2014년 설립된 국민대학교 자동차융합대학(학장 김정하 교수)은 세계 4대 자동차 강국인 대한민국 자동차 산업의 위상에 부합하는 자동차 분야 전문인재를 양성하기 위해 정부 및 자동차 산업체의 전폭적인 지원 하에 1992년 개설된 자동차공학과와 신설 자동차IT융합학과의 2개학과로 구성된 국내 최초의 자동차 전문 단과대학이다. 이 대학안에는 18개의 실험실이 운영되고 있다. 기자는 이들 실험실중에서 최근 주목받고 있는 무인차량연구실(지도교수 김정하. KUL:Kookmin Unmanned vehicle Research Laboratory)을 취재하기 위해 지난 27일 국민대를 방문했다.

▲국민대 무인차량연구실 김정하 지도교수

20여명의 석,박사 연구원들로 구성된 국민대 무인차량연구실은 무인자동차 개발 그리고 무인화 기술개발이라는 하나의 목적으로 △무인자율주행차량 및 알고리즘 개발 △고안전 주행 보조시스템 연구 △차량 종/횡 방향 제어시스템 설계 및 개발 △메카트로닉스/로봇공학 등을 주로 연구하고 있다. KUL은 성균관대 기계공학과를 졸업하고 미국으로 유학 신시내티 대학, 펜실바니아 대학원에서 기계공학으로 석,박사를 받고 포항산업과학연구원(RIST)에서 포스닥을 하다 1994년 국민대 교수로 부임한 김정하 교수가 만든 연구실(1994년 메카트로닉스실험실에서 1997년 무인차량연구실로 명칭 변경)로 20년이 넘는 역사를 가지고 있다. 앞으로 다가올 무인자동차의 미래 그리고 무인화 기술이 지금은 널리 알려졌지만 그 당시 우리나라에서는 생소한 무인차량연구실을 만든것을 보면 김 교수의 선견지명이 빛을 발한다고 할 수 있다.

"미국은 이미 제가 유학할 때인 30년 전에 카네기멜론대학도 그렇고 무인차량 연구를 하고 있었습니다. 카네기가 그 당시 로봇으로 제일 유명했는데 무인 달 탐사 때문에 NASA와 연구를 하고 있었습니다. 그래서 저는 낯설지 않았지만 한국에서는 무인차량이란 용어가 없을 때입니다. 저도 무인차 세상이 올 것이라고는 기대했지만, 제가 은퇴할 때 까지는 오지 않을 것이라 생각했는데 빨리 다가오고 있어 놀라고 있습니다." 김정하 교수의 말이다.

▲사제 동행 세미나 '2017 서울 모터쇼' 참관

로봇을 전공한 김 교수가 자동차공학과 교수로 오고 나서, 이 두 개를 합치는 것이 무엇일까 고민하다 생각해 낸 것이 바로 무인차였다. 무인자동차라고 하지 않고 무인차량연구실이라고 한 이유는 무인차량은 영문으로 언맨드 비히클(Unmanned Vehicle)이라고 표기하는데 이것은 무인자동차 뿐만 아니고 무인비행기, 무인배, 무인잠수정 등을 모두 포함하는 넓은 개념이다. 자동차부터 시작했지만 미래에는 비행기까지도 하겠다는 의지가 숨어있다.

KUL에서는 여러가지 플랫폼을 이용했다. 초기에는 마이크로마우스 미로 찾기로 라인트레이서를 하다 RC카에 카메라를 달아 시작했고, 어느정도 경험이 생기면서 골프카를 플랫폼으로 활용했다. 그 당시로는 골프카를 가지고 무인차량을 하는 것은 획기적이었다. 골프카를 가지고 복도에서 실험하는데 처음에는 똑바로 가지 못하고 지그재그로 움직이기도 했다. 실외에서 실험하면서 GPS를 쓰기 시작했고, 어느 정도 자신감이 생겨 실제 자동차인 아반떼로 변경했다. 하지만 실제 자동차로 하는 것은 어려웠고 실력도 부족해 다시 골프카로 되돌아갔다. 그러다 본격적으로 기술을 배우고 무인차량 연구를 할 수 있는 기회가 찾아왔다.

김 교수는 "미국에서 DARPA 그랜드챌린지를 2004년에 했는데 한국 팀은 나가지를 못하는데 저희가 플로리다대학(Univ. of Florida)과 연결이 있어 그 팀의 보조로 들어갔습니다. 당시 지금의 언맨드솔루션 문희창 박사가 박사과정으로 있었는데 랩장을 하면서 그 대회에 참가하면서 많은 것을 배우게 됩니다. 2004년도 대회에서 1등이 나오지 않아 다음해인 2005년도에 재시합을 했는데 스탠포드대학이 1등을 하면서 끝이 납니다. 그런데 2007년도에 DARPA 어반 챌린지 대회가 열리는데 그 대회에 또 플로리다대학과 나가게 됩니다. 왜냐하면 플로리다 대학이 항상 상위권에 들어갔기 때문입니다. 그 대회에서는 카네기멜론대학이 1등을 했는데 우리 연구실에서 그러한 대회에 모두 참가하면서 큰 경험을 쌓게 됩니다." 고 말했다.

▲ 제 12회 미래자동차 기술공모전 자율주행자동차 경진대회(Autonomous Vehicle Competition)

어반 챌린지가 끝나고 국내에서도 무인차 대회를 만들고 싶어 국방과학연구원(ADD)에 있는 박용운 박사와 진행하다 결국 예산문제 때문에 진행을 하지 못하게 된다. 그러던 2009년 현대자동차에서 연구실을 찾아와 이야기를 나누다 대회를 제안해 탄생한 것이 바로 현대자동차가 주최하는 자율주행 경진대회이다. 2010년도에 1회 대회를 시작으로 2년마다 개최되는데 올해 5월에 제4회 대회가 열린다. 1등 1억, 2등 5천만원, 3등 3천만원의 상금이 주어진다. 1회대회부터 KUL은 계속 참여하고 있다. 그 이후 국내에서도

▲ 그랜저 기반의 자율주행자동차

자율주행차 대회들이 몇 개 만들어졌지만 이 대회가 제일 먼저 생겼고 규모도 제일 크다. 이 대회는 현대자동차에서 참가학교에 실험용 자동차를 한 대씩 준다. 2010년 1회때는 베라크루즈, 2012년 2회 대회에서는 그랜저, 올해 대회에서는 아반떼 자동차를 받았다. 올해 대회에는 국민대에서 두 팀이 참가해 총 4대의 무인차 플랫폼을 보유하게 되는데 이는 국내 대학에서도 최대규모이다.

무인차에 대한 최신 기술이나 동향은 무엇이 있는지 김 교수에게 물었다. 김 교수는 말했다. "무인자동차로 가고 있습니다. 무인차량이라고 했지만 저희 연구실은 무인자동차만 하는 것이 아닙니다. 용어도 자율주행자동차라고 부릅니다. 왜냐하면 무인자동차는 차안에 아무도 없는 주로 국방용입니다. 자율주행차라는 것은 말 그대로 사람이 운전석에는 있지만 운전을 하지 않거나 운전석에 사람이 없더라도 승객은 있는 것입니다."

▲ 자율주행자동차 단계별 구분

그러면 국민대 무인차량연구실을 자율주행차량연구실이라고 이름을 바꾸어야 되는 것이 아니냐고 물었다. 김 교수는 "자율주행차량은 궁극적으로 무인자율주행차량이 되어야 합니다. 꼭 군사용이 아니라도 발레 파킹을 한다든가 혹은 우버가 생각하는 렌터카를 보면 고객이 호출할 때는 무인자율로 와야 됩니다. 그 다음에는 운전석에 사람이 앉거나 승객만 있으면 무인이란 말은 빠지고 자율주행차가 됩니다. 미국 도로교통안전국(NHTSA)은 자동차가 수행할 조작의 복잡성과 운전자가 관여하는 정도에 따라 자율주행을 단계별로 0,1,2,3,4라고 구분하지 않았습니까. 0 단계는 일반차, 1단계는 자동화가 한 개가 있는거 2단계는 두 개이상, 지금 논의하는 것은 3단계 자율차라고 해서 부분적 자율주행(Limited) 상태로 완전 자율주행이 안 된 것을 말하는데 지금은 3단계를 가고 있는 중입니다. 그리고 4단계가 완전 자율주행으로 완전 자율주행이라는 말은 바로 무인자율차가 되는 것을 의미합니다. 그래서 지금 미국 자동차공학회(SAE:Society of Automotive Engineers)에서는 0,1,2,3,4를 0,1,2,3,4,5단계로 확대하고 있습니다. 왜냐하면 3과 4가 거리가 너무 멀어 한 단계를 늘려 3은 그대로 부분적 자율주행, 4는 자율주행에 가까운 자율주행, 5는 지금 이야기하는 완전자율주행 상태입니다. 그래서 지금 자율주행차라고 이야기하는 게 무인자동차는 너무나 먼 이야기고, 또 무인자동차는 사람이 타지 않아야 되는데 용어가 틀렸고 지금은 자율주행차라고 하는 것이 맞는 것 같습니다."라고 설명했다.

▲ 국민대 자율주행 자동차와 부착된 부품

로봇신문은 자율주행자동차를 로봇카(Robot Car)라고 표현한다고 하자, 김 교수는 로봇 카 자체가 바로 마지막 단계인 무인차를 이야기 하는 것이라고 말했다. 김 교수는 계속 이야기를 이어갔다. "자동차 분야 사람들이 생각하는 게 있고 로봇 분야의 사람들이 생각하고 있는게 있는데 제가 볼 때 로봇기술은 굉장히 앞선 기술을 하고 있는 것입니다. 자동차는 자동차만 하잖아요. 그래서 자동차 하는 사람들은 사람이 운전하고 사람이 타야 된다고 생각하고 있습니다. 그런데 로봇하시는 분은 이미 개념자체가 사람이 타지 않는 무인자동차를 생각하고 있다 보니 처음부터 목표가 상향지향적입니다. 자동차하는 사람은 '로봇카'라고 하면 굉장히 기분 나빠합니다. 왜냐하면 로봇하는 사람은 자동차가 변화되면 그게 로봇카가 아니냐고 합니다. 그런데 제가 볼 때 자동차는 자동차 회사가 만들고 거기에 로봇기술이 접목돼야 맞는 것이라고 봅니다. 그래서 자율주행차 궁극적으로 무인자율주행차는 자동차 회사가 시작한 것이 아니고 IT기업에서 시작을 했는데 IT기업이라는 것이 로봇기술입니다. 자동차회사는 안전성을 중요시하고 완전 보수적인데 반해 IT나 로봇 하시는 분은 편리성을 중시해 ‘몇 사람 다치면 어때. 우리가 편하자’ 주의이지만, 자동차 하시는 분은 아무리 편해도 사람이 사고 나면 안 된다고 생각합니다. 그게 지금 충돌이 있는 것입니다. 테슬라는 전기자동차를 만들지만 자동차 메이커라고 안하고 IT 기업이라 합니다. 그래서 IT기업들이 무인자율차에 대한 진보적인 생각을 가지고 빨리 하고 싶어 하고, 자동차는 굉장히 보수적입니다. 처음에는 제가 볼 때 미국도 2012년서부터 현재까지 누가 먼저 선점하느냐의 싸움이었지만 서로 한계를 느낀 것 같습니다. 그래서 2~3년 전부터 독자적으로는 안 된다고 생각해 자동차 회사와 IT 기업들이 서로 연합하고 있습니다. 국내에서도 삼성, 엘지가 벤츠나 지엠하고 연합하고 있습니다. 현대자동차도 역시 시스코와 연합했는데 국내 기업끼리 했으면 참 좋았을 텐데 하는 하나의 아쉬움이 있습니다."

이제 곧 자율주행차 시대가 올 텐데 제일 큰 장애요인이 무엇이냐고 묻자 기술도 좋아야 하지만 대중화를 위해서는 우선은 가격이라고 했다. 자동차 회사는 낮은 가격에는 자율주행차를 팔지 않으려고 하지만 IT 기업은 비싸도 판매를 하려고 하는 이유가 IT기업은 주목적이 자동차 파는 것이 아니고 서비스로 보기 때문이라고 했다. 그래서 충돌이 일어난다는 것이다.

▲ 사제 동행 세미나 수업으로 '2017 서울 모터쇼'에 참관한 김정하 교수님과 학부생 및 조교들의 단체사진 촬영

김 교수는 "IT기업은 자율주행차를 서비스로 보기 때문에 파생되는 다른 서비스가 많습니다. 그게 우버입니다. 우버가 렌트카 사업을 하는데 제일 걸림돌이 사람이 가서 렌트해야 하는 것입니다. 렌트카는 돈을 주면 갖다 주는데 기본적으로 사람 두 사람하고 차 두 대가 와야 합니다. 갈 때는 차 한 대만 나두고 차 한 대에 두 사람이 타고 가니까 그것을 무인자율로 해서 오면 차만 오면 됩니다. 그러면 두 사람 인건비하고 차 한 대가 빠지니까 엄청난 돈을 벌수가 있는 것입니다. 그래서 우버가 적극적입니다. 그리고 구글은 빅데이터와 맵을 모두 갖고 있습니다. 그래서 구글이 자율차를 하는 것은 차를 만들어 팔아서 승부하는 게 아니고 그게 빨리 현실화되면 우리가 생각지도 못했던 여러 가지 비즈니스가 엄청나게 쏟아 질것입니다. 구글은 그걸 보고 있는 것입니다. 두 번째는 법입니다. 법이라는 게 개념이 바뀌어야 합니다. 사람이 운전하는 자동차 법을 기반으로 해서 자율주행차 법을 만들면 않됩니다. 우리나라도 시험주행에 대한 규제를 조금씩 풀고 있지만 아직도 양산했을 때에 대한 대책은 없습니다. 그 다음 보험이 있어야 되는데 보험도 2~3년 동안 논의하다 최근에 자율주행차 보험을 적극적으로 검토해서 곧 국내에서도 시판한다고 합니다. 또 기술도 보면 경제성에서 센서 값이 싸지고 있습니다. 최근 저가의 센서나 라이더 같은 것들이 나오기 시작했고 백만원까지 낮춘다고 합니다"

▲무인차량연구실에서 자율자동차와 함께

자율차 시대가 언제쯤이나 올 것인지 궁금했다. 김 교수는 몇 단계의 자율주행차를 이야기 하는지 명확하지 않으면 서로 혼란이 온다고 했다. "3단계 부분적 자율주행은 2020년으로 보고 있습니다. 벤츠라든가 혹은 우버, 구글이 있는데 제가 볼 때는 구글이 제일 앞섰고 두 번째는 벤츠입니다. 그 회사들은 2020년도에 양산에 들어간다고 합니다. 개발이 끝나고 나면 양산하는데 최소 2년이 걸립니다. 우리나라는 현재 자율차 기능이 들어 갔다는게 현대자동차인데 약 2.5단계 정도로 보입니다. 2020년에 양산한다고 하지만 실제 3단계는 2022년을 목표로 하는 것 같습니다. 4단계 완전자율주행차는 현재 기술 속도로서 제가 예측하는 것은 2035년입니다. 3에서 4는 굉장히 어려운 기술입니다. 3단계가 2020년에 양산되면 10년 정도는 4단계 기술 개발하는데 시간이 걸릴 듯합니다. 10년 동안 개발하면 완전 자율은 굉장히 위험하기 때문에 3년 테스트가 아니고 5년은 테스트를 해야 하지 않나 생각해 2035년을 생각합니다."

미래 자동차 시대는 어떤 모습일까. "자동차 입장에서는 목표가 친환경과 고안전입니다. 제가 볼 때는 전기차가 앞으로는 많은 부분 내연기관을 잠식할 텐데 자동차 회사는 그것을 겁내고 있는 것입니다. 특히 고안전에 자율차하는 사람들의 입장에서는 전기차로 하고 싶어 하는데 그 이유가 내연기관보다 제어하기가 쉽기 때문입니다. 제어가 휠 모터 제어이기 때문에 항상 로봇이나 이런 쪽은 모터제어를 잘 합니다. 그런데 내연기관차는 엔진 콘트롤을 제어해서 동력을 전달하기 때문에 정확도가 떨어집니다. 그래서 자율차로 가면 전기차가 굉장히 좋은 것입니다. 그 다음에 3단계하고 4단계 사이에서 패러다임이 바뀌어 공유제로 갈 것 입니다. 4인승 5인승 차를 구매하지만 5명이 타지 않으니 공유제로 가고 공유제로 가기 전 단계가 경제적인 1인승 내지 2인승의 퍼스널 모빌리티로 갈 것 입니다. 차를 꼭 갖고 싶으면 퍼스널 모빌리티를 사게 될 것이고, 3~4명이 타게 되면 공유제로 가서 렌트하는 것입니다. 그런 단계를 거쳐서 자율주행차 시대로 갈 것으로 예상합니다."

▲ 제 12회 미래자동차 기술공모전 자율주행자동차 경진대회 당시

연구실에서 석,박사를 마치고 졸업하면 주로 이들이 취업하는 곳은 자동차 회사라고 한다. 앞으로 다가올 무인자동차 시대 그리고 무인화 기술의 중심에서 흔들리지 않고 연구의 길을 걸어갈 국민대 무인차량연구실이 있어 우리나라 무인차량 연구는 든든하다는 생각을 했다. 국민대 무인차량연구실(KUL)이 자동차 기술에 첨단 IT 신기술을 융합한 미래형 자동차 산업을 이끌어 나갈 국내 최고의 무인차량연구실로 앞으로도 더욱 크게 발전하길 기대해 본다.▒

[국민대 무인차량연구실(KUL) 연혁]

1997. 국민대학교 무인차량연구실 설립
1998. 전기자동차를 이용한 장애물 인식 성공
2002. ATV와 무선랜을 이용한 원격 제어시스템 구성
2003. International Micro Robot Maze Contest 입상
2004. 저가형 GPS기반 way point 주행 기술 개발
2005. GPS + LiDAR 통합 자율주행시스템 개발
2006. 하이브리드 차량을 이용한 무인자율주행알고리즘 개발
2007. 현대자동차그룹 주관 ‘ 미래자동차 기술공모전 ‘ 대상 수상
2007. 쌍용 SUV를 이용한 무인자율주행시스템 개발
2008. 현대자동차그룹 주관 ‘ 미래자동차 기술공모전 ‘ 동상 수상
2009 지능형 야지자율주행 알고리즘 개발
2010 맵 기반 자율주행 알고리즘 개발
2010 경비 정찰용 무인자율주행차량 개발
2010 현대기아자동차그룹 주관 무인자율주행자동차 경진대회 3위 수상
2011 LiDAR 기반 V2I 기술 개발
2012 무인자율주행 시뮬레이터 개발
2014 제2회 현대차 자율주행 경진대회 2위 수상
2015 창조경제박람회 미래성장동력 챌린지 퍼레이드 참가(자율주행차-드론 실도로 시연)
2015 전남 완도에서 3단계 자율주행차 테스트 성공
2017 제1회 미래성장동력 챌린지데모데이 장려상 수상