[오토저널] 미래 자동차기술의 씨앗 : 자율주행챌린지

[오토저널] 미래의 자동차 기술종 : 자율주행 챌린지 지원 성운 입력 2022년 11월 7일 16:30 수정 2022년 11월 7일 19:00

미래 자동차 기술의 꿈:전격 Z작전”킷”1980년대의 홈 디너 타임을 붉혔다”전격 Z작전”다는 서양화가 있었다. 전 형사가 “킷(KITT)”이라는 최첨단 자동차를 타면서 악의 세력과 맞서서 싸움 정의를 구현하는 드라마였지만, 여기 나오는 “킷(KITT)”.<그림 1>라는 자동차가 바로 인공 지능 기능을 탑재한 자동 운전 자동차이다. 이 자동차는 이 드라마에서 자동차의 소유자(전 형사)이 손목 시계에 대고”킷!”라고 하자 주인이 있는 곳에 스스로 달려오고 차에 탄 주인과 대화하면서 각종 정보를 교환하거나 원하는 목적지 주행 자동차로 스스로 하고 당시로서는 상상 속에서만 할 수 있지 않는 자동 운전 차이다.많은 사람이 이 드라마를 보면서 이런 기술이 탑재된 꿈의 자동차가 나오기를 기대하던 시절이 그리 멀지 않은 과거에 존재했다.자동차 기술의 발전:동력원의 역사 인간은 이동성을 향상시키기 위해서 인간의 힘 대신 주고 인간보다 강한 힘을 보일 수 있는 많은 도구를 이용하여 왔다. 소, 말 같은 사람이 쓸 힘이 센 동물의 힘을 빌려서 인간의 이동에 활용하고 18세기 산업 혁명 이후”증기”라는 동력원의 발견 이후 이 새로운 동력원을 기존의 동물에 대신하는 것에 활용한다. 1769년”니콜라스, 큐뇨”라는 포병 장교가 큰 대포를 나르느라 증기 기관을 이용한 것을 시작으로 증기 기관을 활용한 자동차가 그 실체를 드러내게 된다.

이후 증기 기관을 이용한 자동차가 지속적 발전을 거듭해가운데 1876년에 독일의 니콜라우스·오토가 4행정 내연 기관을 개발한 후, 다임러와 벤츠가 이를 자동차에 활용하고, 가솔린을 이용한 내연 기관이 자동차 동력원으로 자리 매김하게 된다.그 뒤 1892년에 루돌프 디젤에 의해서 개발된 디젤 엔진이 자동차의 동력원에 합류하게 되어 지금도 가솔린과 디젤 내연 기관은 자동차의 동력원으로 가장 폭넓게 활용되고 있다. 그 뒤 에너지 고갈 문제, 친환경 이슈 등이 제기되자 최근에는 자동차의 동력원이 전기 에너지로 서서히 위치를 바꾸는 과정이다.이처럼 자동차의 기술은 주로 자동차 동력원을 중심으로 진보가 이루어지고 이 같은 동력원을 기반으로 에너지 효율성, 사용자 편의성, 감성 등이 복합적으로 반영하여 기술 개발이 진행되어 왔다.자동 운전 기술의 발전:안전과 편의, 종래는 자동차 기술의 발전이 엔진 같은 동력원의 개발에 많은 관심이 있었다면, 요즘은 탑승자의 안전과 편의의 관점으로부터 운전자를 보조하거나 운전자 대신 방향에서 많은 관심이 쏠리고 있다. 특히 알파 바둑이 이·세달러에 이긴 사건 이후는 그 관심이 매우 높아지면서 자동차도 인공 지능이 탑재된 전격 Z작전의 키트 같은 자동차의 개발에도 많은 관심이 쏠리고 있다.자동 운전 기술은 자체 추진 동력으로 자동차를 구동시킨다는 넓은 의미에서 보면 길게는 1480년대 레오나르도·다·우이은치의 “Self-propelled Cart”까지 가는 것도 있지만, 실질적으로 오늘 같은 자동 운전 자동차의 개념은 1939년 뉴욕 만국 박람회 시절부터. 당시 산업 디자이너 Norman Bel Geddes와 GM은 20년 후 미래의 도시를 묘사한다”Futurama”전시를 통해서 상상 속의 미래 자동차를 제시했지만 이는 컴퓨터 시스템과 각종 속도 조절 장치를 갖추어 오늘 자동 운전 차와 매우 유사한 모습이었다. 이런 상상 속의 자동차가 그 실체를 드러낸 것은 그로부터 약 40년이 지난 1977년 일본의 Tsukuba기계 공학 연구소(Tsukuba Mechanical Engineering Laboratory)을 통해서였다. 이 차량은 아날로그 컴퓨터와 2대의 카메라를 탑재하는 도로 위의 하얀 마커를 추적하는 방식으로 자동 운전을 하다가 그 속도는 시속 30km정도였다. 이어 1980년대에 독일의 Ernst Dickmann교수(뮌헨 대학)은 벤츠.(VaMoRs)에 카메라와 60개의 마이크로 프로세싱 모듈을 탑재하고 차량의 오른쪽 위에 있는 도로상의 물체를 감지하는 방식에서 최고 시속 96km의 자동 운전 자동차를 개발했다.

한편 이 당시 미국은 카네기 멜론 대학을 중심으로 자동 운전 차 개발에 관한 연구가 활발하게 행해지고 있어 2004년 미 국방 고등 기획국(DARPA)은 무인 자동차 경주 대회(DARPA Grand Challenge)를 후원하게 된다. 2004년에 개최된 1차 대회에는 모하베 사막 지역에서 열렸지만 아쉽게 완주한 팀이 없이 끝나고 2005년에 개최된 2차 대회에서는 5팀이 212km를 완주하고 스탠퍼드대가 1위, 카네기 멜론 대학이 2위와 3위를 차지했다. 이어 2007년에 열린 제3차 대회는 대회 코스를 시가지로 변경하고 Urban Challenge에서 개최하고 1위는 카네기 멜론 대학, 2위는 스탠퍼드 대학이 차지한 것이 있다. 이 당시 대회에 참가한 멤버는 그 후 구글 등에 영입됐으며 자동 운전 차 개발에 중추적 역할을 하고 있다.키트처럼 모든 것은 인공 지능이 자유롭게 하는 자동차는 아직 먼 말일지 모르지만 어느 정도 자동차 스스로 드라이버를 보조하는 기능은 이미 상당한 수준에 기술이 발전하고 수준 2수준의 자동 운전 자동차는 이미 도로 위를 달리고 있는 상황이다, 레벨 4수준의 자동 운전 자동차도 곧 상용화를 앞두고 있다.미래 자동차 기술 인재 육성의 씨를 뿌리다:자동 운전 챌린지 미국에서 DARPA Challenge에 참여한 멤버가 앞으로 사회에 진출하고 실질적인 자동 운전 차 개발에 중추적 역할을 하도록 자동 운전 도전 이벤트가 관련 부문 인재 양성에 미치는 역할은 매우 크다고 말할 수 있겠고, 이런 측면에서 정부 또는 기업이 이 분야에 관심을 갖고 투자하는 것은 매우 중요하다. 이를 받고 현재 국내에서는 산업 통상 자원부와 당사에서 격년으로 자동 운전 도전 이벤트를 크게 열리고 있으며 그 밖에 학교나 다른 기업에서도 다양한 자동 운전 기술에 관한 행사를 개최한다.당사에서는 자동 운전 도전에 앞서이미 1995년부터 자동차 기술에 대한 대학생들의 관심과 연구의 저변을 확대하며 대학생 인력을 양성하기 위해서”대학생 자동차 설계 공모전”을 열었다. 1995년 제1회 대회에 12대학 20팀이 응모한 것을 시작으로 2008년 제9회 대회까지 단순 누적으로 총 276대학 803팀이 응모한 각자의 실력을 겨뤘다.2010년 제10회 대회부터는 미래 자동차 기술에 대한 중심을 자동 운전 기술에 두고 대회 명칭도 “자동 운전 도전”으로 변경하고 시행하고 있다. 2010년에는 무인 자동 운전 차에 대한 최초의 대회로 대회 컨셉을 고정 장애물을 회피할 미션에 설정하고 남양 연구소에서 4km를 주행하면서 미션을 수행하는 방식으로 대회를 개최하고 19대학 21팀이 참가하고 6팀이 완주에 성공한 가운데 한양 대학 팀이 우승했다.2012년 자동 운전은 2번째로 열린 제11회 대회는 이동 및 가변 장애물을 회피할 미션을 설정하고 남양 연구소 내에서 3.4km를 주행했다. 13대학 16팀이 참가하여 8팀이 완주에 성공하고 한양 대학 팀이 우승했다.

2014년에 열린 제12회 대회는 미션을 실제 도로 교통 환경으로 바꾸고 대회 난이도를 높이며, 장소도 자동차 안전 연구원 ITS시험로로 변경하고 2.5km의 포장 도로를 주행하면서 9개의 미션을 수행하는 방식으로 이뤄졌다. 19대학 19팀이 참가하여 한양 대학 팀이 우승했다. 자동 운전 도전으로 구성된 3차 대회까지 한양대에서 우승을 이뤘으나 4번째 대회인 2017년 제13회 대회부터는 그 양상이 바뀌기 시작한다.종래에는 주로 특정 미션을 수행하는 방식이 주요 컨셉트이었다면 2017년 제13회 대회는 주행 성능에 중심을 두고 장소를 인제 스피디 다음으로 옮긴 서킷을 주행하면서 랩 타임을 기준으로 대회를 개최했다. 16대학 22팀이 참가하여 계명대 팀이 우승했다.2019년 제14회 대회는 다시 실제 도로 교통 환경에서 미션을 수행하는 방식으로 자동차 안전 연구원이 구축한 자동 운전 실험 도시인 K-City에서 개최했다. 2km를 주행하면서 V2X기반의 실제 도로 교통 환경 미션 6개를 수행하는 방식으로 진행하고 21대학 24팀이 참가한 한국 기술 교육 대학 팀이 우승했다.가장 최근 열린 2021년 제15회 대회에서는 학생들의 역량이 크게 올랐던 점을 감안, 본선에서 처음 실제 도심 환경에 대회 장소를 옮겼다. 서울시와 공동 개최하는 상암동 자동 운전 시범 지구 내의 실제의 도심에서 다수의 자동 운전 자동차가 동시에 주행하는 방식으로 대회를 개최하고 20대학 26팀이 참가하고 가상 방식에서 열린 예선 대회를 거치며 최종 6팀이 본선에 오르고 상암동 도심을 돌아다닌 가운데 KAIST팀이 우승의 영광을 얻었다.도전은 계속:2023자동 운전 도전 이벤트는 대학생 참여 규모가 지속적으로 증가하는 학생들에게 관련 기술 개발의 기회를 만들어 줬다. 2023년도에도 대회를 계속한다. 2023년에는 대회 장소를 다시 서킷에 옮길 예정이다. 학생들의 자동 운전 기술에 대한 역량이 대폭 향상된 상황이어서 이번에 다시 서킷에서 주행에 대한 성능에서 자웅을 다툴 예정이다. 본지 또는 각종 매체를 통해서 안내된 자세한 공모 안내를 참고하여 많은 학생들이 참여하고 그 실력을 자랑하는 장이 되기를 바란다.

이러한 행사에 참여한 학생들이 본인들의 역량을 지속적으로 개발하고 향후 산업계에서 그 역량을 충분히 발휘하여 미래자동차 기술개발에 앞장서 나가기를 기대한다. 저/강혁 (현대자동차)출처/오토저널 2022년 9월호 https://v.daum.net/v/7IgvOJJGXr

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