[자동차 X 로봇]4차 산업혁명의 핵심기술을 자율주행! 미래형 스마트시티를 향해
안녕하세요 KAIA 3기 서포터스타즈입니다.
자율주행! 요즘 가장 ‘핫’한 기술 중 하나입니다.그리고 많은 분들이 체감하실 수 있는 변화이기도 합니다!아직 상용화되지는 않았지만 이 글을 읽고 있는 지금도 실시간으로 발전하고 있는 기술입니다.지난 KAIA와 국토교통기업지원허브, 그리고 일상 속 국토교통기술을 소개하면서 자율주행에 대해 간략하게 다루었는데 설명이 조금 부족했던 것 같아서 이번 포스팅에서는 좀 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.
자율주행? 정확한 정의는 무엇일까?
자율주행이란 사람의 개입 없이 ‘주변 환경을 인식’, ‘주변 상황을 판단하고 스스로 제어’하는 기술이 결합된 4차 산업혁명 시대의 핵심 기술 중 하나입니다. 반복적인 기계학습, 즉 딥러닝을 기반으로 한 인공지능 소프트웨어가 탑재되어 있습니다!
미국자동차기술학회인 SAE는 자율주행 기술을 0단계에서 5단계까지 총 6단계로 나누었는데, 각 단계가 자율주행 능력을 평가하는 척도로 널리 사용되고 있습니다.
하나씩 살펴보면 우선 0단계는 100% 운전자가 조작하지만 주변 상황을 인식한 뒤 상황 알림과 운전 보조 기능만 수행하는 형태입니다.
1단계는 도로의 차선과 속도를 유지시켜 차간 거리에 따른 가감속이 가능한 형태입니다.그러나 완벽한 자율주행 상태가 아닌 만큼 갑작스러운 상황에 대비해 운전자가 계속 주시해야 하는 보조적인 상태에 가깝습니다.
2단계는 1단계보다 발달한 형태로 안정된 커브 기술과 부드러운 가감속 등이 이루어지고 있습니다. 2단계까지는 첨단운전자보조기술 ADAS의 발전으로 상당수 신형 자동차에 많이 탑재됐습니다.
3단계는 비상 상황에서만 운전자가 개입하는 것으로 충분하고 기본적인 변수를 예측할 수 있어 전반적인 주행 제어가 가능한 상태입니다. 다만 예측하기 어려운 돌발상황에 대한 대처는 아직 부족한 형태이며 아직 기계학습 등 상당수 연구가 진행된 상황입니다.
4단계는 운전자가 필요하지만 대부분의 상황에서 대처할 수 있고 목적지까지 운전자의 개입이 필요 없을 수도 있는 자율주행 단계이며, 이 단계부터 진짜 자율주행이라는 이름을 붙일 수 있습니다.
5단계는 자율주행 완성 단계로 운전자가 전혀 필요 없이 모든 상황을 제어할 수 있는 단계입니다. 무인택시, 무인버스를 구현할 수 있으며 운전석을 완전히 뒤로 돌리는 등의 행위가 가능한 완벽한 자율주행입니다!
많은 기업에서 3단계 이상의 고차원 자율주행을 위해 노력하고 있으며 현재 자율주행 기술은 2.5~3단계 정도로 평가받고 있다고 합니다! 게다가 구글 웨이모는 3단계 이상 자율주행의 기본적인 기술을 이미 개발한 상태이기도 합니다.하지만 3단계부터는 컴퓨터가 운전 주체인 만큼 관련 법규 준비도 필요하기 때문에 정부의 노력도 필요한 상황입니다.
자율주행은 어디에서 활용될까?
자율주행이 활용되는 분야는 정말 다양합니다! 아마 ‘자율주행’ 하면 자동차를 많이 떠올리겠지만 자율주행 기술의 정점이 자동차이긴 하지만 우리 사회의 다른 안에도 깊숙이 들어와 있습니다.첫째, 자율주행 로봇입니다!
자율주행 로봇의 범위는 정말 넓어요!집에서 흔히 접할 수 있는 로봇청소기도 센서를 통해 장애물을 판단하고 피해 운행하는 방식인 만큼 넓게 보면 자율주행을 가진 로봇입니다.근데 좀 애매하죠? 좀 더 ‘자율주행’이라는 이름에 어울리는 로봇이 여기 있어요!
인천공항에 가면 LG전자가 개발한 공항 안내 로봇을 만날 수 있습니다. 로봇에 원하는 위치를 입력하면 그 장소까지 안내해 줍니다. 길을 찾는 과정에서 장애물은 물론 사람도 스스로 피해갑니다.센서기술, 지도(GIS), 통신기술이 융합된 아주 좋은 사례라고 할 수 있습니다.제가 직접 촬영한 영상이 있는데 한번 볼까요?
https://blog.naver.com/mchoi0602/221076378930 인천공항 귀요미 안내로봇! ‘에어스타’를 직접 만난 소감 안녕하세요 태수입니다. 오늘은 좀 특별한 주… blog.naver.com 포스팅 중간에 있으니 참고해주세요!
공항뿐만 아니라 백화점과 호텔 등 다양한 시설에 이 기술을 접목시키면서 서비스의 질을 더욱 높일 수 있을 것으로 기대됩니다!
그 외 배달의민족에서는 배달 셔틀 로봇 ‘딜리’를 개발해 시범 운행 중입니다.대학 캠퍼스를 시작으로 아파트 단지에서도 운행하고 있습니다. 위의 공항 안내 로봇과 비슷한 원리이지만 자동차 도로 위를 운행하는 것이 특징입니다!
두 번째로 자율주행 철도입니다.자율주행이 대중교통에 적용된 첫 사례로 아직 연구개발이 한창인 자율주행자동차와 달리 한정된 공간에서만 주행한다는 환경 덕분에 상대적으로 외부 돌발상황이 적어 이미 거의 완전한 자율주행으로 운행되고 있는 상태입니다.
초기에는 기관사의 제어가 필요하며 선행열차의 간격을 고려하여 속도를 제어하는 ATC와 같은 신호장치가 주를 이루었습니다. 하지만 현재는 ATO가 많은 노선에 적용돼 출입문 개폐 및 정밀한 승하차 위치 조절, 차량 기지 내 운행을 제외한 부분에서 반자율 주행이 일상화되고 있습니다.
신분당선을 시작으로 인천2호선, 우이 신설선, 인천공항 자기부상철도 등에 적용된 무인운전시스템은 사람의 도움 없이 모든 운행과정을 수행하고 안전요원이 탑승하기는 하지만 전 과정이 자율주행으로 구성되어 있어 높은 수준으로 평가받고 있습니다.
세번째,자율주행자동차입니다.자율주행자동차 기술은 위에서 조금 알려드린 첨단운전자보조기술(ADAS)을 시작으로 점차 발전해왔지만 초기에는 차선을 유지시킴으로써 운전자의 실수를 줄이는 역할에 한정됐지만 현재는 속도를 제어하고 주차까지 자동으로 실행하고 있습니다.
이제는! 정말 자율주행이 시작되어야 해요. 구글 웨이모는 운전석을 비운 상태에서 완전한 자율주행 시스템을 시범 운행하기 시작했고, 세계 유수의 기업들이 3단계 이상의 자율주행을 위해 큰 투자를 하고 있습니다.
양산되는 일반 자동차 기준으로는 일본 자동차 업체 혼다가 개발한 3단계 자율주행 시스템 ‘혼다 센싱 엘리트’가 양산차 기준 세계 최초로 인증을 받았다고 합니다. 이는 운전자 중심의 체제에서 완전한 자율주행으로 넘어가는 최초의 시작이라고 할 수 있습니다.
국내 기업인 현대차도 미국 자율주행 기업 앱티브와의 합작법인 설립 이후 세계 6위권으로 평가받는 수준의 자율주행 기술을 확보하고 인지시스템과 인공지능 알고리즘 분야에서 높은 성장세를 보이고 있어 3단계가 적용된 자동차를 조만간 만날 수 있을 것으로 보입니다.
국내 자율주행 연구 진행 상황
우리나라 자율주행 연구는 아직 세계를 선도하는 역량에는 미치지 못하지만 자율주행차 운행에 뒷받침되는 정보통신기술 수준과 도시 내 인프라 경쟁력이 높아 빠른 연구개발이 가능하다는 강점이 있습니다.앞서 기술한 현대차도 앱티브와의 합작법인 설립을 통해 자율주행 연구를 지속적으로 추진하고 있으며 정부도 자율주행 1위 국가로 도약하기 위해 2027년까지 자율주행 사업 전반에 1조974억원을 투입할 예정입니다.
지난해 개최된 판교 자율주행 모빌리티 쇼에서 경기도와 차세대융합기술연구원이 선보인 자율주행버스 ‘제로셔틀’이 성공적으로 운행됐고 세종시에서는 올해 5월 31일부터 일반 시민을 대상으로 4단계에 준하는 자율주행버스 시범운행에 들어갔습니다.또 서울시는 상암동을 자율주행차 시범운행지구로 정하고 상암동을 순환하는 호출형 자율주행버스 실증사업에 들어가기 위해 7월 말부터 사업자 모집을 시작한다고 밝혔습니다.서울시는 또 자율주행자동차 시범운행지구 운영위원회를 설립해 공공과 민간이 협력해 자율주행이 발전할 수 있는 기초를 만들어 나갈 예정입니다.
자율주행의 미래
자율주행 시스템은 생각보다 빠른 속도로 발전하고 있어요.멀지 않은 미래에 자율주행 대중교통이 도시를 누빌 것으로 보입니다.버스와 택시뿐만 아니라 대부분의 차량이 자율주행 시스템을 탑재하면 도시는 어떻게 변화할까요?자동차가 유기적으로 연결되어 교통량 제어도 가능해지고 최근 문제가 되고 있는 음주운전, 졸음운전으로 인한 사고도 사라질 것입니다.
자율주행 기술이 자동차뿐 아니라 건물 내 로봇, 택배 등에도 적용되면 완전히 자동화된 스마트시티가 실제 구현될 것입니다.하지만 이런 사회로 가기까지 해결해야 할 과제가 많습니다.
첫째, 사고율이 0%로 수렴해야 합니다. 자율주행 중 상태에서 사고가 발생하면 누구의 책임인지에 대한 논란이 끊이지 않고 있다.사람이 계속 주시하고 있는 현재의 자율주행에서는 책임 소재가 비교적 분명하지만 운전자가 부재한 자율주행 상태에서는 책임 주체가 명확하지 않은 만큼 문제 해결이 쉽지 않습니다.이에 따라 구글 웨이모가 하고 있듯이 지속적인 자율주행차 시험운행으로 데이터를 확보하고 사고율을 줄이는 과정이 선행돼야 하며 관련 법규 제정에도 힘써야 합니다.
이렇게 알아보니 어때요! 생각보다 실제로 적용되는 날이 머지않았다고 생각하지 않나요?앞으로 적용될 자율주행 기술이 기대됩니다! KAIA도 관련 기술 개발을 지원하는데 주력하고 있으니 많은 관심 부탁드립니다!
이상, 태수였습니다.
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