자동차의 미래와 자율 주행 기술

1. 개요

자동차는 20세기부터 인류의 가장 보편적인 이동 수단으로 자리 잡으며, 이제는 도로와 자동차가 없는 세상은 상상할 수도 없게 되었습니다.  과학 기술이 발전함에 따라 우리가 이용하는 자동차의 형태에도 많은 변화가 일어났습니다.

 

산업 혁명에 의한 기술 혁신으로 가솔린(휘발유)을 연료로 사용하는 자동차가 발명 되었고, 이 후 화석 연료를 사용하는 자동차가 배출하는 이산화탄소를 포함한 많은 매연이 지구 온난화와 환경오염을 일으킨다는 단점을 극복하기 위해 화석 연료를 대체하는 방법으로 전기 자동차와 수소 자동차가 발전하기 시작했습니다.

 

전기 자동차는 화석 연료 대신 전기를 이용하므로 엔진이 아닌 배터리를 사용합니다. 전기 자동차는 화석 연료를 사용하지 않기 때문에 친환경적이며, 엔진을 사용하지 않기 때문에 소음이 발생하지 않는  장점이 있습니다. 이런 이유로 , 많은 자동차 회사들은 전기 자동차 개발에 박차를 가하고 있으며, 이미 지금도 많은 전기 자동차가 상용화 되어 있습니다.

 

수소 연료 자동차는 엔진 대신 배터리와 수소 연료 전지를 사용하는 전기 자동차를 말합니다. 수소 연료 전지는 수소를 연료로 이용하여  전기 에너지를 생성하는 발전 장치로, 수소를 산소와 반응 시키며 전기 에너지를 얻습니다. 수소와 산소 반응의 부산물로는 물이 생성되므로 전기 자동차와 마찬가지로 친환경적이라는 장점이 있습니다.

 

2. 자율 주행 자동차

자율 주행 자동차는 운전자의 조작 없이  스스로 운행이 가능한 자동차를 말합니다. 전기 자동차와 수소 연료 자동차가 환경 보호를 위해 발전된 자동차라면, 자율 주행 자동차는 인간의 편의와 교통사고 및 교통 체증의 방지를 위해 발전되고 있는 자동차입니다. 

 

자율 주행 기술에는 다음과 같이 5단계가 있습니다. 

 

0단계 (비자동) : 운전자가 모든 운전 제어

1단계 (운전자 지원) : 차간 거리 및 조향 등 보조

2단계 (부분 자동화) : 차간 거리와 조향 동시 보조

3단계 (조건부 자동화) : 핸들을 잡을 필요 없음 / 시스템이 운전 개입 요청 시 운전

4단계 (고도 자동화) : 특정 구간을 제외하고 운전 개입 불필요

5단계 (완전 자동화) : 모든 조건에서 자율 주행 및 무인 운송 가능

 

현재의 자율 주행 기술은 3단계에 근접해 있으며, 아직 운전자의 개입과 주의가 필요한 단계입니다. 자율 주행 기술의 최종 목표인 5단계가 되면, 운전자가 불필요하므로 물건의 무인 운송이 가능해질 것이고, 자율 주행 자동차 사이에 교신을 주고 받으며 교통사고와 교통 체증, 보복 운전, 신호등과 같이 교통 구조물들이 사라지게 될 것입니다.

 

3. 자율 주행 기술

자율 주행을 하기 위해서는 자동차가 주변 물체들의 위치와 운동 상태를 정확하게 파악하고, 그 이후의 움직임을 예측할 수 있어야 합니다. 이를 위한 탐지 시스템으로 카메라(CAMERA)와 라이다(LIDAR), 레이더(RADAR) 등이 이용됩니다.

 

카메라는 물체를 인식하여 정보를 파악할 수 있으며, 라이다와 레이다 등의 탐지 시스템은 빛과 전파 등을 쏘아 보낸 뒤 돌아오는 신호의 시간과 파장 변화를 통해 물체의 위치, 운동 상태 등을 파악할 수 있습니다. 자율 주행 자동차는 받아들인 정보를 통해  고도로 학습된 AI에 의해 앞으로의 움직임을 예측하여 최선의 방향으로 이동하게 되는 것입니다. 

 

4. 자율 주행 자동차의 문제점

현재 자율 주행 자동차는 탐지 시스템과 AI의 성능으로 인한 기술적인 문제로 인해 완전 자율 주행을 실현하지 못하고 있습니다. 기술적인 문제 이외에도 제도적인 문제, 윤리적인 문제 또한 해결해야 할 큰 과제들입니다. 몇 가지 문제들을 나열해 보겠습니다. 자율 주행 자동차의 5단계가 실현되면 첫째, 택시 기사, 버스 기사 등 많은 사람들이 일자리를 잃게 될 것입니다. 둘째, AI는 피할 수 없는 상황에서 윤리적으로 어떤 판단을 할 것 인지의 문제가 있습니다. 예를 들어 자율 주행 자동차가 한 사람 또는 여러 사람이 있는 무리 둘 중에서 하나를 치어야만 하는 상황이 됐을 때, 어떤 판단을 해야 할까요? 한 사람을 치거나 운전자 본인이 사망해야 하는 상황에서 어떤 판단을 해야 할 것인지 등의 많은 윤리적 문제를 안고 있습니다. 셋째, 자율 주행 자동차가 사고 없이 완전 자율 주행을 하기 위해서는 거의 모든 자동차가 자율 주행 자동차로 대체되어야 하며, 도로와 GPS 등 자율 주행 자동차를 위한 인프라 구축이 선행되어야 할 것입니다.