• 자율주행 차량은 많은 장애물에 직면해 있지만 앞으로 안전성이 크게 향상되고 탄소 발자국이 훨씬 더 감소할 전망이다.
• 전 세계적으로 자율주행차는 2030년까지 차량 10대 중 1대를 차지할 것으로 예상되며, 이는 더욱 빠르고 안전하며 효율적인 운송 및 이동으로 이어진다.
• 미국 전역의 시범 프로그램은 교통 조정 노력의 일환으로 자율주행 차량을 활용하고 있다. 이를 통해 교통 체증과 같은 사소한 문제에서부터 안전 및 접근성과 같은 주요 문제까지 해결할 수 있다.
• 모빌리티 소프트웨어의 급격한 발전으로 자율주행 차량이 더 안전하고 실현 가능해졌다.

2022년 4월, 완전 자율주행 순수 전기차 재규어 I-PACE는 샌프란시스코에서 웨이모(Waymo)의 엔지니어를 태우고 카페에 들렀다가 직장까지 데려다 줬다. 운전석에는 아무도 없었고, 유령이 운전하듯 운전대만 혼자 돌고 있었다.

자율주행 기술 회사인 웨이모는 2017년부터 피닉스와 주변 교외 지역으로 승객을 실어 나르고 있고, 2020년에는 해당 지역에서 완전한 무인 운전 서비스를 시작했다. 웨이모는 2017년 이래로 10만 회 이상의 승차를 완료한 자율주행 차량(autonomous vehicle, AV)계의 떠오르는 리더다. 샌프란시스코의 가파르고 밀집된 거리에 무인 택시를 도입하면서 이 기술의 획기적 돌파구를 여는 듯했지만, 안전 문제로 언론의 맹비난 및 반대론자들의 질타를 받아왔다.

웨이모가 상업적으로 실현 가능한 AV를 도로에서 운행하기를 열망하는 유일한 회사는 아니다. CNBC의 보도에 따르면 폭스바겐이 지원하는 아르고(Argo)는 운전기사를 대동하는 형태로 플로리다주 마이애미 비치에서 승차 공유 서비스 기업인 리프트(Lyft)를 이용하는 승객들에게 환호받고 있다. 테슬라, 죽스(Zoox) 및 GM의 자회사 크루즈(Cruise)와 같은 미국 기업들은 수천 마일에 걸친 도로 위에서 자율주행 알고리즘과 센서를 테스트하기 위해 수백억 달러 투자를 유치했다.

현재 미국에서는 80곳 이상의 회사가 1,400대의 자율주행차를 테스트하고 있다. 베이징에서는 포니에이아이(Pony.ai)와 바이두(Baidu)가 빠르게 성장하는 시장에 로보택시(robotaxi)를 배치했다. 전 세계적으로 자율주행차는 2030년까지 차량 10대 중 1대를 차지할 것으로 예상되며, 로보택시 분야에서만 약 1,500조 원(1조 2천억 달러)을 창출할 것으로 예상된다. 오늘날 글로벌 AV 시장은 약 68조 4백억 원 (540억 달러)에 달한다.

자율주행 차량이 미래다

"자율주행 차량은 운전 면허증 없이도 이동을 가능하게 하고, 궁극적으로는 더 큰 안전성을 제공할 것"이라고 짚카(Zipcar)의 공동 창립자이자 전 CEO인 한 로빈 체이스(Robin Chase)가 말했다. 그는 워싱턴 DC에 있는 도심 모빌리티 비영리 단체 NUMO(New Urban Mobility alliance)의 설립자이기도 하다.

체이스는 이어 "오늘날 우리 사회는 높은 사망률과 사고율을 받아들이고 있다"며 "자율주행 차량은 그렇지 않을 것"이라고 덧붙였다. 또한 AV는 이동성을 "시각장애인, 간질 환자, 또는 너무 어리거나 나이 든 사람들"에게로 확장할 수 있다고 말했다.

AV는 또한 도로의 차량 수를 줄여 노상 및 주차시설에 사용될 공간을 확보할 수 있다. 미국에서는 약 75.9%의 사람들이 홀로 통근한다. 혼잡통행료와 같은 탄소 인센티브가 있는 요금 기반 대중교통 시스템의 일환으로, 자동화된 차량 공유 및 셔틀 차량이 2014년 미국인들이 교통에 소비한 69억 시간을 크게 줄이고 또한 개인 차량 사용도 감소시킬 수 있었다고 체이스는 설명했다. 텍사스대학의 한 연구에 따르면 미국 도로의 자동차 중 10%가 자율주행 차량일 경우 연간 약 31조 8천7백억 원(253억 달러)의 시간과 연료 비용을 절약하고 부상과 사망도 줄일 수 있다.

모빌리티 소프트웨어 기업인 비아(Via)의 자율주행 차량 책임자 이즈리얼 듀아니스(Israel Duanis)는 메이 모빌리티(May Mobility)의 감지 기술을 사용하는 텍사스주 알링턴의 주문형 AV 자동차 서비스 RAPID(래피드)의 탑승자 70%가 직장, 학교, 의료를 포함한 필수적인 목적지로 이동하는 데 해당 시스템을 사용한다고 말했다. 2021년 3월 출시 이후 자동화 서비스는 3만 회의 운행을 수행했고, 탑승자의 80%가 RAPID를 탈 때 안전함을 느낀다고 보고했다.

현재의 AV 소프트웨어 및 하드웨어

최근 매년 미국의 도로에서 발생하는 35,000건의 사망 사고 중 94%(10만 명당 약 12명의 사망자)가 사람의 실수로 발생한다. 미국 고속도로 안전보험 협회(Insurance Institute for Highway Safety)에 따르면, 현재 자동차 사망률은 약 1억 6천93만 킬로미터(1억 마일)당 1.34명이다. 일부 전문가들은 음주 운전과 운전 중 문자 발송으로 인한 사고를 없애면 사망률이 10배 감소할 것으로 추정하는데, 이는 AV를 지지하게 하는 또 다른 지표이다.

도로를 ‘보기’ 위해 자율주행차는 카메라, 레이더 및 LiDAR(레이저 레이더, 라이다)를 이용한다. LiDAR는 물체에 레이저를 반사하여 돌아오는 시간을 측정함으로써 거리를 판단하고 360도로 ‘볼 수’ 있다. 캘리포니아에 기반을 둔 시빌 맵스(Civil Maps)의 전 CEO인 스라반 푸타군타(Sravan Puttagunta)는 고해상도 감지 장치가 자율주행차의 눈이라면 자율주행차의 인지 능력은 이러한 미가공 데이터를 참조 지도와 비교하여 해석하는 지능형 알고리즘과 인공지능에서 나온다고 말했다.

푸타군타에 따르면 시빌 맵스 플랫폼(경쟁사 모빌아이(Mobileye), 델파이(Delphi), 브라이트 박스(Bright Box)와 유사)은 자율주행 차량에 2D 내비게이션 지도가 아닌 맥락적 상황 인식을 제공한다. 인공지능을 사용하여 고해상도 레이저 이미지로 얻은 미가공 데이터를 처리하므로 자동차가 정확하게 위치를 파악하고 교차로 정지 지점이나 로터리에서 수행할 기능 등에서 보다 나은 결정을 내릴 수 있다.

옥스퍼드셔의 자율주행 차량 소프트웨어 기업인 옥스보티카(Oxbotica)의 설립자이자 최고 기술 책임자인 폴 뉴먼(Paul Newman)은 "우리는 하는 작업은 AV가 가지고 있는 문제에 많은 주의를 기울이는 것"이라며 “AV가 로터리에서 어떻게 적절하게 주도적일 수 있을까? 최악의 상황은 알 수 없고 안전하지 않기 때문”이라고 말했다.

또한 뉴먼은 "올바른 알고리즘 사용에 대한 온갖 논란과 신념이 있다"며 “하지만 나는 쓸데없는 일이라고 생각한다. 이것은 아키텍처 시스템 문제”라고 덧붙였다.

즉 AV의 안전은 중복의 문제다. 차량에 중복되는 센서 및 알고리즘을 장착하여 사고 위험과 이동 지연을 증가시키는 시스템 간극을 피하는 것이다. 인간 운전자는 방향을 트는 자동차를 보거나 사이렌 소리를 들으면 속도를 줄이는 경향이 있다. AV는 위험한 상황을 예상하고 필요할 때 도로 옆으로 차를 세우기 위해 인간과 유사한 예측력이 필요하다고 뉴먼은 설명했다.

자율주행차는 물류의 미래인가?

일본의 츠쿠바 기계공학 연구소(Tsukuba Mechanical Engineering Laboratory)가 1977년에 최초의 반자율주행 자동차를 출시한 이후로, AV 기술은 극적인 발전을 해왔다. 지게차 및 광산 차량과 같은 상업용 차량은 수십 년 동안 자율주행으로 운행해 왔다고 뉴먼은 강조했다.

이제 자율주행 라스트마일 배송 차량이 휴스턴과 캘리포니아주 마운틴뷰와 같은 도시에 등장하고 있다. 뉴로의 배출 제로 냉장 미니카는 크로거(Kroger), 세븐일레븐, 도미노, 월마트, 페덱스 및 치폴레(Chipotle)와 같은 브랜드들의 지원을 받는다. 뉴로 측 관계자에 따르면 차량은 텍사스의 풍력 발전소에서 생산된 친환경 에너지로 운행되며 최대 약 227킬로그램(500파운드)의 식료품을 운반한다. 이러한 소규모의 도심 모빌리티 차량은 더 넓은 공급망으로 통합될 수 있으며. 여기서 거의 항시 운행되는 전기 자율주행 차량이 더욱 빠르고 안전하면서도 적은 연료로 상품을 운송할 수 있다.

체이스는 "비용이 많이 들기 때문에, 최초 이용 사례는 하루에 가능한 한 많은 시간 동안 차량을 사용할 수 있는 곳이 될 것“ 이라며 "택시와 같은 종류의 서비스, 배달 또는 트럭 운송이 될 것"이라고 말했다.

2020년에 우버의 자율주행 부문을 인수한 오로라(Aurora)는 텍사스의 약 966킬로미터(600마일)에 달하는 고속도로에서 베르너 엔터프라이즈(Werner Enterprise)의 트랙터 트레일러로 AV 소프트웨어를 시범 테스트하고 있다. 페덱스와 우버 프레이트(Uber Freight)는 다른 곳에서 유사한 프로그램을 운영하고 있다. 이와 유사한 AV들은 길고 단조로운 고속도로에서 운행되며 전국적으로 자격을 갖춘 운전자가 부족한 데서 발생하는 빈틈을 메울 수 있다.

미래의 도로 바꾸기

미국 고속도로 안전보험 협회의 최고 연구 책임자 데이비드 주비(David Zuby)는, 자율주행차가 도시와 고속도로의 주류차량이 되기까지는 몇 년 혹은 수십 년이 걸릴 수 있다고 말했다. 다른 차량과의 안전한 공존을 보장하는 것이 핵심 장애물이다. 적어도 현재로서는 완전한 자율주행 차량은 인간 운전자가 운전하는 자동차 및 조건부 자율주행차와 도로를 공유해야 한다. 이 두 종류의 차량 모두 안전성에 위험이 있다.

미국 고속도로 안전국(National Highway Safety Administration)은 운전자 보조 기술의 수준을 0에서 5 사이로 정의한다. 레벨 0에서 운전자는 차량에 대한 전적인 책임을 지며 항상 "열심히 주의를 기울이고" 있어야 한다. 레벨 5에서는 "탑승자는 승객일 뿐이며 관여할 필요가 없다." 대부분의 개인 및 상업용 차량은 레벨 1에서 레벨 3 사이의 중간 지점에서 운행된다.

반자율주행 자동차, 특히 고속도로 주행을 위한 차선 중심 조정, 가속 및 제동 제어와 같은 자동화된 기능이 있는 차량(레벨 2)이나 상황이 잘못되었을 때 운전자가 안전을 위해 주의를 기울이고 개입해야 하는 차량(레벨 3)이 수동으로 작동하는 차량보다 더 위험할 수 있다고 체이스는 강조했다. 운전자를 잘못된 안일함이나 졸음에 빠뜨릴 수 있기 때문이다.

2016년, 40세의 조슈아 브라운(Joshua Brown)이 반자율주행 테슬라 모델 S를 운전하다 사망한 사고는 이러한 복잡성을 비극적으로 보여준다. 브라운의 테슬라 앞에서 한 트럭이 합법적인 좌회전을 했지만, 차는 멈추는 대신 트럭 트레일러 밑으로 속도를 냈다. 린리 그룹(The Linley Group)의 수석 기술 분석가인 마이크 데믈러(Mike Demler)에 따르면, 테슬라의 센서, 레이더, GPS 및 이미지 처리 소프트웨어로 이루어진 감지 시스템은 핸즈프리 모드에서 사용하기 위한 것이 아니다. 데믈러는 "그 센서들은 신호등이 아닌 고속도로 주행만을 고려하여 설계되었다"며 "트랙터 트레일러의 측면이 아닌 자동차의 뒷면을 식별할 수 있었다"고 설명했다.

2021년 7월 1일부터 2022년 5월 15일 사이에 보고된 약 400건의 부분 자율주행 차량 충돌 중 약 70%(273건의 충돌)는 오토파일럿(Autopilot), "완전 자율주행(Full Self-Driving)", 교통 인식 크루즈 컨트롤(Traffic Aware Cruise Control) 등과 같은 운전자 보조 시스템을 사용하는 테슬라와 관련이 있다. 이러한 결과가 830,000대의 차량이 도로에서 운행되고 있는, 가장 널리 퍼진 제조업체 혹은 반자율 차량 중 하나인 테슬라에 대한 단정적인 비판은 아니지만, 제기되는 안전상의 위험을 상징한다고 체이스는 말했다.

"10,000번의 운행 동안 주의를 기울일 일이 없었다면 모든 것이 괜찮겠지만, 이후 10,001번째 운행도 책임을 져야 한다. 주의를 기울이고 통제해야 하는 것이다. 이는 불가능한 상황이라고 생각한다”고 체이스는 말했다.

규제당국이 자율주행차를 다루는 법

미국 교통부는 인간 운전자가 없는 상황을 더 원활히 수용하기 위해 기존 차량 안전 규정을 수정하는 노력을 하고 있다. 자율주행 모드에서 작동하는 자동차와 관련한 충돌 사고의 책임은 현재 법적으로 모호하며, 레벨 2 및 레벨 3 자동차를 더 저렴한 비용으로 사용할 수 있게 됨에 따라 향후 몇 년 이내로 명확히 해야 하는 부분이라고 최고 연구 책임자 주비가 말했다.

또한 규제 문제 외에도 미국 도로 인프라와 법률은 주로 개별 주에 의해 결정되며, 속도 제한, 고속도로 차선 및 교차로의 빨간불 위치가 제각각이라고 주비는 덧붙였다.

또한 주비는 "자율주행 시스템을 개발하는 회사는 해당 지역의 인프라를 다루어야 한다"며 “확실히 자동 운전 시스템의 개발을 중재하기 위해 공동의 노력을 기울인다면 상황은 나아질 것이다. 그러나 자율주행 차량을 위해 50개 주 모두가 함께 모여 도로를 더욱 같은 조건으로 만드는 데 동의할 가능성은 적다고 본다”고 말했다.

유럽과 아시아의 도시들은 효과적인 대중교통 시스템, 특히 집중적으로 이용되는 대중교통 경로가 있는 고정된 지리적 위치에서의 시스템에 초점을 맞추면서 AV로의 전환을 받아들이기에 더 나은 상황일 수 있다. 체이스는 "유럽의 도시들은 도시에서 개인 차량을 사용하지 않거나 줄이기 위해 점점 더 노력하고 있다”며 "미국에는 아직 본격적인 노력이나 공식적인 입장조차 없는 상황"이라고 말했다.

또한 체이스는 대중교통의 미래가 “모두 AV가 되지는 않을 것이다. 자율주행 차량, 자전거, 도보, 대중교통 등 탄력적이고 다양한 방법으로 다닐 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

미국 도시의 기존 인프라와 대중교통 시스템을 점검하지 않는 상황에서, 비아와 같은 소프트웨어 물류 기업은(우버 및 리프트와 같은 경쟁사와 함께) AV 개발에서 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기업들은 지능적 주문형 예약, 경로 지정 및 배차 서비스로 연결된 복합 운행 시스템 전체에 걸쳐 탑승자의 여정을 조정할 수 있는 위치에 있다.

예를 들어 비아는 알링턴 RAPID에 물류 서비스를 제공하는 것 외에도, 미시건주 앤아버에서 A2GO 렉서스 RX 450h 셔틀 서비스를 지원한다. 두 서비스 모두 대중이 이용할 수 있으며, 기존 대중교통 인프라의 한 부분으로 설계되었다. 2022년 2월, 비아는 라스베이거스 도심에서 모셔널(Motional)과 함께 도시 거주자를 위한 필수 이동 서비스에 초점을 맞춘 AV 서비스를 시작했다. 농촌 환경에서 AV의 영향을 보여줄 서비스도 독일 켈하임과 미네소타에서 준비 중이다.

듀아니스 비아 자율주행 차량 책임자는 "지역 사회는 소규모의 단기 시범 프로그램을 넘어 기존 교통 생태계 내에서 완전히 연결된 영구 AV 네트워크를 생성할 것"이라고 예상했다.

공유 소유권에 달린 자율주행 차량의 성공

AV에 대한 논의는 필연적으로 정책 및 인프라에 대한 논의가 된다. UC 버클리의 2018년 연구에서는, 배터리 주행거리가 약 80~145킬로미터(50~90마일)인 맨해튼에서 운행되는 공유 자동 전기 차량들이 현재의 택시 서비스보다 승객 마일당 약 360~760원($0.29~$0.61)을 절약할 수 있을 것으로 추정했다. 또한 온실가스 배출은 73%까지 절감하고 에너지 소비를 58%까지 줄일 수 있을 것으로 예상했다. 이 프로그램에는 1,500개의 충전소에 약 124억6천만 원(1,000만 달러)의 자본 투자가 필요하다(승객 마일당 약 12원(0.01달러)에 해당).

"이 결과는 긴 배터리 주행거리와 초고속 충전을 추구하는 현재의 시장 추세와 모순되기 때문에 놀랍다." 연구 저자 중 한 명인 비아 데이터 사이언스(Via Data Science)의 책임자 고든 바우어(Gordon Bauer)가 설명했다. "개인 차량 시장에서 운전자는 며칠간의 도로 이동에도 적합한 모델을 원하지만, 맨해튼에서의 택시 이동은 일반적으로 매우 짧으며 차량을 충전할 수 있는 쉬는 시간이 있다."

해당 연구가 실시된 지 6년이 지났지만, AV가 맨해튼에서 언젠가 로보택시가 다닐 수 있을지는 여전히 불확실하다. 그러나 이러한 결론 중 많은 사례가 인간이 운전하는 전기 차량에도 적용된다. 후속 연구에서 바우어는 뉴욕, 샌프란시스코, 뉴델리의 교통망을 분석하고 유사한 결과를 발견했다. 많은 차량 서비스를 즉시 전기화하여 비용을 절약하고 탄소 배출을 줄일 수 있다.

옥스보티카의 14~16인 전기 셔틀용 자율주행 이동성 소프트웨어 출시가 대기 중이라는 점은, 향후 AV 채택의 지표가 될 수 있다. 옥스보티카는 독일 자동차 회사인 ZF와 협력하여 가까운 미래에 셔틀을 출시할 계획이다. 이 차량은 제한된 도심 지역에서 모든 주행 기능을 처리할 것이며, 구급차가 지나갈 때나 거리가 침수됐을 때와 같은 예외적인 상황에서 정지한 후 경로를 재개하기 위해 인간의 원격 지원이 필요하다고 뉴먼은 말했다.

뉴먼은 이러한 전기 운송 서비스가 일련의 이점을 제공하는 것이 옐로스톤 국립공원에 늑대를 다시 방사했을 때와 유사한 상황으로 본다. “늑대가 방사되었을 때 일련의 생태학적 이점이 시작되었다. 엘크 떼가 더 건강해졌고, 엘크 수가 적어진다는 것은 초목이 더 생존할 수 있다는 것을 의미했으며, 이는 토종 식물과 꽃가루 매개체의 귀환으로 이어졌다. 이어서 하천 유출이 줄어 물고기와 비버가 돌아왔다. 비버는 댐을 만들어 강의 속도를 늦추고 모양을 바꾸었다.”

뉴먼의 말이 맞는다면 이는 더 안전하고 저렴하며 연료 효율적인 이동법의 정점이 될 수 있겠지만, 그 결과는 시간이 지나야 알 수 있을 것이다.

이 기사는 2017년 3월에 발행되었던 기사의 업데이트 버전이다.