SPRi - 소프트웨어정책연구소

개인 이동수단을 위한 자율주행에 관련한 연구 동향 및 전망

서영희 역대연구원

2019.03.22

24435

글자크기

- 개인 이동수단(Personal Mobility, 이하 퍼스널 모빌리티)은 상대적으로 단거리를 이용하기 위한 1~2인용 소형 이동수단으로서 지속적인 도심화 및 환경오염 등의 사회문제의 해결책으로 대두되고 있다. 국내외 연구자들은 자율주행 기술을 활용한 퍼스널 모빌리티에 관련한 R&D를 수행하고 있으며, 향후 자율주행기술의 도입 및 확산을 위해 이동성 및 편리성이 높은 퍼스널 모빌리티에 단계적 적용이 가능하다.

지속적인 도심화 속에서 이동성과 편리성을 향상시키는 퍼스널 모빌리티

현재 세계는 인구의 절반이 도심에 거주하고 있고, 지속적인 도시화가 진행되고 있다. 전 세계 인구는 2040년 기준으로 90억 명 중 64%가 도시에 거주할 것으로 예상된다.1 2017 인구주택 총조사에 따르면 2017년 11월 기준, 한국의 총 인구는 5,142만 명이다. 그중 수도권(서울·경기·인천) 인구는 2,552만 명으로 전체 인구의 49.6%를 차지하고 있다. 이러한 도심 인구 과밀화 현상은 교통 체증과 자동차 관련된 공해의 발생 증가로 인한 환경 문제로 이어지고 있다. 복잡하고 교통 체증이 증가하는 도심에서 차량의 이동성과 주차 문제 등으로 인해 주요 국가에서는 배기량을 자동차의 등록세나 부가가치세, 그리고 보유세 등에 대한 과세 근거로 삼고 있다.
그림 1 전 세계 인구 및 도시 거주 비중
※ 출처 : KB금융지주 경영연구소(2015), “스마트 모빌리티 현황과 전망”(World Urbanization Prospects(UN) 재인용).
또한, 일본 후지경제 분석 자료에 의하면 세계 퍼스널 모빌리티 시장은 2020년까지 수량으로 1억대까지 늘어날 전망이다. 특히 직립 탑승형 시장규모는 2015년 4,000억 원에서 2030년 26조 원 으로 급속히 성장할 것으로 전망한다.2
이에 따라 도시 내 이동성 및 편의성을 향상시키고, 환경오염을 최소화하는 교통서비스 및 개인 이동수단인 퍼스널 모빌리티(Personal mobility)의 필요성이 대두되고 있다. 퍼스널 모빌리티에 대한 정의는 연구자마다 다르게 규정하고 있으며, 킥보드나 스케이드 보드부터 소형 전기차까지 넓은 범위로 구분하기도 한다. 연구자마다 퍼스널 모빌리티의 동력이나 형태에 대한 정의는 조금씩 다르지만, 공통적으로 “상대적으로 단거리를 이동하는 것을 목적으로 하는 소형 이동 수단”으로 정의하고 있다.

표 1 퍼스널 모빌리티에 대한 다양한 정의

<표 1> 퍼스널 모빌리티에 대한 다양한 정의
구분	정의
일본 국토교통성(2012)	선진 기술을 이용한 입식 전동이륜차나 시내에서 이용하는 것을 목적으로 하는 1~2인이 타는 소형 전동 콘셉트카 등을 포함
전황수(2013)	근거리 및 중거리를 주행할 수 있는 전기구동 방식의 개인용 이동수단을 통칭하며, 소형 전기 자동차, 세그웨이, 전기 자전거, 전기 오토바이 등을 포함3
IRS Global(2015)	스마트한 전자제어 장치가 탑재되어, 별도의 수동조작 없이 스스로 균형을 잡고 세밀하게 주행할 수 있는 미래형 이동수단
도로교통공단(2015)	1~2인이 상대적으로 단거리를 이용하기 위한 개인용 이동기기4
지우석·박경철(2016)	신 개인이동 교통수단(스마트 퍼스널 모빌리티 : Smart Personal Mobility Device)이란 기존의 내연기관 방식을 탈피한 방식의 구동방식을 사용하고 1~2인이 타고 다닐 수 있는 이동수단을 총칭5
박종준(2017)	주로 전기를 동력으로 하여 1인 또는 2인이 이용하는 교통수단을 말하며, 전기 자전거, 전동 킥보드, 전동 휠 등의 다양한 형태의 이동장치를 포함6

이 동향에서는 교통 체증의 증가에 따라 이동의 편리성을 제공하고 환경오염을 최소화하는 퍼스널 모빌리티 분야에서 자율주행 SW기술을 접목한 국내외 연구 동향 및 전망을 소개하고, 시사점을 도출하고자 한다.

국내외 퍼스널 모빌리티 분야의 자율주행에 관련한 연구 동향
- 국내 기업들은 소형 이동수단인 퍼스널 모빌리티에 자율주행 기술을 활용하고자 하는 계획을 발표하였다. KT와 언맨드 솔루션(Unmanned Solution)은 자율주행 사업화를 위한 업무협약(MOU)를 체결(2018.5.)하고 퍼스널 모빌리티의 자율주행 사업화를 진행할 계획이다.7 협약에 따라 KT는 자율주행 V2X(Vehicle to Everything) 통신 인프라, 관제 플랫폼 구축 그리고 주행 패턴 빅데이터 분석을 수행하고 언맨드 솔루션은 자율주행 관련 하드웨어 제작 및 솔루션 개발역량을 바탕으로 자율주행 차량 제작을 추진하기로 하였다.
- 현대자동차는 상점과 고객 간의 거리, 위치, 시간 등을 고려하여 최적의 라이더를 배정하는 플랫폼을 제공하는 메쉬코리아에 225억 원을 투자하였다. 현대자동차는 해당 투자를 통해 물류 알고리즘 기술과 관련 인프라에 무인 배달차량과 같은 자율주행 기술을 적용한다는 계획을 발표하였다.8
- 서울대학교 차세대융합기술연구원은 [그림 2]와 같이 장애인 또는 노인의 이동성 향상을 위해 자율주행이 가능한 1인용 스마트 퍼스널 모빌리티 플랫폼 개발 연구를 수행하였다.
- 그림 2 스마트 퍼스널 모빌리티의 지각 시스템에 대한 평가 실험
  ※ 출처 : 전대성·김재환(2015), “자율주행 가능한 1인용 스마트 퍼스널 모빌리티 플랫폼 개발”.
- 충북대학교 스마트카연구센터는 초소형 전기차를 이용한 개방형 자율주행 플랫폼을 개발하고 2017년 대학생 자율주행 경진대회에 참가한 8개 대학교에 지원되어 구현된 성능을 검증하였다.9 충북대 연구진은 초소형 2인용 전기차 ‘다니고’를 이용하여 라이더(LiDAR), 카메라, GPS, IMU(Inertial Measurement Units, 관성 측정 장비) 센서와 긴급정지 등의 안전장치 등으로 전장을 구성하였고, 여러 ECU(Electronic Control Unit, 전자제어장치)들을 제어하기 위한 VCU(Vehicle Control Unit, 차량제어장치)를 장착하여 개방형 자율주행 플랫폼을 개발하였다.
- 그림 3 초소형 전기차를 이용한 개방형 자율주행플랫폼
  ※ 출처 : 충북대학교 스마트카연구센터(2018), “초소형 전기차를 이용한 개방형 자율주행 플랫폼 개발”.
해외 퍼스널 모빌리티 분야의 자율주행 관련 연구 동향
- 일본의 야마하(YAMAHA)는 자율주행 소프트웨어가 장착된 실험용 전기 오토바이인 모토로이드(MOTOROID)를 발표하였다.10 모토로이드에는 얼굴 인식 기술 등의 인공지능 기술이 적용되어 오토바이 소유주의 손동작, 제스처 등에 반응하여 동작한다. 더욱 개인적인 경험을 위해 탑승자에게 특정 상황에 대한 되먹임(Feedback)을 보내는 촉각(Haptic, 햅틱)의 인간-기계 소통 기능이 포함될 예정이다. 개인의 이동성을 중시한 모토로이드는 45회 도쿄 모터쇼 2017과 CES(소비자 가전 전시회) 2018에 전시되어 개념 모형으로서 많은 관심을 받았다.
- BMW그룹의 모터사이클 부문인 BMW 모토라드(BMW Motorrad)는 2018년 9월에 자율주행 시스템을 탑재한 오토바이의 시연 영상을 공개하였다. 모토라드의 목표는 오토바이 주행 중 탑승자가 의식을 잃어도 오토바이가 쓰러지지 않고 정차하는 등 위험한 상황에서 보다 나은 안정성을 높이는 것이다.
- 그림 4B MW의 자율주행 오토바이(BMW R1200GS)
  ※ 출처 : BMW Motorcycle magazine(2018), “Self-Driving BMW R1200GS Motorcycle Presented at BMW Motorrad Tech day 2018”.
- 일본의 미래로봇 기술 연구센터인 fuRo에서 개발한 초소형 모빌리티 ILY-A는 사용자의 안전을 위한 지능형 안전 기능이 장착되어 있고 오작동에 대해 끊임없이 진단하고 모니터링하며, 잠재적 사고가 발생하기 전에 예방한다.11
- 그림 5 ILY-A의 4가지 모드- a) 차량, (b) 킥보드, (c) 카트, (d) 이동 모드
  ※ 출처 : Hideaki YAMATO(2017), “Pedestrian-Space Personal Mobility, ILY-A, with Features of Transformation and Safety Function”.
자율주행 기술 적용은 어디에서부터?
- 자율주행기술의 선도국인 미국은 완전자율주행기술이 화물차부터 도입될 것이라고 전망하고 있으나 국내는 소형차부터 적용하고자 하는 움직임이 있다. 시장조사기관인 IHS 마킷(Markit)12과 코트라(KOTRA)에 따르면, 미국 내 완전자율주행 화물차 시장은 2025년부터 2035년까지 연평균 43%씩 증가해 2035년엔 미국 화물차의 15%가 완전자율주행이 가능할 것으로 전망13하였다. 또한 IHS는 화물차가 승용차보다 차체가 높고 운행 환경이 단조로워 자율주행기술 도입이 상대적으로 용이하다고 언급하고, 신호, 보행자 등의 변수가 상대적으로 적은 고속도로를 주로 이용해 SW 개발도 수월하다고 분석하였다.
- 그러나 국내에서는 2017년 11월에 차량용 윤활유를 과적하여 문제가 발생한 대형 트럭 참사 등 대형 차량에 대한 우려가 크기 때문에 사고 피해 규모가 상대적으로 작은 소형차부터 적용하고자 하는 시도를 보이고 있다. 또한 국내 도로가 미국과는 다르게 좁고, 신호가 많아 자율주행 기술이 제대로 구현되지 않을 가능성이 높다는 지적이 제기되었다.
- 이에 따라 국내 자동차 업체들은 사고 피해 규모가 상대적으로 작은 소형차나 쏘카, 그린카와 같은 차량 공유 시스템 위주로 자율주행기술을 도입하고 순차적으로 보급을 확대하려는 전략을 가지고 있다.14
시사점
- 국내외 퍼스널 모빌리티 관련 업체 및 연구소는 1~2인용 소형 이동수단에 자율주행 기술을 활용한 연구를 수행하고 있다. 해외의 경우, 오토바이나 킥보드/차량/카트 등 다양한 형태의 퍼스널 모빌리티에 자율주행 기술을 적용하려는 연구가 진행되고 있다. 한국은 1~2인이 이용하는 소형 자동차를 대상으로 연구하고 있다.
- 특히 퍼스널 모빌리티는 세계시장에서 급속한 성장이 예측되고, 이동의 편리성 및 도심화, 환경오염, 주차 공간의 부족 등 사회문제의 해결책을 제공하고 있기 때문에 향후 전망이 밝다.
- 그러므로 도시의 인구 증가 및 미세먼지 저감 등 사회적 문제에 적극적으로 대응하고, 국내 자율주행 자동차의 도입과 확산을 위해서는 이동성의 장점이 있는 다양한 형태의 1~2인용 퍼스널 모빌리티를 대상으로 단계적으로 자율주행기술을 적용하고 이를 점차 확대 적용하는 방향도 하나의 대안이 될 수 있다.
- 1 KB금융지주 경영연구소(2015), “스마트 모빌리티 현황과 전망”.
- 2서울연구원(2018), “개인교통수단 보급 확대에 따른 대응방향”.
- 3정보통신산업진흥원(2013), “퍼스널 모빌리티 개발 동향”, 주간기술동향 1618호.
- 4도로교통공단(2015), “교통수단의 구분 및 관리에 대한 도로교통법령 개정방안연구”.
- 5경기연구원(2016), “새로운 개인이동교통수단 시대는 이미 시작, 제도적 대응은 미흡”.
- 6 박종준(2017), “개인형 이동수단 관련 법제에 대한 고찰”.
- 7디지털타임즈(2018), “자율주행 사업 속도내는 KT… 언맨드솔루션과 업무 협약”.
- 8조선.com(2018), “현대차, ‘라스트 마일’ 시장 진출..자율주행·퍼스널 모빌리티 사업 모색”.
- 9 이호원(2018), “초소형 전기차를 이용한 개방형 자율주행 플랫폼 개발”, 충북대학교 스마트카연구센터.
- 10데일리시큐(2018), “야마하, 곧 자율주행 오토바이 선보인다”.
- 11앱스토리 매거진(2018), “자율주행 그 이상, 곧 출시될 스마트 모빌리티”.
- 12 IHS(Information Handling Services) Markit은 IHS와 Markit Ltd.가 합병된 세계 정보 제공 업체
- 13한국일보(2018.6.), “완전자율주행기술 도입은 “미국에선 화물차, 한국선 소형차부터””.
- 14한국일보(2018.6.), “완전자율주행기술 도입은 “미국에선 화물차, 한국선 소형차부터””.