<기획> Next Level : 자율주행 시대 (한성대신문, 592호)

손수 운전하는 자동차가 어렸을 때 사람이 운전하지 않아도 자동차가 스스로 다니는 도시 모습을 그린 경험이 있을 것이다.이것이 현실로 다가왔다.실제로 정부는 지난해 9월 2027년까지 드라이버가 없는 주행이 가능한 수준의 자동 운전 차를 상용화하고 자유로운 이동을 실현하겠다는 계획을 발표했다.성균관대 전자 전기 공학부의 전·일 영 교수는 “자동 운전 차는 곧 보편화할 것으로 보이며 많은 문화가 변화될 것”이라고 말했다.KAIST의 조·춈시쿠 모빌리티 대학원 AVE연구방)연구원은 “자동 운전은 운전자의 편리성 향상뿐 아니라 인간 드라이버의 실수에서 비롯됐다는 사고를 예방할 수 있다”고 덧붙였다.사람 없이 스스로 운전하는 자동 운전 차의 원리는 무엇일까.우선”자동”과 “자율”의 기술적인 의미를 파악해야 한다.자동으로 자율은 기술 분야의 용어로 명확한 의미의 차이를 보인다.자동은 입력된 데이터에 의해서 정해진 규칙에 따르는 상태다.반면 자율은 상황을 알아서 스스로 선택할 수 있음을 의미한다.한국 ITS학회 회장을 지내남·두 희망(한성 대학교 사회 과학부)교수는 “자동차에서 자동 운전은 운전자가 항상 운전에 개입할 수 있도록 준비해야 하지만 자동 운전은 그렇지 않다”고 말했다.자동 운전 차가 움직이는 원리는 크게 ▲인가 ▲ 판단 ▲ 제어의 단계로 나뉜다.”인지”기능은 인간의 “눈” 같은 역할을 하고 주변 환경을 파악한다 감지한다.▲ 레이더 ▲ 라이더▲ 카메라 등의 “센서”이 차량에 갖추고 나타나는 범위에 있는 주변 물체를 감지한다.”레이더”은 전자파*를 발사한 뒤 반사하는 전파를 분석하고 주변의 것과의 거리와 속도, 방향 등의 정보를 추출하고 도로 상황을 인지하는 센서이다.레이더는 날씨와 시간 등의 환경에 영향을 받지 않는 전파를 사용하기 때문에 성능이 저하되지 않는다.그러나 레이더는 라이더보다 정확도가 부족하다는 한계를 지니고 있다.정 교수는 “일반적으로 라이더는 카메라 없이도 비교적 정확한 판단이 가능하지만 레이더는 카메라와 함께 사용하여 정확도를 높인다”이라고 설명했다.라이더는 전파 대신 빛을 보내며 빛이 들락날락 하는 시간을 계산하고 주변의 물건의 위치와 방향을 조사한다.라이더는 레이더에 비해서 방향과 거리 측정의 정밀도가 높은 편이지만, 기상 상황에 영향을 받는다.동명 대학 미래 자동차 학과의 박·들 교수는 “라이더는 사물의 모양과 각도를 정밀 측정하는 속도가 빠르지만 비나 눈 등 기상 악화 시 성능이 떨어진다는 단점이 있다”고 전했다.레이더와 라이더가 가진 각각의 단점을 보완하기 위해서, 자동 운전에서는 복수의 감지 기술을 통해서 주변 환경에 대해서 정확한 지도를 생성하는 “센서 퓨전(Sensor Fusion)”이라는 기술이 다수 채택된다.이 연구원은 “눈과 비가 많이 오는 환경에서는 레이더 측정치를 날씨가 맑은 환경에서는 라이더의 측정치를 우선적으로 고려하는 방법이 있다”고 전했다.박 교수는 또”자동 운전 차는 라이더를 레이더와 함께 사용하고 정확하게 주행 환경을 인식하고 판단할 수 있다”이라고 말했다.자동 운전을 위한 주행 환경 파악에서 카메라를 통한 영상 인식 기술도 필수다.차선처럼 도로상에 밀착되어 입체감 없는 요소는 레이더국 라이더 방식으로 인식하기 어렵기 때문이다.자동 운전에는 렌즈가 1개의 “물건 카메라”이 사용되거나 2대의 카메라를 하나로 잡은 것이거나 2대의 렌즈가 장착된 “스테레오 카메라”이 사용되기도 한다.모노 카메라는 2D정보만 파악되나, 스테레오 카메라는 인간의 두 안시와 같은 원리로 원근에 대한 정보가 추가된 3D정보를 조사할 수 있다.정 교수는 “사람이 두 눈으로 원근을 판단하도록 스테레오 카메라도 왼쪽 오른쪽 각각의 이미지를 조합하고 3차원 영상을 만들어 낸다”로 “모노 카메라는 다른 물체의 종류에 관계 없이 인식하고 물체가 얼마나 멀리 있는지를 찾아내”이라고 전했다.그러나 이러한 레이더, 라이더, 카메라 등의 센서는 장애물 너머의 것까지 보는 데 한계가 있으며 인터넷 기술을 통하여 저장된 데이터 정보를 수신하는 교환하는 통신하는 “물건의 인터넷 기술(이하 IoT기술)”를 함께 사용한다.이 연구원은 “센서만으로는 높은 펜스가 한 사거리로 담장 너머로 수직 방향으로 접근하는 다른 차량을 인지할 수 없다”며”IoT기술을 통해서 센서가 볼 수 없는 차량이 어디서 어떤 속도로 접근하는지 알 수 있는 “이라고 설명했다.이처럼 다양한 방식으로 “인지”단계를 거친 뒤”판단”단계로 넘어간다.판단 기능은 자동 운전 차”뇌”역할을 한다.전술한 센서로부터 받은 정보를 처리하고 분석한다.판단 과정은 인간이 아니라 기계가 생각을 통해서 운전 전략을 만들어 내는 과정이다.이 과정에서 “머신 러닝 모델”과 “딥 러닝 모델”인공 지능을 이용해서 인지 단계에서 얻은 데이터를 파악하고 이해한다.머신 러닝 모델은 주어진 데이터를 분석하고 학습하는 방식의 인공 지능이다.인간처럼 스스로 생각을 확장하지 않기 때문에 부정확한 예측이 나올 경우 인간이 개입해서 조정해야 한다.이에 박 교수는 “자동 운전 차에서 기계 학습 모델은 인지 단계를 통해서 얻은 데이터를 기반으로 특정 기능을 수행하는 데 더 능숙하게 되지만 부정확한 예측이 나오고 그 결과값을 인간에게 강요하는 경우, 엔지니어가 개입하고 조정해야 한다”고 설명했다.딥 러닝 모델은 머신 러닝 모델과 달리 스스로 예측의 정확성을 판단한다.그러므로 사람의 개입은 불필요하다.그러나, 딥 러닝 모델은 예측과 결과를 내는 과정에 인간이 개입하지 않기 때문에, 딥 러닝 모델이 왜 그런 결과를 이끌어 냈는지를 조사할 수 있을 가능성이 적다.이 연구원은 “딥 러닝 모델에서 어떤 결과를 얻었을 때 왜 그런 결과를 이끌어 냈는지 인간은 이해할 수 없다”라고 말했다.이런 각각의 특징으로 전문가들은 안전한 자동 운전을 위해서는 머신 러닝 모델과 딥 러닝 모델을 적절하게 사용해야 한다고 말했다.이 연구원은 “안전한 자동 운전을 위해서는 사람이 이해하고 검증할 수 있는 방법으로 결과를 도출하는 머신 러닝 모델과 인간

▲제주 ‘탐라 자율차’ 외관

미래를 여는 제주 자동 운전 차를 체험하기 위해서 제주로 향했다.기자가 제주에 내려간 이유는 다름 아닌 국내 첫 민간 자동 운전을 시작했다”라이드 플럭스”본사가 위치하고 있기 때문이다.라이드 플럭스가 제주에 본사를 둔 이유는 무엇일까.관광 등의 목적으로 방문하는 사람이 많아 도내 공공 교통 기관이 다소 불편한 때문에, 이동성 서비스에 대한 수요가 높다는 제주의 특징이 첫번째 이유다.복잡한 도심 도로 환경과 변화무쌍한 기상 여건 등도 라이드 플럭스가 제주에 온 이유이다.한마디로 작은 면적 중 자동 운전 기술을 테스트하는 다양한 환경이 조성되고 있는 것이다.이런 기반을 바탕으로 라이드 플럭스는 제주에서 자동 운전 기술을 시험하고 있다.김·윤 김광준(라이드 플럭스)PM은 “자동 운전 기술의 도입에 의한 이동 수단의 발전 방향이 변화할 전망”이라며”자동 운전 차가 상용화되면 운전자의 부주의로 인한 교통 사고로 운전 시간도 줄어들 것으로 예상했다”이라고 전했다.듣고는 원리를 이해하기 어려운 자동 운전 자동차 기술력을 실제로 어떻게 구현되는지를 파악하려면 자동 운전 차에 기자가 타고 볼수밖에 없다.제주 관광객과 지역 주민의 누구든지 무료로 이용할 수 있는 자동 운전 모빌리티 서비스 인”탐라 자동차”를 타고 직접 제주 해안 도로를 약 40분을 달렸다.운전석에는 라이드 플럭스의 엔지니어가 동행했다.차가 출발하고, 달리는 모습을 보면 드라이버가 필요한 이유가 나타났다.자동 운전이라도 아직 수동 주행해야 할 부분이 있기 때문이다.어린이 보호 구역을 지날 때 정차한 차량이 길을 막고 있을 때 도로에서 공사가 이뤄질 때 등 도로상의 다양한 변수가 수동 운전을 필요로 했다.시스템에서 수동 운전 모드로 전환하겠다는 신호를 주면, 운전석에 앉은 엔지니어가 직접 핸들을 잡다.”지금 기술력이 이렇게 조금씩 운전해도 좋은 정도면 미래에는 운전석도 완전히 사라질 게 아닌가”라는 생각이 들었다.차내에 설치된 모니터에서는 자동 운전 차의 인지 기능을 확인할 수 있다.실시간으로 3D지도를 만드는 것이다.지나가는 사람도 실시간으로 기둥의 형태에 보이는 건물은 직사각형의 기둥으로서 나타난다.인간이 아니라 작은 동물도 인지하였는지 엔지니어에게 물어보면 크기마다 다르지만 작은 경우에는 아직 인지할 수 없다는 것.”아직 완전하지는 않지만 더욱 발전한 기술을 통해서 『 로드 킬 』도 사라지는 날이 오는 게 아닌가”기대한다.자동 운전 차 아직 상용화까지 꽤 남아 있는 기술이라고 생각하기 쉽다.그러나 제주의 사정은 달랐다.공공 교통 기관처럼 제주 국제 공항을 출발하여 지정된 정류장에서 내릴 수 있는 서비스부터 공항 또는 여관에 짐을 배송하는 자동 운전 물류 서비스까지 가능한 탐라 자동차를 이용할 수 있다.제주에 떠난다면 자동 운전 차로서 한층 편리할 우리의 미래를 예습하고 보면 어떨까.박·희진 기자 [email protected][제주 특별 자치도 중앙 협력 본부 초청으로 진행하는 ‘서울권 대학 언론 연합회 제주 팜 투어’에 참여하고 작성된 기사입니다.]