<자율주행차의 발전>
‘자율주행자동차 4: 자율주행차의 역사(1) 포스팅에 이어 이어 이어집니다.
미국에서는 국방고등연구계획국(DARPA)의 ‘ALV(Autonomous Land Vehicle)’ 프로젝트의 일환으로 여러 대학과 연구소에 자율주행 연구에 큰 지원이 이뤄져 새롭고 다양한 기술의 발전을 이뤘습니다.
앞서 로봇 역사 포스팅에서 설명한 스탠퍼드 연구소(SRI)의 첫 번째 자동이동식 로봇 ‘쉐이키(Shakey)’도 이 프로젝트의 지원으로 이뤄졌고, 이 시기에 컴퓨터와 라이더(LiDar)를 사용해 자율주행하는 기술에 대한 발전이 크게 이뤄졌는데 HRL(Hughes Research Laboratories)는 오프로드 지도와 센서 기반의 길찾기 기능으로 자율주행을 시연하기도 했습니다.
역시 ALV 프로젝트의 지원을 받은 미국 자율주행차 연구의 선구자인 카네기멜론대학(CMU)의 ‘나브랩(Navlab)’도 1984년 자율주행 연구를 시작했습니다.
1986년 제 블랩은 트럭을 개조해 자율주행 시스템을 탑재했는데 사람이 직접 탑승했지만 자율주행 모드로 주행을 시연했습니다. 시속 30km 정도 수준으로 속도가 느렸는데 당시 컴퓨팅 성능 상황을 고려할 때 상당한 기술이라고 할 수 있겠습니다.
저희 블랩은 1995년 ‘손대지 않고 미국 횡단(No Hands Across America)’ 프로젝트를 진행해 피츠버그에서 샌디에이고에 이르는 총 4,585㎞ 거리 중 98.2% 거리를 자율주행으로 달리는 데 성공했습니다. 이때 사용된 차량은 비디오 이미지를 이용해 전방 도로 상태, 차량을 확인하고 신경망 기술로 차선을 유지하기 위한 조향 기능을 자동으로 제어했지만 가속과 브레이크는 운전자가 담당하고 제어해 현재 ‘레벨 1’ 수준의 자율주행에 성공했습니다[i].
셰이키, 네브랩1, 손대지 않고 미국 횡단 티셔츠 그림, 출처 : Wikipedia, Pitts bough Robotics Network > 대전 엑스포가 있던 1993년에는 한국에서도 자율주행자동차 도심 구간 주행 시연이 있었습니다. 당시 한민홍 고려대 산업공학과 교수가 아시아자동차 ‘록스타’를 개조해 만든 자율주행차는 차선변경 기술을 적용하지 못했지만 카메라를 통해 영상을 수집·분석해 앞차와의 거리를 유지하는 방식으로 서울시내 약 17㎞ 구간을 자율주행에 성공했습니다.
자체 기술로 개발된 이 차량과 기술은 1995년 서울에서 부산까지 경부고속도로를 달렸지만 이후 정부 과제 신청에 탈락하면서 더 이상 공식적인 진전이 없었습니다. 한민홍 교수는 개량을 이어가면서 1998년에는 마티즈를 개량한 다섯 번째 자율주행차 KAV-5(Korea Automous Vehicle-5)를 선보이기도 했지만 자율주행차 상용화보다는 ‘주변상황 감지 및 알람기능’, 스톱앤고(Stop&Go) 기능 등의 실용화로 방향을 잡은 것 같습니다.
고려대학교 공대에 전시되어 있는 한민홍 교수의 93년도 자율주행자동차, 출처: 고려대학교 박물관> 1996년 이탈리아 파르마대학의 알베르토 브록기(Alberto Brogi)는 2대의 저가 흑백 캠코더와 입체 영상 알고리즘 등을 이용해 일반 고속도로 차선을 감지하고 자율주행하는 ‘ALGO’ 프로젝트를 진행해 북부 이탈리아에서 6일간 총 1900Km를 평균 시속 90Km로 주행하는데 성공했습니다. 이 프로젝트는 기존 일반 도로를 이용해 자율주행을 했기 때문에 도로 수정 등의 추가 비용이 들지 않는다는 데 큰 의미가 있었습니다.
2000년대 초부터 네덜란드에서는 도로 표면에 내장된 일련의 자기 기준점을 통해 이동하고 위치를 확인하는 ‘파크셔틀(Park Shuttle)’이라는 자율주행 공공 운송 시스템이 설치되면서 운영되기 시작했습니다.
비슷한 시기 미국 육군은 군사용 무인자율차량을 개발했는데, ‘데모-3(DEMOII)’는 육상 기반 무인차량으로 자율적으로 불리한 지형과 장애물을 회피하는 기능을 시연했고, 특히 군집주행 목표임무 지시에 따라 전체 차량의 이동을 자동으로 제어하는 기능을 선보이기도 했습니다.
미국 자율주행자동차 역사를 이야기할 때 빼놓을 수 없는 것이 국방고등연구계획국(DARPA)의 ‘다퍼그랜드 챌린지(The DARPA Grand Challenge)’ 대회입니다. 국방고등연구계획국은 ALV 프로젝트 및 다양한 프로젝트를 통해 자율주행 기술개발에 막대한 투자를 해왔는데, 이러한 기술개발에 대한 투자는 육군 장비를 무인화하려는 목적이었습니다.
그러한 프로젝트의 일환으로 국방고등연구계획국은 2004년부터 세계 최초의 장거리 무인 자율주행 자동차 대회인 다파그랜드 챌린지를 개최했습니다.
2004년 3월에 열린 첫 대회는 자율주행차로 모하비 사막 지역에서 240Km 코스를 10시간 이내에 횡단하는 팀에 백만달러의 상금을 수여하기로 했으나 완주에 성공한 팀이 없었습니다.
2005년 두 번째 대회에서는 출전한 23개 팀 중 5대의 차량이 완주했는데 스탠퍼드대와 폭스바겐 등이 연합한 ‘스탠퍼드 레이싱’ 팀이 6시간 54분의 기록으로 우승했습니다.
이때 스탠퍼드대 팀을 이끈 사람이 ‘자율주행차의 아버지’로 불리는 세바스티안 수란(Sebastian Thrun) 박사입니다. 슬렌 박사는 이후 구글 비밀연구소인 ‘구글X’ 초대 연구소장으로 자율주행 자동차 연구를 주도했고 2012년에는 온라인 교육기관인 ‘유다시티(Udacity)’를 공동 설립했습니다.
세 번째 대회는 2007년에 개최되었지만 사막이 아닌 도시환경 구간에서 교통규칙을 준수하고 합류하는 다른 차량 안에서 주행해야 하는 대회여서 대회의 부제도 ‘어반 챌린지(Urban Challenge)’였습니다. 이 대회에서는 두 번째 대회에서 2위와 3위를 차지한 카네기멜론대학 팀이 우승했고 스탠퍼드대학 팀이 2위를 차지했습니다.
이 세 번째 대회에서 3위를 한 팀은 우리에게 로봇 박사로 이름이 알려진 UCLA 데니스 홍 박사가 버지니아텍대 기계공학과 교수로 있을 때 참가한 ‘빅터 탱고(Victor Tango)’ 팀이었습니다. 데니스 홍 박사와 버지니아텍 팀은 출전 차량을 개량해 2009년에는 시각장애인들이 운전할 수 있는 차량을 개발해 선보이기도 했습니다.
다파그랜드 챌린지 2007에서 스탠퍼드팀 차량 ‘Stanley'(파란색)와 버지니아텍대학팀 차량 ‘Victor Tango'(회색)가 교차로에서 만난 장면, 출처: Wikipedia>
2009년 구글이 자율주행차 연구에 착수한다고 발표하면서 도요타 프리우스에 각종 레이더와 센서를 부착하고 구글 자율주행차 소프트웨어 ‘구글 쇼퍼(Goolge Chauffeur)’를 탑재한 첫 구글카로 선보인 이후 2010년대는 자율주행차 연구 및 개발 전성시대가 되면서 기존 상용차 업체는 물론 IT 기업까지 자율주행차 개발에 뛰어들어 큰 발전을 이뤘습니다.
구글 2009년 자율주행자동차 출처: Waymo Web> 2010년 독일 브라운슈바이크기술대학 제어공학연구소는 독일 도로에서 자율주행 면허를 처음 받은 자율주행자동차 ‘레오니에(Leonie)’를 발표하고 공공도로에서 주행을 시연했습니다.
2011년 미국 네바다주는 자율자 운행에 관한 법률을 통과시켰고 2012년 구글 무인자동차가 운행면허를 받아 시험운행에 들어가는데 이것이 미국에서 발급된 최초의 자율주행자동차에 대한 면허였습니다.
2014년에는 최초의 상업용 무인차 판매가 시작되었는데, 바로 인덕트 테크놀로지의 ‘나비아(Navia)’에서 골프카트와 비슷한 형태의 8인승으로 주행속도는 시속 20Km 정도로 산업단지, 공항, 테마파크 등 한정된 지역의 셔틀용이었습니다.
같은 해 애플이 자율주행차 사업 ‘타이탄 프로젝트’를 비밀리에 추진하기 시작하면서 같은 해 말 구글 프로토타입 자율주행차가 등장하지만 쥐를 닮은 귀여운 외모로 눈길을 끌었고 실내에는 시트와 비상정차 버튼 외에 아무것도 장착되지 않았지만 구글은 2016년 자율주행차 사업부를 웨이모(Waymo)라는 다른 회사로 분사했습니다.
<구글의 2014년 자율주행차 파이어플라이(FireFly), 출처 : WaymoWeb> [i] https://www.cs.cmu.edu/ ~tjochem/nhaa/nha_home_page.html