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벤츠의 안전기술4 - 스트레스 없는 운전

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글 : 채영석(webmaster@global-autonews.com)
승인 2007-12-21 12:05:11

본문

메르세데스-벤츠 안전 컨셉의 가장 주요한 목적은 사고를 방지하는 것이다. 그리고 사고의 방지는 사람으로부터 시작된다. 운전대에 앉아 있는 사람은 항상 최적의 상태여야 하며 운전하는 동안에도 계속 그 상태를 유지해야 한다. 그렇기 때문에 메르세데스-벤츠는 운전 시 스트레스가 적은 차량을 개발하는 것에 주력하며 최첨단 운전자 보조 시스템 개발에 있어 앞서가는 것이다. 이러한 메르세데스-벤츠의 의지는 25년 전에 명명한 생리적 안전(physiological safety)으로부터 시작된다.

생리적 안전은 메르세데스-벤츠의 광범위한 안전 철학의 가장 필수적인 요소이며 사고를 방지하는데 있어서 중요한 역할을 수행한다. 왜냐하면 정신적, 육체적으로 운전하기에 적합한 상태의 운전자는 충분한 운전 준비의 상태에 있기 때문에 위기 상황에서 빠르고 적절하게 대처할 수 있기 때문이다. 메르세데스-벤츠의 승용차는 운전자의 생리적 적합성을 유지하고 때로는 향상시킬 수도 있도록 고안되었다. 이것이 생리적 안전이 운전, 조작, 그리고 지각 상의 안전과 함께 고성능 안전의 중요한 요소로 인식되는 이유다.

차량 개발자의 목표 차원에서 보면, 생리적 안전은 넓은 범위의 이중적 도전에 직면한다. 그것은 인테리어 차원의 컨셉, 즉 서스펜션, 기후 조절, 운전석과 소음 레벨, 그리고 차량이 운전 상태일 때 특별한 기능을 수행하는 인공지능적 지원 시스템의 개발까지 안락함을 충족시키기 위한 모든 요소들을 포함하는 컨셉으로부터 시작된다. 지능적으로 조합된 이 많은 기능들이 메르세데스-벤츠의 “DNA”를 구성한다. 그리고 이것들이 완벽한 기능을 제공한다. 각각의 이러한 기능들은 메르세데스-벤츠의 수년 간의 연구와 개발의 결과이다.

가장 결정적인 요소는, 그러나, 서로 다른 요소들 간의 완벽한 상호 작용이다. 그리고 이 상호 작용의 목적은 언제나 운전자의 스트레스 수치를 낮추고 그들이 운전 적합한 상태를 유지하도록 도움을 주는 데 있다.

메르세데스-벤츠의 전문가들은 차량에 장착된 생리적 안전을 객관적으로 평가하기 위한 다양한 방법을 개발해오고 있다. 그 중에는 속도 데이터와 브레이킹, 조종하기 위한 입력 수치들, 그리고 전형적인 스트레스를 나타내는 생리적 치수, 그 중에서 특히 심박수가 포함되어 있다. 심박수는 신뢰성 있는 수치로 무의식적으로 스트레스를 나타내주므로 지속적으로 모니터링 된다. 심박수의 증가는 다양한 요인들로 인해 나타날 수 있는데 몹시 바쁜 스케줄이나 많은 차량 수 또는 낮은 감정적 웰빙 상태 등이 요인이 될 수 있다. 차량 특유의 요인들도 영향을 미친다. 예를 들어, 내부의 높은 소음 레벨이나 부적절한 공기 상태, 앉은 자세가 나쁘거나 낮은 가시성 또는 불편한 서스펜션 등이다. 따라서 이러한 면들이 메르세데스-벤츠의 생리적 안전에 대한 높은 기준에 대한 관심이 된다.

메르세데스-벤츠의 전문가들에게 생리적 상태는 단순한 신체적 적합성과 운전을 수행하는 능력 이상의 것이다. 그들이 생각하는 생리적 상태는 전반적인 기분, 긴장감과 자극을 포함하는데 이러한 것들은 운전자가 운전을 수행하고 반응하는 능력의 준비에도 영향을 미친다. 이러한 요소들은 운전 전후에 수행된 생리적 인터뷰와 차량 내에서 수행된 조사에 의해 결정되었다. 30분 동안 조사 대상자들은 그들의 현재 기분에 대한 8개의 질문에 대해 계기판 위의 터치 스크린을 눌러 대답을 녹음했다. 이를 통해 생리학 조사자들은 운전 중에 경험하는 스트레스 상황이 긍정적인 것인지 또는 부정적인 것인지에 대한 판단을 하게 되었다. 이러한 조사가 중요한 이유는 심박수와 같은 생리적 데이터의 측정으로는 운전자가 경험하는 자극의 종류, 또는 자극에 의해 변화되는 또는 운전자의 행동 준비상태를 알 수 없기 때문이다. 생리적 데이터는 자극의 크기에 대해서만 표시해 줄 수 있다.

스트레스 수치가 가장 낮은 The new S-Class

S-Class의 장거리 테스트에서 본 것과 같이 전체적인 인텔리전트 디자인은 생리적 안전을 최고 수준으로 높여준다. 20명의 테스트 대상자들의 평균 심박수는 경쟁사 모델에서 보여진 기록보다 상당히 낮았다. 예를 들어, 속도가 빠른 고속도로 주행 시, S-Class를 탄 사람의 분당 심박수는 79.6이었다. 동급의 다른 세단 내에서의 기록보다 6%까지(또는 분당 5심박수) 낮았다.

지난 15년에 걸쳐 생리적 안전 분야에서 메르세데스-벤츠가 성취한 주요한 진보들은 조사 수치들을 장거리 운전 시 과거의 S-Class 세단에서 얻어진 기록과 비교할 경우 분명하게 나타난다. 예를 들어, 현재 최고급 메르세데스-벤츠에서의 평균 심박수는 S-Class W126 시리즈의 과거 테스트 수치와 비교했을 때 8%까지(또는 분당 6.8심박수) 낮게 나타난다.

운전자 뇌파 감지

메르세데스-벤츠 전문가들은 또한 운전 중인 운전자의 스트레스 레벨을 연구소의 조사를 통해 조사 가능토록 했는데 방법은 다양한 운전 상황에서 뇌 속의 전기 흐름을 기록하는 것이었다. 이 프로젝트는 “Mind-Lab”라고 불렸다.

그 원리는 조사 대상자의 머리에 부착된 전극들이 과학자들에게 사람의 뇌에서 벌어지는 과정들의 이미지를 볼 수 있게 해준다. 이러한 이미지들이 뇌파의 주요한 패턴을 그려내게 하는데 이를 통해 전문가들은 그 사람이 얼마나 주의 깊은지 또는 예를 들어 그 사람이 현재 얼마나 많은 스트레스를 받고 있는지 판단하게 해준다. 이런 방법을 통해 뇌파 전위 기록 장치(EEG: electroencephalographic measurements)가 실시간으로 얼마나 운전자가 부주의하거나 피곤한지를 소위 말해 그들 뇌파 속 알파 상승을 통해 나타나게 해 준다.

여기서 궁금한 것은 얼마나 강하게 운전자들이 특정한 운전 상황에 의해 스트레스의 영향을 받는지 그리고 이러한 상황에서 그들을 도와주는데 있어 어느 정도의 가능성이 존재하는지 이다. 결론적으로 메르세데스-벤츠 기술자들은 새로운 운전자 지원 시스템을 개발하는데 있어 참고할 수 있는 소중한 실질적 경험들을 모으게 된다.

안전성 테스트

안전한 작동에 중점을 둔다. 안전 기능들을 작동하는 것 또한 능동적 안전의 중요한 범위에 속한다. 결국 컨트롤 요소들을 정확하게 배열하는 것과 빨리 이해할 수 있게 메뉴 구조를 설정하는 것 또한 운전자가 운전에만 집중하고 주행 안전성을 향상시키는 역할을 한다.

C-Class, CL-Class 및S-Class의 새로운 컨트롤 및 디스플레이 컨셉을 개발하는 동안 메르세데스-벤츠 엔지니어들은 교통 상황에서 주의를 돌리지 않고도 운전자가 많은 기능들과 사용법들을 쉽게 사용할 수 있는데 주안 했다. 시뮬레이터 상의 고속도로에서 시행된 테스트에서 100명이 넘는 운전자들이 참여했으며 이들은 새로운 시스템의 효과를 확인했다. C-Class에서 일반적인 작동 소요 시간은 44초로 다른 자동차에서 측정된 일반적 작동 소요 시간에 비해 40%나 감소되었다.

운전자의 주의 집중을 흐트리지 않는다는 것 또한 드라이빙 시뮬레이터 연구를 통해서도 입증되었다. 메르세데스-벤츠 엔지니어들은 컨트롤 장치들이나 디스플레이를 쳐다보는데 소요되는 시간이 단 1.0초에서 1.5초 사이라는 연구 결과를 얻게 되었다. 이것은 테스트 참가자들의 운전 습관에 긍정적인 영향을 끼쳤다. The new C-Class에서는 운전이 훨씬 더 안전해져 차선 유지 능력이 기존의 무선 및 네비게이션 시스템보다 더 나은 것으로 나타났다. 또한 운전 실수 또한 75%로 줄어들었다.

졸음 운전으로 인한 사고

졸음 운전에 대한 인지는 메르세데스-벤츠 안전 기술 엔지니어들에게 사고를 피하기 위한 그들의 지속적인 노력에 있어 새로운 분야라고 할 수 있다. 진델핑겐 전문가들의 목표는 졸음 운전을 빠른 시간 안에 감지해내고 운전자들이 계속 졸음 운전을 하지 못하도록 경고하는 것이다. 이러한 새로운 시스템의 개발은 몇 년 전 베를린에서 시행된 시리즈 테스트를 통해 시작되었다. 이어 지금까지 250명의 테스트 참가자가 참여해 40만km를 주행하는 야간 고속도로 운전 프로그램이 실시되었다.

독일 공식 집계에 따르면 모든 심각한 사고의 0.5%가 “과도한 졸음 운전”으로 인해 발생된다고 한다. 전문가들은 사고를 재구성 할 때 졸음 운전의 신호를 규명하고 감시하는 것이 불가능하기 때문에 실제 수치는 이보다 훨씬 더 높을 것이라고 생각한다. 여러 건의 과학 연구에 따르면 10%-20%의 심각한 교통 사고가 졸음 운전에 기인한 것이라고 한다. 독일 보험 회사들이 실시한 조사에 따르면 졸음 운전은 고속도로 사망 사고의 4분의 1에 해당한다고 한다. 졸음 운전으로 사망에 이를 가능성은 모든 다른 사고로 인한 사망 가능성을 다 합한 것보다2.5배나 더 높다.

이러한 결과는 다른 국가들의 사고 조사자들에 의해서도 입증되었다. American National Highway Traffic Safety Administration(NHTSA)는 졸음 운전이 미국에서만 매년 10만 건의 사고를 유발하며 이로 인해 1,500명이 사망하고 71,000명 이상이 부상을 당하는 것으로 추정했다. NHTSA는 사고의 위험이나 사고 근접 가능성이 운전자가 피곤할 경우 4배에서 6배까지 늘어난다고 주장했다. 반면, 캐나다 과학자들이 실시한 졸음 운전에 대한 연구에서는 5명 중 1명의 운전자가 운전 중 깜빡 조는 것으로 나타났다.

실질적인 조사 과정 동안 메르세데스-벤츠의 엔지니어, 인공 두뇌학자, 수학자, 컴퓨터 과학자 및 심리학자 등의 전문가 팀들은 여러 가지 방법으로 운전자의 졸음을 감지해내기 위한 실험을 하고 있다. 이중 한가지가 눈 깜박임 관찰 방법이다. 운전자의 머리에 고정된 적외선 카메라가 운전자의 눈 깜박임 횟수와 일정 시간 동안 눈을 계속 감고 있는지를 살펴 잠깐 잠드는지의 여부를 감시한다. 만약 졸음 운전이 감지될 경우에는 운전석 내 위치한 경고 신호음이 울린다.

졸음운전을 감지하기 위해 다른 심리학적 방법으로 뇌파도(EEG) 또한 사용된다. 또 다른 방법은 스티어링이나 브레이크를 밟는 스타일 등의 다이나믹한 주행 데이터를 분석하는 것이다. 이들 시스템은 운전자가 일정 시간 동안 핸들을 움직이지 않을 경우 경고를 보낸다.

진델핑겐 엔지니어들의 실험 결과는 각각의 관찰 방법으로서는 운전자의 피곤 정도를 감지하기엔 불충분하다는 결론을 얻었다. 졸음은 굉장히 복잡한 현상으로 다른 여러 가지 방법으로 증명될 수 있다. 따라서, 메르세데스-벤츠는 졸음 운전 감지에, 즉 운전자의 운전 스타일과 주행 시간, 현재 시간과 현재 교통 상황 등의 다수의 요인들을 활용할 것이다. 이런 데이터들을 저장된 척도들과 비교해 시스템은 개별 운전자의 프로필을 종합하고 운전자가 졸고 있는지의 여부를 감별해 낼 수 있게 되는 것이다.

이 개발 프로젝트의 근본적인 목표는 완전히 깨어있는 상태에서 피곤해지는 변화를 감지하는 것, 즉 다시 발해 운전자의 집중도가 떨어지는 것을 감지해 운전자가 자신과 그 외 다른 도로 이용자들까지 위험하게 만드는 졸음 운전 상태에 돌입하기 전에 경고를 보내는 것이다.

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