자율 주행 자동차와 로봇에 관한 이야기
9화. 4차 산업혁명이 주목한 무인자동차 그리고 로봇산업
굳이 핸들을 잡지 않아도 자동차가 알아서 굴러가는 '자율주행'은 우리가 꿈꿔왔던 미래의 한 영역이었다.
또한 상상 속에서만 그려졌던 무인자동차는 마치 가질 수 없는 '드림카'의 영역이기도 했다.
그러나!
자율주행 자동차는 이미 세상에 등장했고 드림카는 곧 현실로 다가왔다.
2017년 10월, 배우 송중기와 송혜교가 세기의 커플로 탄생했다. 그들이 동반으로 출연했던 KBS 드라마 <태양의 후예>에서 자율주행모드로 움직이는 자동차의 모습이 나타났다.
핸들을 잡고 있던 유시진(송중기)이 자율주행 모드로 전환하며 강모연(송혜교)과 키스신을 펼쳤던 것. 송송커플의 첫 키스가 자율주행 자동차의 도움이라는 말도 있을 정도였다.
솔직히 말하면, 뜬금없는 H자동차의 PPL이라 느꼈지만 4차 산업혁명에 기록되어 있는 자율주행 자동차라는 산업적 측면으로 봤을 때 이는 획기적이면서 혁신과도 같았다.
<마이너리티 리포트>나 <아이로봇> 등 미래를 배경으로 한 SF영화에서도 빠지지 않고 등장했던 것이 바로 무인자동차다.
자율주행 자동차와 로봇이 우리 삶에 얼마나 큰 영향을 가져다줄지 짧게 언급해보고자 한다.
영화 <마이너리티 리포트>의 한 장면. 출처 : 20th Century Fox스스로 움직이는 자동차
자율주행 자동차는 전 세계적으로 경쟁이 치열한 분야 중 하나다.
더구나 자동차를 제조하는 업체가 아니라 구글이나 네이버와 같은 IT 업체에서 보다 활발하게 연구하고 있어 어쩌면 아이러니하게 느껴질 수도 있겠다.
자율주행 자동차는 사람이 핸들을 조작하지 않아도 도로의 상황을 판단, 주행을 하는 자동차로 GPS 수신, 카메라, 레이저를 활용한 스캐너 등을 탑재한다.
이와 같은 센서들은 돌발 상황을 마주할 때 긴급 제동을 하게 되고 신호등의 시스템을 카메라로 판단해 차량을 움직이는데 활용된다.
비행기를 탈 때마다 늘 느꼈던 것이 있다.
"10시간이 넘도록 비행을 하는데 기장들은 피곤하지 않나?"
"교대로 자겠지"
"자동으로 움직이는 거 아닐까? 비행기 비싸잖아"
'초딩' 같은 대화에서 피어난 단순한 생각이었다.
결론적으로 말하면 비행기는 자동 운항 장치, 즉 오토파일럿(Autopilot) 기능에 포함된 항로 설정으로 인해 민감한 센서들이 거대한 비행기를 움직인다. 물론 기상에 따라 기장이 조작할 수도 있고 이륙과 착륙에서는 기장과 부기장의 손으로 움직여야만 한다.
수많은 사람들과 묵직한 짐을 수송하는 비행기는 그 무엇보다 민감한 센서가 변화에 대응한다. 에일러론이나 러더 등이 자동으로 움직이면서 정상적인 항로로 운행할 수 있도록 도와준다. 자동 조종 장치는 비행기뿐 아니라 선박에도 적용된다.
Airplane. 출처 : pixabay에일러론(Aileron)은 비행기 날개 뒤에 경첩으로 고정되어 있는 조종용 보조날개로 선회 역할을 해준다.
러더(Rudder)는 비행기에 부착되어 있는 조종면으로 좌우로 선회할 수 있도록 해준다. 선박에서 보면 방향타 같은 존재다.
자동차의 변천
과거에는 동력장치를 기반으로 차량이 움직였다. 지금보다 단순했던 과거의 자동차는 기어 조작으로 움직였기 때문에 운전자의 피로감을 가중시켰다. 오토매틱(Automatic) 시스템이 전반적으로 도입되면서 운전은 보다 쉬워졌다. 차량의 속도에 따라 기어를 변환했던 과거와 달리 오토매틱 트랜스미션은 엔진 회전수에 따라 기어를 자동으로 바꾼다.
산업이 발달하면서 자동차 역시 더욱 고품질로 변모했다. 브레이크 잠김 방지 장치인 ABS나 차량의 구동력을 제어하는 TCS, 자동차의 엔진과 오토매틱 트랜스미션, ABS 상태를 컴퓨터로 제어하는 ECU도 들어가게 되었다.
Old car. 출처 : pixabay최근 자동차에 탑재된 크루즈 컨트롤(Cruise Control) 기능은 차량의 속도를 일정하게 유지하는데 쓰이는데 자율주행 자동차의 기반이 되는 장치라 해도 과언이 아니다. 가속페달을 밟지 않아도 일정한 속도를 유지해주지만 솔직히 필자가 이 기능을 사용한 케이스는 극히 드물 정도다. 그만큼 우리나라 도로 환경에서는 사용하기가 쉽지 않다는 것.
이처럼 자율주행 자동차가 아니더라도 최근 양산되는 자동차 역시 수많은 센서들이 포함되고 있다.
자율주행 자동차가 탑재한 기술과 사례
그렇다면 자율주행 자동차는 얼마나 많은 기능을 담고 있을까?
앞서 언급한 것처럼 자동차를 제조하는 기업이 아닌 구글과 같은 IT 기업에서 활발하게 개발을 시도하고 있다. 2010년 자율주행 자동차 개발 계획을 공식 발표했고 4년 뒤 자율주행 자동차 시제품을 세상에 내놓기도 했다. 구글은 자율주행 자동차 개발과 함께 웨이모(Waymo)라는 자회사를 설립하기도 했다.
보다 정확하게 말하면 구글의 지주회사인 알파벳 산하의 자율 주행 프로젝트 법인이다.
구글의 자율주행 자동차 개발을 위한 자회사, 웨이모(waymo) 출처 : waymo.com웨이모의 자율주행 자동차는 차량 주변 모두를 탐지할 수 있는 라이다(Lidar, Light Detection And Ranging)라는 센서를 탑재하고 있다. 자율주행 자동차가 물체의 위치나 거리를 정밀하게 측정하기 위한 센서로 '라이다'만큼 중요한 것은 없다.
라이다 센서는 펄스 레이저(Pulsed Laser)를 이용하여 사물을 입체적으로 파악한다. 돌고래가 음파를 이용해서 먹잇감을 찾는 방식과 굉장히 흡사하다.
물론 이 밖에도 고성능 카메라와 측정 센서, 레이저 스캐너 등이 적재적소에 탑재되었다. GPS 수신기와 구글 지도와 같은 기술도 고스란히 담고 있다.
아직은 안전을 우선시해야 하는 일종의 프로토타입(prototype)이기 때문에 최대 시속은 약 40km에 불과하다.
웨이모는 크라이슬러(Chrysler)와 제휴를 맺었고 퍼시피카 미니밴을 개조해 자율주행 자동차로 시범 운용 중이다.
또한 각종 프로세서 탑재를 위해 세계 최대 반도체 업체인 인텔(Intel)과도 협력 중이다. 인텔과 손을 잡고 개발한 자율주행 자동차는 300만 마일의 주행 기록을 보유 중이다.
300만 마일을 주행한 웨이모의 자율주행 자동차. 출처 : waymo.com구글이 자율주행 자동차 개발에 박차를 가하고 있는 것은 명백한 사실이지만 본래 기업의 정체성이 IT 기업이다 보니 직접 제조를 한다기보다 크라이슬러와 같은 자동차 전문 제조 기업과 협업을 진행할 것으로 보인다. 기업 간 콜라보레이션만 잘 맞춘다면 그들이 계획하고 있는 2020년 대중화도 얼마 남지 않은 이야기가 된다.
그래픽 기술 전문 업체인 엔비디아(NVIDIA) 역시 자율주행 자동차 영역에 뛰어들었다. 엔비디아는 그래픽 기술 전문답게 이미지를 분석하고 정보를 쌓는 카메라 프로세서를 보유하고 있다. 이 카메라는 주변 사물들을 쪼개고 쪼개서 세분화된 정보로 인식하고 분석한다. 표지판의 형태를 읽고 차량의 외형이나 특징을 파악해 정보로 활용한다. 한 번도 본 적이 없었던 피사체라면 새롭게 정보를 쌓는다. 인공지능의 전형적인 기계학습 방식인 머신러닝 기능의 원리를 그래픽 기술과 접목시킨 사례라고 할 수 있다.
엔비디아는 자동차 전문 제조 업체들과 다양한 제휴를 맺고 그래픽 처리 장치에 관한 자체 기술을 제공하고 있다. 엔비디아가 소개한 오토모티브 파트너는 다음과 같다.
Automotive Partner List(2017년 기준). 출처 : nvidia.co.kr국내 1위 포털인 네이버 역시 자율주행 자동차에 지속적인 투자를 하고 있다. 네이버는 라이다 센서 기술을 보유하고 있는 이스라엘의 이노비즈 테크놀로지스(Innoviz Technologies)에 투자를 진행해 핵심 기술을 확보했다. 네이버와 공동으로 투자한 투자자들의 금액을 모두 합치면 약 700억 원 이상이 된다.
이노비즈는 이스라엘 국방부 소속의 엔지니어 출신들이 설립한 스타트업으로 자율주행 자동차의 가장 핵심이 되는 라이다 기술을 개발하고 있다. 이노비즈의 공동창업자이자 CEO인 오머 칼리프는 텔아비브 대학교를 졸업하고 이스라엘 국방부인 IDF에서 근무한 바 있다.
이노비즈는 자신의 핵심기술을 이노비즈 프로(Innoviz Pro)와 이노비즈 원(Innovie One)으로 명명하고 2019년 이내에 모두 출시할 계획이라고 밝혔다.
라이다 기술은 이노비즈와 더불어 벨로다인(Velodyne), 쿼너지 시스템즈(Quanergy Systems)도 각각 보유하고 있다.
2017년 4월 킨텍스에서 열린 서울 모터쇼에는 자동차 제조사가 아닌 네이버가 IT기업으로 이름을 올렸다.
그들이 세상에 내놓은 작품 역시 자율주행 자동차였다. 심지어 일반도로에서 약 30km 속도로 자율주행 테스트를 실시하기도 했다.
네이버랩스(Naver Labs)는 네이버의 기술 연구 프로젝트를 진행하는 자회사다.
출처 : pixabay적정한 속력에서도 위험을 감지하고 제동을 한다거나 표지판과 신호등을 보며 제어를 하는 것은 어느 정도 가능해진 수준으로 올라왔다. 하지만 우리나라와 같이 복잡한 교차로에서 소위 '김여사'를 만나게 되는 경우 얼마나 예측이 가능할까? 자율 주행 자동차로 인한 사고는 또 어떻게 대비할 수 있을까?
사람조차도 쉽지 않은 방어운전과 상황에 따른 대응 요소까지 갖춰야 비로소 '완벽'에 가까운 자율주행이 되겠지만 이는 아직까지 먼 이야기고 너무 큰 기대일 수도 있겠다.
무인자동차의 대중화와 안정화는 아직 손에 닿지 않지만 우린 유시진과 강모연의 첫 키스처럼 자율 주행이 안겨다 주는 편리함을 '조만간' 맛볼 수 있으리라고 감히 예측해본다.
로봇과 마주하게 될 그 언젠가
위에서도 언급한 것처럼 자율주행 자동차는 인공지능의 학습능력을 탑재하고 있다.
인공지능은 4차 산업혁명에서도 가장 핫한 키워드다. 네이버 웨이브나 네이버 프렌즈, 카카오 미니와 같은 스피커가 어느 정도 모양새를 갖춘 인공지능이라면 이를 로봇의 형태로 변환해 우리가 늘 상상해왔던 '로봇'의 모습으로 나타날 수도 있을 것 같다.
출처 : pixabay사람의 형태를 갖추고 손과 발이 움직이도록 센서를 달아 지금까지 개발되었던 인공지능을 탑재하면 말 그대로 로봇이 된다. 이미 수많은 업체들이 로봇을 개발 또는 제작하기도 했고 대학에서도 로봇게임단을 만들어 경진대회에 참가하기도 했다. 4차 산업혁명 속에서 주목받고 있는 분야 중 하나이긴 하지만 로봇 산업은 오랜 시간 같은 길을 달려왔다.
로봇(Robot)의 일반적인 의미는 주어진 일을 자동으로 처리하거나 스스로 작동하도록 만들어진 기계다. 과거에는 사람의 형태를 닮은 로봇이라고 해서 '인조인간'이나 '사이보그'라 부르기도 했다.
'일한다'는 의미를 가진 'robota'라는 체코어에서 변형된 말이라고 하며 기본적으로 사람과 같은 일을 하지만 인간의 정서나 생각할 수 있는 능력, 영혼이 없어 낡고 쓸모가 없어지면 고철덩어리로 변한다고 알려져 있다.
<터미네이터>시리즈에서 T-800을 연기한 아놀드 슈왈제네거. 출처 : 드림팩트 엔터테인먼트제임스 카메론이 창조한 <터미네이터>의 T-800 같은 경우는 존 코너(에드워드 펄롱)가 흘리는 눈물의 의미를 인지할 수 있을 정도로 진화된 로봇이지만 태생 자체가 전투형이고 머릿속 칩을 빼면 그대로 '고철덩어리'가 된다. 물론 이러한 부분은 굳이 <터미네이터>가 아니더라도 대다수 미디어를 통해 충분히 학습된 부분이라 하겠다.
로봇산업의 현재
지금 개발되고 있는 로봇의 미래는 우리 산업에 어떤 영향을 끼치게 될까?
"엄마, 나 로봇 사줘!"
"난 나중에 크면 로봇 만드는 박사가 될 거야!"
나의 어린 시절 꿈은 늘 로봇과 함께 했다. 그도 그럴 것이 만화 영화를 통해 나오는 것들이 죄다 로봇이었다. 어렸을 때만 해도 지금쯤이면 멋진 로봇이 하늘을 날아다니며 지구를 지킬 거라 생각했건만, 2017년을 살고 있는 우리의 현실 속에선 그런 건 없었다.
하지만 우리 생활을 풍요롭게 하는 로봇들이 한참 개발 중이거나 이미 세상에 신고식을 한 후 산업에 뛰어들고 있다.
이를테면 자동차와 같이 부품을 조립하고 생산해내는 기본적인 산업분야의 로봇부터 실생활에서 볼 수 있는 로봇청소기나 왓슨과 같은 의료용 기기에 이르기까지 다양한 편이다.
산업용 로봇. 출처 : pixabay"그냥 일반 무선청소기를 써!"
"우리 집에 로봇청소기가 있는데 구석에 박혀있더라"
몇 년 전만 해도 로봇청소기는 수많은 허점을 보여왔다. 벽을 넘지 못하거나 방향을 잃고 허우적거리는 등 사용자들의 불만이 잦은 편이었다. 최근 들어 로봇청소기는 보다 퀄리티를 높였다.
그중 한 가지 사례는 다음과 같다.
지인이 추천했던 아이로봇(irobot) 청소기에 탑재된 센서는 자신의 주변 공간을 인지하고 추락을 방지한다. 그 덕분에 의자나 소파 등 사이사이를 피해 다닐 수 있는 장점이 있으며 무엇보다 중요한 것은 알아서 충전을 한다는 점. 배터리의 소모량이 80%가 되어 잔량이 20% 이하로 떨어지면 주유소에서 주유를 하듯 본체와 결합해 충전을 시도한다는 것이다.
사람이 쓸고 닦던 시절에서 우린 이렇게 '로봇'청소기와 마주하게 되었다.
물론 꼼꼼하게 청소하는 사람들이 있다면 로봇청소기의 솜씨가 기대 이하일 순 있겠으나 이만하면 똑똑한 청소기가 아닐까?
출처 : store.irobot.com전시장 같은 곳에서 만나볼 수 있었던 국내 최초의 인간형 로봇 휴보(HUBO)나 경진대회에서 화제를 모았던 대학생들의 로봇들은 로봇산업의 현주소이기도 하지만 거듭 진화하고 있는 추세다.
※ 휴보(HUBO)는 휴머노이드(Humanoid)와 로봇(Robot)의 합성어다. 2004년 카이스트에서 개발한 인간형 로봇으로 두발로 걸을 수 있고 손가락이 따로 움직여 '가위 바위 보'도 가능하다.
알버트 휴보. 출처 : 위키피디아우리나라는 2008년 로봇산업 특별법을 제정해 로봇산업 진흥을 위해 박차를 가하기도 했다. 당시 이 특별법은 10년으로 정해진 기간이 있었고 지금은 4차 산업혁명 특별위원회가 구성되어 바통을 이어받았다.
로봇 시장은 분명히 잠재력이 있다. 그렇기에 전문지식을 갖춘 인재 양성도 반드시 필요한 부분이다.
광운대학교나 부산 동명대, 안성 한경대의 경우는 로봇에 관한 학부에서 로봇 공학에 관해 가르치고 있고 경남 함안에는 경남로봇고등학교도 존재하고 있다.
포항에 위치한 한국로봇융합연구원은 작업에 필요한 생산형 로봇뿐 아니라 전시장이나 박람회 같은 곳에서 사용 가능한 문화 산업의 장비, 의료기기, 수중에서 쓰이는 로봇 기술을 연구. 개발하고 있다.
승마 로봇 같은 시뮬레이터도 있고 산불을 감시하는 드론형 로봇도 있을 만큼 다양하다.
네이버랩스의 실내 자율주행 로봇, 어라운드. 출처 : 네이버랩스네이버랩스는 자율주행 자동차뿐 아니라 로봇 분야의 개발에도 인력과 비용 투자를 아끼지 않고 있다. 네이버랩스에서 개발한 로봇은 실내 자율주행 로봇인 어라운드(Around)와 전동카트 로봇인 에어 카트(Aircart)가 대표적이다. 어라운드의 경우 로봇청소기의 원리와 비슷하지만 보다 고도화된 '작품'이라 하겠다.
실내 공간을 스스로 감지하고 움직이는데 현 위치에서 또 다른 목적지로 이동이 가능하다. 가령 병원 같은 공간에서 차트를 이동시키거나 부피가 크지 않은 의료 도구를 움직이는 데 사용 가능하고 서점에서는 책을 옮기는데 활용될 수 있다.
전동카트의 경우에는 '근력증강 웨어러블 로봇 기술(pHRI, physical human-robot interaction)'이 탑재된 카트 로봇이다. 카트에 일반적으로 붙어있는 손잡이의 힘 센서가 사용자가 조작하고자 하는 의도를 파악해 움직인다. 경사가 다소 높은 곳으로 카트를 밀고자 하면 그 힘을 파악해 카트가 움직이게 되고 내리막에서는 카트를 조금 더 세게 잡아 굴러가지 않도록 자동 브레이크 시스템이 작동하는 원리다.
네이버랩스의 에어카트. 출처 : 네이버랩스사실 산업분야에 침투한 생산용 로봇들은 루틴한 업무를 하던 인간의 자리로 스며들어 보다 빠른 양산에 큰 몫을 했다. 당연히 사람이 해야 할 일은 존재하지만 과거 그 자리에 있었던 사람들과 일자리 경쟁을 한 셈이다.
4차 산업혁명이라는 키워드가 화두로 떠올랐을 때 로봇은 우리 생활의 무궁무진한 편리함을 가져다줄 수 있는 분야이기도 하면서 우리가 우려하는 '로봇과의 일자리 경쟁'은 오롯이 리스크로 작용할 수도 있다고 언급한 바 있다.
로봇이 진화되고 우리 삶 어딘가에 깊숙하게 파고든다면 4차 산업혁명의 로봇 분야는 기회가 되기도 하면서 동시에 위기를 마주할 수 있게 된다. 이를 어떻게 극복하느냐가 관건이다.
사람이 아니면 할 수 없었던 일들을 로봇에 맡길 정도로 거듭났고 산업 분야에서도 신속한 생산을 위해 사용되고 있는 것처럼 이제는 수많은 사람들을 대신하고 있다. 인공지능 알파고가 사람을 상대로 몇 번이나 승리했고 중국의 샤오두 역시 인간과의 두뇌 대결에서 압도적인 면모를 과시했다.
어느새 로봇은 인간과 상호 경쟁이 아니라 인간을 뛰어넘는 단계에 이르렀다.
로봇에 관한 인재가 로봇을 만들고 로봇과 융합해 또 다른 일거리를 창출한다면 가장 긍정적인 모양새가 되겠지만 이는 어디까지나 예측일 뿐이다. 하지만 실제로 로봇과 함께 할 수 있는 인력들을 채용한다는 기업도 생겨나는 추세다. 일자리 경쟁이 아니라 새로운 일자리를 창출해 로봇과 콜라보레이션 할 수 있다는 측면에서 바라보면 얼마든지 긍정의 효과로 치환할 수 있을 것 같다.
최근 대형병원에 자리한 IBM의 의료장비 왓슨이 의사와 함께 환자의 상태를 확인하고 치료를 하는 데 있어서도 로봇과의 '융합'은 어느 정도 가능해졌다.
맺는말
<트랜스포머>가 극장에서 개봉했을 당시 수많은 사람들이 과거의 기억을 소환하며 환호성을 지를 때가 있었다. 어린 시절 가지고 놀았던 로봇에 생명을 불어넣어 진짜로 존재할 법한 모습으로 관객들을 압도했다. 마이클 베이 감독은 트랜스포머에 등장하는 변신형 로봇 옵티머스 프라임이나 범블비에 섬세한 CG를 입혔고 우리가 상상했던 모습 그대로를 선사했다.
자율주행 자동차와 로봇이 결합한 범블비는 우리의 눈을 매혹시켜주기에 충분했다. 사실 말을 제대로 할 수 없어 커뮤니케이션이 다소 어렵긴 했으나 라디오의 음성을 결합해 메시지를 전달하는 방식은 꽤 영리한 연출이기도 했다.
쉐보레 카마로이자 영화 속 범블비. 출처 : CJ엔터테인먼트로봇청소기를 보고 '이게 무슨 로봇이야?'라고 할 수도 있겠지만 사실 <트랜스포머>와 같은 영화 속 로봇은 현실과 매우 동떨어져있어 괴리감이 큰 편이다.
2017년 9월에는 산업통상자원부가 주최한 로보월드 전시회가 킨텍스에서 개최되었다. 이 자리는 4차 산업혁명이 주목하는 로봇기술들을 펼쳐 보이는 경연의 장이었다. 로봇의 형태를 갖추기 위한 세부적인 부품과 산업형 로봇, 휴보와 같은 서비스용 로봇에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 선을 보였다. 기술은 날로 발전하고 있고 로봇과 관련한 인재가 충분히 양성된다면 우리는 곧 우리가 꿈꾸던 로봇과 함께 하는 세상을 맞이하게 될 것이다.
<터미네이터>나 <엑스마키나> 같은 부정적인 모습이 있을 수도 있겠지만 당장은 우리에게 친화적이고 편리함을 안겨다 줄 로봇을 기대해봐도 좋지 않을까?
Written by Pen잡은루이스
※ 단순할 줄 알았고 심플하게 정리가 될 줄 알았던 주제였습니다. 막상 닥치니 꽤 무거운 주제이기도 했습니다. 워낙 케이스가 많기는 하지만 주요한 몇 가지로 줄이고 줄여서 작성해두었습니다. 도움이 될만한 정보가 되었으면 합니다!
