1980년대 국내에서 방영된 미국드라마 중 '전격Z작전(원작:Knight Rider)'를 기억하는 분이 계실지 모르겠습니다. 최첨단 기술이 집약된, 말하는 차 '키트'와 남자 주인공이 범죄를 막는다는 내용입니다. 이 드라마에 나오는 '키트'는 디자인도 멋있고 인공지능이 탑재되어 있어 운전자와 의사소통이 되며 자동으로 운전도 합니다.
약 30여 년 전에 나온 드라마이지만, 여기에서 나온 '키트'와 같은 차를 곧 만날 수 있을 것 같습니다.
비록 말은 하지 못하지만, 운전자의 건강을 검사하고 사고가 나면 바로 응급센터와 관계 기관에 신고해 주며 차선을 따라 자동으로 운전도 해줍니다. 인터넷 연결이 되어 있어 이메일, 스트리밍 영화/음악 감상도 되고 운전자가 미처 반응하지 못한 장애물을 감지하면 스스로 차를 멈춥니다.
'스마트 카(Smart Car)'의 모습입니다. 스마트 카는 IT와 자동차가 결합한 또 하나의 기술입니다. 스마트 카에 접목된 IT 기술의 목적은 '인포테인먼트'입니다. 인포테인먼트란 정보(Information)와 오락(Entertainment)의 합성어입니다.
<BMW 스마트 카 컨셉 영상, 출처 : BMW 유튜브>
<인포테인먼트 기능이 접목된 스마트 카의 주요 기능>
정보(Information)의 목적은 운전자의 안전과 사고 예방, 주행의 편의입니다. 차 안팎의 정보를 취합하고 분석하여 운전자에게 제공하거나 직접 특정 행동을 취하기도 합니다.
1. 스마트 카 기술 개요
스마트 카의 기능들을 보면 어느 하나 대단하지 않은 것이 없습니다. 운전자의 상태를 검사하여 음주 운전이나 졸음운전을 막아주고, 갑자기 나타난 장애물에도 차량 스스로 반응하여 멈추거나 피해줍니다. 야간 운전을 돕기 위해 전면 유리의 일부가 적외선 모드로 바뀌고, 차량의 주요 정보를 정면 유리에 표시해 주기도 합니다.
이런 스마트 카의 기능들을 구현하기 위해서는 몇 가지 핵심 기술이 필요합니다. 운전자와 차량 내외부의 상태를 파악하기 위해서는 정밀 센서가 있어야 하고 센서에서 모은 정보를 분석하고 운전자의 명령을 실행할 컴퓨터는 스마트 카의 선결 조건입니다.
스마트 카에 사용되는 센서는 카메라, 레이다, 적외선, 초음파입니다. 주차할 때 후방을 보여주는 후방 감지 카메라도 이런 센서의 한 종류이고, 야간에 생물체를 가려내기 위해 사용하는 나이트 비전(Night Vision)은 적외선 센서를 이용한 것입니다.
그리고 센서에서 감지된 위험요소에 대해 어떻게 대응을 할 것인지 빠른 판단을 내리는 컴퓨터의 역할도 무시할 수 없습니다. 순식간에 일어나는 사고를 피하기 위해서는 그만큼 빠른 판단과 대응이 필요하기 때문입니다.
<적외선을 이용한 나이트 비전, 출처 : BMW 유튜브>
센서에서 감지된 위험으로부터 차량과 운전자를 보호할 수 있는 운전자 보조시스템(Advanced Driver Assistance System)과 차량 자세 제어 시스템이 있어야 합니다.
운전자 보조시스템(ADAS)은 앞서 설명한 센서들의 도움을 받아 차량과 운전자를 보호하기 위한 자동화 시스템입니다. 이 시스템에는 전방충돌 회피, 차선 이탈 경고, 사각지대 감시, 후방 감시 등의 기능을 수행합니다.
전방충돌 회피는 크게 전방충돌 경고장치(FCWS, Forward Collision Warning System), 자동비상제동장치(AEBS, Advanced Emergency Braking System), 적응형 순항 제어 (Adaptive Cruise Controls)로 구성되어 있습니다.
<볼보의 자동 브레이크 기능 - 자동비상제동장치, 출처 - 볼보 유튜브>
자동비상제동장치는 갑작스런운 장애물 감지 시 자동으로 제동을 걸어 차량을 멈추는 시스템입니다. 데모 영상에서는 볼보(Volvo)의 한 차량에 탑재된 자동 브레이크 시스템을 보여주고 있습니다. 아동 사망 사고의 1, 2위를 다투는 원인이 교통사고입니다. 자동비상제동장치가 모든 차에 의무적으로 탑재된다면 유·아동의 사망사고가 획기적으로 줄어들게 될 것입니다.
<보쉬의 자동 속도 제어 장치 - Adaptive Cruise Control, 출처 : 보쉬 유튜브 >
적응형 순항 제어 시스템은 고속도로처럼 장거리 운행을 하는데 도움을 줍니다. 앞차와의 일정 거리를 유지하면서 갑자기 끼어드는 차량을 감지했을 때 자동으로 속도를 높여주거나 앞에 차량이 없을 때 다시 운행 제한 속도까지 자동으로 올릴 수 있기 때문에 고속도로에서 발생할 수 있는 대형 사고를 예방하는 기능을 수행합니다.
차선 이탈 경고는 차선이탈 경고장치(LDWS, Lane Departure Warning System)와 차선유지 보조장치(LKAS, Lane Keeping Assist System)으로 구성되어 있습니다.
차선이탈 경고장치는 운전자의 의도와 상관없이 차선을 변경할 때 경고를 내 주는 기능입니다. 졸음운전, 음주운전을 할 때 가장 많이 범하는 문제입니다. 경고는 경고음, 조명, 시트의 진동 등으로 이루어집니다.
이와 함께 차선유지 보조장치는 차선 이탈에 대한 경고 이후에도 운전자의 반응이 없을 때 자동으로 원래 차선으로 복귀시켜주는 장치입니다.
<차선유지 보조장치 - 현재 i40 데모 영상, 출처 : 현대모터스유럽 유튜브>
전방충돌 회피와 차선 이탈 경고 2가지 기능들을 모두 활용한다고 가정을 하면, 고속도로에서 졸음운전을 하더라도 차선을 벗어나는 일은 없어지고, 앞에 차량이 끼어들거나 장애물이 생겨도 급정거를 하게 되어 다치거나 죽는 일은 없어질 것입니다.
이 외에 차량 자세 제어 시스템은 급정지나 장애물을 피하고자 급하게 핸들을 꺾었을 때 차체의 자세를 안정적으로 잡아주는 시스템입니다.
<차량 자세제어 시스템 - 출처 : 스바루 오스트레일리아 유튜브>
VDC(Vehicle Dynamic Control)는 빗길이나 고속 주행 시 갑작스레 핸들을 꺾어 차체가 미끄러지는 것을 막아줍니다. 이것은 다른 차와의 충돌을 막아주는 역할을 합니다.
<헤드업 디스플레이 데모 - 출처 : BMWCanada 유튜브>
지금까지 소개한 스마트 카의 기술은 일부분일 뿐이며 더 많은 기술과 기능이 개발되고 테스트 중입니다. 위의 영상에서 보이는 헤드업 디스플레이(Head-Up Display, HUD)는 길 안내 화면을 직접 차 앞유리에 투사해 줍니다. 국내에서는 현대기아의 K9가 이 기능을 탑재하였고, 드라마 '아이리스'나 영화 '미션 임파서블4'에서도 헤드업 디스플레이가 탑재된 차량이 등장했었습니다.
2. 스마트 카 개발 현황
위에서 소개한 기술은 모두 IT가 직·간접적으로 연관된 것들입니다. 그럼 자동차와 IT 업계의 업무 제휴 현황은 어떤지 알아보겠습니다.
구글, 마이크로소프트, 인텔, 모토로라, 소니, RIM, 애플, 엔비디아, 인피니온, 보다폰, 삼성전자, KT, SKT 등 우리에게 친숙한 업체들이 여러 자동차 업체와 제휴를 통해 스마트 카의 한 부분을 담당하고 있습니다.
센서 기술이 드러나지 않은 IT 기술이라면, 위의 표에서 언급된 것들은 눈에 직접 보이는 기술들입니다. 글로벌 IT 업체와의 연계는 차량 제어 소프트웨어 개발에 초점이 맞춰있고, 스마트폰과 음성으로 차량을 제어하고 네트워크(3G/4G)와 연계해 외부 정보를 수집하는 기능이 주류를 이루고 있습니다.
<캐딜락의 인포테인먼트 시스템 CUE 소개 영상, 출처 : 캐딜락 유튜브>
캐딜락의 인포테인먼트 시스템인 CUE (Cadillac User Experience)는 자동차의 새로운 변화를 보여주고 있습니다. CUE에서는 아날로그와 디지털 혼용으로 되어 있는 계기판을 완전한 디지털로 바꾸어 마치 스마트폰의 테마를 바꾸듯 원하는 정보로 꾸밀 수 있습니다. 주행 중에는 계기판을, 멈춘 상태에서는 이메일을 주고받거나 전화 또는 메시지도 보낼 수 있습니다.
이런 변화는 캐딜락뿐 아니라 모든 자동차 업계에서 일어나고 있습니다. 지금은 일부 차량에 제한적으로만 적용되어 있지만 모든 차량으로 보급될 날도 멀지 않았습니다.
비록 드라마에 나오는 '키트'처럼 운전자와 대화를 하거나 점프를 하지는 못하지만, 운전자와 보행자를 보호하고 사고로부터 지켜주는 다양한 시스템과 네트워크의 연동, 음성 및 스마트폰으로 차량 제어 같은 편의 기능은 운전자에게 편리함을 제공할 것입니다.
이 모든 것들이 IT가 있기 때문에 가능한 것들입니다.
