 수 있다. 현재 자동차에 설치된 ABS 장치는 최대 정지마찰력이 작동하는(정지마찰력이 운동 마찰력으로 바뀌는) 짧은 순간을 여러 번 반복적으로 발생시켜 제동하는 원리다. 최대정지마찰력이 작용하는 시점에 초당 수십 번씩 브레이크를 작동시켜 타이어의 마찰력을 극대화해 제동거리를 줄이는 것이다. 하지만 ABS는 타이어가 이미 미끄러지기 시작할 때 작동을 시작하기 때문에 반응속도가 너무 늦다. 하지만 모바휠의 센서를 차량의 앞쪽 범퍼 하단에 장착하면, 타이어가 노면이 닿기 전 노면 정보를 먼저 수집해 타이어의 감속과 가속을 제어할 수 있다. 이를 통해 제동거리의 단축과 블랙아이스로 인해 발생하는 미끄러짐을 미리 준비하고 예방할 수 있다.
전기차에 장착한다면 더 큰 효과를 기대할 수 있다. 전기차에는 회생제동(回生制動)이 필수적이다. 회생제동이란 전기자동차의 속도를 줄일 때 브레이크를 밟는 상태가 아닌, 다른 방법으로 제동을 걸어서 전기를 생산하여 배터리를 충전하는 것을 말한다. 이는 주행거리를 높이기 위해서는 매우 효과적이지만 기존의 내연 차량과 같은 타력운전(惰力運轉)이 불가능해진다. 그 순간 바로 회생제동이 걸리기 때문이다. 일부 전기자동차는 주행거리를 늘이기 위해 아예 회생제동을 끌 수 없게 만들기도 한다.
노면에 따라서 최대마찰계수가 다르고 최대정지마찰력도 다르다. 그런데 만약 차량에서 노면의 정보를 미리 알 수 있다면 제어가 훨씬 편하다. 노면의 정보를 알면 최대 마찰계수를 사용할 수 있기에 최고 가속과 감속에 있어서 최고의 효율을 가질 수 있는 것이다. 모바휠의 센서는 이러한 노면의 종류를 파악할 수 있기 때문에 감속과 가속에 있어서 최대의 효율을 낼 수 있다.

사회적 문제를 하나하나 풀어가고, 국가에 보답하는 것이 우리의 사업 비젼
현재 김민현 대표는 카이스트 차량제어 연구소에서 근무하고 있다. 김 대표의 최종 목적은 전기차에 예견 센서로 사용하여 운전자에게 운행 프리뷰를 제공하는 서비스를 하는 것이다. 김 대표는 “카이스트 내부에서 자체적인 검증은 모두 끝냈다. 빙판길과 빗길, 블랙아이스 등 다양한 노면에서 실험을 진행했고, 성공적인 결과를 얻었다. 현재 자동차 부품업계와 오가는 이야기도 있다. 시제품이 나오고 실제 도로환경에서 완벽한 테스트를 거친 후 보다 적극적인 사업을 펼칠 것이다”고 언급했다.
㈜모바휠은 이미 그 기술력을 널리 인증받고 있다. 과학기술정보통신부에서 주관하는 스타트업 경진대회인 ‘실험실 창업페스티벌’에서 최우수상을 두 차례 수상했으며, 스마트도시협회에서 진행하는 경진대회와 카이스트에서 진행하는 각종 경진대회에서 대상을 받았다.
또한 올해 말 착공이 예정된 인천 청라와 영종도를 잇는 ‘제3 연륙교’에 이곳의 센서 장착에 대한 협의가 진행 중으로 앞으로 이들의 사업은 더욱 탄력을 받을 것으로 예상된다.
해결하기 힘든 사회적 문제를 풀고 싶어서 스타트업을 창업했다는 김민현 대표, 그는 수년 전 휠체어 사용자들의 편의를 돕기 위해 ‘수동 휠체어 전동화 키트’를 개발하여 시제품을 출시했으며, 현재 상용화를 준비 중이다. 김 대표는 마지막으로 “대기업 혹은 연구소에 취직해도 국가와 사회에 도움이 될 수 있다. 하지만 눈에 보이는 사회적 문제의 직접적인 해결방안을 찾기에는 스타트업이 훨씬 유리해서 창업을 하게 되었다. 사회적 문제를 하나하나 풀어가고 국가에 보답하는 기업이 되는 것이 당사의 비젼이자 목표다”고 언급했다.  

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