사이언스 투데이

[과학의 달인] 시속 300km 고속 주행…완전 자율주행을 꿈꾼다


■ 심현철 / 카이스트 교수

[앵커]
운전자 없이 스스로 달리는 자동차, 먼 미래의 일 같았던 자율주행 기술이 우리 일상 속으로 들어오고 있습니다. 자율주행 기술 발달에 따라 최근에는 운전자가 없는 고속 자율주행 레이싱 경기까지 펼쳐졌다고 하는데요. 오늘 과학의 달인에서는 미래 교통 수단을 바꿀 자율주행 기술에 대해 카이스트 심현철 교수 모시고 자세한 이야기 나눠보겠습니다. 어서 오십시오.

교수님께서는 자율주행 기술을 연구해오셨는데, 얼마 전에는 미국에서 열렸던 CES 자율주행 레이싱 경기에 출전하셨죠. 우선 그 대회가 어떤 대회인지부터 얘기 좀 해주시죠?

[인터뷰]
자율주행 대회가 여러가지가 있었는데요. 최근에 로보 레이스(ROBORACE)라는 유럽 대회가 있고, 미국에서는 인디라는 자율주행 레이스(Indy Autonomous Challenge)가 시작하면서 300Km/h까지 달릴 수 있는 차량을 이용해 동시에 주행을 해서 경기를 해보자라고 2019년부터 이야기가 나왔습니다.

[앵커]
잠시 경기를 보면서 이야기할까요. 지금 주행을 준비하고 있는 차가 교수님의 레이싱카인가요?

[인터뷰]
네 레이싱카는 특수한 차량이기 때문에 차량제작사가 있고요. 최근 소프트웨어 개발이 중요하기 때문에 저희는 소프트웨어 개발을 주로 수행했습니다.

[앵커]
저게 300km/h를 달릴 수 있다는 거죠?

[인터뷰]
네, 300km/h까지 달릴 수 있습니다.

[앵커]
차량에 운전석이 없는 대신에 부품 같은 것들이 많이 부착된 게 보이던데, 고속 자율주행 레이싱카는 어떻게 구현이 되는 건가요?

[인터뷰]
기본적인 자율주행차랑 크게 다르진 않습니다만, 아무래도 차가 빠르고 조그마한 실수를 하더라도 큰 사고가 날 수 있기 때문에 시스템의 신뢰성이라던가 응답 속도 기능이 빨라야 합니다. 그래서 그런 쪽으로 개발을 많이 하게 되었습니다.

[앵커]
사실 이런 레이싱은 다른 차량과의 거리는 물론이고, 코스, 장애물, 노면 상태까지 고려해야 하는 아주 어려운 경기잖아요. 조금 전 경기를 보니까 잘 달리던 차량이 갑자기 서킷을 벗어나기도 하던데, 어떤 점을 더 보완해야 할까요?

[인터뷰]
고속자율주행을 하려고 하면 차가 조금만 핸들을 잘못 돌려도 스핀을 하게 됩니다. 보신거와 같이. 스핀 하는 이유는 제어 알고리즘이 틀린 것일 수도 있고 다른 차에 인식하는 것이 잘못되는 것일 수 있고 위치를 측정하는 것이 잘못될 수도 있는 등 다양한 이유가 있는데 여러 가지 이유던 간 차가 조금 잘못 제어하게 되더라도 코스를 이탈하게 되고 다른 차에 충돌할 수 있기 때문에 조심하는 것이 필요합니다.

[앵커]
이번 2차 대회에서 어떤 차가 스핀을 하면서 1~2등이 갈렸다고 하는데 그 이유도 소개해주세요.

[인터뷰]
유럽 팀들인데요. 유럽 팀들은 전통적으로 대회가 몇 년 동안 있었습니다. 준비를 하다가 왔고, 저희는 국내에서 현대자동차 자율주행 대회를 중심으로 준비를 했었는데, 유럽 팀들은 갈고닦은 실력으로 280km/h 차량의 99% 성능을 끌어내면서 주행을 했었고 마지막 두 팀이 막상막하를 보이다가 한 팀의 센서가 잘못 인식을 해서 핸들을 잘못 돌리게 되고 이탈을 하게 되었습니다.

[앵커]
우리 사람도 많은 주행 연습 끝에 운전면허를 따고, 도로로 나서잖아요. 자동차의 자율주행 연습은 어디에서 어떻게 이뤄지나요?

[인터뷰]
상암지구가 자동차 연습하는 샌드박스이고, 경기도 화성에 K-CITY라고 있습니다. 거기서 연습을 할 수 있고, 정부에서 자율주행 차를 특정 허가를 받고 일반 도로에서 운전할 수 있는 자율주행 허가증도 있습니다. 자율주행 기술을 개발하는 것이 사람은 열심히 운전 연습을 하는데 전통적인 기법은 알고리즘을 짜고 테스트를 해보는 것으로 하기 때문에 일단 도로에 나와 운전을 바로 합니다.

최근에 인공지능기술이 발달하면서 심층 강화 학습이라고 수많은 수천만 번 시행착오를 통해 운전을 처음부터 배우는 기술도 있습니다. 이런 것도 최근에 많이 이용하고 논문을 쓰고 있습니다.

[앵커]
가상 환경에서 수백만 번 주행연습을 해보면서 학습하는 거군요. 오늘 교수님께 자율주행 기술에 대해 듣고 있는데, 우리나라의 기술력은 어느 정도 수준인지 궁금합니다. 세계적 수준에 비하면 어떤가요?

[인터뷰]
판매하는 제품들을 볼 수 있다면 미국의 경우 테슬라와 구글 계열사인 웨이모의 경우 고속도로 자율주행은 거의 완벽하게 하고 복잡한 간선도로 같은 경우 여전히 많은 어려움이 있습니다. 우리나라에는 아직 그런 차들이 판매되거나 일부 연구관에서 연구하고 있는데 기본적인 성능은 많이 따라가 있지만, 신뢰성으로 볼 땐 갈 길이 멀다고 생각합니다.

[앵커]
저희가 오늘은 자율주행 기술로 모셨지만, 사실 주력 연구대상은 '무인 드론'이었고, 무인 항공기 연구 1세대로 알고 있는데요. 언제, 어떤 계기로 연구를 시작하시게 되신 건가요?

[인터뷰]
저는 기본적으로 혼자 움직이는 로봇, 자동차, 항공기에 관심이 많았습니다. 석사 과정에 처음 시작한 연구가 제어였기 때문에 제어에 적용하는 플랫폼으로 헬리콥터 제어를 주제로 했었고. 국내 자동차 회사를 근무한 경험도 있고, 양쪽이 다 친숙합니다. 유학 가서 미국에서는 무인항공기가 90년대부터 떠오르기 시작했고 자율주행이 2000년대에 떠오르기 시작했고 그 당시 박사학위 과정에서 연구하고 경력으로 카이스트로 오게 되어 연구를 이어나가고 있습니다.

[앵커]
자율주행 연구도 그런 관심이 이어져서인가요?

[인터뷰]
차나 비행기는 굉장히 다릅니다. 운전할 수 있다고 해서 비행기를 몰 수 있는 것도 아니고. 로보틱스 관점에서 본다면 주변 환경을 인식하고 혼자서 대응한다는 것은 상당히 비슷하기 때문에 이런 기술들은 똑같지는 않겠지만, 많이 가져올 수 있습니다.

[앵커]
둘 다 해보셨는데, 무인 항공기 기술과 자동차의 자율주행 기술에는 어떤 차이가 있는 건가요?
또 둘 중 어느 게 더 어려운 기술인지도
궁금합니다.

[인터뷰]
항공기가 특별하지 않은 상황에서 자동비행을 하는 것은 이미 널리 알려져 있는 기술이고요. (항공기의 오토파일럿이라는 기능) 거의 모든 비행을 할 수 있습니다. 착륙도 할 수 있고. 다만 최근에 나오는 무인 항공기 드론, 드론 택시 등이 제도화되려면 굉장히 많은 시간이 걸립니다.

소위 말해 테이크 홀더들이 많기 때문에 이 사람들이 따라오려고 하려면 최소 5년이 걸리기 때문에 그런 시기의 규제, 수많은 인명 피해도 있을 수 있고 자율주행도 물론 충돌하게 되면 인명피해가 있을 수 있지만 그래도 충돌하게 되면 파손은 자기 차 주변에 국한되어 있기 때문에 규모가 작습니다. 기존 우리가 실제 복잡한 도로를 인식하고 하는 것은 멀고 제 생각에는 운전에 대해서는 사람 같은 인공지능이 나와야 완벽히 할 수 있지 않을까 생각합니다.

[앵커]
앞으로도 국내의 자율주행 기술 수준을 끌어올리는 데 힘써주시길 바랍니다. 지금까지 카이스트 심현철 교수와 함께했습니다. 교수님 잘 들었습니다.


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