미래 모빌리티 핵심 기술 개발 및 전문 인력 양성하는 ‘한자연 자율주행기술연구소’

한국자동차연구원은 국내 자동차 업계의 자생력 확보와 산업육성을 위해 정부와 자동차 업계가 힘을 모아 1990년 설립한 연구소다. 연구개발과 기술지원, 시험인증, 기술교육, 인력양성, 정보제공 등 다양한 기업 지원을 수행한다. 한국자동차연구원 산하 자율주행기술연구소는 그중에서도 미래 모빌리티 핵심 기술을 개발하고, 전문 인력을 양성해 모빌리티 기업의 미래차 전환을 집중 지원하는 임무를 수행한다.

이재관 한자연 자율주행기술연구소장은 “최근 환경규제 강화와 기술 고도화로 미래차 산업 패러다임 변화의 물줄기는 우리가 예상했던 것보다 더 빠르고 강하다. 이러한 변화 속에서 한국자동차연구원과 자율주행기술연구소는 우리나라 자동차 산업의 혁신을 뒷받침하기 위해 미래차 산업생태계 조성에 선도적으로 대응 중”이라며 “자율주행, 친환경(xEV), 섀시 소재, 신뢰성 인증 기술뿐만 아니라 AI와 빅데이터, 반도체, SDV 등 미래차 핵심분야의 기술개발과 전문인력을 확보를 돕는다. 또 첨단 R&D 인프라 구축 등을 추진해 미래차 기술 대응 강화에 역량을 집중하고 있다. 특히 우리나라 자동차산업 경쟁력의 원천인 자동차 부품업계가 미래차 전환에 나서도록 지원하는 데에도 매진한다. 내연기관차 부품업체들이 원활한 사업 전환으로 자율주행차, 전기차, 수소차 등 미래차 부품 전문기업으로 거듭나도록 신기술 이전, 사업화, 컨설팅 등 종합적인 지원에 나선다”고 말했다.

그는 이어 “자율주행기술연구소는 자율주행의 하드웨어·소프트웨어 기술 및 사업화라는 양 측면에 전략적으로 접근한다. 예컨대 차량 성능이 복잡다단한 주행환경을 뛰어넘어야 자율주행이 가능하므로, 주행환경의 복잡성과 하드웨어·소프트웨어 성능의 유형화·지표화를 추진한다”며 “해당 지표를 바탕으로 자율주행 기술을 적용하는 특정 설계조건인 한정영역(ODD, Operational Design Domain)이 복잡한 주행환경을 포함하도록 기술 적용 범위를 확대한다. 다양한 교통상황에서 자율주행이 가능하도록 만들기 위해서다”라고 설명했다.

자율주행기술연구소가 미래 모빌리티 기술 고도화를 추진하는 과정에서 다양한 소프트웨어가 연구 수행을 뒷받침한다. 일례로 자율주행기술연구소는 미국 소프트웨어 기업 매스웍스(MathWorks)의 3차원 장면 설계 솔루션 로드러너(RoadRunner)를 활용해 연구를 수행한다. 다양한 도로와 차량, 날씨 등을 포함한 시뮬레이션 환경과 자율주행 시나리오를 가상 환경에 구축하는 방식이다. 특정 도로 표지판과 노면 표식, 신호나 가드레일 등을 만들거나, 도로가 손상된 상황 등을 3차원 모델로 만들 수도 있다. 교차로에서의 교통 신호 간격과 단계 및 차량 경로를 설정하는 툴과 항공 이미지 및 지리정보시스템(GIS) 데이터의 시각화도 지원한다.

이재관 소장은 “자율주행 기술 개발을 위해선 수많은 도로 환경과 변수를 상정하고 이에 맞는 주행 테스트가 필요하다. 이 과정을 실제 차량을 몰고 사람이 직접 수행한다면, 큰 비용과 시간, 탑승자 안전 이슈가 발생한다”며 “수많은 도로 환경과 변수를 가정한 효율적인 연구 수행을 위해 소프트웨어 기술을 활용 중이다. 예컨대 양옆에 서로 다른 크기의 차가 있거나 코너를 돌 때 차가 갑자기 다가오는 도로 상황, 돌풍이 부는 악천후 등을 가정해 테스트하는 방식”이라고 말했다.

그는 이어 “강풍과 횡풍에 대한 가정을 실제 물리 환경에서 테스트하려면, 원하는 날씨 상황이 다가올 때까지 기다려야 하는 비효율이 발생한다. 자율주행 시뮬레이션을 돕는 소프트웨어 툴로 날씨뿐만 아니라 조향계 각도와 각속도 등 세부적인 설정이 가능하다. 타이어 변형이 일어난 상황 가정도 가능하다”며 “가상 환경에서 시뮬레이션하는 과정에서 앞차가 급감속하거나 블랙아이스가 발생한 상황까지도 테스트하며 자율주행 기술 고도화에 매진하고 있다”고 말했다.

자율주행 시대에 다가설수록 차량 보안 강화에 대한 필요성도 제기된다. 내비게이션 업데이트부터 원격시동과 조종에 이르기까지 자동차의 올바른 작동을 담보하는 소프트웨어 보안에 구멍이 뚫린다면, 운전자의 목숨이 위협받기 때문이다. 자율주행기술연구소가 보안 강화에도 매진하는 이유다.

이재관 소장은 “자율주행기술의 상용화·실용화를 가로막는 큰 과제 중 하나는 보안 이슈다. 자율주행 차량이 사고를 일으킬 경우 책임 소재를 어떻게 규정할 것인지도 논란 거리다. 사고 종류에 따라서 다르지만 배상책임을 자동차 소유자가 부담할지, 제조업체가 부담할지, 시스템을 개발한 소프트웨어 업체가 부담할지에 대한 논의가 필요하다. 사이버공격으로 인한 사고의 책임 소재에 관한 논의도 중요하다. 이를 위해 국내 법제도 정비도 필요하지만, 자동차는 한 나라에서만 사용하지 않고 전 세계적으로 수·출입 된다는 특성이 있어 이를 고려해야 한다.

자동차는 여러 국가·지역에서 이용하므로, 나라마다 규격 및 법규가 다를 경우, 자율주행기술 보급에 한계가 있을 것”이라며 “따라서 자율주행기술에 대한 표준 및 법규 제정을 위해 국내뿐만 아니라 국제적 합의가 필요하다. 자율주행차를 해킹과 같은 사이버공격으로부터 어떻게 보호할지 대책을 마련하는 일도 시급하다. 고무적인 것은 자율주행 안전성에 대한 내용을 담은 국제표준인 기능안전(ISO 26262), 사이버보안(ISO 21434), SOTIF(ISO 21448), OTA(ISO 24089) 등이 지속해서 제정되는 사실이다. 최근 ISO TC22 SC33 WG9 등 시나리오 기반의 자율주행 테스트 표준 제정도 시작됐으며, ISO 34502(Test scenarios for automated driving systems –Scenario based safety evaluation framework) 또한 주목할 필요가 있다”고 말했다.

그는 이어 “자율주행기술의 상용화·실용화를 위해서는 반드시 임베디드 소프트웨어 및 시스템 개발이 필요하다. 현장에 나가 모빌리티 기업의 애로사항을 들어보면, 자율주행 기술을 개발하고도 공용 플랫폼이 없어 불필요한 비용과 자원 소모가 발생한다는 호소가 많다. 자율주행 기술 연구개발과 보안성, 안전성을 평가하고 국제규격에 부합하도록 공용 플랫폼 구축을 위해 산학연이 머리를 맞대야 할 시기”라고 강조했다.

공용 검증평가 환경 구축 박차…”자율주행 시대 향해 한발 한발 나아갈 것”

자율주행기술연구소는 현장의 목소리를 반영해 중점 연구분야를 설정했다.

이재관 소장은 “상당한 시간이 소요될 가능성이 있지만 국내 자율주행 관련 기업들이 믿고 활용하는 자율주행기술 개발 표준 프로세스를 수립하고자 한다. 이를 바탕으로 공용 검증평가 환경을 구축해서 모빌리티 기업을 지원하는 것이 연구소의 최종 종착역이라고 생각한다”며 “또 자율주행과 관련한 임베디드 SW플랫폼 및 HPC(High Performance Computing) 연구개발도 관련 기업들과 공동으로 진행 중이다. 미래차의 큰 트랜드인 SDV(Software Defined Vehicle) 시대를 준비하기 위한 새로운 컨셉의 E/E 아키텍처 연구개발도 수행 중”이라고 말했다.

그는 이어 “자율주행기술에 대한 논리성과 안전성·보안성 확보를 위해서 지속해서 소프트웨어를 활용할 예정이다. 일례로 디지털트윈 기반의 가상현실 시뮬레이터 개발과 시나리오에 기초한 테스트 프레임워크를 구축 중이다. 이를 위해 자율주행에 대한 유형별 사용 사례 및 주행 시나리오 분석, 테스트 시나리오 정립을 지속해서 수행 중”이라며 ”자율주행기술의 상용화·실용화는 마라톤과 같은 장기적인 영역이다. 따라서 한해 한해가 자율주행 시대로 나아가는 과정이다. 이 관점에서 마라토너인 한국자동차연구원과 자율주행연구소에는 올해도 중요한 한 해가 될 것이다. 향후 연구소의 행보에 많은 관심 바란다”고 말했다.

글 / IT동아 김동진 (kdj@itdonga.com)