[모빌리티 인사이트] 자율주행차가 다니는 길은 더 똑똑하다

[IT동아]

모빌리티(mobility). 최근 몇 년간 많이 들려오는 단어입니다. 한국어로는 '이동성' 정도가 적당하겠네요. 그런데 말입니다. 어느 순간부터 자동차도 모빌리티, 킥보드도 모빌리티, 심지어 드론도 모빌리티라고 말합니다. 대체 기준이 뭘까요? 무슨 뜻인지조차 헛갈리는데, 아이러니하게도 지난 몇 년간 전 세계에서 큰 성공을 거둔 스타 벤처 중 상당수는 모빌리티 기업이었습니다. '유행어처럼 여기저기에서 쓰이고 있지만 도대체 무슨 뜻인지, 어디부터 어디까지 모빌리티라고 부르는지 도무지 모르겠다!'라는 분들을 위해 준비했습니다.

[모빌리티 인사이트]를 통해 국내외에서 주목받는 다양한 모빌리티 기업과 서비스를 소개합니다. 우리에게 익숙한 차량호출 서비스부터 아직은 낯선 '마이크로 모빌리티', 'MaaS', 모빌리티 산업의 꽃이라는 '자율주행' 등 국내외 사례 취합 분석해 어떤 의미를 담고 있는지 하나씩 알려 드립니다.

6년 만에 문 닫은 자율주행 선도기업

최근 자율주행 자동차 시장에 깜짝 놀랄 만한 소식 하나가 전해졌습니다. 자율주행 업계에서 글로벌 선도기업 중 하나인 아르고 AI가 폐업한다는 소식이 알려진 것입니다. 한때 70억 달러(한화 약 9조 5000억 원)에 이르던 몸값을 자랑한 아르고 AI의 폐업 소식은 ‘자율주행차 상용화가 실제로 가능할지’ 의문을 불러오는 소식이라고 할 수 있습니다.

아르고 AI의 폐업 이후, 자율주행 업계를 둘러싼 회의론이 다시금 고개를 들었습니다. 자율주행 선도기업으로 꼽히던 아르고 AI의 폐업 이유는 결국 수익성이었습니다. 연구개발에 많은 자원을 투입해야 하지만 상용화는 아직 멀다는 판단이 지배적인 것이죠. 폭스바겐과 아르고 AI를 합작 설립한 포드는 “수익성 있는 완전 자율주행 차량은 멀었다는 것이 매우 분명해졌다”고 밝히며 앞으로는 자체 개발보다 완성된 기술을 구매하는 쪽으로 무게를 두겠다는 전략 방향을 암시했습니다.

많은 이들이 기대했던 것보다 상용화 시기가 더디게 오는 것 같은 느낌입니다.

실제로 아르고 AI와 같은 자율주행기술 연구 업체들이 활발하게 생겼던 2010년대 후반에는 ‘2020년대 초반이면 완전 자율주행차가 상용화될 것’이라는 전망이 많았습니다. 늘 자신만만한 모습을 보이는 테슬라의 일론 머스크는 2015년에 “완전 자율주행차를 2년 안에 완성할 수 있다”고 했지만, 2021년 인터뷰에서는 “자율주행차 개발이 이렇게 어려울 줄 몰랐다”고 한발 물러서는 모습을 보였죠.

테슬라가 자체적으로 개발한 FSD(Full Self-Driving) 기술은 자율주행 관련 허위 광고 및 홍보로 소비자들을 오도했다는 혐의로 집단소송이 제기됐습니다. 테슬라의 오토파일럿과 FSD가 운전자 주행을 돕는 보조 장치에 불과한데도 자율주행 제어 기능인 것처럼 과장 광고를 했다는 이유로 말이죠. 인간의 개입 없이 운전이 가능한 수준인 ‘레벨4’를 기준으로 볼 때 자율주행차의 상용화는 더디게 진행되는 것이 사실입니다.

느리기는 하지만 자율주행 기술이 실제로 많이 연구되며, 발전 중이라는 것 또한 사실입니다. 특정 상황에서 운전자가 핸들을 잡지 않아도 되는 자율주행 ‘레벨3’가 탑재된 제네시스의 세단 G90은 내년 5월에 국내 출시될 예정입니다. 시속 80km 수준에서 레벨3의 자율주행을 수행할 수 있는 차량이라고 하네요. 기존에는 60km/h 수준으로 연내 출시 예정이었지만, 더 실질적인 기준을 적용해야 한다는 이유로 속도를 높여 추가 주행테스트를 한다고 알려졌죠. 현재 독일 벤츠와 일본 혼다가 레벨3 자율주행 차량의 상용화에 성공했는데요. G90이 일정대로 출시된다면 전 세계에서 세 번째로 레벨3 승용차의 상용화에 성공한 사례가 됩니다.

웨이모와 크루즈 등이 안전 운전자가 동승하지 않은 완전 무인 로보택시 서비스를 대중에게 공개하고 운영시간을 확대하는 등 자율주행 서비스는 점차 가시화되고 있습니다. 또한, 자율주행차 눈 역할을 하는 ‘라이다(LiDAR)’ 업체인 벨로다인과 오스터는 약 4억 달러(한화 약 5600억 원)에 달하는 시장 가치를 인정받으며 합병에 합의했습니다.

느리기는 하지만 확실히 발전하고 있다는 이야기죠? 그렇다면, 자율주행 기술이 완벽해지고 실제 도로에 나오려면 많은 시간이 걸리겠네요.

애초에 인간의 운전도 완벽할 수는 없다는 점을 감안하면, 인간의 사고 방식을 학습하는 AI가 자동차를 완전하게 운전하기까지는 시간이 걸릴지도 모르겠습니다. 다만, 자율주행차가 인간의 운전과 비교할 때 유의미한 수준으로 사고를 줄일 수 있고 더 안전하다는 것이 증명된다면 상용화에 속도가 붙을 수 있겠죠.

그런 면에서 자율주행차를 생활에 안전하고 빠르게 진입시키는 방안으로 떠오르는 것이 바로 도로 인프라의 구축입니다. 그중에서도 자율주행 차량의 성능을 높이는 데 도움을 주며, 실제로 인력과 물류의 이동을 효율화하는 등으로 관심을 얻고 있는 게 ‘자율주행 전용도로’죠.

복잡한 시내에서 높은 수준의 자율주행을 구현하는 것은 지금은 어렵기 때문에, 도심 자율주행에 비해 난도가 낮은 고속도로에 자율주행차량 전용 도로를 만들자는 것인데요. 화물운송의 경우 자율주행으로 여러 한계들을 빠르게 극복할 수 있다고 기대하는 이들이 많습니다. 장거리 운전 특성상 운전자 피로가 과중한 고속도로 화물운송은 사고의 위험이 높은데, 자율주행차가 대신 운전을 할 수 있다면 사고가 감소하겠죠. 또한, 운전의 복잡도가 도심 운전보다 적기 때문에 경제적 효과도 기대할 수 있는 게 고속도로 자율주행 전용 도로입니다.

아직 기술적인 완성도가 낮은 자율주행 자동차의 공간을 일반 자동차와 분리하자는 것이군요?

그렇습니다. 인명사고 위험을 줄이면서 자율주행 검증과 활용을 동시에 할 방안인 전용도로를 구축하는 것이죠.

물론, 국내에 ‘자율주행차 시범운행지구’라는 이름으로 지정된 구역이 있고, 해당 지역에서 자율주행차량을 무상 혹은 유상으로 운영할 수 있도록 하고 있습니다. 하지만, 대부분의 지역이 공공도로 일부 구간에서 자율주행차량에 규제를 완화하는 정도라서 진정한 의미의 자율주행 전용도로라고 말하기는 부족합니다.

이번에 이야기하는 ‘자율주행 전용도로’란, 자율주행차량에 적용된 현재 기술 수준에 맞춰 주행이 실제로 가능한 도로를 구축한다는 의미인데요. 자율주행기술 레벨5는 모든 도로 환경에서 주행이 가능한 수준이고, 레벨4는 특정 도로 환경에서 자율주행이 가능한 수준을 말합니다. 즉, 이러한 레벨4에 주목해 현실적인 적용이 가능한 도로를 만들자는 것입니다.

버스 전용차로처럼 공간을 단순히 구분하는 방식과는 다른 것인가요?

기본적으로 차로 분리가 이뤄지기 때문에 버스 전용차로와 비슷한 개념으로 접근할 수도 있습니다. 하지만, 더 나아가서 자율주행에 도움을 주도록 도로 인프라를 구축하는 것이 자율주행 전용도로의 핵심이라고 할 수 있습니다.

자율주행 전용도로에서 가장 핵심적인 것은 통신 인프라입니다. 자율주행차와 도로 인프라, 그리고 관제 시스템 사이에 원활한 데이터 송수신이 이뤄지도록 통신 인프라가 구축돼야 하죠. 그 밖에 라이다나 카메라 등 자율주행에 필요한 시설도 도로에 설치됩니다. 이렇게 도로 인프라를 구축하고 자율주행차와 중앙 관제센터의 컴퓨터를 연결하는 교통 시스템을 만들면 안전하고 효율적인 자율주행을 구현한다는 것입니다.

이렇게 자동차가 인프라 정보를 지원받아서 주행하는 것을 ‘자율협력 주행’이라고 합니다. 단기간에 실현하기 어려운 레벨5 대신, 레벨4 수준에서 V2X(차량과 사물 간 통신) 통신을 이용해 자율협력 주행을 한다면 효과적인 자율주행이 가능해집니다. 자율주행은 날씨가 좋지 않거나 먼 거리의 상황을 인식하는 데 한계가 있지만, 통신을 통해 더 많은 정보를 활용하면 자동차 단독으로 인지하는 것보다 정확하고 신속한 판단이 가능한 것이죠.

도로 인프라 구축이라는 점에서 기업과 정부의 협력이 필수적일 것 같습니다. 구체적인 사례가 있나요?

이러한 분야에서 가장 적극적으로 임하는 곳이 미국의 미시간입니다. 지난 2020년부터 자율주행차량용 도로 개발을 위해 업체를 선정하고 최근 법안까지 정비했죠. 올해 법안 통과 덕분에 미시간 교통부(MDOT)에 자율주행차의 안전 운행을 목적으로 일부 도로와 주행 차선을 지정할 수 있는 권한이 부여됐습니다. 또한, 교통부와 관련 기관들은 자율주행 기술을 개발하기 위해 제3자와 협력할 수 있게 됐습니다. 민-관이 본격적으로 자율주행 전용도로를 구축할 수 있는 기반이 마련된 것입니다.

미시간 주정부가 선정한 기업은 커넥티드 인프라 기업인 카브뉴(Cavnue)입니다. 기업 이름 자체가 자동차(Car)와 도로를 뜻하는 애비뉴(Avenue)를 합쳐 만들어졌죠. 카브뉴는 구글 모회사인 ‘알파벳’과 ‘포드’가 투자한 사이드워크 인프라스트럭처 파트너스(Sidewalk Infrastructure Partners·SIP)의 자회사로 도로교통시스템을 구축하는 업체입니다. 도로 상태를 실시간으로 분석하고 정보를 공유하며, 차량과 운전자에게 최적화된 안내를 능동적으로 제공하는 도로를 만드는 것이 이 회사의 목표인데요. 구체적으로 교통 관리와 예측 유지보수, 안전 경고, 고급 통행료 징수 솔루션 등을 포함해 토탈 시스템을 구축하는 방식으로 커넥티드 자율주행차를 지원하게 됩니다.

미시간에서 자율주행 전용도로가 구축되는 곳은 디트로이트와 인근의 도시 앤아버를 잇는 미시간 애비뉴와 94번 고속도로의 약 40km 구간입니다. 고속도로에 왕복 2개 차로로 자율주행차 전용 도로를 만들겠다는 것입니다.

카브뉴는 법안 통과 이후 미시간 프로젝트를 위해서 타당성 분석과 비즈니스 사례 연구를 수행하고 있습니다. 기술 시험과 도로 설계에 초점을 맞춰 실행 가능한 자금 조달 계획을 올해까지 진행할 예정입니다. 카브뉴에 따르면, 현재 국가나 주정부 지원을 받을 계획은 없으며 도로 요금징수로 투자금 회수를 하겠다는 방침인데요. 전용도로를 주행할 차량 종류나 폭 등이 확정적으로 공개되지는 않았지만, 기존에 설치된 편도 4차선 이상의 간선도로 중 1개 차로를 자율주행 전용으로 전환하는 방안이 가능성이 높습니다. 도로엔 대중교통용 버스를 우선 투입하고 향후 공유차량과 트럭, 개인 승용차로 허가 대상이 넓혀질 것으로 보입니다.

미국 이외의 동향은 어떤가요?

자율주행 전용도로의 구축을 적극적으로 추진하는 또 다른 국가는 중국이 있습니다. 대표적으로 징슝고속도로와 항사오융스마트고속도로를 꼽을 수 있죠. 징슝고속도로는 베이징 서남쪽에 위치한 신규 개발단지인 ‘슝안신구’에 들어선 고속도로로, 중국이 미래도시를 구축하기 위해 전략적으로 투자하고 있는 구간이기도 합니다.

징슝고속도로는 슝안신구와 베이징을 잇는 100km 정도의 고속도로로, 왕복 8차로 중 2차로가 자율주행차 전용으로 구축됐습니다. 최고 속도는 시속 120km로 제한돼 있으며, 이곳에는 무선통신망과 인터넷으로 자동차의 운행 데이터 및 도로 정보를 수집하는 지능형 교통 인프라 시스템이 설치됐습니다. 자율주행 시스템이 제대로 작동하려면 도로표지판을 잘 식별해야 하기 때문에 고속도로에 3700개 이상의 LED 스마트가로등도 설치했습니다. 이 가로등에는 조명을 비롯해 각종 센서와 카메라 등의 장치가 통합돼 있습니다.

또, 중국에는 2020년 4월에 착공한 항사오융스마트고속도로가 있습니다. 이 고속도로에 화물차를 위한 자율주행차 전용차로가 설치될 예정입니다. 항사오융스마트고속도로는 707억 위안, 한화로 무려 12조 2천억 원 이 넘는 돈이 투입되는 프로젝트로, 저장성 항저우와 사오싱, 닝보를 잇는 총 161km의 도로입니다.

전체 구역에 지도 및 위치추적 서비스가 있으며, 5G 무선통신망과 클라우드 도로교통 관제 시스템이 제공됩니다. 클라우드 컨트롤 플랫폼은 주변 차량과의 간격 유지와 사고 예방을 담당합니다. 추가로 태양에너지 시스템과 전기차 충전소를 곳곳에 설치해 신에너지 자동차가 불편 없이 이용할 수 있도록 만들죠.

중국에선 이미 화웨이와 바이두, 상치, 둥펑 등 여러 기업이 로보택시나 자율주행 트럭을 테스트하고 있습니다. 지도와 통신 업체도 활발하게 연구개발을 진행하고 있기 때문에 징슝고독도로나 항사오융 스마트고속도로는 향후 중국 내 자율주행 기술의 테스트베드가 되면서 동시에 상용화로 가는 발판을 제공할 것으로 보입니다.

우리나라도 자율주행 전용도로를 구축하려는 움직임이 있나요?

우리나라도 다소 뒤처지기는 했지만 자율주행 전용차로에 대한 논의가 진행되고 있습니다.

국토연구원 국토인프라연구본부는 지난 2017년 ‘자율주행 시대에 대비한 첨단 도로 인프라 정책 방안’이라는 보고서를 통해, 자율주행차 단계별로 첨단 도로 인프라를 구축해야 한다는 내용을 제안했습니다. 지난해 자율주행기술개발혁신사업단 주관으로 기초 연구도 시작됐는데, 자율주행차 시대에는 운전자 중심으로 설계된 도로가 어떻게 바뀌어야 할지에 초점을 두고 있다고 하죠. 이런 연구에도 불구하고 지금까지의 정부 정책 방향은 자율주행 차량의 상용화와 군집주행 시스템 등 차량에 집중돼 있었고, 자율주행 규제자유특구로 일부 구간에서 도로주행을 승인하는 데 그치는 정도였습니다.

하지만, 지난 9월 국토교통부에서 ‘모빌리티 혁신 로드맵’을 발표하면서 국내에도 자율주행 전용차선 운영이 가시화됐습니다. 내년 상반기까지 기존 고속도로에 자율주행 전용차선을 운영하겠다는 내용이 담긴 것인데요. 국토부는 심야시간대 자율주행 화물차를 대상으로 우선적으로 전용차선을 적용하고, 향후 자율차 보급 확대를 위해 승용차에도 전용차선 이용을 허용할지 검토할 예정이라고 밝혔습니다.

자율주행 전용도로 구축에서 신경 써야 하는 점이 있다면 무엇인가요?

도로 인프라는 새로 구축하는 데 천문학적인 비용이 들어가는 대규모 토목 공사이다 보니, 기존 도로를 활용해 차로를 구분하는 방안이 가장 효율적일 것으로 보입니다. 이 경우, 원래 통행하는 자동차가 일부 도로를 사용하지 못하게 된다는 불편이 예상되죠. 장기적으로 자율주행차량이 늘어나고 자율주행 서비스가 활성화되면 일반 도로에는 통행량이 줄어들어 지금의 속도와 비슷해질 수 있다고 합니다. 그 전까지는 줄어든 차선만큼 더 효율적으로 이동할 수 있도록 일반 차량을 위한 대안이나 효과적인 경로 설정으로 이동을 지원해야 할 것으로 보입니다.

또 중요한 것은 보안과 안전입니다. 도로와 차량이 정보를 주고받는다는 특성상 통신에 대한 보안은 필수입니다. 통신이 이루어지는 동안 외부 공격이나 해킹으로 인해 정보가 노출될 수 있는데, 자동차 충돌 등의 사고로 이어질 수 있습니다. 무선 통신이라는 특성상 유선보다 통신 환경이나 품질 변화가 클 수 있는데, 자동차 실제 주행 조건을 고려해 다양한 환경에서 통신 안정성을 확보하는 것도 중요합니다.

자율주행 시대에는 그에 맞는 더 똑똑한 도로가 필요합니다. 도로가 똑똑해질수록 자율주행 자동차도 더 빠르게 우리 생활 속으로 들어올 테고요. 선진국에 비해 자율주행 기술 수준이 뒤처진다는 평가를 받는 우리나라인 만큼, 민-관의 협력과 도로 인프라 혁신을 통해 자율주행 시대를 더 빠르게 만날 수 있기를 기대해봅니다.

글 / 한국인사이트연구소 김아람 책임연구원

시장 환경과 기술, 정책, 소비자 측면에서 체계적인 방법론과 경험을 통해 다양한 민간기업과 공공에 필요한 인사이트를 제공하는 컨설팅 전문 기업. 최근에서야 핫해진 ‘모빌리티’ 사업의 가능성을 먼저 파악하고 몇 년 전부터 모빌리티 DB 구축 및 고도화, 자동차 서비스 신사업 발굴, 자율주행 자동차 동향 연구 등 모빌리티 산업을 다각도로 분석하며 연구를 진행해 왔다. 작년에 ‘모빌리티 인사이트 데이’라는 이름으로 전문 콘퍼런스를 개최한 것을 시작으로 모빌리티 전문 리서치를 강화하고 있으며, 모빌리티 분야의 정보를 전문적으로 제공하는 웹서비스인 ‘모빌리티 인사이트’를 운영하고 있다.

정리 / IT동아 정연호 (hoho@itdonga.com)