분류기준 및 MaaS 생태계, 무인 자동차시장동향 [자율주행] SEE 5단계

자율주행단계 SAE분류기준

자동차의 자동운전기술은 자동차기술자협회 [Society of Automotive Engineers (SAE)]의 분류기준에 따라 0에서 5까지 총 6단계로 나뉜다. 비자동화 0단계, 운전자 지원 기능 1단계, 부분 자율주행 2단계, 조건부 자율주행 3단계, 고도화된 자율주행 4단계, 완전 무인 자율주행 5단계다. 즉 운전자 없이도 스스로 주행할 수 있는 5단계가 완전한 자율주행 단계다.

대부분의 경우 현재 시판되는 자동차는 옵션 구입을 통한 부가장비 부착으로 2단계 수준의 자율주행 시스템까지는 갖추고 있다. 최근 3단계 자율주행 시스템을 갖춘 자동차도 올해 출시를 앞두고 있다. 4단계 자율주행 시스템은 아직 연구 목적으로만 지속적으로 개발되고 있다. 업계 전문가들은 5단계 자율주행 상용화까지는 20년은 걸릴 것으로 보고 있다. 5단계 자율주행이 대중화될 것으로 보이는 20년 뒤에는 도로에서 사람이 자동차를 운전하는 행위가 법적으로 금지될 것으로 예상된다.

완전한 자율주행차 상용화는 언제쯤 이뤄질까.

아우디, BM더블유, 캐딜락, 현대자동차 등 글로벌 OEM 업체들은 2021년부터 자율주행차를 양산할 계획을 세우고 있다. 한국도 20년 고속 도로의 3단계 자율 주행의 상용화, 21년 9대 핵심 부품 국산화, 25년 특정 구간의 시내 도로 자율 주행, 30년 완전 자율 주행을 위한 로드맵을 가지고 자율 주행 차를 개발하고 있다.

20년 뒤에는 전 세계에서 판매되는 신차 10대 중 3대가 자율주행차가 될 것이라는 전망도 나온다. 글로벌 시장조사기관 IHS에 따르면 자율주행차는 2021년 5만1000대에서 2025년 100만대, 2040년 3370만대로 증가한다.

특히 차량 공유 서비스를 위한 자동차 외에 개인용 자율주행차가 늘어나는 2021년 이후 급격한 성장세를 보인 것으로 알려졌다. 완전 자율주행 단계인 45 수준의 자율주행차가 상용화될 것으로 예상되는 2040년에는 보급이 더욱 확대될 것이라고 전했다.

실제로 최근 세계 각지의 자동차 회사들은 2020년을 기점으로 자율주행차를 선보이겠다는 계획을 전했다. 그중 볼보는 360C를 완전 자율주행 콘셉트카로 선보인 바 있다. 이미 2단계 수준의 자율주행 시스템은 양산차에 사용되고 있다.

하지만 실제 완전 자율주행차가 양산돼 일상생활에서 상용화되기까지는 그보다 많은 시간이 필요할 것으로 보인다.

●자율주행차 양산, 무엇이 문제인가

스마트폰은 새로운 기술이 도입되면 새로운 제품을 만들어 바로 출시할 수 있다. 제품이나 프로그램의 문제점이 발견되면 고쳐서 업데이트할 수 있기 때문이다. 그러나 자율주행차의 경우 안전성이 100% 보장돼야 상용화할 수 있다. 자율주행차에서 문제가 발생하면 곧바로 재산피해는 물론 인명피해로 이어지기 때문이다.

그 때문에 주목되는 것이 인공지능 기반의 자율주행 기술이다. 자율주행을 위한 요소에는 인지, 측위, 판단, 제어가 있다. 자율주행의 상용화를 위해서는 이런 자율주행 기능이 신뢰성이 높고 환경 변화에 강한 성능을 가져야 한다. 최근 기계학습 수준을 도약시킨 딥러닝 기법이 자율주행에 적용되면서 자율주행 수준을 도약시키고 있는 상황이다.

특히 안전성을 담보하기 위해서는 무엇보다도 인지 부분이 중요하다. 딥러닝 기법을 쓴다고 100% 안전성을 보장할 수 있는 것은 아니다. 자율주행차 주변의 동적인 개체가 어떤 의도를 갖고 움직이는지를 파악하기 어렵기 때문이다. 차로를 변경하려고 점멸등을 켰을 때 뒤에 차량이 끼어들게 허용할지, 의도 파악은 사람들에게도 어려운 문제다. 주변 차량과 보행자들의 패턴을 분석해 그 의도를 파악하는 것이 자율주행 기술이 해결해야 할 과제다.

멀티 모더닝, 자율차 안전성 향상 역할

이처럼 인지 단계에서의 작은 실수가 화를 자초하기 때문에 이중, 삼중의 안전장치를 만들어야 한다.

비행기의 경우 사고율이 낮지만 한번 사고가 나면 대형 참사로 이어지기 때문에 여러 경로의 안전장치를 설치해 놓듯이 자율주행차도 마찬가지다. 여기에 적절한 것이, 멀티 모달 러닝(Multi-modal Learning)이다.

멀티모더닝이란다양한모달센서를활용하여인공지능이상황을분석하고인지하고판단을이끌어가는딥러닝이다.

카메라 이미지, 레이더 데이터, 라이더 데이터 등 다양한 센서를 통해 들어오는 다른 형태의 정보를 어떻게 통합해 학습시키느냐가 멀티 모더닝의 관건이자 자율주행차 상용화에 대한 도전이 될 것으로 보인다.

모빌리티 시장의 패러다임이 완성차 중심에서 서비스 중심으로 바뀌고 있어 한국에도 기회가 있다.

서비스 중심의 모빌리티 시장 변화

종래 완성차 중심이었던 모빌리티 시장이 서비스 중심으로 변화하고 있다. 자율주행 완성차에 들어가는 부품을 만드는 데는 한국이 아무리 소프트웨어를 잘 만들어도 가격 면에서 경쟁력이 없다. 그러나, 부품이 고도화해, 공유 경제와 같은 새로운 서비스 모델이 탄생함으로써, 우리 나라도 경쟁력을 가지게 되었다.

상당한 기술수준을 가진 글로벌 기업들이 막대한 투자를 하며 자율주행 기술을 개발하고 있는데 우리가 어떻게 이들을 따라가 앞서갈 수 있겠는가. 불가능해 보였던 것이 이제는 정보 제공을 라이더와 여러 센서를 융합하는 구조로 바뀌었으니 한국에도 기회가 생긴 것이다.

이에 대한 사례로는 현재 프랑스 나부야사가 제작한 자율주행 셔틀버스가 세계 16개국에서 70대 이상 운행되고 있다. 이를 국내에도 도입해 일반 도로보다는 대학이나 병원, 리조트, 테마파크 등 일반인을 대상으로 자율주행 셔틀서비스를 제공할 수 있을 것으로 보인다.

실제로 자율 주행이란 개념이 나온 이유는 교통 약자를 위한 것이며, 자율 주행 셔틀 서비스는 장애인과 노약자, 어린이 등 운전이 불가능한 사람들은 이동의 자유를 줄 수 있다. 이런 서비스가 미래 모빌리티의 핵심이 될 것으로 보인다.

●이젠 IT업체가 자율주행 자동차업계 리더

자율주행차 업계의 리더 그룹은 3개사로 1위는 구글웨이모(Waymo), 2위는 GM크루즈(Cruise), 3위는 포드오토노머스비히크루즈(FAV) 등 모두 미국 기업이었다.

경쟁그룹에는 이 밖에 미국 자동차부품업체 델파이에서 분리된 업티브와 인텔모빌아이, 폴크스바겐그룹, 다임러보쉬, 바이두, 도요타, 르노-닛산 얼라이언스 순으로 이름을 올렸다. 바이두와 도요타는 처음으로 10위권에 진입했다.

현대차는 리더에 도전하는 라이벌 그룹으로 평가받으며 지난해에 이어 15위에 머물렀다. 2017년 10위권에 진입한 이듬해부터 10위권 밖으로 밀려나 선두 진입에 실패했다.

 

실제로 웨이모는 지난해 12월 세계 최초의 자율주행차 상용서비스인 웨이모원을 운영하기 시작했고 포드는 최근 자율주행차 기술시설 구축에 약 1조원을 투자하겠다고 밝혔다. GM은 올해 완전 자율 주행 차를 양산한다는 계획을 내놓고 자율 주행 차를 위한 미 연방 정부의 가이드 라인을 모았다고.

지난해 12월부터 상용화한 구글의 웨이모 웨이모는 지난해 초 재규어 랜드로버와 손잡고 지금까지 FCA와 협력하고 있으며 GM은 2016년 자율주행 소프트 크루즈 오토메이션을 인수했다. 이어 반도체 제조업체인 인텔도 2017년 3월 자율주행차 카메라 제조업체인 모빌아이를, 포드는 2018년 1월 자율주행차 관련 소프트웨어 제조업체인 오토노믹을 인수했다.

작년부터는 인수합병보다 기업간 협력이 늘고 있다. 1차전이 끝나고 새로운 시장 판도가 짜일 자율주행차 2차전이 시작된 것으로 보인다.

남은 과제와 MaaS 생태계

자율주행이 창출하는 시장의 핵심은 '서비스로서의 모빌리티 as a Service, MaaS'이다. 첫 발원지는 핀란드다. 핀란드는 2016년부터 세계 최초로 교통 인프라에 관한 서비스와 정보, 결제를 하나의 플랫폼으로 제공하기 시작했다.

핀란드 MaaS 프로젝트에는 핀란드 정부와 헬싱키 공공기관인 HSL, 핀란드 통신장비업체인 Ericsson(에릭슨), Siemens(지멘스), Uber(우버) 등의 기업이 참여하고 있다. 정부와 기업 간의 울타리를 넘어 다양한 조직과 기업이 참여하고 있다.

'MaaS'는 이동을 희망하는 사람이나 물건이 주체가 되어 정보통신기술과 교통인프라와 서비스, 정보, 결제서비스를 통합해 각각의 수요에 가장 적합한 수단을 원스톱으로 유연하고 원활하게 제공하는 플랫폼이다. 모빌러티의 가치를 최우선으로 하는 이동 정보 서비스를 제공하고 있는 것이다.

MaaS 어플리케이션 「윔」업계로서는, 자가 소유 차량에서도 충분한 자동 운전 경험의 완결성을 제공하면서, 제품을 팔아야 할 소비자에게 팔 수 있을 정도로 생산에서 채산을 맞추지 않으면 안 된다.

구글 등에서 진행 중인 자율주행 서비스의 방향은 자율주행차 군집으로 구성된 서비스를 가정해 짜여진다. 여러 대의 자율주행차가 유기적으로 연결돼 사람의 이동을 돕는 서비스를 실현하는 방식이다.

일반적으로 자율주행차량의 보급이 진행될수록 자가소유차량의 비율은 낮아져 서비스로서의 이동성을 제공하는 차량탑승경험이 증대될 것으로 생각된다. '서비스로서의 모빌리티(MaaS)'란 후자에 해당하는 사업모델을 말한다.

지금 지하철과 버스로만 구성된 교통망이 거대하거나 특수한 상황에 맞는 차량 간 네트워크로 대체되거나 보완되는 모습을 상상하면 된다.

MaaS의 시장 규모와 향후 영향성

비즈니스 MaaS 시장의 규모는 3조달러 정도. 전체 승객 경제 규모의 약 43%를 차지할 것으로 보인다. 소비자 MaaS의 시장 규모는 3조7천억달러로 전체 승객 경제의 55%를 차지할 것으로 예상된다.

한편, 운전자가 없는 운송 서비스의 확대나 진화에 수반해 태어나는 혁신적인 애플리케이션 시장의 규모는 2000억달러이라고 예상되고 있다.

자율주행 기술이 사회에 미치는 영향성

보수적으로 계산할 경우 자율주행 기술은 승객 경제 시대인 2035~2045년 동안 58만5000명의 생명을 구할 것으로 보고 있다. 또 자율주행차는 가장 혼잡한 도시에서 1년에 2억5000만 시간 이상의 통근시간을 해소할 것으로 예상된다. 이와 함께 승객 경제 시대에 교통사고 관련 공공안전비용은 2340억달러 이상 절감된다.

몇 가지 미래 시나리오

카비니언스(Car + 편리함 Convenience) : 탑승형 미용실, 원격협업, 퍼스트-캐주얼 식사, 원격 판매, 모바일 헬스케어 클리닉 등

무버블 무비(Movable movies) : 미디어 콘텐츠 생산자는 짧은 여행에 적합한 콘텐츠를 개발해야 하는 위치 기반 광고 : 위치 기반 광고의 중요도 증가

"혜택으로서의 모빌리티" : 부동산 가격이 MaaS 접근성에 의해 영향을 받는다는 개념이다. 현재의 역세권 개념과 비슷하다.