[오토저널] 미래 자동차 기술의 씨앗 : 자율주행 챌린지
원성운 입력 2022년 11월 7일 16:30 수정 2022년 11월 7일 19:00
미래자동차 기술의 꿈: 전격 Z작전 ‘킷’ 1980년대 안방 저녁 시간을 뜨겁게 달군 ‘전격 Z작전’이라는 외화가 있었다. 전직 형사가 ‘킷트(KITT)’라는 최첨단 자동차를 타고 다니며 악의 세력과 맞서 정의를 구현하는 드라마였는데, 여기에 나오는 ‘킷트(KITT)’. <그림 1>이라는 자동차가 바로 인공지능 기능을 탑재한 자율주행 자동차다. 이 자동차는 이 드라마에서 자동차 소유자(전 형사)가 손목시계에 대고 키트!라고 부르면 주인에게 직접 달려오거나 차에 탄 주인과 대화하며 각종 정보를 주고받거나 원하는 목적지 주행도 차량 스스로 하는 당시로서는 상상 속에서나 할 수 있는 자율주행차다.
많은 사람들이 이 드라마를 보면서 이런 기술이 탑재된 꿈의 자동차가 나오기를 기대했던 시대가 그리 멀지 않은 과거에 존재했었다.
자동차 기술의 발전: 동력원인 역사 인간은 이동성을 향상시키기 위해 인간의 힘을 대신하거나 인간보다 강한 힘을 보여줄 수 있는 많은 도구를 이용해 왔다. 소, 말과 같은 인간이 사용할 수 있는 힘이 센 동물의 힘을 빌려 인간의 이동에 활용했는데, 18세기 산업혁명 이후 ‘증기’라는 동력원의 발견 이후 이 새로운 동력원을 기존 동물을 대체하는데 활용하게 된다. 1769년 니콜라스 큐뇨라는 포병장교가 큰 대포를 나르기 위해 증기기관을 이용한 것을 시작으로 증기기관을 활용한 자동차가 그 실체를 밝히게 된다.
이후 증기기관을 이용한 자동차가 지속적인 발전을 거듭하는 가운데 1876년 독일 니콜라우스오토가 4행정 내연기관을 개발한 뒤 다임러와 벤츠가 이를 자동차에 활용하고 휘발유를 이용한 내연기관이 자동차의 동력원으로 자리매김하게 된다.
이후 1892년 루돌프 디젤에 의해 개발된 디젤 엔진이 자동차의 동력원에 합류하게 되었고, 지금도 가솔린과 디젤 내연기관은 자동차의 동력원으로 가장 폭넓게 활용되고 있다. 이후 에너지 고갈 문제, 친환경 이슈 등이 제기되면서 최근에는 자동차 동력원이 전기에너지로 점차 자리를 바꾸고 있는 과정이다.
이처럼 자동차 기술은 주로 자동차 동력원 중심으로 진보해 왔으며, 이러한 동력원을 기반으로 에너지 효율성, 사용자 편의성, 감성 등이 복합적으로 반영되어 기술개발이 진행되어 왔다.
자율주행 기술의 발전: 안전과 편의, 기존에는 자동차 기술의 발전이 엔진과 같은 동력원 개발에 많은 관심이 있었다면 최근에는 탑승자의 안전과 편의 관점에서 운전자를 보조하거나 운전자를 대체하는 방향에 많은 관심이 쏠리고 있다. 특히 알파고가 이세돌을 이긴 사건 이후에는 그 관심이 매우 커졌고 자동차도 인공지능이 탑재되면서 전격 Z작전의 키트 같은 자동차 개발에도 많은 관심이 쏠리고 있다.
자율주행 기술은 독자적인 추진동력으로 자동차를 구동시킨다는 넓은 의미로 보면 길게는 1480년대 레오나르도 다빈치의 ‘Self-propelled Cart’까지 갈 수도 있지만 실질적으로 오늘날과 같은 자율주행 자동차의 개념은 1939년 뉴욕 엑스포 시대로 거슬러 올라간다. 당시 산업디자이너 노먼벨 게드와 GM은 20년 후 미래 도시를 묘사하는 ‘퓨투라마’ 전시를 통해 상상 속 미래차를 제시했는데, 이는 컴퓨터 시스템과 각종 속도조절장치를 갖추는 등 오늘날의 자율주행차와 매우 유사한 모습이었다.
이런 상상 속 자동차가 그 실체를 드러낸 것은 그로부터 40여 년이 지난 1977년 일본 Tsukuba 기계공학연구소(Tsukuba Mechanical Engineering Laboratory)를 통해서였다. 이 차량은 아날로그 컴퓨터와 2대의 카메라를 탑재해 도로 위의 흰색 마커를 추적하는 방식으로 자율주행을 했고, 그 속도는 시속 30km 정도였다. 이어 1980년대 독일 에르nst Dickmann 교수(뮌헨대)는 벤츠 밴(VaMoRs)에 카메라와 60개의 마이크로 프로세싱 모듈을 탑재해 차량 앞 위에 있는 도로 위의 물체를 감지하는 방식으로 최고 시속 96km의 자율주행차를 개발했다.
한편 이 당시 미국은 카네기멜론 대학을 중심으로 자율주행차 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 2004년 미 국방고등기획국(DARPA)은 무인자동차경주대회(DARPA Grand Challenge)를 후원하게 된다. 2004년 개최된 1차 대회에는 모하비 사막 지역에서 개최되었으나 아쉽게도 완주한 팀이 없이 종료되었고, 2005년 개최된 2차 대회에서는 5팀이 212㎞를 완주하여 스탠퍼드 대학교가 1위, 카네기 멜론 대학교가 2위와 3위를 차지하였다. 이어 2007년 개최된 제3차 대회는 대회 코스를 시가지로 변경하여 Urban Challenge로 개최하였으며, 1위는 카네기멜론대학, 2위는 스탠퍼드대학이 차지한 바 있다. 이 당시 대회에 참가한 멤버들은 이후 구글 등에 영입돼 자율주행차 개발에 중추적인 역할을 하고 있다.
키트처럼 모든 것은 인공지능이 알아서 처리해주는 자동차는 아직 먼 이야기일 수 있지만 어느 정도 자동차 스스로 운전자를 보조하는 기능은 이미 상당한 수준으로 기술이 발전해 레벨2 수준의 자율주행차는 이미 도로 위를 달리고 있는 상황이고 레벨4 수준의 자율주행차도 조만간 상용화를 앞두고 있다.
미래 자동차 기술인력 양성의 씨앗 뿌리기: 자율주행 챌린지 미국에서 DARP Challenge에 참여한 회원들이 이후 사회에 진출하여 실질적인 자율주행차 개발에 중추적인 역할을 하듯이 자율주행 챌린지 이벤트가 관련 부문의 인재 양성에 미치는 역할은 매우 크다고 할 수 있으며, 이러한 측면에서 정부 또는 기업에서 이 분야에 관심을 갖고 투자를 하는 것은 매우 중요하다. 이에 현재 국내에서는 산업통상자원부와 당사에서 격년으로 자율주행 챌린지 행사를 크게 개최하고 있으며, 이외에도 학교와 다른 기업에서도 다양한 자율주행 기술에 관한 행사를 개최하고 있다.
당사에서는 자율주행 챌린지에 앞서 이미 1995년부터 자동차 기술에 대한 대학생들의 관심과 연구의 저변을 확대하고 대학생 인재를 양성하기 위해 ‘대학생 자동차 설계 공모전’을 개최해왔다. 1995년 제1회 대회에 12개 대학 20팀이 응모한 것을 시작으로 2008년 제9회 대회까지 단순 누적으로 총 276개 대학 803팀이 응모하여 각자의 실력을 겨루었다.
2010년 10회 대회부터는 미래 자동차 기술에 대한 무게중심을 자율주행 기술로 두고 대회 명칭도 ‘자율주행 챌린지’로 변경해 시행하고 있다. 2010년에는 무인 자율주행차에 대한 첫 대회로 대회 콘셉트를 고정 장애물을 회피하는 미션으로 설정하고 남양연구소 내에서 4㎞를 주행하며 미션을 수행하는 방식으로 대회를 개최했으며 19개 대학 21팀이 참가해 6팀이 완주를 성공한 가운데 한양대 팀이 우승했다.
2012년 자율주행에서는 두 번째로 개최된 제11회 대회는 이동 및 가변 장애물을 회피하는 미션을 설정하고 남양연구소 내에서 3.4km를 주행했다. 13개 대학 16개 팀이 참가해 8개 팀이 완주를 성공했고 한양대 팀이 우승을 차지했다.
2014년 개최된 제12회 대회는 미션을 실도로 교통환경으로 변경해 대회 난이도를 높이면서 장소도 자동차안전연구원 ITS 시험로로 변경해 2.5km 포장도로를 주행하면서 9개 미션을 수행하는 방식으로 진행됐다. 19개 대학 19개 팀이 참가했고 한양대 팀이 우승했다. 자율주행 챌린지로 구성된 세 번째 대회까지는 한양대에서 우승을 차지했지만 네 번째 대회인 2017년 13회 대회부터는 그 양상이 달라지기 시작한다.
기존에는 주로 특정 미션을 수행하는 방식이 주요 콘셉트였다면 2017년 13차 대회는 주행성능에 중점을 두고 장소를 인제스피디움으로 옮겨 서킷을 주행하면서 랩타임을 기준으로 대회를 개최했다. 16개 대학 22개 팀이 참가했고 계명대 팀이 우승했다.2019년 제14회 대회는 다시 실도로 교통환경에서 미션을 수행하는 방식으로 자동차안전연구원이 구축한 자율주행 실험도시 K-City에서 개최했다. 2㎞를 주행하며 V2X 기반 실도로 교통환경 미션 6개를 수행하는 방식으로 진행했으며 21개 대학 24팀이 참가한 가운데 한국기술교육대학팀이 우승했다.
가장 최근 개최된 2021년 제15회 대회에서는 학생들의 역량이 크게 오른 점을 감안해 본선 최초로 실제 도심 환경으로 대회 장소를 옮겼다. 서울시와 공동개최해 상암동 자율주행 시범지구 내 실제 도심에서 다수의 자율주행자동차가 동시에 주행하는 방식으로 대회를 개최했으며, 20개 대학 26팀이 참가해 가상 방식으로 개최된 예선대회를 거쳐 최종 6팀이 본선에 올라 상암동 도심을 누빈 가운데 KAIST팀이 우승의 영광을 차지했다.
도전은 계속된다: 2023 자율주행 챌린지 자율주행 챌린지 행사는 대학생들의 참여 규모가 지속적으로 증가해 학생들에게는 관련 기술개발 기회의 장을 마련해줬다. 2023년도에도 대회를 계속한다. 2023년에는 대회 장소를 다시 서킷으로 옮길 예정이다. 학생들의 자율주행 기술에 대한 역량이 대폭 향상된 상황이어서 이번에 다시 서킷에서 주행에 대한 성능으로 암수를 겨루게 될 예정이다. 본보 또는 각종 매체를 통해 안내된 자세한 공모 안내를 참조하시어 많은 학생들이 참여하여 그 실력을 뽐내는 자리가 되기를 바란다.
이러한 행사에 참여한 학생들이 본인들의 역량을 지속적으로 개발하고 향후 산업계에서 그 역량을 충분히 발휘해 미래차 기술개발에 앞장서기를 기대한다.
저/강혁(현대자동차) 출처/오토저널 2022년 9월호
https://v.daum.net/v/7IgvOJJGXr 미래자동차 기술의 꿈: 전격 Z작전 ‘킷’ 1980년대 안방 저녁 시간을 뜨겁게 달궜던 ‘전격 Z작전’이라는 외화가 있었다. 전직 형사가 ‘킷트(KITT)’라는 최첨단 자동차를 타고 다니며 악의 세력과 맞서 정의를 구현하는 드라마였는데, 여기에 나오는 ‘킷트(KITT)’. <그림 1>이라는 자동차가 바로 인공지능 기능을 탑재한 자율주행 자동차다.v.daum.net