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미래 모빌리티,
자율주행차
인류가 만든 가장 복잡한 융합모델,
자율주행차의 전망은?

대림대학교 자동차학과 교수 김필수

2021.05.21

 

자동차에 대한 개념이 완전히 바뀌고 있다. 카(Car), 비클(Vehicle), 오토(Auto)를 대신해 모든 이동 수단을 총칭하는 모빌리티(Mobility)로 변화하고 있다. 휘발유와 경유를 연료로 사용하는 내연기관차의 시대는 서서히 저물어 가고 있으며 ‘친환경’을 더한 무공해 이동 수단인 전기차와 수소전기차는 저변을 넓혀가고 있다. 여기에 자율주행 기능을 탑재하면서 이를 활용한 공유 모델에 이르기까지 미래 모빌리티를 선점하기 위한 각종 움직임도 본격화되고 있다. 더불어 작년 말 애플이 자율주행 전기차인 애플카(Apple Car)를 오는 2024년 출시하겠다고 하여 미래 모빌리티에 대한 전 세계의 관심을 증폭시켰다.

 

언론은 내연기관차의 신기술에 대해 더 이상 주목하지 않고, 대학에는 내연기관을 연구하는 석·박사 과정 학생의 응모가 거의 없다시피 하다. 그만큼 내연기관차는 시대에 뒤처진 분야로 간주되고 있으며 미래 모빌리티에 대한 기대감으로 모든 것이 급진전되고 있는 상황이다. 내연기관차 대비 부품은 반으로 줄고 전기차의 성능을 높이는 전용 플랫폼으로 무장한 각종 전기차가 올해부터 본격 출시되면서 시장의 흐름도 완전히 바뀌고 있다. 그동안 전기차 시장을 선점하고 있던 혁신의 아이콘, 테슬라 전기차의 득세가 주춤할 정도로 경쟁력 높은 전기차가 다수 출시되었다. 그래서 올해를 전기차 중흥의 시작점이라 말하기도 한다.

 



전기차와 수소전기차에
자율주행 개념이 추가되면서
이동에 대한 개념도 변화하기 시작했다.


아직은 운전보조 기능이라 할 수 있으나 자율주행 기술이 고도로 발전해 운전자를 완전히 대신하는 미래 모빌리티에 대한 핑크빛 전망도 늘어나고 있다. 특히 전기차는 내연기관차 대비 작은 부품 수로 인한 풍부한 공간 확보와 대용량 전기 배터리로 자율주행에 필요한 각종 문제점을 해결하는 데 가장 적절하다는 평가를 받고 있다. 자율주행 기능을 확대하기 위해서는 주변을 탐색할 수 있는 수십 개의 각종 센서와 카메라는 기본이고 위치 확보를 위한 고해상도 GPS와 각종 정보를 실시간으로 대량 전달할 수 있는 5G 기술이 필요하다. 특히 수집된 정보를 실시간으로 분석하고 응용하여 거리와 방향, 속도를 결정할 수 있는 각종 알고리즘 시스템이 반드시 필요하다. 기존 내연기관차는 이를 위해 필요한 전기 에너지를 탑재하기에는 한계가 있고 공간도 한정적이기 때문에 전기차 기반의 자율주행이 필수다. 이에 전기차와 자율주행 기능을 사촌 간이라 언급하곤 한다. 

 

이제 전기차는 선택이 아닌 필수다. 글로벌 자동차 제작사도 전기차 생산에 투자를 확대하고 있는 만큼 미리 준비하지 않는다면 자동차 산업 생태계가 경착륙을 할 수도 있다는 우려가 크다. 전기차 생산인력은 내연기관차 대비 30~40% 정도 줄어들기에 자동차 산업계의 대규모 실업난으로 번질 수 있다. 자동차 부품 협력사들은 전기차 부품 생산으로 생산라인을 빠르게 바꾸지 않는다면 생태계 위기가 더욱 커질 것이 자명하다.

 

자율주행 기능은

인류가 만든 각종 첨단 기술의

총합으로 이루어졌다.


자율주행차의 완성은 인류가 만든 가장 복잡한 융합 모델이라 할 수 있다. 이미 10여 년 전부터 이동 수단에 각종 자율주행을 위한 부품을 추가하면서 자동차 제작사별로 차별화되고 특화된 기능을 자랑하고 있다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이 아직 자율주행 기능은 운전자를 대신하기보다는 운전 보조 기능으로 정의해야 할 정도로 아직은 미약한 편이다. 가장 앞서 있다고 하는 테슬라의 오토파일럿 기능도 레벨 2.5 정도이며, 완성된 단계는 아니지만 소비자는 열광하고 이를 즐기고 있다.

 

 

자율주행 기능은 미국 자동차 공학회(SAE, Society of Automotive Engineers)에서 6단계로 정의하고 있다. 레벨 0은 완전히 운전자가 수동으로 운전하는 상태이고 레벨 1은 고속도로 등에서 앞뒤 차의 간격을 자동으로 조정해 주는 오토 크루즈 기능이나 차선 이탈 경보 장치 등이다. 레벨 2는 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems)으로 고급 승용차를 중심으로 보급되어 있는 기능이다. 레벨 3은 더욱 진보된 ADAS라고 할 수 있으나 아직 이 정도의 자율주행 기능은 없다. 올해 말쯤 출시된다고 할 정도로 난도가 높다고 할 수 있다. 테슬라에서는 레벨 4단계도 가능한 장치를 탑재했다고 하지만, 실질적으로는 레벨 2.5 정도로 평가받고 있다. 레벨 4는 진정한 자율주행차의 시작점이라 할 수 있다. 목적지까지 특수한 경우에만 사람이 개입하는 경우인 만큼 이 레벨이면 자동차에 몸을 맡기고 잠을 청할 수도 있고 각종 회의 등 다른 일을 볼 수 있을 것이다. 혹시라도 사고가 발생하면 자동차에 책임을 물을 수 있는 보험도 등장할 것으로 기대되며 이 단계에는 자동차 자체가 법적 인격체가 된다. 레벨 5는 탑승자가 있건 없건 완전히 사고 없이 이동이 가능한 완전한 자율주행차로, 자율주행차의 최종 목표다. 


미국에서는 불법 장치 장착으로 무리하게 자율주행을 즐기다가 사고로 사망하는 운전자가 늘고 있다. 현재 장착된 자율주행 기능은 한산한 고속도로나 전용도로에서 20~30초 정도 운전대를 놓고 음료수를 마시고 다른 물건을 집는 등의 행위를 할 수 있는 정도다. 그러나 운전대를 잡는 것으로 착각하게 만드는 불법 장치를 장착하여 앞서 이야기한 것과 같이 사망사고가 발생하기도 했다. 사실상 현재 단계에서는 먼지가 많은 오프로드나 폭우나 폭설 등에서 기능이 떨어지고 문제가 발생하는 등 심각한 결격사유가 있다. 아직까지는 자율주행 기능을 완전히 믿을 수 없으며 운전보조 기능으로만 활용해야 한다. 특히 사고가 발생하면 법적 책임이 스스로에게 있는 만큼 오직 자신만을 믿고 올바르게 운전하는 것이 중요하다.



레벨 4단계의 기술이 개발되기까지
지금까지의 기술을 응용하는

사례가 늘 것이다.

 

안전벨트나 에어백 같은 사고의 정도를 경감시키는 수동식 안전장치가 아닌 미리 사고를 예방하여 제동하고 핸들을 꺾는 능동식 안전장치 탑재가 가능할 것이다. 또한 완전한 풀 파킹 시스템의 탑재로 주차 공포에서 해방될 수 있을 것이라 기대한다.



더불어 시속 30~40Km 정도의 마이크로버스가 대규모 아파트 단지와 관광단지 등을 저속으로 자율 운전하는 사례도 늘 것으로 확신한다. 저속의 경우 사고의 가능성이 크게 낮아지는 만큼 적용하기에 무리가 없기 때문이다. 여기에 자율주행 전용도로나 차선에서 10여 대의 트레일러가 모여 장거리 운송하는 군집 운행도 예상할 수 있다. 교통사고는 일반적으로 자율주행차와 유인운전자의 동시 운행으로 나타나는 사고가 많은 만큼 전용도로에서의 운행은 그만큼 사고의 가능성이 낮아진다. 이를 통한 물류의 대변혁을 기대할 수 있으며 그 밖에 자율주행 기술을 발전시키며 응용할 수 있는 각종 사례가 무수할 것이라 예상한다. 



선진 자율주행 기술은 미래 모빌리티 분야의 일자리 창출 극대화를 위한 가장 핵심적인 기술이다. 미래 모빌리티 기술의 선점은 모든 산업을 좌우하는 융합적인 특징을 가진 만큼 전 세계 국가들이 전념하고 있는 분야이다. 이에 미래 모빌리티 기술 선점을 위한 합종연횡, 적과의 동침, 이종 간의 결합 등이 성행하고 있다.



그러나 우리나라의 경우 전기차 기술은 세계 선두급으로 진입하고 있으나 자율주행 기술은 선진국 대비 3~4년 정도 뒤처진 상황이다. 특히 소프트웨어와 인공지능 기술은 인재가 적고 격차가 있는 만큼 좀 더 매진하여 선두급 진입이 요구된다. 융합적인 인재 양성을 핵심 과제로 하여 미래 모빌리티에 대한 역량을 극대화해야 한다.

 

 

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