첫차연구소

SF 영화 속에서 보던 무인자동차는 이제 스크린 밖으로 나와 현실이 됐습니다. 자율주행차 관련 시장규모는 2021년 5만 대에서 2040년 3,300만대로 폭발적 성장세가 예상되는데요. GM, 포드 등 기존 차량 제조사와 구글 웨이모, 우버 등 비제조 빅테크 기업 간의 각축전도 점점 치열하게 전개되고 있어요. 손 하나 안 대고 운전할 수 있는 날이 얼마나 가까이 다가왔을까요? 오늘 첫차연구소에서는 자율주행차의 과거, 현재, 미래를 짚어봤습니다.

미국에서 자율주행차의 사상이 싹트기 시작한 것은 1930년대 경제 대공황으로 세계가 혼돈에 빠져 있던 때였어요. 1939년 뉴욕에서 개최된 세계박람회에서 산업디자이너 노먼 벨 게디스와 GM은 전시관 퓨처라마(Futurama)를 통해 미래의 도시상을 묘사했답니다.

GM은 손과 발이 자유로운 자율주행차의 개념이 담긴 1960년대의 고속도로를 보여주었어요. 컴퓨터 시스템과 자동 속도 조절장치를 갖추고 달리는 퓨처라마 속 자동차는 오늘날 자율주행차에 각종 전자 장치와 제어기술이 탑재되는 것과 크게 다르지 않은 모습이었습니다.

하지만 당시는 말 그대로 상상일 뿐이었죠. 자동차가 정확하게 어떤 방식으로 운행되는지에 대한 설명은 없었어요.

상상으로만 그리던 자율주행차는 1977년 처음 세상에 나왔어요. 일본 쓰쿠바 기계공학 연구소는 미리 표시해둔 흰색 표시를 쫓아 주행하도록 설계된 자율주행 차를 세계 최초로 제작했답니다. 비록 최고 속도는 시속 30km에 불과했지만, 진정한 의미의 최초의 자율주행 차였어요.

이후 바통은 유럽이 건네받았습니다. 1986년 뮌헨연방대학의 에른스트 딕만 교수는 메르세데스 벤츠의 밴에 카메라와 센서를 달아 최고 시속 100km의 자율주행차로 개조했어요. 딕만 교수는 이후 유레카 프로메테우스 프로젝트에서 활약하며 유럽의 자율주행차 기술 개발을 이끌었습니다.

유레카 프로메테우스 프로젝트는 유럽의회가 막대한 자금을 지원해 진행한 자율주행차 프로젝트로 1987년부터 1995까지 이어졌어요. 유럽 주요국과 주요 자동차 브랜드가 대거 참여해 자율주행차 관련 연구로서는 역대 최고 예산이 투입된 사상 최대의 프로젝트였어요.

1994년 딕만 교수는 이 프로젝트를 통해 메르세데스 벤츠의 500 SEL 모델을 개조한 반자율 주행 차량, 뱀프와 비타-2를 선보였어요. 이 차량들은 프랑스 파리의 고속도로를 최고 130km의 속도로 차선을 바꾸고 다른 차를 추월해가며 총 1000km의 거리를 스스로 달렸답니다.

딕만 교수팀은 이듬해에 메르세데스 벤츠의 S클래스 차량으로 독일 뮌헨에서 출발해 덴마크 코펜하겐까지 총 1600km의 거리를 운전자 없이 주행하는데 성공했어요. 특히, 독일 아우토반에서는 시속 175km를 내기도 했죠.

자율주행차에 대한 개념이 등장하고 80년이 지나 오늘날 자율주행차를 다시 수면 위로 부상시킨 곳은 자동차 회사가 아닌 인터넷 검색 전문 업체인 구글이었어요. 구글이 먼저 자율주행차에 관심을 보인 것은 한 직원의 일화 때문이었답니다.

대학시절 거리를 걷다가 교통사고로 바로 옆에서 친구가 사망한 사건을 계기로 교통사고에 관심을 갖게 된 한 연구원의 발상이 시작이었어요. 그는 구글에 근무하면서 자동차 사고의 원인을 조사했어요. 그 결과 95%의 사고가 자동차의 결함보다는 운전자의 부주의에 의한 것이라는 사실을 알게 됐죠.

2011년 기준으로 전 세계에서는 하루 3,000여 명, 연간 120~130만 명이 교통사고로 사망하는 것으로 추정됩니다. 그래서 운전자로부터 스티어링 휠을 빼앗으면 사고가 없어질 것이 아니냐 하는 생각을 하게 됐고, 그것이 현대적인 개념의 운전자 없는 차(Driverless Car) 개발의 단초가 되었어요.

세계적으로 통용되고 있는 미국 자동차공학회(SAE)의 자율 주행 단계는 관련 기술이 안 들어가는 0단계(일반 자동차)부터 인간이 전혀 신경 쓸 필요 없이 출발부터 최종 목적지까지 알아서 데려다주는 5단계까지, 총 6단계로 구분됩니다. 현시점에서 전 세계 자율주행기술 흐름은 '레벨2'와 '레벨3'에 집중돼 있어요.

레벨2는 스티어링 휠이나 페달에서 손발을 떼더라도 차가 일정 조건에서 알아서 갈 수 있는 단계지만, 항상 운전자가 주시하고 있다가 이상이 감지될 때 즉각 개입해야 하는 것을 의미합니다. 따라서 레벨 2에선 사고 책임이 운전자에게 있어요.

레벨2 장치가 가동되는 동안에 운전자가 졸거나 스마트폰, 책을 보는 것은 금지사항입니다. 레벨2는 자율주행의 2단계이지만, 자율주행이라는 말보다 '주행보조'라는 용어를 사용해요.  

레벨3는 자동차가 기본적으로 주행을 맡고 운전자는 필요할 때만 개입하는 '조건부 자율주행차'로 레벨3부터를 통상 본격적인 자율주행의 시작으로 봅니다. 이때부터는 운전자가 운전 중 스마트폰을 볼 수 있어요.

현재 일반 소비자에게 판매되는 상용차에서 자율주행 기술을 구현해 나가는 곳으로는 테슬라가 많은 주목을 받고 있어요. 테슬라의 모델3는 차간거리 유지, 차선 유지 등이 기본 옵션인데, ‘오토파일럿’이라고 부릅니다. 정확하게는 레벨2 수준이에요.

여기에 더 진보된 주행보조 장치인 FSD(Full Self Driving)라는 옵션을 더할 수 있는데요. 자동으로 차를 주차시키거나 부를 수 있고, 주행 중 자동으로 차선 변경을 할 수 있어요. 또 내비게이션 정보에 따라 차가 움직이는 노아(NOA·Navigation on Autopilot) 기능도 있는데, 이 장치는 무선으로 계속 업데이트할 수 있답니다.

한편 구글의 자율주행차 개발업체인 웨이모는 운전석에 안전요원이 탑승하지 않은 완전 무인 자율주행차 운행을 공식적으로 시작하기로 했어요. 운전석을 비워 둔 채로 자율주행차 운행을 하는 것은 웨이모가 처음이랍니다. 이용 차량은 크라이슬러의 미니밴 퍼시피카를 개조한 것이에요.

2019년 여름 한정된 고객 수백 명을 대상으로 완전 무인 자율주행차 서비스인 ‘얼리 라이더’ 프로그램을 시작했던 웨이모는 2021년 상반기 중에는 미국 애리조나주 피닉스 교외에서 완전 무인 자율주행 호출택시 서비스를 일반인들에게 제공할 예정이에요. 공공도로에서 승객을 태우고 자율주행차 시험 운행을 시작한 지 5년만입니다.

다른 글로벌 자동차 업체들도 자율주행차 상용화에 속도를 내는 가운데 퓨처라마를 선보였던 GM은 미국 샌프란시스코에서 4단계 자율주행차 시험 운행에 나섰어요. 자율주행 4단계는 제한된 조건 아래 주행과 관련된 모든 판단과 행동을 자동차가 알아서 하는 수준이에요.

GM의 자회사인 크루즈(Cruise)가 테스트하는 자율주행차는 스티어링 휠, 액셀, 브레이크 페달 등 운전자가 주행을 통제할 수 있는 장치들이 달려 있지만 실제로는 사용할 필요가 없어요.

앞서 크루즈는 캘리포니아 주정부로부터 사람이 운전대를 잡지 않은 상태에서 자율주행차를 운행하는 시험을 해도 좋다는 허가를 받았어요. 캘리포니아주에서 이 면허를 받은 업체는 구글의 웨이모, 중국 알리바바그룹이 투자한 오토X, 배송전용 자율주행차 업체 뉴로, 아마존의 죽스에 이어 크루즈가 네 번째랍니다.

포드 역시 크로스오버 차량인 '이스케이프' 하이브리드 모델을 기반으로 자율주행 4단계를 테스트하고 있어요. 자율주행차 스타트업인 아르고 AI와 손잡고 100여 대 테스트 운행을 시작했는데, 2022년에는 자율주행차 사업부를 출범할 계획입니다.  

한편 일본의 혼다는 세계 최초로 자율주행 3단계를 갖춘 차량의 대량 생산에 돌입할 예정이에요. 2021년 3월 출시 예정인 고급 세단 ‘레전드’에 장착되는 자율주행 시스템인 ‘트래픽 잼 파일럿(Traffic Jam Pilot)'은 교통 체증이 심한 고속도로 등 특정 상황에서 사용하도록 설계돼 있어요. 주변 상황의 변화가 감지될 경우 탑승자가 다시 운전에 집중하도록 경고음이 울리게 됩니다.

일본은 2020년 4월 도로운송차량법 개정을 통해 공공도로에서의 레벨3 자율주행을 허용하면서 자율주행차 보급에 한 발짝 더 나아가게 됐어요.

이처럼 기존 차량 제조사와 빅테크 기업 사이의 자율주행차 개발 경쟁이 치열한 가운데, 자율주행차가 일으킬 수 있는 문제에 대한 우려의 목소리도 커지고 있어요.

2018년 3월 18일 밤 10시, 미국 애리조나 템피의 한 교차로에서는 자전거를 끌고 가던 40대 여성이 자율주행차에 치여 숨지는 사고가 발생했어요. 사고를 낸 차량은 세계 최대 차량호출업체 우버가 시범 자율주행을 하던 볼보 X90이었습니다.

3월 23일 오전, 미국 캘리포니아 남단 101번 고속도로에서는 자율주행 모드로 운전 중이던 테슬라 모델X가 중앙분리대를 들이받고 연이어 추돌사고를 당하기도 했어요. 사고 뒤 불길이 치솟고 배터리가 실려 있던 차량 앞부분이 폭발해 완파됐으며 운전자는 사망하고 말았어요.

가속화하던 자율주행차 상업화 움직임은 급브레이크가 걸렸는데, 사고 직후 사고가 발생한 애리조나주는 우버의 자율 주행 차 주행을 무기한 금지했고 우버는 캘리포니아주 자율주행차 시험운행 허가를 갱신하지 않기로 했어요.

자율주행차용 반도체 제조사인 엔비디아도 뉴저지, 캘리포니아 등에서 실시하던 자율주행차 시범주행을 중단했고, 도요타도 우버 사고 직후 캘리포니아 등에서 진행하던 자율주행차 시험운행을 중지했어요.

미국에서만 1년에 교통사고로 3만7000여명이 숨지는 등 하루 100명 넘게 사망하는 상황에서 자율주행차 사망사고에 비상한 관심이 쏠리는 이유는 무엇일까요? 보행자 사고로 자율주행차가 그동안 주장하던 안전성이 위협받으면서 기술신뢰성 자체가 흔들리기 때문이에요.

우버의 사고가 기존 자율주행차의 사고와 구별되는 것은 운전자가 아니라 보행자 사망 사고라는 점이에요. 운전자의 사망과 부상은 자율주행차량 구매자와 탑승자에 국한된 문제이지만, 보행자 사망은 모든 사람을 자율주행 기술의 잠재적인 피해자로 만들 수 있기 때문이죠.

우버의 보행자 사망 사고로 인해 “충분한 안전성이 확인되지 않았지만 기존의 방법보다 효율성이 높은 기술과 도구를 채택할 것인가”, “채택에 어떠한 기준을 요구할 것인가”의 문제에 직면하게 됐어요. 자율주행차 기술에 대한 사회적, 법적 규제 논의의 중요성을 일깨우는 사례라고 할 수 있답니다.

새로운 기술은 어느 날 갑자기 등장한 것이 아닙니다. 상상에서 시작해 수많은 시행착오를 겪고, 실용화를 위한 주변 기술이 등장하고 나서야 상용화가 되는 과정을 거칩니다. 처음에는 그 기술을 실현할 조건이 되지 않아 시간을 기다리는 것이 보통이죠. 자율주행차도 오랜 시간 많은 시행착오를 거쳤지만 이제 상용화의 문턱에 와 있습니다. 성큼 다가온 자율주행차의 등장이 자동차산업을 어떻게 변화시켜 갈지 기대됩니다.

이미지 출처 - google

‘테슬라 vs. 구글, 누가 선두야?’ 불붙은 자율주행 각축전

전세계 자율주행 이야기

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