테슬라의 오토파일럿 기능으로 자율주행 자동차에 대한 관심이 높아지고 있다.기존 자동차회사뿐 아니라 웨이오(구글), 우버, 아마존 등의 업체들이 자율주행기술에 관심을 갖고 연구하고 있는데 과연 자율주행자동차의 시초는 언제일까.첫 번째 자율주행차부터 어떻게 지금까지 발전해왔는지 하나씩 살펴보자!
PART Ⅰ 자율주행기술의 서막
사진 출처 : 위키백과 (왼쪽), dig italtrends.com (오른쪽 아래), smithsonianmag.com (오른쪽 아래), 1478년 레오나르도 다빈치, 자동 이동 카트 (Leonardo Da Vinci’s Self Propelled Cart) 자율주행 자동차 컨셉의 시작은 레오나르도 다빈치가 설계한 자동 주행 카트 (Leonardo Da Vinci’s Self Propelled Cart) 자율주행 자동차 컨셉으로 알려져 있다.다빈치는 스프링의 탄성(힘을 가할 때는 변형하고, 힘이 제거되었을 때에 본래의 형태로 돌아오는 성질)을 이용하여 카트를 움직이는 데 이용하고, 핸들 각도를 미리 결정하여 원하는 길로 갈 수 있도록 설계했다. 사람의 개입 없이 원하는 경로로 이동한 것이 현재의 자율주행 컨셉 면에서 일치한다고 할 수 있다.
1925년 프랜시스 후디나, RC카 아메리칸 원더(Francis Houdina’s Radio Controlled Car, named American Wonder) 프랜시스 후디나는 전파를 보내 전기 모터로 제어하는 차량을 선보였다. 앞차에 수신기를 부착해 뒤차로 가속, 브레이크, 그리고 핸들을 제어했지만 근래에는 판단로직에 의해 제어되지만 통신으로 모터를 움직여 무인차량을 제어하는 컨셉트는 유사하다고 생각된다.
1945년 랠프 티트, 크루즈 컨트롤의 시작(Ralph Teetor’s Cruise Control) 발명가 랠프 티트가 발명한 속도 제어 특허는 스로틀 제어로 속도를 유지하는 기술로 오늘날 크루즈 컨트롤의 시초가 되는 기술이다. 이후 1958년 크라이슬러가 처음 상업화하면서 알려졌다.
사진 출처 : GM1956년 GM, 파이어버드 컨셉(GM’s Firebird II Concept)GM이 발표한 파이어버드 Ⅱ 컨셉은 트럭에 그려진 주행라인을 일정한 속도로 주행하는 기초적인 수준이었으나, 미래 고속도로 완전 자율주행 컨셉인 전자두뇌(Electronic brain)를 탑재하고 이를 시작으로 자율주행 콘셉트인 전자두뇌(Electronic brain)를 탑재하여 GM은 이 밖에 광고를 통해 자율주행차 시대를 예상했지만 이는 레벨 5단계인 완전 자율주행 콘셉트와 일치한다.
1977년 쓰쿠바 기계공학 연구실, 시속 30km/h 자율주행 자동차(Tsukuba Mechanical Engineering Lab’s driverlesscar) 현재 자율주행 자동차와 가장 유사한 자율주행 형태로 전면에 장착된 2개의 카메라가 미리 표시한 흰색을 쫓아 주행하도록 설계됐으며 최고 시속 30km/h로 주행할 수 있다.
PARTⅡ 자율주행기술 발전기
사진 출처 : eldio.es, 1987년 에른스트 딕만스(Ernst Dickmmans)-메르세데스 벤츠(Mercedes Benz), 자율주행 벤바모스(VaMoRs) 개발 독일의 에른스트 딕만스 교수는 도로에 방향유도장치를 따라가는 자율주행기술이 아닌 카메라와 센서를 장착하고 실시간 이미지, 시퀀스 기반
사진 출처 : California PATH 프로젝트, 고속도로 군집 주행 시연 미국에서 대규모 투자를 실시한 PATH(Partners for Advanced Transit and Highways) 프로젝트는 1986년에 시작되어 교통 혼잡을 줄이기 위한 자동 도로 시스템을 연구하였다. 도로에 마그네틱을 설치해 자동차의 위치를 정확히 감지하고 제어하는 것이다. 1994년에는 포드 차량 4대에 스로틀/브레이크 구동소자, 레이더와 무선랜 통신시스템을 탑재해 샌디에이고 고속도로에서 4m 간격의 군집주행(여러 대의 차량이 차량간격 제어를 통해 일정 거리를 유지한 채 이동하는 자율주행 기술)에 성공했다. 이후 1997년에 열린 자동차 8대 군집 주행도 성공했다.
사진 출처 : 위키피디아 19995년 에른스트 딕맨스 메르세데스 벤츠, 자율주행세단 VaMP, VITA-2 개발 유럽연합은 자율주행차 프로젝트 ‘유레카 프로메테우스(EUREAK PROMETHEUS)’에 1조원 이상을 투자했고, 에른스트 디크만스 교수는 투자 덕분에 자율주행차에 높은 성과를 거뒀다. 벤츠 s-class를 개조한 VaMP와 VITA-2를 국제적으로 공개하였으나 초점거리가 다른 4개의 카메라를 병렬로 장착하여 선택적인 주의집중이 가능하도록 설계하였다. 그 결과 1994년 파리의 샤를 드 골 호(Charles-de-Gaulle) 공항 근처의 3차선 도로에서 1,000km 주행하였으며, 최고 속도는 130km/h로 자동적으로 차선 변경과 반자율로 다른 차들을 추월하는 성능을 보였다. 1년 뒤인 1995년에는 뮌헨에서 코펜하겐까지 왕복 주행(약 2000km)을 선보였다. 속도 제한이 없는 아우토반에서는 9km마다 운전자가 간섭하는 조건으로 최고속도 175km/h를 넘었다.
사진 출처 : wikimedia(왼쪽 ), tartanracing(오) 2004/05년 달파 그랜드 챌린지(DARPA Grand Challenge) 자율주행자동차 역사에서 빼놓을 수 없는 것이 DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency) 그랜드 챌린지이다. 2004년 DARPA에서는 미국의 대학과 연구기관에 모하비 사막 240km를 자율주행자동차로 가장 먼저 완주하면 상금 100만달러를 지급한다는 미션을 제시했다. 여러 대학과 연구기관, 자동차회사 등이 연합해 도전했지만 카네기멜론대가 11km 주행기록을 세운 것이 가장 좋은 기록이었다. 대부분의 대학 차량은 움직일 수조차 없었다.2005년 다시 같은 미션을 제시한 대회가 열려 5개 대학의 차량이 완주했으며 우승은 6시간 54분을 기록한 스탠퍼드 대학의 Stanley 차량이다. 폭스바겐(VW)과의 합작차이자 이 프로젝트의 리더였던 세바스티안 슬론(Sebastian thrun)은 자율주행 전문가로 주목받게 됐다.
2006년 달파 어반 챌린지(DARPA Urban Challenge) 버려진 공군기지를 활용하여 도심환경을 재현한 DARPA Urban Challenge가 개최되었는데, 이번에는 도로교통법규를 프로그래밍하여 도로를 주행하는 미션이 제시되었다. 차량 스스로 교통신호를 이해하고 STOP 신호등에서는 먼저 온 차가 지나갈 때까지 대기해야 했고, 다른 차량과의 충돌을 피하는 기능이 필요했다. 이 대회에서는 카네기멜론대가 셰비타호 차량을 기반으로 한 자율주행차 BOSS가 우승했다. 준우승자는 세바스티안 슬론이 이끄는 스탠퍼드대. 이후 구글은 세바스티앙 슬론을 스카우트했고, 차량 공유업체인 우버는 카네기멜론 연구진 40명 전원을 스카우트했다.
PARTⅢ 자율주행자동차의 상업화 개시→09년 구글, 자율주행차 연구 착수 발표→09년 구글은 자율주행차 관련 연구를 개시했다. 구글의 미래사업 조직인 ‘Google X’ 산하에서 세바스찬 슬론을 소장으로 하여 연구에 착수하였고, 2016년에는 ‘Waymo’를 독립법인으로 설립하여 자율주행기술 연구를 본격적으로 사업화하기 시작했다. 2018년 12월 초부터는 ‘웨이모원(Waymo One)’으로 미국 애리조나(Arizona)에서 세계 최초로 상용 자율주행택시 서비스를 시작했다.
2015년 테슬라, 오토 파일럿(Auto Pilot) 2015년 10월 테슬라가 세계 최초로 반 자율주행이 되는 “오토 파일럿” 기능을 탑재한 모델 S를 출시했다. 오토파일럿은 주변 자동차의 속도에 맞춰 주행 속도와 차선을 유지하는 오토스테어(AutoSteer) 기능과 방향지시기를 켜면 자동으로 차선을 변경하는 오토레인 체인지(Autolane-change) 기능이 장착돼 있고 테슬라는 지속적으로 버전을 업데이트하고 있다. 테슬라의 오토파일럿은 자율주행 보조기능의 대중화에 일조했지만 완벽한 자율주행 기능은 아니어서 사고도 발생하고 있다.
현재 전방을 주시하지 않아도 되는 레벨3 자율주행차의 상용화를 위한 기술개발과 테스트가 세계적으로 진행되고 있어 전문가들은 2030년 사이에 자율주행차 상용화가 될 것으로 예측하고 있다.
글·편집 a2z 홍보마케팅팀