[이코리아] '2023 커넥티드 모빌리티 엑스포'가 지난 11월 30일부터 12월 1일까지 송도컨벤시아에서 진행되었다. 인천관광공사와 메쎄이상이 주관한 이 행사에는 다양한 자율주행 자동차들을 구성하는 핵심부품이 전시되었다.

’자율주행RC카경주‘ 이벤트가  전시회의 부대행사로 모의주행로에서 개최되어 젊은 공학도들의 뜨거운 열기를 느낄 수 있었다. 이 글에서는 전시회에 소개된 테슬라 등 다양한 첨단 차량에 적용된 다양한 자율주행기술에 대하여 간략히 살펴본다.

테슬라에서 자율주행을 담당하는 부품은 두뇌라고 할 수 있는 Car컴퓨터이다. 차량에 작용되는 Car컴퓨터는 일반 차량의 ECU보다는 큰 A4사이즈이며 두툼한 크기이다. 덩치는 크지만 가정용컴퓨터에 사용되는 것과 유사한 정도의 16GB램을 가지고 있다. 두툼한 GPU 대신 채용된 2대의 NPU칩은 자율주행 연산에서 상당한 열을 내뿜는다. 테슬라는 내연기관에 적용되던 냉각액을 사용하여 컴퓨터를 식히도록 차량을 설계했다.

테슬라의 차바닥은 모두 배터리이지만 컴퓨터를 켜기 위한 12볼트 배터리를 따로 장착하고 있다. 일반 컴퓨터의 경우 비밀번호를 입력해야 작동이 가능한 경우가 많다. 자동차의 경우 제3자가 차를 밀거나 유리를 깨고 들어와 제어를 시도할 수 있는바, 별도 보안통제모듈이 있어 승인되지 않은 운행을 제한한다.

테슬라의 경우 정상적인 키폽(Key Fob)을 가진 사람만이 통상적으로 문을 열고 브레이크를 밟아야 주행이 가능하다. 테슬라의 경우 와이파이 모듈을 내장하고 있는데 정당한 사용자는 컴퓨터나 휴대폰으로 차문을 열거나 무더운 여름날 에어콘을 미리 가동시킬 수 있다.

테슬라에서 가장 주요한 눈은 후사경에 숨겨진 3대의 카메라이다. 3대의 카메라는 주변 상황을 파악하고 카컴퓨터가 즉각적으로 위기에 대처하도록 돕는다. 후사경 카메라는 자율주행을 위하여 사용되지만 별도의 설정을 통하여 블랙박스로 활용이 가능하다.

테슬라는 후사경뿐만 아니라 차량 옆면 돌출된 부분에 카메라를 내장되고 있으며, 앞문과 뒷문 사이 기둥인 B필라에도 카메라라 장착되어 있다. 더 나아가 테슬라는 문손잡이에도 작고 깜찍한 카메라를 감추고 있다. 

데슬라의 앞범퍼와 뒷범퍼에는 일반적인 차량에서 볼 수 있는 초음파센서가 부착되어 사람이나 동물의 접근을 감지한다. 또한 이미 일반화된 GPS센서는 도로에서 정확한 위치를 찾는데 상땅한 도움을 준다. 

국제 자동차 기술자 협회(SAE, Society of Automotive Engineers)가 정한 ‘레벨 2 자율주행'은 조향과 속도조절 2가지를 자율적으로 운행가능한 것을 의미한다. 한국에서 출시된 현대의 제네시스, 모하비, 스타리아, 기아의 K9, 셀토스 등에는 이미 어댑티브 크루즈 컨트롤(ACC, Adaptive Cruise Control)과 차로유지보조(LFA, Lane Following Assistance)기능이 장착되어 레벨2 준의 자율주행은 가능하다.

필자도 업무상 스타리아나 셀토스를 운전하면서 위 2가지 자율주행기능에 많이 의존하는데 폭우가 심하게 오거나 안개가 자욱한 날 포토센서 등으로 움직이는 자율주행에 대하여 가끔 불안감을 느낄 때가 있다. 자율주행은 직교하지 않는 교차로에서는 차선을 인식하지 못하는 경우도 있고, 차로유지보조장치는 폭우가 심하게 내릴 경우 자동으로 꺼지기도 한다.

하지만 위 주행보조장치들은 운전자의 피로도를 상당히 줄여준다. 테슬라의 경우 포토센서에 주로 의존하는데 2016년 역광에서 흰색 트레일러를 하늘로 착각하는 사고가 발생하기도 했다.

일론 머스크의 고집으로 테슬라는 포토센서에 주로 지나치게 의존하지만 실리콘밸리의 루미나와 협력하는 볼보 일부 차종에는 이미 라이다 센서가 장착되어 있다. 인공지능이 라이다로 사물을 본다면 착시가 없이 거리를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 최근의 라이다는 프리즘을 사용하면서 직육면체 형태를 갖추기도 하고, 평면적인 전고체라이다(Solid State Lidar)도 이미 개발되어 활발히 보급되고 있다.

자율주행시스템에서 여러 대의 카메라로 입력된 신호는 인공지능이 종합하여 운행에 필요한 모터, 조향장치, 제동장치를 제어한다. 인공지능은 모터의 고정자에 유입되는 전류를 조절하여 진행 방향과 속도, 토크를 제어하게 되며 스티어링 칼럼에 부착된 액추에이터를 제어하여 자동으로 핸들을 돌려준다. 갑작스럽게 위험물을 발견하면 인공지능은 유압펌프를 작동시켜 제동장치를 작동시키기도 한다. 

자울주행이 어려운 지게차나 포크레인에 장착된 카메라들은 다양한 원격조정에 적용되고 있다. 이 기능은 고층건물 꼭대기 등 위험한 장소에서 철거작업을 진행하는 경우 무인으로 조작되어 작업자의 안전을 담보한다 또한 위험한 장비의 근처에 접근하는 외부인에게 경보를 발령하기도 한다.

서울시에서 운행하는 올빼미버스는 이미 야간에 자율주행으로 운행한다. 시범운행 기간에는 승차요금도 받지 않는다. 다양한 지자체에서 이미 콜버스를 운영하는데 신개념의 대중교통에 자율주행이 도입될 날이 머지않다. 만약 규제가 없어진다면 다양한 승용차에 장착될 자율주행 장치는 사람이 운행하지 않는 시간에 스스로 운행하며 자동차 소유자에게 추가적인 수익을 가져다줄 수도 있다. 또한 자율주행 기능을 활용하면 도심의 비싼 주차비 문제도 해결가능하다.

자율주행의 광범위한 보급은 머지않다. 다만, 긴박한 순간에 보행자 중 누구를 희생시킬지, 자살이나 범죄에 이용되는 것은 어떻게 막을 것인지, 치매환자 등의 명령을 수행할지 여부 등을 사전에 정하는 윤리적인 문제는 보편화되기 전 우리가 우선적으로 해결해야 할 중요한 과제로 남아있다.

[필자 소개] 여정현

서울대학교 법과대학을 졸업하고 대우그룹 회장비서실, 안양대 평생교육원 강사, 국회사무처 비서관 등을 지냈다.