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배움과 성장

자율주행 기술이 바꿀 미래

빛나지니 2023. 7. 31. 20:13
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자율주행 기술은 자가용 차량에만 쓰이지 않는다. 택시, 트럭, 배송 로봇, 선박에까지 쓰일 수 있고 한창 개발 중이다. 그러나 이 글에서는 가장 일반적인 자율주행차를 대상으로 기술, 선두 기업, 미래 전망을 소개해본다.

 

1. 전기차=자율주행차로 인식되는 이유

전기차와 자율주행차는 다르다. 전기차는 전기에너지를 동력으로 구동되는 차량으로 에너지원에 따른 구분이고, 자율주행차는 사람의 조작 없이 스스로 운행이 가능한 차량으로 인공지능이 핵심인 영역이다. 따라서 애플의 팀 쿡이 말한 바와 같이 자율주행차는 로봇인 셈이다.

 

그런데도 전기차의 궁극은 자율주행차로 전기차=자율주행차로 인식된 것은 전기차가 자율주행차를 구현하는 데 보다 유리한 조건을 가지고 있기 때문이다.

먼저 전기차의 에너지효율이 높다. "자율주행을 위해 수많은 센서, 프로세서, 네트워크 모듈, 정보 시스템까지 필요한 대규모 소비 전력을 배터리에서 쉽게 받기 때문에 효율적이다. 즉 엔진보다 컴퓨터 운용이 더 중요한데 이 에너지는 전기로 받아야 하고 전기차는 배터리에서 바로 받는다.
두 번째 전기차가 내연기관차에 비해 제어가 빠르다. 전기차는 모터로 움직이므로 컴퓨터의 알고리즘으로 제어가 내연기관차보다 쉽다. 전기차량은 내연기관 차량처럼 기계적 메커니즘을 밟을 필요 없이 모터만 제어하면 돼 컴퓨터에 의한 빠른 제어가 가능하다.
또 전기차 모터는 내연기관 차량에 비해 훨씬 가볍고 부품 수가 훨씬 적어 신속한 제어에 용이하다
세 번째 넓은 내장 공간 확보로 다양한 정보 오락 프로그램 서비스 제공이 가능하다. 전기차의 부품 수는 내연기관차의 40~50% 수준이기에 동일한 차량 크기에서 여유로운 내부 공간을 확보할 수 있다. 이는 기술적 효용성과는 관련이 없지만, 자율주행으로 인해 사람이 운전하지 않을 때 뭘 하고 있을 것인지 생각해 보면 쉽게 비교 우위가 정해진다.


국제자동차 기술자협회(SAE)에서 정의한 레벨 기준은 다음과 같다.

레벨 0(No Driving Automation): 어떠한 자율주행 기능도 지원하지 않는다.
레벨 1(Driver Assistance): 자동차의 방향 전환(횡 운동) 또는 감가속(종 운동) 기능을 지원한다.
레벨 2(Partial Driving Automation): 자동차의 방향 전환(횡 운동) 및 감가속(종 운동) 기능을 지원한다.
레벨 3(Conditional Driving Automation): 주행 중 다양한 돌발 상황 및 주변 사물들을 모두 인식하고 이에 대응할 수 있지만, 부득이한 경우 운전자가 운전할 필요가 있다고 자동차가 판단할 경우, 운전자가 개입하여 운전해야 한다.
레벨 4(High Driving Automation): 특정 환경(구역, 날씨 등)에서는 자동차가 모든 자율주행 기능을 지원하고, 어떠한 상황에서도 운전자가 개입할 필요가 없다.
레벨 5(Full Driving Automation): 모든 환경에서 자동차가 모든 자율주행 기능을 지원하고, 어떠한 상황에서도 운전자가 개입할 필요가 없다.

출처: 자율 주행 자동차[autonomous vehicles, 自律走行自動車] (IT 용어사전, 한국정보통신기술협회)

 

2. 자율주행 기술 현황

1) 자율주행 레벨 수준

지금까지 시판되고 있는 대부분의 차량은 아직은 레벨2 수준에 머물고 있으며 일부 브랜드에서 레벨3의 차량을 판매하고 있다.

현재 전 세계적으로 레벨3을 상용화한 브랜드는 메르세데스-벤츠와 혼다 정도다. 일본의 혼다 2021 3월 준대형 세단 ‘레전드’에 레벨3 기능을 탑재했는데 특정 조건(고속도로와 시속 50㎞ 이하 일반 도로 주행)에서만 자율주행시스템이 운전자 대신 차량을 제어할 수 있다.

독일의 벤츠 2021년 말 레벨3 수준의 대형 세단 ‘S클래스’를 출시했다. 이는 고속도로 특정 구간과 시속 60㎞ 이하 도로 운행 시 작동한다.

우리나라의 경우 현대의 제네시스 G90의 레벨3 출시가 연기된 후 기아 EV9 GT 라인이 첫 레벨3 탑재 차량이 될 것으로 기대되었으나 올해 720일부터 출고될 때 레벨3 자율주행 기능을 제외했다. 레벨 3부터는 자동차 운전의 주도권이 시스템으로 넘어가기 때문에 교통사고 책임도 자동차 제조사에 우선 부과된다. 따라서 기술 수준과 안전성을 더 높이고 법 제도를 계속 협의하기 위해 유보했다는 설명이다. 테슬라가 레벨2보다 체감적으로 더 높은 기술력을 보임에도 현재 최고 레벨2.5 정도를 출시하는 것도 이러한 이유가 클 것이다.

 

2) 자율주행 기술 순위

글로벌 컨설팅 기업 가이드하우스는 2017년부터 전 세계 자율주행 회사의 기술 순위를 평가해 자율주행 리더 보드'(Leaderboard)’를 발표하고 있다. 올해 발표한 글로벌 Top 15는 다음 표와 같다.

순위 기업명(모회사 또는 투자사) 특화 부문 국가
1 모빌아이(인텔) 자율주행차 솔루션 이스라엘->미국
2 웨이모(구글) 자율주행 택시 미국
3 바이두 자율주행 택시 중국
4 크루즈(GM) 자율주행차 미국
5 모셔널(현대차그룹과 앱티브) 자율주행 기술 미국
6 엔비디아 자율주행 자동차 하드웨어 미국
7 오로라 자율주행 트럭 미국
8 위라이드(보쉬) 로보택시 중국
9 죽스(아마존) 자율주행 택시 미국
10 개틱(마이크로소프트) 자율주행 배송 트럭 미국
11 뉴로(소프트뱅크) 자율주행 배송 로봇 미국
12 오토엑스(알리바바) 자율주행 택시/트럭 중국
13 오토노머스에이투지 자율주행차 솔루션 한국
14 메이모빌리티(LG 마그나) 자율주행 기술 솔루션 미국
15 포니AI(토요타) 자율주행 택시 중국

1위 모빌아이의 로고

전기차 1위의 테슬라는 2021년에만 15위에 랭크되었을 뿐 기술 순위로 모두 15위권 밖이다. 2023년에는 16위였다. 또한 판매량의 경우 테슬라는 작년까지 1위였으나 올해 상반기에는 중국 비야디(BYD)에 추월당했다. 중국은 AI 강국답게 글로벌 Top15 안에 4개 사나 있는 점이 주목할 만하다.

한국의 오토노머스에이투지는 대기업이 아님에도 13위에 랭킹 되어 고무적이다. MaaS(서비스형 모빌리티)라는 모든 교통수단을 하나로 묶어 효율성과 편의성을 제공하는 기술을 갖춰 높은 평가를 받았다.

오토노머스에이투지의 무인 배송차  'ROBO A2Z’ 이  'IF  디자인 어워드  2023' 에서  ' 전문 콘셉트 '(Professional Concept)  부문 본상을 받았다

3. 자율주행 기술

1)  자율주행 핵심 기술

자율주행을 가능하게 하는 세 가지 핵심 기술은 모델링, 탐색, 머신러닝을 들 수 있다.

모델링: 인간이 운전할 때처럼 감각을 입력한 뒤 차체 주변의 동적 3자췅 환경에 대한 정확한 모델을 구축한다. 카메라, 레이더, 수중 음파 탐지기 마이크 등으로부터 엄청난 양의 데이터를 수집한 뒤 강력한 온보드 컴퓨터에서 이를 분석한다. 그 후 실시간으로 차량 주변 상황이 상세한 그림으로 생성되고 업그레이드된다.

탐색: 모델링을 통해 구현된 사진을 가져와 주변의 다른 물체를 인식하고 이들에 어떻게 대처할지를 결정한다.

머신러닝: 기계에 목표를 설정한 후 실제 세계와 시뮬레이션 된 현실 모두에서 인간과 유사하게 실행과 시행착오를 통해 배워 목표에 접근하고 궁극적으로는 목표를 달성한다.

 

2) 자율주행 시스템

자율주행은 크게 세 가지 핵심 시스템으로 구성된다. 정보 인지(환경 감지 및 위치 인식), 의사 결정, 실행으로 나눌 수 있다.

정보 인지: 사람의 오감과 같이 주변 환경을 인식하여 데이터를 수집하는 센서를 뜻한다.

의사 결정: 인간의 뇌에 해당하여 전달받은 데이터를 처리한다. 보통 의사 결정은 계층은 차량의 운영체제, 집적회로, 컴퓨팅 플랫폼(알고리즘 포함)을 포함하는 세 부분으로 구성된다.

실행: 주로 전원, 방향 및 속도 제어, 조명 등으로 구성된다.

 

4. 자율주행이 바꿔 놓을 미래

1) 용도의 변화:  이동수단에서 복합 공간으로.

자동차는 이동 수단을 넘어 사무실이자 휴식 공간을 겸하는 나만의 공간이 된다. 운전자의 심박수, 뇌파, 영상 신호 등 생체 신호를 측정해 헬스케어 시스템으로 활용할 수도 있다. 자동차 안에서 각종 활동을 영위하면서 인류에게 새로운 라이프 스타일이 탄생하게 된다.

 

2) 소매 방식의 변화: 오프라인 상점 기능이 배달테이크 아웃으로 편중

소비자들은 본인이 선택한 목적지에서 물건을 빨리 배송받는 방식을 더욱 선호하게 된다. 코로나로 촉발된 오프라인 상점 몰락과 축소가 가속화된다. 카페나 식당 등은 드라이브 스루 형태가 더 많아질 것이다. 오프라인 매장보다는 물류센터, 포장과 픽업 공간이 더 필요하다.

자율주행차를 구매할 때 제조업체에서 직접 구매할 것이기에 차량 중개업체와 쇼룸은 필요하지 않게 된다. 인간이 운전하지 않기에 개인 운전자를 대상으로 하는 자동차 보험은 의미가 없다.

우버와 같은 차량 공유 서비스 회사는 축소하고 자율주행차량 플랫폼으로 변화하거나 대체하게 될 것이다. 우버가 자율주행차에 투자하는 이유를 알 수 있다. 

 

3) 부동산 가치의 변화: 역세권에서 교외로 가치 이동

공유 자율주행차가 보편화되면 교통 비용, 이동 시간, 교통 체증이 크게 줄어들게 된다. 그러면 사람들은 혼잡한 도심지와 획일적인 아파트보다는 교외의 자연환경이 좋고 개성 있는 주택을 더 선호하게 될 것이다. 원격 재택근무 또는 차량 내 근무가 많아지면서 매일 출근하지 않아도 되고 사무실도 줄어들 것이다. 택배와 각종 서비스를 자율주행 운송과 로봇으로 원하는 곳에서 편하게 받게 된다. 직접 운전할 필요가 없으니 장거리 이동에도 피로감이 줄고 오히려 놀거나 다른 생산적인 일을 할 수 있게 되어 먼 거리에 사는 것이 단점이 되지 않는다. 대신 넓고 쾌적한 공간, 아름다운 주변 경관, 커뮤니티 수준이 좋은 곳으로 부동산 가치가 높아질 것이다.

 

4) 도시 확장과 재구성: 도시의 디자인과 경험이 완전히 변화

공유 자율주행차가 보급되면 지금처럼 많은 주차 공간이 필요하지 않아 도심지와 대중교통 중심지역의 기능과 모습이 바뀔 수밖에 없다. 차량 흐름을 개선해 안전도가 높아지고 혼잡도는 줄어든다. 도시와 교외의 부지를 다양한 방식으로 보다 효율적으로 사용할 수 있게 되고 지역 간의 연계도 더 원활하고 활발하게 할 수 있다. 핵심 부동산 개념이 사라지고 외곽 지역이나 대중교통이 부족한 지역의 가치가 올라갈 것이다. 미국 리갈엔제너럴 그룹은 이런 자율주행차 시대를 대비해서 교외 지역에 38조 원 넘는 부동산을 구매했다고 한다.

 

공유 자동차가 보편화되어 길이 주차장으로 바뀌는 것에 눈살 찌푸릴 필요 없고 온실 가스도 덜 배출하게 되며, 다양한 지역이 고르게 발전하고 사람들이 그것을 향유할 수 있다는 점에서 긍정적으로 본다. 한편 용도가 더욱 다양해진 자동차를 더욱 개성적인 맞춤형 공간으로 만들려면 구매를 해야 할 것 같은데 사람들이 공유 자동차로 만족할 수 있을지는 의문이다. 개인 소유용 자율주행 자동차도 계속 존재할 것이다. 

 

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