[알쓸IT잡] 자율주행차, 어디까지 왔나? (Autonomous Vehicle)

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자율주행 자동차 어디까지 왔나?(Autonomous Vehicle)

[알쓸IT잡] 자율주행 어디까지 왔나? (Autonomous Vehicle)

1982년도에 데이비드 해셀호프가 출연한 미국 드라마, ‘전격 Z 작전(Knight Rider)’에서는 인공지능이 탑재된 자율주행차가 주인공과 함께 범죄를 소탕하는 소재를 다뤘습니다. 추억의 과학 공상 드라마나 만화, 또는 영화에서만 등장하던 사람의 인격을 가진 자율주행차의 기술이 현실에는 어느 단계까지 도달했는지 함께 알아볼까요? 

자율주행차 단계의 근원

2013년 5월경, 자율주행 레벨을 처음으로 규정한 기관은 미국 교통부의 고속도로 교통안전국(NHTSA)이었습니다. 하지만 완전 자동화에 대한 정의가 광범위하여 자동차 기술자 협회 (Society of Automotive Engineers, SAE)에서 새롭게 자율주행 발전단계를 제시했습니다.  

 

SAE가 자율주행 단계를 더욱 세분화한 까닭은 NHTSA에서 초기에 정한 완전자율주행이 단계적으로 구체화하기 시작했기 때문이고, 또한 막대한 비용, 먼 상용화 시점, 사고 관련 법적 책임 등 여러 위험을 감수해야 하는 과제가 많았기 때문입니다.

 

그럼 다음과 같이 SAE에서 정한 자율주행 단계를 함께 알아볼까요?

SAE의 단계별 자율주행, 출처 : 삼성뉴스룸

LEVEL 0: 비자동화 (NO AUTOMATION)

LEVEL 0: 비자동화 (NO AUTOMATION)

모두가 흔히 알고 있는 고전적인 자동차입니다. 운전자가 자동차의 모든 기능을 제어합니다. 

LEVEL 1: 운전자 보조 (Driver Assistance)

LEVEL 1: 운전자 보조 (Driver Assistance)

속도 제어(예: 자동 브레이크) 기능이 탑재되지만, 주로 운전자가 차의 방향과 속도를 제어합니다. 

LEVEL 2: 부분 자동화 (Partial Automation)

LEVEL 2: 부분 자동화 (Partial Automation)

부분 자동화는 부르는 그대로 두 가지의 자율주행 기능이 탑재되어있습니다. 앞차와의 간격을 적절하게 자동 유지하는 시스템인 적응형 순향 제어 장치(Adaptive Cruise Control)와 고속도로 차선 간격을 유지하는 기능이 있습니다.  부분 자동화이기 때문에 운전자는 항상 주변 상황을 주시하고 상시 주행에 개입해야 합니다.

LEVEL 3: 조건부 자동화 (Conditional Automation)

LEVEL 3: 조건부 자동화 (Conditional Automation)

방향 조종, 브레이크 및 차선 변경 등, 정해진 조건에 대해서 자율주행이 가능합니다. 자율주행 시스템 결함 시, 차에서 신호를 주면 운전자는 즉시 개입하여 사고를 방지해야 합니다.

LEVEL 4: 고도 자동화 (High Automation)

LEVEL 4: 고도 자동화 (High Automation)

레벨 3은 특정 상황에서의 자율주행이라면 레벨 4는 거의 모든 상황에서 자율주행을 가능하게 합니다. 전 단계에서 언급했던 기능은 물론이고 비상등까지 켜서 사고를 외부에 알리는 과정을 직접 담당합니다. 운전 조작부를 남겨도 되고 없애도 될 정도로 거의 자동화된 단계입니다.

LEVEL 5: 완전 자동화 (Full Automation)

LEVEL 5: 완전 자동화 (Full Automation)

우버와 테슬라의 자율주행 사고 사례

2018년 3월 말, 1주일 안에 두 건의 참담한 교통사고가 미국에서 발생했습니다. 

 

3월 18일 밤, 자율주행모드였던 우버 차량이 자전거를 타던 노숙자를 친 사건이 있었습니다. 이때 운전자는 사고 발생 전까지 전방주시를 하지 않고 다른 곳을 쳐다보고 있었다고 합니다. 사건은 5개 차선 중 가장 마지막 5차로에서 발생했으며, 차가 자전거를 감지하기에는 3초 이상의 시간이 있었던 것으로 파악되었습니다. 사고에 이르게 된 가장 큰 원인은 운전자의 잘못보다는 다른 원인이 있었습니다.   

 

원인 1은 사고 차량이 사고 직전 6초 전에 전방 물체를 발견했지만 노숙자를 분류 불가로 분류하면서 운전자에게 경고 조치를 전달하지 않았습니다.

 

원인 2는 우버가 차량을 개조해 자율주행시스템을 설치하면서 자동긴급제동장치 (Autonomous Emergency Braking, AEB)와의 두 제어기 명령 충돌을 방지하기 위해 AEB의 브레이크 연결을 해제 시켜 놓은 상태라고 했습니다. 

 

3월 23일에는 테슬라 모델X가 자율주행모드 주행 중에 중앙분리대에 충돌하여 화재가 발생했고, 운전자는 병원에 실려 갔지만 결국 사망했습니다. 화재는 배터리 팩이 원인인 것으로 추정되지만, 충돌로 이르게 된 원인은 자율주행 기술의 한계와 운전자의 태만 때문이라고 밝혀졌습니다.

 

원인 1은 카메라가 역광으로 인해 차선 인식을 할 수 없었고, 원인 2는 중앙분리대 인식 및 긴급제동이 제대로 작동하지 않았습니다. 원인 3으로는 운전자가 레벨 2였던 테슬라의 오토파일럿 기능을 레벨 3~4로 판단하여 전방주시를 하지 않았다고 합니다.

 

두 큰 사고로 인해 미국 뿐만이 아니라 각 나라 정부는 민형사상 책임과 자율주행 사고기록장치, 사전교육 의무화 및 안전 법규, 보험 규정 등 자율주행 관련 법과 제도를 재정비하게 되었고, 지금의 자율주행 기술은 아직 레벨 2 정도에 머무르고 있다는 결론이 나왔습니다.

 

자율주행의 현실

IBK 투자증권의 자료에 의하면 레벨 3은 회색 영역, 즉 모호한 영역에 있다고 했습니다. 레벨 1~2는 운전자의 개입이 필요한 단계로 이루어지며, 레벨 4~5는 운전자가 통제하고 있지 않은 단계로 구분되는데, 레벨 3은 운전자가 부분적으로 제어를 해야 하기 때문에 기술 구별 단계가 애매하다는 분석 결과가 나왔습니다. 

 

출처: IBK투자증권 <IBKS Issue Report: 자율주행, 과속은 없다>

현재 레벨 2에서 4~5로 발달하려면 부족한 자율주행 데이터를 더 축적해야 합니다. 데이터를 축적하기 위해서는 자율주행 테스트가 필수지만, 자율주행 테스트를 하게 되면 운전자뿐만이 아니라, 사망한 노숙자처럼 민간인들도 실험대상이 되기 때문에 테스트를 쉽게 허가할 수 없는 것이 현실입니다. 그렇기 때문에 제한된 조건으로 테스트 데이터를 축적하려면 오랜 준비 시간과 비용이 발생하게 됩니다.  

캘리포니아주 교통 당국의 ‘자율주행차량의 자율모드 해제 보고서(2018)’에서 ‘자율주행모드 해제 당 주행거리’라는 기술 지표를 기록합니다. 이는 자율주행모드 해제가 발생하지 않고 달릴 수 있는 거리를 나타내며, 이 거리가 오래 갈 수록 자율주행성능이 우수하다고 볼 수 있습니다. 

 

보고서 링크를 클릭하여 제공된 표의 수치를 보면, 많은 기업 중에 Waymo와 GM 크루즈가 많은 데이터를 축적해왔었고, 그 외에 적은 데이터를 축적한 업체는 자율주행의 데이터에 비해 자율모드 해제가 자주 발생했다는 것을 볼 수 있을 것입니다.

 

비록 자율주행차 기술은 시험 단계로는 2와 3단계 사이까지는 발달했으나, 이를 상용화하기에는 아직 이릅니다.  

 

만약 운전자가 운전 중에 사고를 내면 책임을 운전자에게 물을 수 있지만, 운전자가 없는 무인 자동차가 사고를 냈다면 누구에게 책임을 물어야 할까요? 그 책임은 해당 차를 만든 회사와 그 차에 탑재된 자율주행 소프트웨어와 장비 부품을 제조한 모든 관련 업체가 짊어야 할 것입니다. 

 

그만큼 전격 Z 작전의 키트가 현실이 되기까지는 아직 현재 기술이 현저히 부족하다는 것을 알 수 있습니다. 

자율주행을 발전시킬 수 있는 기술

자율주행에 대한 전망은 많은 기관에서 제각각 다른 연도를 예상합니다. 하지만 IBKS 리포트에 의하면 2030년 이후에 레벨 2 이상 자율주행 차종의 보급 비중이 과반수 이상 이루어질 것이라고 합니다.  

 

지난주 7월 14일에 디지털 뉴딜 정책 중에 5G와 AI를 자율주행차 산업에 융합한다는 발표가 있었습니다. 5G와 인공지능은 자율주행 레벨 2~3의 기술적인 문제를 개선할 수 있는 요소이기 때문에 요 근래 침체했던 자율주행차 연구에 대한 기대가 다시 커질 것으로 보고 있습니다.

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자율주행차와의 관계는?

 

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이미지 및 참고 내용 출처:

1. 삼성 뉴스룸 : https://news.samsung.com/kr/%EC%9E%90%EC%9C%A8%EC%A3%BC%ED%96%89-%EC%9E%90%EB%8F%99%EC%B0%A8%EC%9D%98-%ED%98%84%EC%A3%BC%EC%86%8C

 

2. IBKS Issue Report 자동차 (Overweight) 자율주행, 과속은 없다, 2020년 1월 20일 발행

 

3. Autonomous Vehicle Disengagement Reports 2018

http://dvirnd.katri.kr/2019/02/26/%EC%9E%90%EC%9C%A8%EC%A3%BC%ED%96%89%EC%B0%A8%EB%9F%89%EC%9D%98-%EC%9E%90%EC%9C%A8%EB%AA%A8%EB%93%9C%ED%95%B4%EC%A0%9C-%EB%B3%B4%EA%B3%A0%EC%84%9C-%EB%B0%9C%ED%91%9C/