미국 자율차 정책•전략 집중 분석…한국 ‘자율차 개발전략’과 비교 분석

미국은 오바마 대통령이 2016년 1월 12일, 자신의 임기 중 마지막 국정 연설에서 ‘21세기 청정 운송 시스템(21st Century Clean Transportation System)’을 강조했다. 이어서 이틀 뒤 운수부(DOT)는 앞으로 10년간 40억 달러(약 5조)를 자율차 연구개발과 제도개선에 투자한다고 발표했다. 자율차를 미국의 국가전략기술로 선정해 집중 연구개발 한다는 것이다. 각국에서 자율주행차 개발이 가속화되는 가운데, 미국이 막대한 자금을 투입하면서 자율주행 분야에서 패권을 차지하려는 의도로 풀이된다. 

이와는 별도로 10년간 39억달러(약 4조7000억원)의 예산을 투입해 교통 인프라와 통신기능이 지원되는 커넥티드 차량(Connected vehicles) 테스트도 실시할 예정이다. 교통 인프라는 도로의 정비, 도로의 상세지도, 교통신호등의 표준화 등 자율주행이 가능하도록 인프라를 재정비하는 것이고, 커넥티드 차량이란 차량끼리 통신해 사고나 충돌을 막자는 것이다. 이런 인프라가 구축되지 않으면 자율주행은 불가능하다. 

이어서 2016년 2월 10일에 미국 운수부(DOT) 산하의 미국 고속도로교통안전국(NHTSA)이 구글 자율차의 인공지능(AI) 자율주행컴퓨팅시스템을 운전자(driver)로 인정했다. 미국 교통당국이 무인 자동차를 운전하는 인공지능을 인간처럼 ‘운전자’로 볼 수 있다고 처음으로 밝힌 것이다. 

따라서 그 동안 무인차(자율차) 상용화에 장애가 되어왔던 전통적 운전자 개념에 큰 변화가 일 것으로 보인다. 이러한 미국의 발빠른 정책과 전략을 살펴보고, 2017년도부터 시작하는 우리나라 ‘자율차 개발전략’과 비교 분석하면서 나름대로의 인사이트를 제공하고자 한다


미국의 자율차 정책과 최근 변화(자율차 인정)

1. 자율주행테스트를 허가한 미국의 주들
먼저 자율주행테스트를 허가한 미국의 주를 살펴보자. 제일 먼저 2011년 6월 17일에 네바다(Nevada) 주가 구글의 로비에 힘입어 법률을 통과시켰으며, 이 법률의 효력은 2012년 3월 1일부터 발효되었다. 

여기서 주의할 것은 네바다 주가 자율주행테스트를 법적으로 허가했다는 뜻은 네바다 주 전체 어디에서나 자율주행테스트를 할 수 있다는 뜻이다. 그 뒤를 이어 플로리다(Florida) 주가 2012년 4월 16일에 일반 공공 도로(public roads)를 포함해 모든 도로에서 자율차주행테스트를 허가하는 두 번째 주가 되었다. 

그 뒤를 이어 캘리포니아 주가 2012년 9월 25일에 자율주행테스트를 허용하는 법률안(Senate Bill 1298=Chapter 570, Statutes of 2012)을 통과시키는 세 번째 주가 되었다. 

뒤이어 2013년 12월 20일에 미시건 주가 네 번째 주가 되었다. 미시건주는 2015년 7월 20일에 미시건 대학의 북쪽 캠퍼스에 완전 자율운행 실험이 가능한 실험도시인 32 에이크르(acres) 크기의 ‘Mcity’를 새롭게 조성했다. M시티는 도로 곳곳에 자율주행차와 연동하는 인터넷기기를 설치해 차가 도로교통망과 연동해 최적의 주행경로를 찾고 자율주행하는 실험(實驗)이 가능한 공간이다. 

그리고 노스 다코타(North Dakota) 주가 2015년 3월 20일에 자율주행테스트를 허가한 다섯 번째 주가 되었고, 테네시(Tennessee) 주가 2015년 4월 24일에 자율주행테스트를 허가하는 여섯 번째 주가 되었으며, 유타(Utah)가 2016년 3월 23일에 자율주행테스트를 허가하는 일곱 번째 주가 되었고, 워싱턴DC(Washington, D.C.)는 2013년 4월 23일에 자율주행테스트를 허가했다. 

2016년 8월 1일 현재 총 7개 주와 워싱턴D.C.가 자율주행테스트를 허가했다. 하지만 규정의 내용이 같은 부분도 있지만 주마다 다른 부분도 있다. 이에 대해서는 전미 주의회의원연맹(National Conference of State Legislatures)의 웹 사이트를 참고해서 자세한 내용을 파악할 수 있다.(참고) 파란색은 법률에 의한 허가이고 초록색은 법을 제정하라는 주지사 명령이다. 하지만 오바마 대통령의‘21세기 청정 운송 시스템’ 정책과 전략에 따라 2016년 말까지 미국 50개주가 단일의 법률로 통일할 예정이다. 그만큼 자율주행차(자율차)가 중요하며 자율주행 분야에서 패권을 차지하려는 의도로 풀이된다. 

1
▲ Image: National Conference of State Legislatures(As of 1 Aug 2016)

 

2. 캘리포니아 주가 정한 자율차의 기술과 개념
2012년 9월 25일에 캘리포니아 주가 자율주행테스트를 허용하는 법률안(Senate Bill 1298=Chapter 570, Statutes of 2012)을 통과시켰는데, 이 법률안에서 규정한 자율차의 개념을 살펴볼 필요가 있다.

‘DIVISION 16.6. AUTONOMOUS VEHICLES’의 3페이지에서 자율차의 개념을 다음과 같이 정하고 있다.

(1) “자율주행기술”이란 인간 운전자의 행동적·물리적 제어 혹은 모니터링 없이 차량을 스스로 운전할 수 있는 능력을 의미한다(“Autonomous technology” means that has the capability to drive a vehicle without the active physical control or monitoring by a human operator.)
(2) (A) “자율차란” 자율주행기술이 탑재되고 통합된 차량을 의미한다(“Autonomous vehicle” means any vehicle equipped with autonomous technology that has been integrated into that vehicle.)
(B) ‘자율차란 하나나 하나 이상의 충돌방지 시스템을 탑재한 차량이 아니다. 또한 전자 사각지대 지원 시스템, 자동비상 브레이크 시스템, 파킹 지원, 순응순항제어, 차선유지지원, 차선이탈경고, 교통 잼과 자동차 대기행렬지원, 안전을 향상시키고 운전자를 지원하는 시스템들이 탑재된 차량들도 아니다. 이러한 차량들은 사람 운영자의 활동적인 제어 혹은 모니터링이 없으면 독단적으로 혹은 종합적으로 차를 운전할 수 있는 능력이 없다. 따라서 자율차란 사람 운영자의 활동적인 제어 혹은 모니터링이 없이도 독단적으로 혹은 종합적으로 차를 운전할 수 있는 능력을 갖춘 차량을 말하는 것이다(Autonomous vehicle does not include a vehicle that is equipped with one or more collision avoidance systems, including, but not limited to, electronic blind spot assistance, automated emergency braking systems, park assist, adaptive cruise control, lane keep assist, lane departure warning, traffic jam and queuing assist, or other similar systems that enhance safety or provide driver assistance, but are not capable, collectively or singularly, of driving the vehicle without the active control or monitoring of a human operator.)’

한 마디로 운전자보조시스템(ADAS, Advanced Driving Assistance System)은 자율차가 아니라는 것이다. 충돌방지 시스템, 사각지대 지원 시스템, 자동비상 브레이크 시스템, 파킹 지원, 순응순항제어, 차선유지지원, 차선이탈경고, 교통 잼과 자동차 대기행렬지원 등 안전 향상과 운전자를 지원하는 시스템들은 자율차가 아니라는 것이다. 

이는 차후에 나오지만 레벨 4(L4)만 자율차로 인정하는 것이다. L4가아닌 L1~L3의 시스템들을 연구 개발하는 사람들은 명심해서 보아야 할 대목이다. 그리고 L1~L3의 시스템들을 특허로 출원하고 자율차의 특허라고 떠들어 대는 기업들은 자성해야 할 것이다. 

캘리포니아 주 정부가 통과시킨 법률안(Senate Bill 1298=Chapter 570, Statutes of 2012)에서 명시한 2015년 1월 1일을 준수하기 위해, 캘리포니아 자동차국(California Department of Motor Vehicles, DMV)은 구체적인 규정을 마련하고 그간 여론 수렴과 공청회를 거쳐 최종 규정(Adopted Regulatory Text)을 2014년 5월 19일에 제정했는데, 이를 살펴볼 필요가 있다. 최종 규정의 ‘227.02. Definitions’이라는 절의 (b) 항에는 자율차를 다음과 같이 정의하고 있다.

‘자율차'란 자연인에 의한 활동적이고 물리적인 제어 없이, 차를 운행하고 운전할 수 있는 기술, 그 기술이 적용되든 안 되든 관계없이, 그러한 기술이 탑재된 차량을 의미한다. 따라서 안전을 향상시키고 운전자를 지원하는 시스템들이 탑재된 차량들은 자율차가 아니다. 이러한 차량들은 자연인에 의한 물리적인 제어와 모니터링 없이는 차를 운행 혹은 운전을 할 수 없는 차들로 자율차에서 배제한다('Autonomous vehicles' means any vehicle equipped with technology that has capability of operating or driven without active physical control by a natural person, whether or not the technology is engaged, excluding vehicles equipped with one or more systems that enhance safety or provide driver assistance but are not capable of driving or operating the vehicle without the active physical control or monitoring of a natural person.)’

3. 캘리포니아 자동차국의 규정과 자율주행해제 보고서 제출 의무
캘리포니아 자동차국(California Department of Motor Vehicles, DMV)은 앞서 보았던 최종 규정(Adopted Regulatory Text)을 2014년 5월 19일에 제정하고, 2014년 9월 16일에 자율차테스트규정(The autonomous vehicles testing regulations)을 발효시켰다. 

그런데 이 규정에서 정한 ‘도로에서자율주행테스트를할때에는반드시운전석에면허증을가진운전자가앉아있어야하며, 자율모드이든 전통모드이든 필요 시에는 즉시 운전대를 잡아야 한다("Autonomous vehicle test driver" means a natural person seated in the driver's seat of an autonomous vehicle, whether the vehicle is in autonomous mode or conventional mode, who possess the proper class of license for type of vehicle being driven or operated, and is capable of taking over active physical control of the vehicle at any time.)라는 ‘(c)’ 조항에 따라, 다시 말해 운전자가 매뉴얼모드로 운전하다가(manual mode, conventional mode), 자율주행테스트 도로에 진입하면, 이때부터 자율차가스스로운전하는자율모드(Autonomous mode, Cruise mode) 주행이 시작되는데, 자율차가 감지하지 못하는 상황(사고 유발 등)이 발생할 경우 – 이를 자율주행모드해제(Disengagements of Autonomous Mode)라 함 – 에는 즉시 운전자가 개입해 다시 매뉴얼모드로 주행해야 한다. 

이에 따라 자율주행 테스트에 참가하는 자율차 테스트 프로그램(Autonomous Vehicle Tester Program)이 만들어져, 2015년 12월 3일까지 캘리포니아 자동차국이 허가한 업체는, 폭스바겐(Volkswagen Group of America), 메르데스 벤츠(Mercedes Benz), 구글(Google), 델파이(Delphi Automotive), 테슬라(Tesla Motors), 보쉬(Bosch), 닛산(Nissan), 쿠르즈(Cruise Automation), 베엠베(BMW), 혼다(Honda), 포드(Ford) 등 11개 업체로 현재 자율주행테스트를 하고 있다. 

그리고 자율주행테스트 중, 미래의 자율차가 언제 상용화될지를 의미하는 자율주행모드 해제(Disengagements of Autonomous Mode)라는 보고서를 매년 보고해야 하는데, 당해 11월 30일까지 테스트한 것을 차년도 1월 1일까지 보고해야 한다. 

이중 VW/Audi, Mercedes Benz, Google, Delphi Automotive, Tesla Motors, Bosch, Nissan 등 7개 회사는 2016년 1월 1일까지 첫 번째 보고서를 내야 했고, Cruise Automation, BMW, Honda, Ford 등 4개 기업은 2015년에 허가를 받았기 때문에 2017년 1월 1일까지 첫 번째 보고서를 제출해야 한다. 

▲ 자율모드 주행에서는 손을 운전대에서 떼도 자율차가 스스로 운전한다. 만약 위급한 상황이 발생하면 운전자는 운전대를 잡고 매뉴얼모드로 전환한다.

 

4. 오바마의 자율차에 올인(All In) 선언
버락 오바마(Barack Obama) 미국 대통령은 2016년 1월 12일, 자신의 임기 중 마지막 국정 연설에서 ‘21세기 청정 운송 시스템(The 21st Century Clean Transportation System)’을 강조했다(참고). 오바마 대통령은 화석연료 의존도를 낮추고 후손들이 살아갈 지구를 보호하기 위해 지금의 운송 방식을 획기적으로 바꿔야 한다고 주장했다. 한마디로 이를 통해 ‘더 강한 아메리카’를 만들자는 것이다. 

이때 청정 운송시스템이란, 첫째는 전기차 보급과 충전 인프라를 늘리는 것인데, 2020년까지 미국인의 16%가 전기차와 충전 인프라를 수용하게끔 하는 것이고(참고), 둘째는 바로 자율차의 개발과 보급이다. 자율차를 미국의 국가전략기술로 선정해 집중 연구개발 한다는 것이다.

오바마 대통령이 그리는 ‘21세기 청정 운송 시스템’의 정체는 이로부터 이틀 뒤인 2016년 1월 14일에 밝혀졌다. 미국 운수부(US Department of Transportation, DOT)는 자율주행을 실생활에 도입하기 위한 파일럿 프로젝트(자율차 연구개발)에 10년간 40억 달러(약 5조원)를 투입하는 오바마 정부 예산 제안서(U.S. Proposes Spending $4 Billion)를 발표했다. 오바마 정부가 자율주행에 대한 대규모 지원정책을 밝힌 것은 이번이 처음이다(WSJ, 14 Jan 2016).각국에서 자율주행차 개발이 가속화되는 가운데, 아직 미국 의회의 승인이 남아있지만, 미국이 막대한 자금을 투입하는 이유는 이 자율주행 분야에서 패권을 차지하려는 의도로 풀이된다. 

미국 정부가 5조원에 달하는 예산을 자율주행차 연구개발에 배분한 것은 그 만큼 미국에서 자율주행 시장을 조기에 정착시키려는 의지가 강력하다는 의미다. 이 자금은 앞으로 각 연방 당국과 완성차 기업들이 자율주행차 도입을 위한 연구개발과 제도 마련에 사용될 전망이다. 당국자들은 앞으로 6개월 이내에 각주와 협력해 공동 가이드라인을 만들기로 했다. 그리고 이 가이드라인을 바탕으로 연방 로드맵을 그리고 각 주의 자율주행테스트 법률과 규정을 단일화 하기로 했다, 

또 하나 놀라운 사실이 있다. 미 당국은 이와는 별도로 10년간 39억달러(약 4조7000억원)의 예산을 투입해 교통 인프라와 통신 기능이 지원되는 커넥티드 차량(connected vehicles) 테스트도 실시할 예정이다. 이를 바탕으로 커넥티드 차량에 대한 규정 등의 제도도 마련될 것으로 예상된다. 교통 인프라는 도로의 정비, 도로의 상세지도, 교통신호등의 표준화 등 자율주행이 가능하도록 인프라를 재정비하는 것이고, 커넥티드 차량(connected vehicles)이란 차량끼리 통신해 사고나 충돌을 막자는 것이다. 이런 인프라가 구축되지 않으면 자율주행은 불가능하다. 

여기서 우리나라와 다른 점은 우리나라는 자율차, 즉 하드웨어만 본다는 것이다. 그러나 미국은 병렬시스템으로 본다는 것이다. 자율차만 개발해봤자 도로에 나가 자율주행을 할 수 없다는 것이다. 자율차와 동시에 도로 인프라를 다시 설계하고 표준화시켜야 캘리포니아에서 뉴욕을 자율주행할 수 있다. 예를 들어 캘리포니아의 신호등의 체계는 주로 수직 형이지만 오스틴의 경우 수평 형으로 구조가 다르기 때문에 이를 표준화해야 하는 것이다.  

그 동안 자율주행차를 개발해 온 기업들이 가장 많이 호소했던 부분은 미국 당국의 명확한 지침이 부족했다는 것이었다. 이런 가운데 미국 정부가 이를 해결할 수 있도록 거액의 예산을 들여 자율주행 관련 규정 마련에 나서 이 분야에 기폭제 역할이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

5. 교통당국(NHTSA), 자율차의 ‘인공지능컴퓨팅’을 운전자로 인정
미국 운수부(DOT) 산하의 미국 고속도로교통안전국(National Highway Traffic Safety Administration, NHTSA)이 구글 자율차의 인공지능베이스 자율주행컴퓨팅시스템(Autonomous Driving Computer System)을 운전자(driver)로 인정했다(Reuters, 10 Feb 2016). 

미국 교통당국이 무인 자동차를 모는 인공지능(AI)을 인간처럼 ‘운전자’로 볼 수 있다고 밝힌 것이다. 연방법상 차량 안전 규정에 부합하는지를 묻는 구글의 질의서에 이같이 답한 것이다. 따라서 그동안 무인차(자율차) 상용화에 장애가 돼 왔던 전통적 운전자 개념에 큰 변화가 일 것으로 보인다.

고속도로교통안전국의 폴 헤머스바우(Paul Hemmersbaugh) 최고 자문관은 답변서에서 “인간 사용자가 차량을 운전하는 것이 아니라면, 실제로 운전하는 ‘무언가’를 운전자로 규정하는 것이 더 합리적일 것”이라며 “구글의 경우엔 자율주행시스템이 실제로 차량을 운전하고 있다”고 말했다. 또 모든 차량에는 운전석이 있어야 한다는 규정을 자율주행 차량도 따라야 하느냐는 구글의 질문에도 “(자율주행 차량의) 운전자는 좌석이 필요 없다”고 답했다. 다만 고속도로교통안전국은 “구글의 자율주행차량이 인간 운전자 차량에 맞춰 만들어진 규정들을 어떤 식으로 충족시킬지가 다음 관건(The next question is whether and how Google could certify that the (self-driving system) meets a standard developed and designed to apply to a vehicle with a human driver)”이라고 단서를 달았다.

앞서 구글은 2015년 11월 12일, 고속도로교통안전국에 자사의 자율주행 차량이 인간 운전자가 필요 없다며(no need for a human driver), 연방법상 차량 안전 규정에 부합하는지 묻는 질의서를 보냈다.

NHTSA의 폴 헤머스바우(Paul Hemmersbaugh)가 구글의 셀프 드라이빙 카 프로젝트 담당 이사인 크리스 움손(Chris Urmson)에게 보낸 2016년 2월 4일자의 답변서는 다음 사이트에서 확인 할 수 있다(참고).

시사점과 한국의 과제

2013년 5월 30일에 미국 고속도로교통안전국(NHTSA)은 자율주행자동차의 시험평가 기준 마련을 위해 자율주행 기술 수준을 5단계의 레벨(수준)로 정의했다. 이에 따라 미국의 전통적인 완성차 업체들인 GM, Ford 등은 레벨 1(운전자 보조시스템) -> 레벨 2 -> 레벨 3(자율 혹은 매뉴얼) -> 레벨 4(100% 자율)라는 점진적 접근(Evolutionary approaching) 방식을 추구하지만, 이에 반해 구글, 애플 등 미국 ICT 기업들은 바로 레벨 3이나 4로 가고자 하는 급진적 접근(Revolutionary approaching) 방식을 추구하고 있다. 

실제로 구글의 특허를 분석한 결과 자율주행모드(A)와 매뉴얼모드(M)를 오고 갈 수 있는 레벨 3와 운전대-브레이크-가속 페달이 없는 완전 자율의 레벨 4를 지향하고 있음을 알 수 있다. 이들이 추진하고 있는 레벨 3은 2020년에, 레벨 4는 2030년에 상용화 될 것으로 보인다. 따라서 미국의 자율차 인정과 10년간의 자율차 정책에 따라 연구개발이 가속화될 경우, 전통적 기업들 보다는 ICT 기업들이 실제 혜택을 볼 가능성이 높다. 

<표 1> 자율주행차 기술 수준. 출처: 미국 도로교통안전국(NHTSA, 30 May 2013)

 

3

 

한국도 ‘미래 성장동력 실행계획(2014.6)’에 따라 자율주행기술의 부처별 업무를 명확하게 구분하고, 같은 사업의 연구범위를 설정해, 자율주행기술의 부처별 중복투자방지 및 효율적 개발을 위해, 산업부는 핵심부품과 시스템 개발, 미래부는 ICT기반 서비스 개발, 국토부는 도로와 법/제도 개발이라는 역할을 수립하고, 2016년 초에 예비타당성 조사를 통과하고, 2017년부터 사업을 추진하고자 현재 국가과학기술심의회의 심의를 진행하고 있다. 

국토교통부는 이에 따라 2016년 8월 10일 실험도시(K-City) 구축을 포함한 ‘자율주행자동차 안전성평가기술 및 테스트베드 개발’ R&D사업의 착수보고회를 개최했다. 연구 기간은 총 3년6개월로 들어가는 총 연구비는 민자 포함해 총 188억원이다. 실험도시(K-City)의 경우 미시건의 M-City보다 월등이 낮도록 교통안전공단 자동차안전연구원 주행시험장(65만평, 경기도 화성) 내에 기 구축된 ITS 시험로 환경을 기반으로 실도로·시가지 상황을 반영해 자율주행 실험이 가능하도록 구축할 계획이다.

국가과학기술심의회와 국회의 예산심의를 통과해야 정확한 투자금액을 알 수 있지만, 예비타당성 사업예산을 보면 2017년~2021년까지 총 5년간 국비 779억, 민자 531억, 지방비 145억 등 총 1,445억을 투자할 예정이다. 하지만 미국의 10년간 총 대략 10조 예산투입과 비교하면 턱없이 부족한 금액이다. 

사실 우리나라는 10년간 추진하는 국가전략기술이 없다. 그저 추진하는 R&D는 산업전략 기술뿐이다. 올해만도 정부 예산 20조 1천억을 R&D에 투자한다. 필자는 국가과학기술심의회 전문위원으로서, 20조 1천억 중에 트렌드에 벗어나는 사업을 과감히 일몰시키고, 그 대신 그 금액을 국가전략기술을 도출해 집중 투자하자고 꾸준히 정부에 건의해왔다. 

예를 들어 지속 가능한 국가전략기술을 2~3개 선정해 연간 3,000억 이상을 투자하는 10년간 프로젝트를 추진하자는 것이다. 그 결과 과학기술전략회의라는 것이 대통령 직속으로 만들어졌다. 여기에서 자율차를 국가전략기술로 승격시켜 선정하고, 모든 것을 다할 것이 아니라 우리가 잘할 수 있는 GPS•관성측정(IMU)•레이더•라이다•카메라•마이크로폰•초음파 등의 센서들을 융합해 초경량•초소형의 1,500만원대의 센서융합시스템(Sensor Fusion System)이나 인공지능 베이스의 센서융합 알고리즘(Sensor Fusion Algorithm)을 선택하고 집중 연구개발한다면 승산이 있을 것으로 판단된다.

 

googleGoogle 인공지능형 자율주행자동차 – 특허분석 보고서(관련기사)

저 자 : 차원용
발행일 : 2016-03-31
분 량 : 382페이지
체 제 : A4 사이즈

★ 발행 및 판매처: 
– IT News(IT 뉴스) 

★ 구입·강의·컨설팅 문의 
– 문의: itnews@itnews.or.kr
 

 

 

크기변환_사본-10632695_637493523030856_2757249799481243589_n차원용 소장/교수/MBA/공학박사/미래학자

아스팩기술경영연구소(대표국과과학기술심의회 ICT융합전문위원회 전문위원미래창조과학부 성장동력발굴기획위원회 기획위원국제미래학회 과학기술위원장, ()창조경제연구회 이사연세대학원/KAIST IP-CEO 미래융합기술 겸임교수