수능에서는 신기술과 관련한 내용이 심심찮게 등장합니다. 기술 구현 방식을 설명하거나 기술 종류를 분류하는 등의 지문이 나오기도 합니다. 사전 지식이 없다면 이해하기 어려운 내용이 많습니다. 자율주행 기술 관련 지문은 아직 수능이나 모의고사에 등장한 적이 없습니다. 하지만 우리 미래를 바꾸는 기술인 만큼 출제 가능성이 열려 있습니다.
자율주행 기술의 원리
자율주행 기술은 무엇이고 어떻게 구현되는 걸까요. 자율주행은 인간이 개입하지 않고 자동차 등 모빌리티가 스스로 목적지까지 안전하게 이동하도록 하는 기술입니다. 자율주행 기술은 크게 3단계로 나뉘어요. 인지, 판단 그리고 제어입니다.
인지 단계에서는 운전자가 눈으로 물체와의 거리를 인식하듯이 자율주행차에 장착된 외부 인식장치들이 사물과의 거리나 사물의 모양 등을 파악합니다. 라이다(LiDAR)라고 불리는 센서 장치와 차량용 카메라, 초음파 센서 등이 쓰입니다. 이 중 라이다가 핵심적인 부품인데요. 라이다는 레이저 펄스를 발사해 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사돼 돌아오는 것을 다시 받습니다. 차량과 물체까지의 거리를 측정하고 주변 환경을 그려내기 위해서죠. 마이크로파 수준의 전자기파를 쏘는 레이더와는 다른 장치입니다. 두 번째 판단 단계에서는 외부 인식을 통해 수집한 데이터를 차량 내부 시스템이 분석합니다. 판단할 때는 인공지능(AI) 기술이 활용됩니다. 딥러닝 등을 통해 수집된 기존 데이터를 바탕으로 판단을 내리기 때문이죠. 자율주행차가 전자제품인 이유가 여기에 있습니다.
마지막 제어 단계에서는 단계에 맞게 시스템이 내린 판단에 따라 엑셀, 브레이크, 핸들 등 자동차의 각 제어장치가 움직이도록 합니다. 지연되지 않고 정확해야 하기 때문에 자동차 반도체가 핵심적인 역할을 합니다.
자율주행의 5단계
자율주행은 총 5단계로 나뉩니다. 미국 국제자동차공학회(SAE)가 정한 기준인데요. 레벨 1~5까지 있습니다. 1단계는 속도 유지, 차선 유지 등 운전 보조 시스템이 장착된 차량입니다. 2단계는 특정 상황에서 일정 시간 동안 운전을 보조해주는 거죠. 고속도로에서 차선 유지와 속도 조절을 할 수 있는 정도입니다. 레벨 3는 고속도로 같은 조건에서 차선 변경, 속도 조절, 진출입 등이 가능한 수준인데요. 현재 한국 자율주행차 기술은 2~3단계 사이입니다.
4단계부터는 완전 자율주행입니다. 운전자 개입 없이도 대부분 도로에서 목적지까지 이동할 수 있죠. 아직까지 이 기술을 완벽히 구현하진 못했습니다. 5단계는 운전자도 앉지 않고, 핸들과 페달마저 없는 완전한 자율주행차입니다. 우리가 상상하는 미래차입니다.
자율주행이 가져올 변화
우리는 언제쯤 ‘진짜’ 자율주행차를 만나게 될까요. 레벨 3단계가 상용화하는 단계는 2027년 이후에나 가능할 것으로 산업계는 예상하고 있습니다. 2030년대에는 레벨 4 자율주행차를 만날 수 있을 듯합니다.
물론 자율주행차를 둘러싼 우려도 넘어야 할 산입니다. 사고가 났을 때 누구에게 책임을 물을 것이냐가 가장 대표적인데요. 레벨 2까지는 운전자가 책임져야 하지만 3단계 이상부터는 자동차 제조사들이 사고 책임을 물어야 할 수도 있기 때문입니다. 자동차 보험 체계가 모두 달라지겠죠.
자율주행차가 사고를 더 낼 것이라는 오해도 있습니다. 하지만 사실은 조금 다릅니다. 2021년 4분기 기준 미국 내 자동차 10만㎞당 사고 발생 확률은 12.8% 수준인데요. 자율주행을 일부 구현하는 테슬라의 자율주행차 사고 발생 확률은 1.5%로 낮았습니다.
자율주행차가 등장하면 물류 혁신이 일어날 수 있습니다. 배달 업무가 자율주행차와 로봇으로 대체되면서 더 빠르고 더 저렴한 물류 서비스가 등장할 것으로 예상됩니다. 택시를 비롯한 대중교통도 자율주행 기술과 함께 빠르게 변화할 영역이죠. 자동차뿐 아니라 자율주행 선박에 대한 기술적 연구도 빠르게 이뤄지고 있습니다. 도심항공모빌리티(UAM)가 자율주행 기술과 만나면 공상과학(SF)에서나 보던 하늘을 날아다니는 자동차가 현실이 될지도 모르죠.
