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자율주행 자동차의 상용화, 레벨, 단계 및 각국의 발전 정도

by 햇살 담은 하루 2024. 11. 21.

1. 서문

자율주행은 과거에는 공상 과학 소설 속에서나 가능하다고 여겨졌으나, 이제는 자동차 산업을 변화시키는 흥미로운 현실이 되었습니다. Tesla, Waymo, General Motors와 같은 기업들은 자율주행 기술 개발을 선도하며 운전자들에게 전례 없는 편리함과 안전을 약속하고 있습니다. 그러나 이러한 발전이 유망한 만큼, 사용성, 한계, 그리고 개선 가능성에 대한 질문도 제기됩니다. 이 글에서는 다양한 기업들이 자율주행을 어떻게 형성하고 있는지, 운전자들에게 실질적으로 어떤 이점을 제공하는지, 그리고 그 한계점을 깊이 탐구해보겠습니다.


2. 자율주행 혁명을 이끄는 주요 기업

완전 자율주행 차량을 선보이는 Waymo

Alphabet(구글 모회사)의 자회사인 Waymo는 Level 4 및 Level 5 자율주행차량 개발의 최전선에 서 있습니다. 피닉스와 같은 도시에서 운영되는 Waymo One 프로그램은 안전 운전자가 없는 완전 자율 택시 서비스를 제공합니다. Waymo의 최첨단 LiDAR, 레이더, 카메라 시스템은 차량이 복잡한 도시 환경을 탐색할 수 있도록 돕습니다. 이로 인해 운전자는 직접 차량을 조작하지 않고도 버튼 하나로 이동 서비스를 호출하는 미래를 기대할 수 있게 되었습니다.

Alphabet(구글 모회사)의 자회사인 Waymo 자율주행차

운전자의 역할을 재정의하는 Tesla

Tesla의 Autopilot과 Full Self-Driving(FSD) 패키지는 완전한 자율주행보다는 고급 운전자 보조 시스템에 초점을 맞추고 있습니다. Tesla는 여전히 Level 2~3의 자동화 수준에 머물러 있지만, 고속도로에서의 핸즈프리 주행과 자동 주차 기능 등으로 널리 알려져 있습니다. Waymo와 달리 Tesla는 운전자를 여전히 주도적인 역할로 두며, 신경망과 OTA(무선 업데이트)를 통해 기능을 지속적으로 개선합니다. Tesla 운전자들에게 이 기술은 편리함과 더불어 추가적인 안전성을 제공하지만, 항상 주의를 기울여야 한다는 조건이 따릅니다.

테슬라 모델 3 하이랜드

도심 이동성에 집중하는 General Motors와 Cruise

GM의 Cruise 부문은 도심 내 이동성, 특히 차량 공유 시장에 초점을 맞추고 있습니다. 운전대와 페달이 없는 Cruise Origin은 GM이 교통 혼잡을 줄이고 교통 접근성을 개선하려는 의지를 보여줍니다. 이 접근 방식은 차량 공유 모델에 더 적합하지만, 미래에는 개인 소유 모델로도 확장될 가능성을 열어 운전 경험에 새로운 동력을 제공합니다.

GM의 Cruise


3. 자율주행이 운전자에게 제공하는 편리함

스트레스 없는 통근과 주차

자율주행 기술의 가장 큰 장점 중 하나는 일상 통근에서의 스트레스 감소입니다. Mercedes-Benz와 Tesla 같은 자동차의 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 자동 주차 기능은 운전자에게 반복적인 작업의 부담을 덜어줍니다. 자율주행 시스템은 교통 체증을 처리하고, 안전 거리를 유지하며, 주차 공간을 찾아 시간을 절약하고 노력을 줄여줍니다.

<벤츠자율주행전기차> Mercedes-Benz F015
<벤츠자율주행전기차> Mercedes-Benz F015 실내

향상된 안전 기능

자율주행 차량은 운전자 실수로 인한 사고 위험을 크게 줄일 수 있다고 주장됩니다. 첨단 센서와 알고리즘은 인간 운전자보다 더 빠르게 위험을 예측하고 대응할 수 있습니다. 예를 들어 Tesla의 Autopilot은 실제 사고 상황에서 충돌을 회피한 사례로 인정받았습니다. 이러한 기술은 특히 긴 여행이나 악천후 조건에서 운전자들에게 안도감을 제공합니다.

Tesla의 Autopilot 기술

접근성 및 포용성

자율주행 차량은 운전이 어려운 노인이나 장애인들에게 이동성을 향상시킬 가능성이 있습니다. Waymo의 완전 자율 택시는 이러한 시스템이 더 많은 사람들에게 이동 솔루션을 제공할 수 있음을 이미 입증했습니다. 이러한 편리함은 개인적인 사용뿐 아니라 공유 서비스에서도 확대되어 더 넓은 대중에게 혜택을 제공합니다.


4. 자율주행 기술의 한계와 도전 과제

신뢰성과 실제 성능

자율주행 시스템은 통제된 환경에서 뛰어난 성능을 보이지만, 예측할 수 없는 현실 세계 조건에서는 여전히 어려움을 겪습니다. 악천후, 공사 구간, 복잡한 도심 환경은 가장 진보된 시스템조차 혼란스럽게 만들 수 있습니다. 운전자는 여전히 경계 상태를 유지하며 필요 시 차량을 제어해야 하는데, 이는 이러한 기술이 약속하는 편리함을 다소 감소시킵니다.

비용과 접근성

고급 자율주행 기능은 종종 높은 가격표가 붙어 있습니다. 예를 들어 Tesla의 FSD 패키지는 차량 가격 외에도 수천 달러의 추가 비용이 듭니다. 이러한 비용 장벽은 평균 소비자가 자율주행 기술을 접하는 데 제약을 주며, 보급을 제한합니다.

2024년 4월 12일 - 테슬라, 미국과 캐나다에서 FSD 구독료 99달러로 인하하였습니다.

Tesla의 FSD 패키지

풀 셀프 드라이빙 컴퓨터 설치 | Tesla 지원 대한민국

 

Full Self-Driving Computer Installations | Tesla Support South Korea

현재 Tesla 차량은 완전히 자율적이지 않고 운전자의 적극적인 감독이 필요하지만, 풀 셀프 드라이빙 구현 기능 컴퓨터는 비용 또는 주행 가능 거리에 영행을 미치지 않으면서도 새로운 수준의

www.tesla.com

윤리적 및 법적 고려사항

자율주행은 사고 시 책임이 누구에게 있는지에 대한 윤리적 딜레마와 법적 문제를 야기합니다. 운전자, 제조사, 소프트웨어 개발자 중 누구의 책임인지 명확하지 않습니다. 또한, 차량이 원활히 작동하기 위해 지속적으로 데이터를 수집해야 하므로 개인정보 보호 문제도 우려됩니다. 이러한 이슈들은 잠재 사용자들에게 망설임을 일으키고, 규제 승인을 지연시킬 수 있습니다.


5. 자율주행 자동차의 레벨

자동차 엔지니어 협회 SAE(Society of Automotive Engineers)에서 정의한 자율주행 단계는 0단계부터 5단계까지 나뉘며, 6단계의 자율 주행 기술 수준을 정의하고 있습니다. SAE가 제시한 자율주행 기술 6단계 레벨은 '미 연방 교통부'가 그대로 채택하였고 이는 자율주행 차량의 발전과 가능성을 이해하는 데 중요한 지표입니다.

0단계에서 2단계: 운전자 보조 기능 강화

0단계부터 2단계까지는 운전자가 차량 제어를 전적으로 책임지는 단계입니다.

 

0단계는 자율화가 전혀 없는 상태로, 차량은 완전히 운전자 입력에 의존합니다.

 

1단계에서는 어댑티브 크루즈 컨트롤이나 차선 유지 보조와 같은 기능이 등장하며,

운전자가 차량을 제어하면서도 기본적인 지원을 받을 수 있습니다.

 

2단계는 부분적인 자율화를 도입하여 차량이 조향(주행방향 조정, 깜빡이 등)과 가속을 동시에 관리할 수 있습니다.

Tesla의 Autopilot이 이에 해당합니다. 하지만 운전자는 항상 주의를 기울이며,

필요 시 즉시 차량을 제어할 준비를 해야 합니다. 이 단계는 편리함을 제공하지만, 여전히 운전자의 감독이 필수적입니다.


3단계에서 4단계: 완전 자율로의 전환

3단계, 즉 조건부 자율화는 중요한 전환점입니다. 차량이 교통 상황과 같은 일부 결정을 내릴 수 있지만, 복잡한 상황에서는 여전히 운전자의 개입이 필요합니다. Honda의 Legend는 특정 조건에서 3단계 기능을 제공하는 사례입니다.

 

4단계는 높은 수준의 자율화를 의미합니다. 이 단계에서 Waymo의 완전 자율 택시와 같은 차량은 특정 통제된 환경에서 독립적으로 운행할 수 있습니다. 운전자는 특히 지도된 도시 지역에서 차량에 대한 조작 없이 편안한 경험을 할 수 있지만, 이 기술은 여전히 특정 장소와 조건에 따라 제한됩니다.


5단계: 완전 자율주행

5단계 자율화는 궁극적인 목표로, 인간의 개입이 전혀 필요 없는 차량을 의미합니다. 이러한 차량은 운전대나 페달이 없으며, 어떤 조건에서도 모든 운전 작업을 스스로 처리합니다. Waymo와 GM과 같은 기업들이 이 단계를 목표로 기술 개발에 힘쓰고 있지만, 완전히 운영 가능한 5단계 차량은 여전히 미래의 비전으로 남아 있습니다.

 

이 단계는 운전이 불가능한 고령자나 장애인들에게 원활한 이동성을 제공하며, 이동의 보편적 접근성을 약속합니다.

그러나 법적 규제 및 경제적 부담과 같은 과제를 해결해야 5단계 자율주행이 현실화될 수 있습니다.

 

최종 단계 정리

레벨 0 : 자동 긴급 제동, 사각 지대 경고, 앞차 출발 시 경고
레벨 1 : 레인 이탈 방지 또는 운전 상황 적응형 크루즈 기능
레벨 2 : 레인 이탈 방지 그리고 운전 상황 적응형 크루즈 기능

차량이 조향(주행방향 조정, 깜빡이 등)과 가속을 동시에 관리
레벨 3 : 교통 정체 구간 시 자율 주행 가능. traffic jam chauffeur, 교통 정체 (운전) 기사라는 표현을 쓴다.
교통 정체시 방향 전환 없이 앞차를 단순히 따라가면 되기 때문에 초보 수준의 자율 주행 기술
레벨 4 : 지역 무인 택시 (local driverless taxi), 가속 페달이나 운전대가 없을 수도 있다.
레벨 5 : 모든 조건에서 운행 가능한 완전한 수준의 자율 주행


6. 각 국가별 발전 수준과 법적 규제 분석

1) 미국: 혁신을 선도하는 국가

미국은 자율주행 기술의 최전선에 서 있습니다. 이는 Waymo, Tesla, GM과 같은 대형 기술 기업들 덕분입니다. 운전자들은 Tesla의 Autopilot과 같은 반자율 기능을 통해 차선 유지나 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같은 작업이 자동화되면서 운전 경험이 이미 개선되고 있습니다. 자율주행 차량의 테스트와 배치는 애리조나, 텍사스, 캘리포니아 등 여러 주에서 활발히 이루어지고 있습니다.

그러나 미국의 규제는 분열되어 있습니다. 각 주마다 자율주행 차량에 대한 규정이 달라 일관성이 부족합니다. 예를 들어, 캘리포니아는 자율주행 시스템의 발전에 대한 상세한 보고를 요구하는 반면, 애리조나는 더 유연한 규제 환경을 제공합니다. 연방 차원에서는 NHTSA(미국 도로교통안전국)가 의무 규정 대신 권고 지침을 제공합니다. 이러한 단편적인 접근 방식은 지역에 따라 운전자들이 직면하는 법적 책임과 안전 보장이 크게 달라질 수 있음을 의미합니다.


2) 유럽: 규제와 안전 중심의 접근 방식

유럽에서는 자율주행 기술 도입이 더디지만, 매우 엄격한 규제를 통해 안전과 대중의 신뢰를 우선시하고 있습니다. 독일은 이 분야의 선두주자로, 통제된 조건 하에서 Level 4 자율주행을 최초로 승인한 국가입니다. 유럽의 운전자들은 특히 BMW와 메르세데스-벤츠와 같은 럭셔리 브랜드 차량을 통해 고급 반자율 시스템(예: 고속도로 자동 주행 기능)을 경험할 수 있습니다.

EU(유럽연합)는 엄격한 안전 및 책임 기준을 설정하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. EU의 자율주행 시스템(ADS) 프레임워크는 자율주행 차량이 배치되기 전에 엄격한 테스트를 거치도록 합니다. 이러한 규제는 운전자들에게 명확성과 안전을 제공하지만, 동시에 고급 기능의 출시를 늦추는 결과를 가져옵니다. 예를 들어, 국가 간 법률의 일관성이 부족해 서로 다른 규정을 가진 국가를 오가는 운전자들에게 불편을 초래할 수 있습니다.


3) 아시아: 빠른 성장과 독특한 도전 과제

아시아는 중국, 일본, 한국과 같은 국가들이 주도하면서 자율주행 기술 혁신의 중심지로 빠르게 부상하고 있습니다. 중국의 바이두와 Pony.ai와 같은 기업들은 자율주행 기술을 선도하고 있으며, 베이징과 상하이와 같은 도시에서는 대규모 로보택시 서비스를 이미 테스트하고 있습니다. 이는 특히 도시 지역의 운전자들에게 완전 자율 이동성의 미래를 조기에 엿볼 수 있는 기회를 제공합니다.

일본과 한국에서는 Toyota와 Hyundai와 같은 자동차 제조업체들이 자율주행 시스템을 스마트 도시와 통합하는 데 중점을 두고 있습니다. 이들 국가는 고령화 인구와 같은 사회적 문제를 해결하기 위해 고령 운전자들을 지원하는 맞춤형 기술을 개발하고 있습니다. 규제는 중앙 집중화되어 있어 일본의 Level 3 자율주행 시스템인 Honda Sensing Elite과 같은 기술이 더 빠르게 승인되고 있습니다. 그러나 대중의 회의적인 시각, 사이버보안 문제, 인프라 부족 등은 여전히 도전 과제로 남아 있습니다. 이 지역의 운전자들은 법적 및 기술적 환경이 실시간으로 빠르게 변화하는 상황에 적응해야 합니다.

Toyota 자율주행 자동차 모델
Hyundai (혼다) 자율주행 자동차 모델

혼다 레전드, 자율주행 ‘레벨3’ 지원하긴 하는데.. < 월드 뉴스 < 뉴스 < 기사본문 - 오토뷰 (autoview.co.kr)

 

혼다 레전드, 자율주행 ‘레벨3’ 지원하긴 하는데..

혼다는 레전드의 자율주행 시스템을 위해 2개의 전면 카메라, 볼 라이더 센서 5개, 레이더 센서 12개를 탑재시켰다. 여기에 다른 운전자로 교체할 수 있는지를 판단하기 위해 드라이버 모니터링

www.autoview.co.kr

현대 - 자율주행 자동차 + 웨이모(Waymo)

현대차-웨이모, ‘완전 자율주행’ 택시 운영 추진 (naver.com)

 

현대차-웨이모, ‘완전 자율주행’ 택시 운영 추진

현대자동차가 미국의 자율주행기업 웨이모와 함께 완전 자율주행 기술을 구현한 택시 서비스 운영을 추진하기로 했습니다. 현대자동차는 오늘(4일) 웨이모와 전략적 파트너십을 체결하고, 웨이

n.news.naver.com


4) 정리

미국은 혁신이 강하지만, 분열된 규제가 운전자들에게 혼란을 초래할 수 있습니다. 유럽은 안전을 강조하며 체계적인 접근 방식을 취하지만, 종종 느린 구현 속도가 단점으로 작용합니다. 아시아는 중앙 집중화된 정책의 지원 아래 빠르게 발전하고 있지만, 인프라와 대중 신뢰 문제를 해결해야 하는 과제를 안고 있습니다.


7. 결론

자율주행 기술은 우리가 교통수단을 인식하는 방식에 있어 획기적인 도약을 보여줍니다. Waymo, Tesla, General Motors와 같은 기업들이 한계를 넘어서며 운전자들에게 새로운 편리함과 안전성을 선사하고 있습니다. 그러나 완전한 자율주행까지의 여정은 여전히 신뢰성, 높은 비용, 미해결된 윤리적 문제와 같은 장애물이 산재해 있습니다.

이러한 도전에도 불구하고 지금까지의 진보는 분명히 인상적이며, 자율주행 차량이 우리 곁에 다가오는 날은 그리 멀지 않았습니다. 앞으로 혁신과 실용성 사이에서 균형을 맞추는 것이 중요하며, 이를 통해 자율주행 기술이 일상 통근자부터 소외된 지역사회까지 모든 이에게 혜택을 줄 수 있기를 기대합니다. 당신은 자율주행 차량의 시대를 받아들일 준비가 되었나요?

완전 무인 미 자율주행 택시 타보니 "느리지만 사고 걱정 없어" [MBN 뉴스센터] (youtube.com)

웨이모의 로보택시

"생각보다 아찔아찔한데요"…국내 첫 자율주행 택시, 오늘 밤부터 운행 시작 / SBS 8뉴스 (youtube.com)

국내 자율주행 택시