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2017 프랑크푸르트쇼 4신 - 아우디의 자율주행 기술에 주목하다

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글 : 원선웅(mono@global-autonews.com)
승인 2017-09-13 04:17:55

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아우디는 이번 프랑크푸르트 모터쇼에서 2대의 컨셉카를 무대에 올리며 눈길을 끌었다. 레벨 4수준의 고도 자율주행을 표방하는 컨셉카 일레인(Elaine)과 완전한 자율주행 수준인 레벨 5를 추구하는 컨셉카 아이콘(Aicon)을 통해 자사의 자율주행 비전을 제시했다.

 

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‘일레인’ 컨셉은 'e-tron 스포츠 백 컨셉'을 기반으로 개발된 전장 4900mm의 SUV 쿠페로, 파워 트레인은 3개의 전기모터를 통해 503마력의 성능을 발휘하며 구동방식은 4wd. 자율주행 기술과 관련해서는 아우디의 자율주행 제어 장치인 'zFAS'의 차세대 버전이 탑재된다. 130km/h 미만의 속도로 자율주행이 가능하며, 자동으로 차선을 변경하는 '하이웨이 파일럿'기능도 적용된다. 

 

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'레벨 5' 수준의 완전 자율주행 컨셉카인 아이콘(Aicon)은 장거리 자율주행이 가능한 D세그먼트 풀 사이즈의 전기차이다. 4개의 전기모터를 탑재해 1회 충전으로 700~800km 주행이 가능하다는 설명이다. 레벨 5는 모든 주행을 차량이 주도해 진행하게 되며, 운전자는 차량을 조작하지 않아도 목적지까지 주행할 수 있다. 커넥티드, 커뮤니케이션, 조작성면에서 다양한 신기술들이 적용되어 있다.

 

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이러한 아우디의 자율주행 컨셉은 인공 지능과 머신 러닝의 전략을 활용하는 '아우디 AI (Audi AI)'로 구현된다. 클라우드 및 다른 자동차 (차량사물통신, car-to-X) 들과 완전하게 연결되어 상호 학습하고 사전 대응적인 방식으로 사고하며 탑승자들과 교감할 수 있다. 이러한 시스템들 덕분에, 운전자는 더 많은 시간과 안정성, 효율성 및 개별화된 주행경험을 얻을 수 있게 된다.

 

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하지만, 더욱 눈길이 가는 것은 레벨 3수준의 자율주행 기능을 구현한 ‘뉴 아우디 A8’이다. 레벨 3 수준의 자율주행 기술이 적용된 세계 최초의 양산 자동차라는 점에서 더욱 주목하게 되는 차량이다. 지난 2017년 7월 11일, 아우디는 풀 모델 체인지를 통해 출시된 4세대 'A8'을 발표했다. 아우디의 플래그쉽 세단의 최신형이기 때문에 화제가 되는 것은 당연하기도 하지만, 최초의 양산 레벨 3 모델이라는 사실은 자동차 산업 뿐만 아니라, 자동차 관련 미디어들을 놀라게 했다. 스티어링 휠조차 없는 자율주행 컨셉을 만나고 있는 시점에 레벨 3 수준의 자율주행을 실현한 것이 그리 대단하게 느껴지지 않을 수도 있지만, 그 실체를 알고 나면 감탄할 수밖에 없다.

먼저 자율주행 레벨에 대한 이해를 돕기 위해 부연 설명을 할 필요가 있겠다. 액셀과 브레이크만으로 주행이 가능한 ACC (능동형 크루즈 컨트롤)도 자율주행의 범주에 포함된다. 반대로, 차량이 모든 주행을 완벽하게 제어하고 무인주행도 가능한 차량 역시 자율주행에 속한다. 물론 ACC와 무인 주행 차량은 기술 수준에서 큰 격차가 있다. 이 둘을 동일한 자율주행으로 분류할 수는 없다. 그래서 다양한 기준으로 자율주행에 대한 기술적인 구분이 진행되고 있지만, 현재는 미국 자동차 기술자 협회 (SAE)가 정의한 자율주행 레벨 구분이 세계적인 표준이 되고 있다.

 

SAE의 정의에 따르면, 자율주행은 레벨 0부터 5까지의 6단계로 나눌 수 있다.

 

[레벨 0]
운전자가 모든 운전 조작을 실시, 사고의 책임은 운전자에게 있다.

 

[레벨 1]
자율주행 시스템이 전후 또는 좌우 움직임 중 하나를 수행한다. 이 상황에서 운전자는 주변 환경을 꾸준히 살펴야 한다. ACC 나 스티어링 어시스트가 포함된 차선 유지 기능 등이 여기에 속한다.

 

[레벨 2]
시스템이 전후좌우 모든 방향으로의 주행을 수행한다. 여전히 사고의 책임은 운전자에게 있다. 스티어링 어시스트 기능이 더해진 차선 유지 및 ACC가 동시에 작동하며, 현재 일반 도로에서 구현되는 최신 자율주행 시스템이 여기에 속한다. 메르세데스-벤츠와 폭스바겐, 닛산 등이 실용화하고 있다.

 

[레벨 3]
고속도로 등 한정된 도로에서 자율주행 시스템이 모든 주행을 제어하게 된다. 시스템이 운전을 하고 있을 때, 운전자는 주변 상황을 확인할 필요없이 편하게 앉아 있으면 된다. 사고의 책임 역시 자율주행 시스템이 지게 된다. 하지만, 고속도로를 벗어나는 경우 자율주행 시스템이 작동을 멈추면 운전자가 운전의 책임을 맡게 된다 아우디 A8에 도입된 자율주행이 여기에 속한다.

 

[레벨 4]
특정 조건에서 자율주행 시스템이 모든 운전을 수행한다. 기본적으로 자율주행 시스템이 작동을 멈추는 경우도 없으며, 사고 책임 역시 자율주행 시스템이 갖게 된다.

 

[레벨 5]
어떤 상황에서도 자율주행 시스템을 통해 주행하게 된다. 사고의 책임 역시 자율주행 시스템에게 있으며, 차량에 탑승자가 없어도 스스로 주행할 수 있는 수준을 말한다.

 

그렇다면 왜 아우디 A8의 레벨 3 수준의 자율주행이 주목을 받는 것일까? 그것은 레벨 2에서 레벨 3로 넘어가는 과정이 많은 어려움을 갖고 있기 때문이다. 중요한 점은 사고의 책임이 어디에 있는가라는 부분이다.

 

 

'레벨 2'와 '레벨 3'사이의 높은 벽

자율주행 레벨 2 수준에서 사고의 책임은 운전자에게 있다. 하지만, 레벨 3의 경우 사고의 책임이 자율주행 시스템에게로 넘어간다. 여기에는 큰 문제가 있다. 우선 법적인 문제이다. 아우디 A8의 보도자료에도 ‘시스템의 도입은 각국의 법적 규제에 따라 달라지며, 각 국의 테스트가 필요하다’고 나왔다. 만일 사고가 발생한다면 어떤 문제가 생기는 것일까? 자동차 제조사가 벌금을 지불하는 것인지, 차량 개발자가 법원에 출두해야 하는 것인지, 아니면 차량 소유주가 처벌을 받게 되는 것인지 아직까지 국가마다 이에 대한 볍률제정이 완벽하지 않다. 모든 국가에서 레벨 3의 자율주행 시스템을 탑재한 A8을 만날 수는 없다는 것이다. 

 

기술적인 문제도 있다. 자율주행 시스템이 책임을 지기 때문에 시스템이 멈추는 일이 발생해서는 안된다. 이런 상황을 방지하기 위해, 브레이크와 스티어링 등에 2개의 시스템이 탑재되어 한쪽이 작동을 멈추더라도 다른 한쪽이 작동해 대응하는 구조로 되어 있다.

 

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마지막으로 운전의 주체가 전환되는 시간의 문제도 발생한다. 레벨 3의 경우 ‘자율주행 시스템이 작동을 멈추면 운전자가 운전을 맡아야 한다‘고 분류되어 있지만, 자율주행 시스템이 멈추고 얼마만에 운전자에게 운전의 권한을 넘겨야 하는지도 관건이다. 만약 시스템이 중지되고 1초만에 운전자가 스티어링 휠을 잡아야 한다면 그것은 운전자가 항상 운전상황에 집중하고 있어야 하는 레벨 2 수준과 다르지 않다.

 

 

운전자와 자동차가 서로의 역할을 바꾸는 과정의 어려움

예를 들어, 자율주행 레벨 3에서 자율주행 중 운전자가 식사를 하고 있다고 가정해보자. 오른손에 햄버거, 왼손에 커피를 들고 여유를 즐기고 있는 상황. 이때 자율주행 시스템이 작동을 중지하고 스티어링 휠을 다시 잡으라는 경고가 전달되었을 때, 몇 초의 시간이 필요하게 될까? 자율주행 자동차 개발자들의 리포트를 살펴보면 짧은 경우 4초, 최대 10초이내에 운전자가 운전을 시작해야 한다는 의견을 볼 수 있다. 반대로 말하면 짧게는 4초, 최대 10초 동안은 자율주행 시스템이 완벽히 작동하고 있어야 한다. 찰나의 순간이 사고로 이어지는 ‘운전’이라는 행동이기에 단 1초라도 책임의 주체가 사라져서는 안되는 것이다.

 

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제한 속도와 관련된 문제도 생각해 볼 수 있겠다. 대부분의 도로에는 규정속도가 존재한다. 예를 들어 60km/h의 속도 제한이 있는 도로를 주행하는 경우, 대부분의 차량들이 그 이상의 속도로 주행한다. 대부분의 일반 도로의 경우 제한 속도 미만으로 주행하는 경우는 찾아보기 힘들다. 이런 경우 레벨 3 수준의 차량이 제한 속도를 지키며 주행하는 것을 어떻게 봐야 할 것인가. 물론 규정속도 준수는 중요하지만, 오히려 흐름을 방해하는 수준의 낮은 속도 또한 사고의 위험이 될 수 있다.

 

레벨 3 수준의 자율주행조차 실용화하기 위해서는 법적인 문제와 기술, 교통 환경 등 여전히  해결해야 할 난제들이 남아있다. 그렇기 때문에 자율주행 레벨 3 수준의 시스템을 개발하는 것은 여전히 어려운 일이다. 그렇기 때문에 레벨 3 수준을 실현한 아우디 A8이 더욱 화제가 되고 있는 것이다.

 

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아우디는 지난 2015년 아우디 연차보고회에서 현재 개발 중인 자율주행 시스템의 완성도를 높여 신형 A8에 탑재한다는 계획을 발표했었다. 그리고, 그 결과물인 신형 A8을 계획대로 발표했다. 여기에 이번 프랑크푸르트 모터쇼를 통해 레벨 4와 레벨 5수준의 자율주행 컨셉카를 공개했다. 착실히 계획대로 진행되고 있는 아우디의 자율주행 기술 연구의 다음 성과물이 더욱 기대되는 이유이다.

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