테슬라의 오토파일럿 기능으로 자율주행차에 대한 관심이 높아지고 있다.기존 자동차 제조사뿐 아니라 웨이오(구글), 우버, 아마존 등의 제조사들이 자율주행 기술에 관심을 갖고 연구하고 있는데 과연 자율주행 자동차의 그 시작은 언제였을까.첫번째 자율주행차부터 어떻게 지금까지 발전해왔는지 하나씩 알아보자!
PARTⅠ 자율주행 기술의 서막
사진 출처 : 위키피디아(왼쪽), digitaltrends.com(오른쪽 상단), smithsonianmag.com(오른쪽 하단), 1478년 레오나르도 다빈치, 자동 이동 카트(Leonardo Da Vinci’s Self Propelled Cart) 자율주행차 콘셉트의 시작은 레오나르도 다빈치가 설계한 자동 이동 카트로 알려져 있다.다빈치는 스프링의 탄성(힘을 가할 때는 변형되고 힘이 제거됐을 때 원래 모양으로 돌아가는 성질)을 이용해 카트를 움직이는 데 이용하고 핸들 각도를 미리 정해 원하는 길로 갈 수 있도록 설계했다. 사람의 개입 없이 원하는 경로로 이동한 것이 현재 자율주행 콘셉트 면에서 일치한다고 할 수 있다.
1925년 프란시스 후디나, RC카 아메리칸 원더(Francis Houdina’s Radio Controlled Car, named American Wonder) 프란시스 후디나는 전파를 보내 전기모터로 제어하는 차량을 선보였다. 앞차에 수신기를 달고 뒷차로 가속, 브레이크, 그리고 핸들을 제어했지만 최근에는 판단 로직에 따라 제어되지만 통신으로 모터를 움직여 무인 차량을 제어하는 컨셉트는 유사해 보인다.
1945년 랠프 티토, 크루즈 컨트롤의 시작(Ralph Teetor’s Cruise Control) 발명가 랄프 티토가 발명한 속도제어 특허는 스로틀(Throttle) 제어로 속도를 유지하는 기술로 오늘날 크루즈 컨트롤의 시작이 되는 기술이다. 이후 1958년 크라이슬러가 최초로 상업화하면서 알려졌다.
사진 출처 : GM 1956년 GM, 파이어버드Ⅱ 컨셉트(GM’s Firebird IIConcept) GM이 발표한 파이어버드Ⅱ 컨셉트는 트럭에 그려진 주행라인을 일정 속도로 주행하는 기초적인 수준이었지만 미래 고속도로 완전 자율주행 컨셉트인 전자두뇌(Electronic brain)를 탑재했고 이때를 시작으로 완전 자율주행 기술 개발에 박차를 가하고 있다. GM은 이 밖에도 광고를 통해 자율주행차 시대를 예상했는데 이는 레벨5 단계의 완전 자율주행 컨셉트와 일치한다.
1977년 쓰쿠바 기계공학 연구실, 시속 30km/h 자율주행자동차(Tsukuba Mechanical Engineering Lab’s driverlesscar) 현재 자율주행자동차와 가장 유사한 자율주행 형태로 전면에 장착된 2개의 카메라가 미리 표시해 놓은 흰색을 쫓아 주행하도록 설계돼 최고 시속 30km/h로 주행하는 데 성공했다.
PARTⅡ 자율주행 기술 발전기
사진 출처 : eldiario.es 1987년 에른스트 딕만스(Ernst Dickmans)-메르세데스-벤츠(Mercedes Benz), 자율주행 벤 바모스(VaMoRs) 개발 독일 에른스트 딕만스 교수는 도로에 방향 유도 장치를 따르는 자율주행 기술이 아닌 카메라와 센서를 장착해 실시간 이미지 시퀀스 기반 명령으로 스티어링 휠과 스로틀, 브레이크를 제어하는 자율주행 자동차를 연구해 벤츠 벤츠에 장착해 개발한 자율주행 벤츠(VaMoRs)의 기술이다.
사진 출처 : California PATH 1994년 PATH 프로젝트, 고속도로 군집주행 시연 미국에서 대규모로 투자한 PATH(Partners for Advanced Transit and Highways) 프로젝트는 1986년 출범했으며 교통 혼잡을 줄이기 위한 자동차 시스템을 연구했다. 도로에 마그네틱을 설치한 뒤 자동차의 위치를 정확히 감지해 제어하는 것이다. 1994년에는 포드(Ford) 차량 4대에 스로틀/브레이크 구동 소자, 레이더(Radar)와 무선랜 통신 시스템을 탑재해 샌디애고 고속도로에서 4m 간격의 군집주행(여러 대의 차량이 차량 간격 제어를 통해 일정 거리를 유지한 채 이동하는 자율주행 기술)에 성공했다. 이후 1997년 진행된 자동차 8대 군집주행도 성공했다.
사진 출처 : 위키피디아 1995년 에른스트 딕만스 메르세데스-벤츠, 자율주행 세단 VaMP, VITA-2 개발 유럽연합은 자율주행 자동차 프로젝트인 ‘유레카 프로메테우스(EUREAKPROMETHEUS)’에 1조원 이상을 투자했으며 에른스트 딕만스 교수는 투자에 힘입어 자율주행차에 높은 연구 성과를 거뒀다. 벤츠 s-class를 개조한 VaMP와 VITA-2를 국제적으로 선보였지만 초점거리가 다른 4개의 카메라를 병렬로 장착해 선택적 주의집중이 가능하도록 설계했다. 그 결과 1994년 파리 샤를 드골호(Charles-de-Gaulle) 공항 인근 3차선 도로에서 1,000km 주행했으며 최고 속도는 130km/h이며 자동으로 차선 변경과 반자동으로 다른 차량을 추월하는 성능을 선보였다. 1년 뒤인 1995년에는 뮌헨에서 코펜하겐까지 왕복 주행(약 2,000km)을 선보였다. 속도 제한이 없는 아우토반에서는 9km마다 운전자가 간섭하는 조건에서 최고속도 175km/h를 초과했다.
사진 출처 : wikimedia(왼쪽), tartanracing(오른쪽), 2004/05년 달화 그랜드 챌린지(DARPA Grand Challenge) 자율주행 자동차 역사에서 빼놓을 수 없는 것이 바로 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency) 그랜드 챌린지다. 2004년 DARPA에서는 미국 대학과 연구기관에 모하비 사막 240km를 자율주행 자동차 최초로 완주하면 상금 100만달러를 지급한다는 미션을 제시했다. 여러 대학과 연구기관, 자동차회사 등이 연합해 도전했는데 카네기멜론대학이 11km 주행기록을 세운 게 가장 좋은 기록이었다. 대부분의 대학 차량은 움직일 수 없었다. 2005년에 다시 같은 미션을 제시한 대회가 열렸고, 5개 대학 차량이 완주했으며 우승은 6시간 54분을 기록한 스탠퍼드 대학의 Stanley 차량이다. 폭스바겐(VW)과의 합작 차량으로 이 프로젝트의 리더였던 세바스티안 슬론(Sebastianthrun)은 자율주행 전문가로 주목을 받게 됐다.
2006년 달파 어반 챌린지(DARPA Urban Challenge) 버려진 공군기지를 활용해 도심 환경을 재현한 다파 어반 챌린지가 개최됐는데 이번에는 도로교통법규를 프로그래밍해 도로를 주행하는 미션이 제시됐다. 차량 스스로 교통신호를 이해하고 STOP 신호에서는 먼저 전 차량이 지나갈 때까지 대기해야 해 다른 차량과의 충돌을 회피하는 기능이 필요했다. 이 대회에서는 카네기멜론대학이 시비타호(Shevy Tahoe) 차량을 기반으로 만든 자율주행차 ‘BOSS’가 우승했다. 준우승은 세바스티안 슬론이 이끄는 스탠퍼드대다. 이후 구글은 세바스티안 슬론을 스카우트했고, 카셰어링 업체인 우버는 카네기멜론 연구진 40명을 모두 스카우트했다.
PARTⅢ 자율주행 자동차 상업화 시작 2009년 구글, 자율주행차 연구 착수 발표 2009년 구글은 자율주행차 관련 연구를 시작했다. 구글의 미래사업 조직인 ‘구글X’ 산하에서 세바스티안 슬론 소장으로 연구에 착수했고 2016년에는 ‘웨이모(Waymo)’를 독립법인으로 설립해 자율주행 기술 연구를 본격적으로 사업화하기 시작했다. 2018년 12월 초부터는 ‘웨이모 원(Waymo One)’으로 미국 애리조나(Arizona)에서 세계 최초로 상용 자율주행 택시 서비스를 시작했다.
2015년 테슬라, 오토파일럿(Auto Pilot) 2015년 10월 테슬라가 세계 최초로 반자율주행인 ‘오토파일럿’ 기능을 탑재한 모델S를 출시했다. 오토파일럿은 주위 자동차 속도에 맞춰 주행속도와 차선을 유지하는 오토스티어(Auto Steer) 기능과 깜빡이를 켜면 자동으로 차선을 변경해주는 오토레인 체인지(Autolane-change) 기능이 포함돼 있으며 테슬라는 지속적으로 버전을 업데이트하고 있다. 테슬라 오토파일럿은 자율주행 보조기능 대중화에 한몫했지만 완벽한 자율주행 기능은 아니어서 사고도 발생하고 있다.
현재 전방을 주시하지 않아도 되는 레벨3 자율주행차 상용화를 위한 기술개발 및 테스트가 세계적으로 진행되고 있으며 전문가들은 2025년부터 2030년 사이에 자율주행차 상용화가 될 것으로 예측하고 있다.
문 편집 a2z 홍보마케팅팀