Tech Issue - 자율주행 기술의 성장 단계와 3가지 적용 사례_자율주행 기술의 현재 그리고 미래
Tech Issue는 글로벌 기술 트렌드 및 해외 유망 기술을 소개하기 위해 (주)비전컴퍼니와 협력하여 게재하고 있습니다.
▲ 이형민 대표
(주)비전컴퍼니
전기자동차와 자율주행 자동차는 지금 자동차 업계에서 가장 핫한 키워드라고 할 수 있다.
이제 자동차는 ‘바퀴 달린 전자제품’으로 불릴 만큼 다양한 기술들이 가장 활발히 융합되고 있는 산업으로 탈바꿈하고 있다.
특히 미래 자동차의 핵심기술이라 할 수 있는 자율주행 기술은 구글, 엔비디아와 같은 글로벌 기업들이 선도하고 있으며, 기존 자동차 제조기업들은 후발주자로 기술 개발에 뛰어들거나 기술 선도 기업들과 협력하는 방법으로 자율주행 자동차를 개발하고 있는 모습이다.
구글은 세계 최초로 자율주행 자동차를 개발한 기업으로 역사에 기록될 전망이다.
구글은 2010년부터 본격적으로 기술 개발에 착수해 'Moonshot Division X'라는 자체 자율주행 자동차 개발 프로젝트를 진행했다.
2012년에 시각장애인을 태우고 20만 마일(약 321,000㎞)을 주행했고, 2014년까지 총 70만 마일(약 1,126,000㎞)을 주행한 기록을 세웠다. 현재까지 미국 전역 6개 주에서 무려 8년 이상의 주행 테스트를 진행하고 있다.
구글은 2018년을 1차 무인자동차 상용화 시점으로 잡고 지금도 자율주행 차량의 시범운행을 활발히 펼치고 있다.
구글이 이같이 자율주행 기술 분야에서 가장 앞서고 있는 데는 그동안 축적한 지도 데이터베이스도 크게 기여했다.
차가 자율주행하기 위해서는 차선 수와 너비, 신호등, 방지턱 등 막대한 자료가 필요한데 구글은 이미 ‘스트리트뷰’ 서비스를 통해 방대한 지도 데이터베이스를 구축해 놓은 상태이다.
물론 벤츠, 아우디, 포드, GM, 도요타, 현대 등 기존 자동차 제조기업들도 자율주행 자동차 개발에 열을 올리고 있는 모습이다.
이미 포드, 아우디, 테슬라 등 몇몇 기업들은 수백 킬로미터의 자율주행 시범 운행을 마친 상태이며, 2018년부터는 더 많은 기업들의 자율주행 차량들이 실제 도로에서 운행 테스트를 진행할 예정이다.
자율주행 기술은 감지시스템, 중앙제어장치, 액추에이터 등으로 구성되며, 로봇 및 컴퓨터공학, GPS, 정밀 센서, 전자제어 등 많은 첨단 기술들의 융합이 필요하다. 따라서 아직 국제 표준이 정해져 있지 않은 상태다.
현재는 미국 도로교통안전국(NHTSA, National Highway Traffic Safety Administration)이 구분한 5단계(0~4단계) 자율주행 기술 단계와 미국자동차기술학회(SAE, The Society of Automotive Engineers)가 구분한 6단계(0~5단계)의 자율주행 기술 단계로 구분해서 사용하고 있으며, 앞으로 많은 전문가들이 SAE의 6단계 방식이 국제 표준이 될 가능성이 크다고 전망하고 있다.
LEVEL 0 - 모든 것이 수동
레벨 0은 말 그대로 자율주행기술이 탑재되지 않는 지금의 자동차의 상태를 뜻한다. 자동차의 모든 기능을 직접 운전자가 수동으로 작동시켜 제어하는 단계이다.
LEVEL 1 – 자율주행의 기본 기능 탑재
운전자의 편의를 위한 특정 자동화 기능들이 추가된 단계이다. ‘순항 제어’를 뜻하는 크루즈 컨트롤 기능, 설정된 속도의 주행 기능, 차선 이탈 경보 장치(LDWS), 자동 브레이크 제어 시스템(AEB) 등이 대표적인 기술이다. 다만 모든 기능들은 운전자의 선택적 능동제어가 꼭 필요하다.
LEVEL 2 – 기능을 혼합하여 만든 안전 기술
‘자율주행’다운 기술이 탑재되는 단계로 자동차가 운전자를 좀 더 많은 범위에서 보조한다. 기능적인 부분은 두 개 이상의 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems)가 복합적으로 차량을 제어(SCC+LKAS, SCC+LKAS+AEB 등)한다.
2단계에서도 운전자는 시선을 전방에 두고 여러 돌발 상황에 대비하는 등 감시자 역할을 해야 한다.
LEVEL 3 – 특정 상황에서 자유로운 단계
현재 다수의 자동차 업계의 기업들이 많은 자율주행 기술의 상용화를 위해 테스트가 진행되고 있는 단계이다. 특정 상황에서 차량이 운전자의 도움 없이 교통 신호와 도로 흐름을 인식해 자동차 스스로 운전한다.
그러나 운전자는 GPS 수신불량, 통신장애 등 매우 위급한 상황에서는 운전자의 조작이 불가피하다.
LEVEL 4 – 차량 스스로 운전
차량이 스스로 안전한 주행이 가능한 수준에 도달한 단계이다. 비포장도로 혹은 지도에 표기되어 있지 않은 도로 등 차량이 도로 상황을 감지하고 인식하기 어려운 단계에서도 자동차 스스로 안전한 주행이 가능하다.
따라서 4단계에서는 기술, 통신, 데이터 등 모든 것이 연결되어 있는 최적의 환경이 뒷받침되어야 하며, 현재 구글, 테슬라, 엔비디아 등 자율주행 선도 기업들이 시험주행을 통해 4단계의 기술을 고도화하고 있다.
LEVEL 5 – 알아서 가는 자동차
사람의 개입이 전혀 필요 없는 공상과학 영화에서나 볼 수 있는 완벽한 자율주행 기술 단계이다. 모든 것들이 연결되는 완벽한 사물인터넷 환경을 갖고 있으며, 자율주행뿐만 아니라 인공지능 비서, 건강체크, 자동차와의 대화까지 가능한 기술이 구현된다.
100% 자율주행 택시 서비스 '웨이모(Waymo)'
2017년 11월 7일, 100% 자율주행으로 움직이는 미니밴 택시 서비스 구글의 '웨이모(Waymo)'가 출시한 날이다.
얼마 전에 차량 공유 서비스 1인자 우버도 자율주행 택시 서비스를 곧 론칭하겠다고 발표했는데, 알파벳이 먼저 발 빠르게 출시해 이 시장을 선점하려는 의도가 있어 보인다.
이번에 알파벳이 출시한 웨이모는 이들이 자체 개발한 자율주행 자동차를 활용한 첫 번째 상용화 서비스라고 할 수 있다.
웨이모의 CEO 존 크래프칙(John Krafcik)은 언론과의 인터뷰에서 웨이모는 Fiat Chrysler Pacifica의 미니 밴을 개조해서 만들었으며, 세계 최초로 상용화된 로봇 택시라고 강조했다.
또한 웨이모는 정식 서비스 출시를 위해 그동안 아리조나 피닉스에서 이 차량을 테스트해왔다.
Uber, Lyft, 애플, 테슬라 등 앞으로 웨이모와 경쟁하게 될 어떤 자율주행 차량들보다 성능 면에서도 가장 뛰어나다고 강조했다.
실제로 최근 Edison Investment Research의 자료에 따르면 웨이모는 우버의 자율주행 택시보다 5천 배나 뛰어난 주행성능을 갖고 있다고 평가했다.
참고로 우버의 성능은 6대의 자율주행 차량들 중에서 최악의 성능을 보였다. 현재 웨이모는 피닉스에서 무료로 시범 서비스를 론칭했다.
몇 개월 더 서비스를 테스트한 후 이용자들에게 요금을 부과할 계획이다. 웨이모는 로봇 택시를 시작으로 개인용 차량, 트럭, 물류 등 다양한 분야로 자율주행 차량 서비스의 확대를 모색하고 있다.
세계 최초, 자율주행 무인 식료품점
'로보마트(Robomart)'
미국 샌프란시스코 기반의 스타트업인 '로보마트(Robomart)'가 출시한 세계 최초의 자율주행 식료품 배달 차량이 큰 화제를 불러오고 있다.
로보마트는 오직 채소와 과일과 같은 식료품을 소비자의 집 앞에서 제공하기 위해 탄생한 자율주행 무인점포다.
소비자가 앱을 통해 로보마트를 부르면 가장 가까운 무인차량이 신속하게 집 앞으로 달려가는 식이다.
창업자 '알리 아메드(Ali Ahmed)'는 “전 세계에서 가장 저렴한 가격에 식료품을 가장 신속하게 제공하기 위해 자율주행 배달 차량을 선택하게 됐으며, 다년간의 개발 끝에 로보마트가 탄생하게 됐다”고 말했다.
컨슈머 리서치 전문 기업 'Kantar Worldpanel'의 자료에 따르면 전 세계 식료품 시장은 1조 달러나 되며, 유통 기한이라는 식품의 특성 때문에 대부분의 소비자들은 식료품점이나 마트와 같은 오프라인 매장에서 구매하고 오직 5%의 소비자만이 온라인을 통해 구매한다.
그러나 알리 아메드는 온디멘디드(On-Demanded) 쇼핑이 가능하다면 즉, 고객의 니즈에 딱 맞는 상품과 배달 서비스가 가능하다면 식료품도 충분히 온라인을 통해 주문할 수 있다고 예상했다.
신선한 식료품을 저렴한 가격에 신속하게 집까지 찾아가 제공하는 것이다.
이를 실현하기 위해 로보마트는 100% 자율주행 차량을 선택했고, ‘Grab and Go’라고 칭한 자동 결제 및 체크아웃 기술을 자체 개발하여 특허를 출원하였다.
로보마트를 사용하는 방법은 매우 간단하다. 사용자가 앱으로 로보마트를 요청하면 콜택시처럼 집 앞에 도착하게 된다. 일단 차량이 도착하면 문을 열고 원하는 식료품을 집어 들고 문을 닫기만 하면 된다.
로보마트의 Grab and Go' 기술은 아마존의 무인 편의점에 적용되었던 ‘아마존 GO’의 기술과 유사한 카메라 센서 기술이 적용된 것으로 보인다.
소비자의 구매 행동이 자동으로 추적되어 체크아웃하면 자동으로 결제가 되는 식이다.
현재 로보마트는 캘리포니아주의 자율주행 차량허가를 득한 후 샌프란시스코를 중심으로 본격적인 서비스를 시작할 계획이다.
VR 기술로 실제 차량을 운전한
'엔비디아(Nvidia)'
올해 초, 국내에서도 큰 인기를 끌었던 할리우드 영화 ‘블랙 팬서’.
영화에서 실제 차량을 원격으로 조종하는 모습이 최근 미국 실리콘밸리 산호세에서 열린 'GTC 2018'에서 시연돼 화제다.
그래픽카드로 유명한 '엔비디아(Nvidia)'가 VR 기술로 실제 차량의 운전을 시연한 것이다.
엔비디아의 CEO 젠슨 황(Jensen Huang)은 이 VR시연 기술을 행사장 바깥에 있는 실제 차량과 이원 생중계로 직접 설명했다.
운전자는 젠슨 황 옆에서 HTC Vive VR 기기를 착용한 상태에서 시뮬레이션 운전 장치에 앉아 있다.
바로 이 운전자가 바깥의 실제 차량을 운전한 것이다. 젠슨 황은 이 기술을 ‘반 자율주행 기술’이라는 표현을 사용해 설명했다.
차량은 포드 퓨전 차량으로 자율주행 장치가 그대로 장착돼 있다.
차량에 설치된 카메라 덕분에 VR 기기를 착용한 운전자는 마치 실제 자동차 운전석에 앉아 있는 것처럼 느껴지게 되는 것이다.
차량은 자율주행 차량이지만 운전은 원격으로 사람이 운전하니 반 자율주행 차량이 맞는 것 같다.
시연에서 운전자는 행사장 뒤편에서 차량을 운전해 행사장 주위를 천천히 돌더니 주차까지 잘 마쳤다.
이미 널리 알려진 것처럼 엔비디아는 강력한 GPU기술을 바탕으로 인공지능 플랫폼 기업으로 발돋움한 상태이다.
엔비디아의 이번 VR 기술은 자율주행 차량과 사람을 실제로 연결할 수 있다는 것을 증명한 것이라고 할 수 있다.
가상으로 구현되는 컴퓨팅 기술이 실제 세상을 움직이는 기술로 사용될 수 있다는 것을 보여준 것이다.
최근 자율주행 차량의 결함을 우려하는 목소리가 커져가고 있는 가운데 앞으로 VR 기술이 이를 보완할 수 있을지 주목된다.