스스로 판단하고 움직이는 똑똑한 자동차가 온다

불과 몇 년 전만 해도 자동차를 선택하는 기준은 튼튼함과 안전성, 크기, 디자인이었다. 최근에는 고유가 추세가 지속되고 친환경 자동차가 주목받으며 연료 1리터당 평균 주행거리, 즉 연비 향상이 자동차 기술의 화두가 됐다. 합리적 소비를 지향하는 젊은 세대가 배기량이 큰 자동차보다는 유지비를 고려해 연비가 좋은 자동차를 선택하는 것이다. 수입 자동차들의 가격 인하와 앞선 연비 기술이 젊은 세대에 어필하는 것도 이런 현상을 부추긴다.

연비 향상 기술과 하이브리드 자동차, 전기 자동차와 같은 친환경 자동차 기술 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 예상되는 가운데 자동으로 주행, 정지, 주차까지 하는 스마트 자동차 시스템 기술도 이미 현실화하고 있다. 궁극적으로는 사람이 운전하지 않고 목표 지점만 입력하면 스스로 갈 수 있는 연구도 활발하다. 지난 5월 말 구글은 핸들이나 가속 페달, 브레이크가 전혀 없이 출발, 정지 버튼만 있는 무인 자동차를 공개했다. 차에 탄 후 목적지만 말하면 알아서 목적지까지 이동하는 것이다.

구글이 이날 선보인 무인 자동차는 2인승 시제품으로 핸들, 가속페달, 브레이크가 전혀 없이 출발, 정지 버튼만 있는 단순한 차량이었다. 차에 탄 운전자는 사실 운전을 하는 게 아니어서 탑승자라고 부르는 게 더 맞는 표현이다. 이 차는 차에 탄 후 목적지를 말하기만 하면 자동차가 알아서 목적지까지 이동한다. 스스로 움직이고 판단하는 ‘똑똑한’ 자동차 기술의 현주소와 미래는 어떤 모습일까.




구글 무인 자동차 - 지난 5월 말 구글이 선보인 운전자가 없는 완전 무인 자동차. (출처 : 구글)


■ 이미 현실화된 스마트 안전 기술

구글의 무인 자동차 실험은 아직 상용화하지 않았다. 지속적인 테스트와 개선을 통해 몇 년 안에 일반 도로를 주행할 수 있도록 한다는 목표다. 물론 무인 자동차가 일반 도로를 달릴 수 있는 제도적 여건이 마련돼야 한다.

하지만 벤츠, 아우디, 볼보 등 선진국들의 자동차 기업들은 장기간의 연구 개발을 통해 차간 거리, 보행자 인지, 속도 조절, 자동 주차 기술 등을 이미 상용화했다. 완전한 무인 자동차는 아니지만 부분적으로 스스로 판단하고 움직인다는 점에서 무인 자동차로 가기 위한 전 단계다. 자동차에 탑재된 레이더와 카메라, 센서, 소프트웨어 등이 이런 기능을 가능케 하는 핵심 기술이다.

이 중 자동차 사고를 막을 수 있는 기술은 자율 응급 제동 시스템(AEB)이다. 교통사고 사전 대응 시스템으로 불리는 이 기술은 레이더와 레이저, 비디오를 이용해 교통사고가 임박했음을 스스로 계산한다. 운전자가 미리 설정해 놓은 차간 거리가 유지되지 않으면 소프트웨어로 브레이크를 자동으로 조작한다. 볼보자동차가 이런 기술을 세계 최초로 적용한 ‘시티 세이프티’ 기능을 실제로 선보였다. 차간 거리를 유지할 뿐만 아니라 보행자가 나타났을 때 차량이 스스로 속도를 줄이는 게 핵심이다.




시티세이프티 - 볼보자동차의 시티 세이프티 기능을 구현하는 각종 센서들, 장애물을 자동으로 감지해 브레이크를 작동한다. (출처 : 위키미디어)


지난 2013년 1월 세계 최대 가전전시회 CES(국제전자제품박람회, The International Consumer Electronics Show)에서 아우디는 도심을 시속 60㎞ 이하로 자동 주행하는 기술을 소개했다. 또한, 운전자가 차량에서 내린 뒤 원격 조종으로 차가 알아서 주차하고 주차장 밖으로 호출했을 때 다시 운전자에게 오는 주차 시스템도 소개했다. 평행 주차나 후진주차 등이 어려운 여성이나 초보 운전자들에게는 더할 나위 없이 반가운 기술이다.

■ 구글이 무인 자동차 기술에 앞서는 이유

“앞으로 완성차 기업들의 경쟁 상대는 서로가 아니라 구글이 될 수 있다.”

많은 완성차 기업 전문가들이 내놓은 분석이다. 시장조사업체 IHS오토모티브는 오는 2035년에는 무인 자동차가 1180만 대로 늘어나고, 2050년에는 대다수 자동차가 무인 자동차로 대체될 것으로 전망했다. 그만큼 무인 자동차 연구에 앞다퉈 투자하고 있는 것이다.

현재 무인 자동차는 카메라는 물론 각종 레이더와 센서가 신호등의 변화와 주변 차량의 움직임, 차선, 갑작스러운 장애물 출현과 같은 다양한 도로 상황의 변화를 읽고 스스로 능동적으로 대응하는 데 초점이 맞춰져 있다. 정밀한 카메라와 레이더, 센서 등 하드웨어가 중요하다. 그렇지만 이런 하드웨어를 자동차에 탑재한다고 무인 자동차가 될 수 있는 것은 아니다. 하드웨어가 받아들인 방대한 데이터를 눈 깜짝할 시간에 연산해야 하는 데이터 처리 기술이 필요하다. 시시각각으로 변하는 주변 환경을 실시간 데이터로 가공, 최적의 결과를 내놓고 자동차를 제어하는 데, 이것은 컴퓨터 사이언스와 직결된다.

그렇기 때문에 수 억 건의 데이터를 눈 깜빡 할 사이에 읽어 들여 최적의 검색 결과를 내놓는 기술을 오랜 기간 축적해 온 구글이 무인 자동차 시장에서 가장 큰 위협이 되고 있다는 것은 어찌 보면 당연한 이야기다.




구글 렉서스 - 구글이 수년 간 테스트하고 있는 무인 자동차. (출처 : 위키미디어)



■ 운전자를 인식하는 자동차

스마트 자동차는 운전자도 알아본다. 안전 운행을 돕는 최첨단 편의 장치들이 자동차에 속속 들어오고 있다. 여기에는 운전자의 생체 신호를 분석하는 기술이 활용된다.

고속도로 사망 사고의 주요 원인으로 지목되는 졸음운전을 막아주는 기술도 이미 나왔다. 졸음운전 경보장치는 자동차 내부 카메라가 운전자의 눈이 깜빡이는 속도와 초점을 인식해 졸음운전을 경보한다.

또 운전자 눈의 움직임과 핸들 조작 상태, 운전자 호흡을 통해 혈중 알코올 농도를 분석, 음주운전 여부를 판단해 속도를 줄이거나 아예 시동이 걸리지 않도록 하는 음주운전 방지 장치도 나와 있다. 일본 도요타가 개발한 시스템은 운전을 시작하기 전 핸들을 잡는 운전자 손의 땀 성분 등을 분석해 혈중알코올농도를 측정하기도 한다. 운전자의 눈동자 움직임을 분석해 초점이 지나치게 흔들리면 음주운전으로 판단하고 자동으로 정지하는 시스템도 일부 자동차에 적용됐다.

스스로 움직이면서도 안전한 운행을 가능케 하는 ‘똑똑한’ 자동차는 첨단 과학기술의 발전과 이른바 ‘빅데이터’를 처리하는 의 진보로 이미 우리 눈앞에 현실이 됐다. 구글은 최근 핸들 없는 무인차를 선보이며 “아이러니하게도 사람이 운전할 수 없는 새로운 개념의 무인 자동차가 될 것이며, 사람이 볼 수 없는 사각지대까지 살필 수 있는 센서까지 탑재해 도심에서도 유용하게 만들 것”이라고 밝혔다. 교통 체증에서 벗어나 자동차에 탑승한 채로 책을 보거나 업무를 볼 수 있는 시대가 다가오고 있다.

글 : 김민수 과학칼럼니스트

 

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로봇이 인간을 대체할 수 있을까?

구글이 이상하다. 무인자동차를 만든다거나 화성용 로봇을 구상하는 등의 연구는 이전부터 익히 유명했지만 이번엔 다르다. 불과 6개월 사이에 로봇 회사를 8개나 인수했다. 게다가 산업용 로봇 같은 것이 아닌, 모두 휴머노이드 로봇이나 4족로봇 기술로 잘 알려진 회사들이다.

최근의 인수 대상은 4족과 2족 보행 로봇 기술의 선두주자이자 미국 국방고등연구계획국(DARPA)과 다수의 프로젝트를 진행하고 있는 보스턴 다이나믹스(Boston Dynamics)다. 구글은 아직 사업의 방향성을 명확하게 밝히지 않았지만 로봇 분야에서 무언가 한건 터뜨릴 것이라는 점은 분명해 보인다.

▪‘Web of Things’와 로봇의 결합

구글의 잇단 인수가 관심을 끄는 이유는 로봇회사의 인수자가 다름 아닌 ‘구글’이라는 것이다. 구글은 검색엔진과 안드로이드 운영체제로 잘 알려진 회사지만 의외로 손대는 영역이 꽤나 넓다. 대표적인 프로젝트가 구글 X다. 그 실체나 역할, 위치, 예산 등이 철저히 비밀에 부쳐진 프로젝트로 검색엔진을 넘어서는 차세대 사업을 모색하기 위한 실험대 역할을 하고 있다.

그런데 그 차세대 사업이라는 것들이 하나같이 범상치 않다. 지표면과 우주공간을 연결하는 궤도 엘리베이터, 보관된 식품을 모니터링해서 부족한 물품은 자동으로 주문하는 냉장고, 사람이 조종하지 않아도 알아서 움직이는 무인자동차가 그것이다. 최근 화제가 된 구글 글래스도 구글 X 프로젝트 중 하나였다.

자칫 황당하다고 느낄 수 있는 연구들이지만 이들에는 분명한 공통분모가 있다. 바로 ‘Web of Things’, 여러 사물을 연결하는 네트워크다. 우리가 자주 듣는 ‘유비쿼터스’와 비슷한 개념이다. 냉장고의 예를 들어보자. 냉장고가 내부의 식품들을 센서로 탐지해낸다. 냉장고는 리스트를 만들고 수량을 체크하며 고갈될 경우 자동으로 마트의 구매페이지에 주문요청을 한다. 이를 접수한 마트의 구매시스템은 자동으로 냉장고의 위치를 확인해 요청된 품목을 발송한다.

여기에 자동판매기를 뻥튀기 한 것 같은 컨베이어벨트 시스템만 결합시키면 배송까지 해주는 무인 상점이 된다. 이와 같은 방식으로 스스로 영양제를 주문하고 물을 끌어오는 화분이나 옷 상태를 판단해 세탁기로 보내는 옷장도 구현이 가능할 것이다. 지금도 자동으로 청소하는 청소로봇이나 옷 상태를 파악해 세탁모드를 설정하는 세탁기 정도는 시판되고 있다.

그런 구글이 인간이나 동물형 로봇을 실제로 만들어낸다면, 단순히 ‘어? 두 발로 걷네?’정도로 끝나지 않을 것이다. 스스로 고차원적인 생각을 하는 정도는 아니겠지만, 네트워크상의 다양한 정보를 동원해 인간이 하는 것과 비슷한 판단을 내리는 휴머노이드 로봇이 탄생할지도 모른다. 앞서 언급한 냉장고가 마트에 주문한 물건을 이족보행로봇이 들고 온다고 상상해보라. 비교적 단순한 노동은 당장이라도 로봇으로 대체될 수도 있을 것이다.

실제로 이런 일이 일어날 조짐이 보이고 있다. 뉴욕타임스 보도에 따르면 구글이 택배사업을 로봇으로 자동화하는 프로젝트를 추진한다고 한다. 상품에 적합한 포장부터 시작해서 계산, 배송까지 전 과정을 로봇이 수행하는 것이다. 필요한 정보는 이미 널려 있다. 로봇이 하는 일이라고는 상황에 맞는 정보를 끌어와서 구동 모터에 명령을 내리는 일일 뿐이다. 세부적인 기술의 어려움이 많아서 그렇지, 개념으로만 보자면 검색엔진과 다를 바가 없다.

온라인 서점 ‘아마존’도 비슷한 구상을 추진 중이다. 아마존은 무인 비행선이 상품을 배송하는 시스템을 계획하고 있다. 사람이 손과 발로 하던 일을 완전히 대신하는, 말 그대로 ‘인간을 대체하는’ 로봇이 탄생하기까지 초읽기에 들어간 셈이다.

현재 로봇은 산업․의료․우주․해저 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 그중에서도 방위산업을 빼놓을 수 없다. 로봇 개발 초창기에는 무선 원격조종을 통해 자유자재로 움직일 수 있는 로봇이 개발돼 방위산업에 많이 응용됐다. 이미 2007년에는 소형 전차 모양의 무인전투로봇이 이라크에 투입된 적이 있으며 구축함과 같은 함정들의 근거리 방어 시스템은 자동으로 미사일을 조준했다. 최근의 무인전투기는 아예 인간을 초월했다. 사람에 비해 중력가속도의 영향이 적어 고속으로 급기동을 할 수 있고 오랜 시간 지치지도 않고 작전수행이 가능하다.

이렇듯 기술수준은 향상됐지만 로봇 병기는 아직 실용화하기 어렵다는 평가가 많다. 바로 최신 기술의 집약체인 ‘자율’ 때문이다. 자율이란 로봇이 스스로 알아서 판단하고 움직인다는 뜻이다. 문제는 로봇의 판단을 100% 신뢰하기 어렵다는 점이다. 로봇 병사들은 이미 사고를 여러 번 쳤다. 1988년에는 페르시아만에서 미군 순양함의 레이더 시스템이 이란의 여객기를 전투기로 오판하여 공격한 결과 탑승자 290명 전원이 사망한 일이 있었다. 2007년 남아프리카공화국에서는 자율형 방공포가 훈련 중 갑자기 제멋대로 총탄을 난사해 9명이 사망하고 14명이 중상을 입는 사고가 있었다. 현대의 자율형 로봇은 통제를 벗어나 멋대로 움직일 가능성이 있다. 자율성의 신뢰도를 어떻게 평가하고 확보하느냐가 관건인 것이다.

그렇다면 구글의 시도는 어떨까. 구글이 손을 댔다면 로봇의 ‘완전한 자동화’를 목표로 할 가능성이 높은데, 과연 그 시스템이 신뢰성 있게 작동할 수 있을까? 어쩌면 미 공군연구소(AFRL)의 방침이 좋은 참고가 될 수도 있겠다. AFRL의 연구자들은 자율화란 인간의 개입을 원천적으로 배제한다는 데 있는 것이 아니라고 한다. 엔렌 파울리코우스키 AFRL 소장은 연구의 목표가 인간의 판단을 대체하려는 데 있지 않다는 점을 분명히 한다. 어디까지나 자율 시스템은 인간의 판단을 도와주는 정도일 뿐, 인간의 판단이 배제돼 잘못된 결정을 내린다면 즉시 자동화 시스템은 멈추어야 한다는 것이다.(서울경제 2011년 1월 23일 기사) 언젠가는 완전한 자동화가 가능할 수도 있겠지만, 인간의 통제를 배제한 자동화는 위험성과 불안함을 내포하게 마련이다. 최신 기술에 열광하기 전에 한 번쯤 생각해보아야 할 문제다.

글 : 김택원 과학칼럼니스트

 

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