무결점 무인로봇자동차의 탄생 : 제1단계
최악의 상황에 대처하는 능력을 검증하라
무인로봇자동차 '아우디 TTS'가 로키산맥 등정을 시도한다. 로봇자동차가 이 험준한 산을 스스로 오른다면 출퇴근길에 핸들을 맡겨도 안심할 수 있을 것이다.
올 가을이 되면 아우디 TTS가 로키산맥의 한 부분인 콜로라도주의 파이크스산을 오른다. 아우디 TTS는 이번 실험에서 156개 급거브 구간이 있는 20㎞의 오프로드 길을 최대 시속 144㎞의 속도로 질주할 예정이다.
이 정도 악조건에서 운전을 하려면 프로 레이서들이 필요하다. 하지만 아우디는 운전자를 아예 고용하지 않았다. 아우디 TTS는 자율주행 능력을 갖춘 무인로봇자동차이기 때문이다.
지금껏 아우디와 모기업인 폭스바겐은 스탠포드대학이 나 실리콘밸리의 폭스바겐 전자연구소(ERL)와 협력해 세계 최고수준의 로봇자동차를 여러 대 개발한 바 있다. 지난 2005년 폭스바겐은 투아렉 모델을 로봇자동차로 개조, 모하비 사막 227㎞ 구간을 완주해야 하는 미국 국방부 산하고등연구계획국(DARPA)의 로봇자동차 경진대회에서 우승하기도 했다.
맨해튼에서 열린 지난해 대회에서는 파사트를 개조한 '주니어'가 교통신호와 보행자들을 감지해 도심을 자율주행하는 임무를 수행했다.
이들의 공동작품 중 가장 최근 모델은 양산품 기반의 스포츠카 TTS다. 이 차량의 애칭은 '쉘리(Shelley)'로 여성 최초의 자동차 레이싱 우승자인 미쉘 무통의 애칭과 같다. ERL의 마샬 헤르난데스 프로젝트 책임자는 "주니어가 할머니를 모시고 다닐 수 있을 만큼 느리고 안전하다면 쉘리는 눈보라가 몰아치는 험한 시골길을 거침없이 주행할 수 있는 차량"이라고 설명한다.
실제로 쉘비는 자동차 속도경주 장소로 유명한 미국 유타주의 보너빌 솔트 플랫에서 이미 최고 시속 217㎞를 주파한 바 있다. 이 기록은 무인자동차로서는 비공인 세계신기록이다. 헤르난데스에 의하면 현재 상용화되어 있는 기술들을 조금만 확장시켜 쉘리와 같은 무인자동차에 접목하면 비상시 스스로 프로급 운전실력을 발휘한다거나 스스로 주차하는 자동차를 만들 수 있다고 한다.
ERL의 버카드 훈케 소장은 이와 관련 대다수 운전자들의 경우 사고회피 능력이 매우 약하다고 지적한다. 사람은 위기에 처했을 때 쉽게 당황하고, 반사적으로 반응하지 못 하며, 충돌회피 기술도 제대로 익히지 못했다는 것. 반면 무인로봇자동차는 이러한 약점이 없다.
어쨌든 쉘리는 향후 첨단 GPS를 사용해 도로와 장애물을 인식하고 파이크스산의 복잡한 굽이길을 헤쳐나가게 된다. 주니어가 카메라, 레이더, 센서를 사용하는 것과는 다르다.
쉘리의 첨단 GPS는 대기간섭에 의한 신호 오차를 수정 해 차량의 위치를 1인치 이내의 오차범위로 파악, 사전에 프로그래밍되어 쉘비에 내장된 디지털 지도상에 표시해준다. 또한 별도의 알고리즘이 휠 센서, 가속도계, 자이로스코프 등에서 얻은 데이터를 고속 처리해 정확한 코스를 달리기 위한 가장 적합한 속도, 가속력, 방향 등을 산출한다.
무결점 무인로봇자동차의 탄생 : 제2단계
지능형 도로 인프라를 구축하라
무인 로봇 자동차는 도로위와 그 주변의 모든 것을 파악한다. 그리고 돌발상황이 벌어지면 신속하게 대응한다.
오늘날의 자동차도 이미 스스로 충돌을 방지하고 가속과 제동을 한다. 무인 주차기술도 상용화됐다. 이에 자동차메이커들과 각국 정부는 무인화의 최종 단계를 향해 나아가고 있다. 운전자의 눈보다 빨리 도로상의 위험물과 사고현장, 교통체증 등을 파악해 대처할 수 있는 지능형 네트워크 자동차의 개발이 그것이다.
사실 모든 것을 다 아는 자동차라는 개념은 몇몇 사람들에게 꽤 끔찍하게 들릴 수 있다. 운전의 자유와 즐거움을 포기해야 함을 의미하기 때문이다. 하지만 이로써 우리가 얻는 이득은 더 크다. 이러한 차량의 출현은 문자 그대로 세상을 바꿀 수도 있다.
일례로 많은 국가에서 추진 중인 지능형교통체계(ITS)가 구현되면 수많은 인명을 구하고 연료낭비를 막을 수 있다. 미국의 경우 ITS를 통해 모든 도로체계가 표준화된 네트워크로 연결되면 연간 3만7,000명의 교통사고 사망자 감소, 106억ℓ의 연료 절감, 40억 시간의 주행시간 절약이 나타날 것으로 기대하고 있다. 미국은 모든 계획이 예정대로 추진되면 2013년경 고속도로교통안전국(NHTSA)이 ITS 기반 무선시스템을 채용한 차량에만 최고 안전등급을 부여, 이용률 확대에 나설 예정이다.
미국의 ITS는 단거리통신용 5.9㎓ 대역의 주파수를 사용하게 되는데 이 주파수로 자동차 상호간 주행정보를 교환, 충돌을 막는다. 설령 충돌이 일어나더라도 에어백 등 안전장치가 먼저 작동돼 인명피해를 최소화해준다. 또한 고속도로 주행 차량들을 체계적으로 관리함으로 서 교통 혼잡, 대기오염 등을 줄일 수 있다. 특히 운전자의 인내심을 시험하는 도로정체도 사라진다.
ITS에 네트워킹 된 차량들은 와이어시스템과 센서에 의해 GPS와 연결된다. 이렇게 각 차량들은 자신의 위치와 속도, 중량 등 주요 정보들을 초당 최소 10회 이상 발신한다. 이는 혼잡하지 않는 도로를 주행할 때도 마찬가지다. 차량 이 교통상황, 날씨, 사고 데이터를 실시간 탐지해 전달하는 센서 구실을 하는 셈이다. 포드의 안전연구팀 수석기술자인 마이크 슐먼은 "차량에서 전달된 정보를 취합·분석하고 문제발견 시 운전자에게 경고를 보내거나 차량의 통제권을 인수받게 된다"고 설명했다.
현재 많은 기업들이 이처럼 네트워킹 된 미래의 도로에 군침을 흘린다. 도로의 특정 위치에서 특정 광고를 송출한다거나 무정차 요금징수 등 사업적 효용성이 높기 때문이다. 단지 여기에는 철저한 보안이 요구된다. 자칫 해커가 시스템을 해킹, 거짓 메시지를 전송하거나 ITS 전체를 마비시키기라도 하면 극심한 혼란이 야기되는 탓이다.
사생활 침해 문제도 중요한 부분이다. ITS는 교통법규 준수를 강제하는데 사용될 개연성이 있다. 정부가 차량의 속도를 인위적으로 제한하는 등 운전자를 장기판의 말처럼 맘대로 통제할 수 있다는 얘기다.
그럼에도 불구하고 많은 운전자들은 교통체증이 사라져 언제나 제 시간에 목적지에 도착할 수 있다면 기꺼이 운전의 통제권을 포기할 수도 있을 것이다. 여론조사를 보면 운전자의 약 70%가 자신의 운전실력을 평균이상으로 평가하지만 어느 대도시에서든 10분만 운전 해봐도 이것이 틀렸음을 알 수 있다. 음주운전, 졸음운전을 일삼는 인간 대신 결코 졸지 않으며 항상 법규를 준수하고 탑승자의 생명을 보호하도록 프로그래밍 된 로봇운전자를 선택하는 것은 어찌 보면 너무 당연한 귀결일지도 모른다.
| 미래의 도로환경 2020년의 대도시 운전자를 교통체증과 접촉 사고, 주차난에서 해방시킬 8가지 미래기술 A 상황 탐지 GPS 장착 스마트폰을 이용해 많은 차량들을 네트워크로 연결함으로서 교통량, 날씨, 사고 등의 데이터를 실시간 탐지하고 공유할 수 있게 된다. 이는 일반 대중이 기업의 제품 생산에 직접 참여하는 크라우드 소싱(crowd sourcing)과도 유사하다. B 교통량 제어 GM에 따르면 2015년경에는 자사의 적응형 운행 제어시스템이 교통량이 적은 도로를 파악, 차량을 해당도로로 유도함으로서 교통흐름을 최적으로 유지하게 된다고 말한다. 차세대 버전은 특정 차량들을 하나의 그룹으로 묶어 통합 관리함으로서 연료절약을 꾀하고 연쇄충돌, 교통체증을 방지할 수 있다. GM은 올 3월 상하이 엑스포에서 이러한 능력을 보유한 미래형 2인승 도심교통수단 'EN-V 콘셉트카'를 일반에 선보인바 있다. C 보행자 네트워킹 간단한 무선송수신기 활용해 자동차 운전자가 아닌 보행자나 자전거 탑승자도 네트워크에 포함시키게 된다. 각 차량이 이들의 움직임을 인지하면서 사고가 대폭 줄어든다. D 충돌 충격 완화 차량간 충돌을 피할 수 없는 경우 네트워크가 탑승자의 충격을 최소화할 수 있는 방향으로 충돌위치를 조정한다. 차량을 최대한 비틀어 사망률이 높은 측면 충돌을 막고, 비교적 안전한 후방 충돌을 유도하는 식이다. 이와 관련 벤츠는 최근 문 안쪽의 금속 프레임 크기를 키워 측면 충돌의 안전성을 높인 콘셉트카를 내놓기도 했다. E 긴급차량 파악 앰뷸런스가 요란한 사이렌 없이 정체된 도로를 빠져나간다. 디지털신호를 통해 앞의 차량에게 속도를 줄이고 갓길에 차를 정차하라는 메시지를 보냈기 때문이다. 모터사이클로 이런 방식으로 네트워크에 연결된다. 때문에 백미러를 봐도 발견키 어려웠던 모터사이클이 20톤 트럭만큼 정확히 위치가 확인된다. F 차선이탈 방지 신형 인공위성 덕분에 차량의 위치가 ㎝ 단위로 파악된다. 이에 졸음운전, 부주의, 악천후, 빙판길 등 어떤 상황 하에서라도 차량의 차선이탈을 정확히 확인해 원래 차로로 안전하게 복귀시킨다. G 지능형 교차로 지능형교차로가 운전자의 안전성을 배가해준다. 2010년 현재 충돌사고 사망자 중 20%, 전체 사고의 40%가 교차로에서 생길만큼 이곳의 안전성 확보는 매우 중요하다. 지능형 교차로는 차량간 교신을 통해 충돌위험이 있는 차량에 시각과 음성으로 경고를 송출한다. 또한 직접 차량을 감속 및 정지시켜 빨간불에 교차로를 통과하려는 시도를 원천봉쇄한다. H 말하는 주차장 주차 장소를 찾기 위해 주차장을 하염없이 돌며 시간과 연료를 낭비할 필요가 없다. 주차장이 차량과 교신하며 어느 공간이 비어있는지를 알려주기 때문에 곧장 그곳으로 가면된다. 특히 많은 차량들이 전자동 주차기능을 제공하고 있어 스스로 한 번에 주차를 끝낸다. 출차 역시 자동으로 이뤄진다. |
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
