[김진구 연구원]

10년 전만 하더라도 언제 어디서나 휴대폰을 통해 인터넷을 할 수 있으리라고는 상상하기 힘들었다. 하지만 지금은 스마트폰 없이는 생활하기 어려울 정도로 우리의 삶에 깊숙이 자리 잡았다. 기술 개발 속도는 그만큼 점점 더 빨라지고 있다. 10년이면 강산이 변하던 과거와는 다르게, 단 며칠 사이에도 수많은 기술이 쏟아져 나오고 있다.

2002년에 개봉한 영화  ‘마이너리티 리포트’(사진 위)는 미래에 대한 모습을 상상하는 데 큰 역할을 했다. 스티븐 스필버그가 메가폰을 잡은 영화인데 흥미로운 장면이 많이 등장한다. 이 영화는 2054년 워싱턴을 배경으로, 범죄가 일어나기 전 범죄를 예측해 범죄자를 단죄하는 내용이다. 지금으로부터 약 40년 후의 모습을 그린 것이다.

영화 중반, 톰 크루즈가 연기한 주인공 존 앤더튼이 누명을 쓰고 추격자들로부터 도망치는 장면이 나온다. 추격자를 따돌리느라 운전에 신경 쓸 겨를이 없는 존 앤더튼 대신 자동차 스스로 도로를 질주하는 장면이다. 이 장면에서 ‘마이너리티 리포트’가 그리는 미래 도시의 무인 자동차의 모습이 담겨져 있다.

무인 자동차란 무엇인지 알아보고자 한다. 무인 자동차는 말 그대로 운전자가 타지 않아도 스스로 주행이 가능한 자동차를 뜻한다. 지금 현재까지 개발된 기술인 자율 주행 자동차라는 개념은 스스로 주행할 수 있으나 필요에 따라 운전자가 직접 개입할 수 있는 자동차로, 무인 자동차에 포함되는 내용이다.

이런 무인 자동차는 인간과 다르게 컴퓨터로 운전을 하는 것이기 때문에 졸음운전, 음주운전. 집중력 저하 등이 생기지 않아 안전하다는 장점이 있다. 때문에 미국의 교통사고는 50만 건 감소하게 되면서 사망자는 1,000명 이상 감소할 것이라는 전망도 나타났다. 또한 무인 배달, 휴식시간 증가 등 생활의 질이 높아지게 되면서 여가 시간이 확대되는 측면도 있다.

무인 자동차의 원리는 의외로 간단하다. 유리창 안쪽에 도로표지판 인식이 가능한 영상카메라와 위성위치확인시스템(GPS) 등의 장치가 들어간다. 자동차 지붕에 레이저 스캐너를 부착하여 추월하는 자동차를 피할 수도 있으며, 제한속도에 맞는 속도 조절도 가능하다. 또한 표지판, 신호등까지 인식하면서 스스로 주행이 가능한 것이다. 이 밖에도 고속 주행을 위한 차간 거리를 조정하거나 도로, 차선 등을 확인하는 기술이 개발되고 있다. 

영화 ‘마이너리티 리포트’가 묘사한 세계는 2054년으로, 앞으로 40여년 뒤에는 무인 자동차가 우리 일상에 파고 들 수 있을까 라고 상상하는 것 자체로도 즐거운 일이다.

세계는 지금 자율주행 자동차 개발 전쟁 중

많은 장점으로 언젠가는 무인 자동차의 시대가 올 것이라 판단한 전 세계의 많은 기업들이 무인 자동차 개발 경쟁에 뛰어들었다. 현대자동차나 BMW, 메리세데스 벤츠, 닛산 등 완성차 업체들뿐 아니라 구글, 테슬라, 심지어 중국 인터넷 기업인 바이두까지 무인자동차 상용화에 뛰어들었다. 지금까지 자동차 기술은 온전히 자동차 제조업체의 주도로 이어져왔다. 하지만 최근에는 무인 자동차만큼은 정보기술 업체에서 더 활발히 연구 중이다.

상용화 목표가 가장 앞선 업체는 구글이다. 구글은 2017년에 무인자동차를 상용화하겠다고 밝혔다. 지난 2010년 자율주행 자동차 개발 계획을 공식 발표한 후 약 4년이 지난 2014년 12월 자율주행 자동차의 시제품을 공개하기도 했다. 스티어링휠과 브레이크, 액셀러레이터 페달이 아예 달려 있지 않아 버튼만 누르면 목적지까지 스스로 움직이는 차다. 이전 연구용 무인 자동차와 비교했을 때, 자동차 위에 탑재한 센서 장비가 소형화됐고, 실제 도로에서 달릴 수 있도록 각종 편의 기능이 추가된 것이다. 

구글의 무인 자동차는 100만 마일(1,609,344km)을 무사고로 운전했다. 이 거리는 지구를 약 40바퀴를 돌 수 있는 거리다. 이처럼 안전하게 운전할 수 있는 장점을 앞세운 구글의 무인 자동차는 6년간 단 11번의 접촉사고가 났는데 모두 수동 운전 시 발생한 것을 알 수 있다. 붐비는 도심에서도 무인 운전 테스트에서 무사히 성공했다. 

구글은 검색 포털 최강 기업답게 엄청난 데이터베이스를 바탕으로 무인 자동차를 제작하고 있다. 수천 개의 도로 표지판, 20만 개가 넘는 정지 신호, 60만 개가 넘는 교통 신호등, 1억 8,000만 대의 자동차를 파악할 수 있다. 

구글의 자율주행 자동차 지붕에 탑재된 센서 장비는 ‘라이더(LiDAR)’라고 부른다. 원격 레이저 시스템이 빼곡히 들어가 있는 구글 기술의 핵심이다. 음파 장비와 3D 카메라, 레이더 장비도 포함돼 있다. 라이더는 마치 사람처럼 사물과 사물의 거리를 측정하고, 위험을 감지할 수 있도록 돕는다. 

각 센서의 역할은 모두 다르다. 감지할 수 있는 거리도 차이가 난다. 예를 들어 레이저 장비는 사물과 충돌해 반사되는 원리를 이용해 거리를 측정한다. 360도 모두 감지할 수 있도록 설계됐고, 1초에 160만번이나 정보를 읽는다. 또, 전방을 주시하기 위해 탑재된 3D 카메라는 차량이 도로 상황을 실시간으로 파악하기 위해 탑재된 기술이다. 3D 카메라는 카메라 하나로 사물을 촬영하는 것과 비교해 거리 측정의 정확도를 높인다. 사람의 눈이 2개의 눈으로 거리를 감지하는 것과 같은 원리다. 3D 카메라는 30m 거리까지 탐지하도록 설계됐다. 

이밖에 GPS와 구글지도 등 다양한 장비와 기술이 탑재돼 있다. 각종 첨단 센서 장비를 목적과 기능에 맞게 활용해 자동차가 감지할 수 없는 사각을 줄이는 것이 구글 자율주행 자동차 기술의 핵심이다.

이에 질세라 독일 자동차업체인 BMW도 무인자동차의 기술을 끌어 올렸다. 사람이 조작하지 않고도 앞 차량과의 거리를 유지하며 달릴 뿐 아니라 알아서 차선을 바꾸고 끼어드는 일반자동차에 양보하는 수준까지 이르렀다. 또한 전기차 ‘i3’에 자동주차 기술을 탑재하기도 했다. 차량에 장착된 4개의 레이저 스캐너가 주변 환경을 탐지하고 자동차가 장애물과 충돌하지 않도록 하는 기술을 만들었다.

아우디와 벤츠 등에서도 무인자동차를 개발하고 있다. 아우디는 무인 주행 최고 시속 240km에 이르며, 브레이킹과 코너링에 완벽한 모습을 보이고 있다. 3D 카메라와 GPS 시스템이 완벽하게 결합했기 때문이다. 또한 여러 대의 카메라로 주변 환경을 인식해, 3D 지도를 자체로 만들어내 장애물을 피해 움직이는 기술을 개발했다. 이 기술로 자동주차시스템을 구축하는 모습을 보였다.

벤츠는 운전석과 조수석이 180° 회전이 가능한 무인자동차를 만들었다. 게임을 하거나 울트라 고화질 화면을 탑재해 영상 감상이 가능하다. 이로서 자동차는 운송수단 뿐만 아니라 접대, 개인 여가활동 등을 위한 장소로 탈바꿈하게 되는 것이다. 또한 벤츠의 무인자동차의 또 다른 특징은 주행속도와 승차감을 선택이 가능한 것이다. 안락한 모드와 다이나믹 모드로 각각 선택해 운행할 수 있도록 한 시스템이다. 또한 벤츠는 무인주행트럭까지 개발이 진행 중이다. 독일 마르데부르크 인근 구간에서 최대 80km의 속도로 자율 주행에 성공했다. 사이드미러 대신에 센서가 달려 있어서 수시로 교통 상황에 대처하는 것이다. 벤츠는 무인 트럭을 2025년에 상용화를 목표로 하고 있다.

전 세계 자동차 브랜드 7위를 기록하고 있는 현대자동차는 외국에 비해 동떨어져 있는 모습을 보이고 있다. 무인자동차가 안전하게 운행되기 위해서는 레이더나 센서, GPS신호가 100% 정확도를 유지해야 하고, 도로 교통 인프라도 이 기술을 뒷받침해야 한다. 하지만 아직 현대자동차는 속도, 앞차와의 거리를 유지해주는 어드밴스드 스마트 크루즈 컨트롤(ASCC), 주행조향보조 시스템, 자동긴급제동 시스템, 회피 주행시스템 정도의 기술력만 확보된 상태이다. 

국내에서는 2014년 5월 KAIST 항공우주공학과 심현철 교수팀이 개발한 무인자동차 ‘유레카(EureCar)’가 고속 주행 실험에서 시속 140km로 달리는 데 성공한 바 있다.

무인 자동차는 소프트웨어 기술이 필수적으로 동반해야 하기 때문에 삼성전자, 애플, 소니, LG전자 등 다양한 IT업체들도 무인 자동차 산업에 진출했다. 무인자동차 상용화 시기를 앞세우기 위해서는 기존의 자동차 제조업체들과 IT 기업 간의 협력이 이루어져야 하는 것이다. 즉 IT 업체들은 자동차를 만들 수 있는 여건이 마련되지 않았고 반대로 자동차 제조기업들은 핵심 소프트웨어 경쟁력이 상대적으로 부족하기 때문에 결국 양쪽이 협력해야 한다는 것이다. 

삼성전자와 같은 경우에는 BMW와 연계해 원격 발레파킹 어시스턴트 시스템을 선보였다. 스마트 워치로 활성화하면 자동주차가 시행하는 것이다. 

국내에는 10여 년 전부터 세계 무인 자동차 대회에 참가하고 있지만, 차선 인식, 장애물 피하기는 가능한 기술력을 보유했다. 지능적인 운전 및 방대한 데이터는 아직 다른 나라에 비해 부족한 실정이다. 최근 개발되는 센서는 성능이 좋아져 사람보다 더 멀리, 정확하고, 빠르게 볼 수 있고 주변 환경을 인식하는 데 정밀도가 높아졌다. 그러나 복잡한 상황 판단은 아직 사람이 앞서있는 것을 확인 할 수 있다.

무인차는 세상을 어떤 모습으로 바꿀까?

2020년까지 고속도로 자율 주행 기술이 개발 및 적용이 기대된다. 전 세계적으로 2040~2050년까지 무인 자동차가 보급될 예정이기 때문에 어떤 기대효과를 가져올지 큰 관심을 모으고 있다. 

무인자동차의 기술의 발전은 향후 로봇 산업 등 사회 다방면에서 영향을 미칠 것으로 보인다. 맥킨지는 20년 후 대형 트럭은 공공 도로에서 달리는 첫 번째 무인 차량이 될 것이며, 이는 보험 업계에 큰 영향을 미칠 것으로 보인다고 예측했다. 즉 미래에는 운전자 본인의 상해 및 사망보험이 기기 오작동과 관련한 보험으로 대체될 것이라는 전망이다. 

무인자동차 기술은 보험 업계뿐만 아니라 의료 업계에도 상당한 영향을 미치게 된다. 무인 자동차가 도로를 달리게 되면 교통사고 건수가 줄어들게 되고 결과적으로 사망률이 낮아지기 때문이다. 맥킨지에 따르면 2013년 기준, 미국의 전체 사망요인 가운데 2위가 교통사고로 인한 사망인 것으로 나타났다. 그러나 맥킨지는 무인자동차가 상용화되는 2050년 즈음에는 그 순위가 9위로까지 떨어질 것으로 예측했다. 교통사고 건수가 줄어듦에 따라 피해액도 1,800~1,900억달러 가량 줄일 수 있을 것이라고 설명했다. 

또한 차의 활용도가 떨어지고 주차 공간은 늘어나는 상황이 되기 때문에 차를 소유하기 보다는 공유하는 형태로 진화하는 카셰어링이 지금보다 더 많아질 것으로 보인다. 때문에 자동차 시장은 전체적으로 감소할 전망이다.(약 40%이상) 그러므로 디지털 시대에는 무인 자동차 개발은 필수 아닌 필수인 셈이다. 

특히 우리나라의 자동차 산업은 GDP에서 13%로 가장 많은 비중을 차지고 하고 있다. 이는 우리나라 반도체와 철강 산업을 제친 수치이다. 이로서 국가 경제 발전을 위해서라도 무인 자동차 개발이 필수적이어야 한다. 또한 우리나라의 도로교통법에 의하면 ‘사람이 운전하는 차만 도로에서 운행할 수 있다’는 규정이 있기 때문에 국내 자동차 업체들은 연구소 내에서만 무인차 시험을 해야 하는 실정이다. 따라서 법적으로나 기술적으로 근본적인 재검토가 필수로 이어져야 할 것이다.

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