자율주행 자동차 개발의 역사 연대별 총정리

인류의 자율주행 자동차 개발의 역사를 연대 별로 총 정리해 보겠습니다. 그 시작인 1920년대부터 2020년대 지금에 이르기까지 각 자동차 개발사들의 발전과 시행착오, 그리고 현재에 이르기까지의 과정을 정리하였습니다. 설명 중에 자율주행 자동차 레벨에 대한 설명도 포함됩니다. 

 

자율주행 자동차 개발 개요

자율주행 자동차의 개발은 1920년대에 시작되었다고 보고 있습니다. 1980년대에 카네기 멜론 대학의 Navlab과 ALV 프로젝트, 그리고 1984년에 메르세데스 벤츠의 Eureka Prometheus 프로젝트 이후 수많은 기업과 연구 기관에서 시도가 시작되었습니다. 거기에 참여한 회사들은 제네럴 모터스, 중국의 자동차 회사들, 오토 리브사, 보쉬, 닛산, 도요타, 아우디, 볼보, 파르마 대학, 옥스퍼드 대학, 구글 등 수없이 많습니다. 그리고 2019년에 미국의 29개 주가 자율주행 차를 허용하는 법을 통과시킴으로써 일반 사용자에게도 현실로 다가오게 되었습니다. 

 

일부 국가에서 아직 법 개정이 논의되고 있고 잡음도 많이 있지만, 유럽의 여러 나라, 벨기에, 프랑스, 이탈리아, 영국에서는 무인 자동차를 활용한 운송 시스템을 운영할 계획이 이미 세워지고 있습니다. 독일과 네덜란드, 스페인도 테스트를 허용한 상황입니다. 

 

벤츠-자동차

1920년대 

1925년에 Houdina Radio Control에서 라디오로 제어되는 American Wonder라는 제품을 시연하였습니다. 이 차량은 송신 안테나에 의해 다른 차량에 탑승한 사람이 라디오 임펄스 신호를 보내서 다른 차량의 움직임을 지시하는 소형 전기 모터에 신호를 전달하는 방식이었습니다. 밀워키 주변 자동차 유통 업체인 Achen Motor에서도 Phantom Auto라는 이름의 프로젝트가 나와 거리에서 시연을 하였습니다. 

 

1930년대

1939년 세계 박람회에서 제너럴 모터스사가 후원한 Norman Bel Geddes의 Futurama 전시회가 있었습니다. 도로에 내장된 회로로 제공되는 전기 기장을 통해서 무선으로 제어되는 전기 자동차를 보여 주었습니다. Bel Geddes는 그의 저서 Magic Motorways라는 책에서 향후의 주간 고속도로 시스템에서는 인간은 완전히 제거되어야 한다는 매우 앞선 주장을 하기도 하였습니다. 그의 기술 발전 예측이 지금 와서는 거의 맞아떨어지고 있는 것입니다.

 

1950년대 

1953년에 RAC Labs에서는 바닥에 그려진 패턴의 전선에 의해 의도되는 자동차 시스템을 성공적으로 만들었습니다. 이후 실제 고속도로에서 실험으로 진행하기로 하였고, 1967년에 성공적으로 증명이 되었습니다. 여러 고속도로에서 포장도로에 묻혀있는 탐지기 회로에 의해 차량과의 존재와 속도를 체크하는 임펄스를 따라 진행하는 방식입니다. 이후 제네럴 모터스 사와 협력하여 추가적인 자동체 모델이 구현되었습니다. 이후 1960년에는 실제 기자들이 자동차를 운전해 볼 수 있도록 허용되기도 했습니다. 제네럴 모터스 사는 운전자가 휴식을 취하는 동안 고속도로 위를 주행하는 전자 가이드 시스템이라고 설명하는 Firebirds를 선보였습니다. 

 

1960년대 

오하이오 주립대학의 통신 및 제어 시스템 연구소는 도로에 내장된 전자 장치로 활성화되는 무인 자동차 프로젝트를 개시했습니다. 프로젝트 책임자는 15년 내에 공공 도로에서 설치될 수 있다고 주장하기도 하였습니다. 1960년대 초에는 공공 도로국에서 실험적인 고속도로 건설을 고려하였고, 여러 주에서 건설을 입찰하였습니다. 영구에서는 도로에 내장된 자기 케이블과 상호 작용하는 무인 Citroen DS를 테스트하였습니다. 기상 조건에 영향받지 않고 속도와 방향의 편차 없이 시속 80마일로 테스트 트랙을 주행하였고, 사람이 제어하는 것보다 훨씬 효과적인 주행으로 기록되었습니다. 1970년대에는 크루즈 컨트롤 장치에 대한 개발이 활발히 이루어졌습니다. 이는 도로 용량을 50%까지 늘리고 사고의 40%를 예방할 것이라는 예측이 나왔습니다. 하지만 이 실험은 1970년대 중반에 철회되기도 하였습니다. 

 

1980년대 

독일에서는 Ernst Dickmanns와 그의 팀이 설계한 메르세데스 벤츠 로봇 밴이 도로에서 시속 39마일로 주행하는 데 성공하였습니다. 그 후 EUREKA는 1987년부터 1995년까지 749,000,000 유로의 Prometheus 프로젝트를 수행하였습니다. 그 사이 미국에서는 DARPA가 자급을 지원하는 자율 토지 구동 차량 프로젝트가 여러 대학교와 미시간 환경연구소 등에서 개발한 신기술을 사용해서 진행되었습니다. ALV 프로젝트는 라이더와 컴퓨터 비전을 활용해서 최초의 고속도로 추종 시연을 성공하였습니다. 시속 19마일로 로봇 차량을 제어하는 자율 로봇 제어였습니다. 1987년에는 최초의 오프로도 지도 및 센서 기반의 자율 주행을 시연하였습니다. 가파른 경사와 협곡, 바위 및 초목 등의 지형에도 불구하고, 2,000 피트 이상을 주행하였습니다. 1989년까지 카네기 멜론 대학에서는 자율주행을 제어하기 위한 신경망 사용 제어 전략의 기초를 수립하였습니다.

 

1990년대 

미국 의회에서는 자동 차량 및 고속도로 시스템을 시연하는 ISTEA 교통 승인 법안을 통과시켰습니다. 수많은 회사와 재단이 참여하여 비용을 분담하여 프로젝트를 진행하게 됩니다. 이는 캘리포니아 샌디에이고의 I-15에 있는 Demo 97에서 절정을 이루었습니다. 자동차, 버스, 트럭을 포함한 20여 대의 자동화 차량이 수천 명의 관객에게 시연되었고, 수많은 언론 보도가 되었습니다. 도요타와 혼다도 참여하여 다른 자동차 제조 업체의 시스템 시연도 요청되었습니다. 하지만 이 프로젝트는 USDOT의 긴축 연구 예산으로 1990년대 후반에 취소되기도 하였습니다.

 

이사이 한국에서는 한민홍 교수가 자율 주행차를 연구하기 시작하였습니다. 그는 서울을 주행하며 초 17km를 주행하는 데 성공하였습니다. 이후 2년 후에는 경부 고속도로를 경유해 서울에서 부산으로 운전하기도 하였습니다. 그의 작업은 한국의 시대상을 앞선 결과입니다. 당시 한국은 철장, 조선 등 중공업에 투자하는 시기였기 때문입니다. 따라서 그를 위한 정부 자금은 삭감되었고, 결국 한국의 자율 주행차 개발이 중단되고 말았습니다. 너무 일찍 시작되는 바람에 시대가 따라잡지 못해서 참 아쉬운 일이 아닐 수 없습니다. 혹자는 한국에서 지원만 할 수 있었다면, 한국의 일론 머스크가 될 수 있었다고 말합니다. 

 

1994년에는 벤츠가, 1995년에는 카네기 멜론 대학에서 진행하는 프로젝트가 각각 620마일, 3,100마일 주행을 하는 성과를 거두었습니다. 독일은 아우토반에서 109마일, 즉 175km/h를 초과하는 속도로 주행하기도 하였습니다. 장거리 테스트에서는 사람의 개입 없이 최대 158km 까지도 주행하는 데 성공하였습니다. 

 

2000년대 

미국 정부는 데모 1, 데모 2, 데모 3으로 알려준 프로젝트로 무인 지상 차량이 바위와 나무를 피하며 오프로드를 주행하는 능력을 보여 주었습니다. 2004년 3월에 개최된 모하비 사막에서의 150마일 주행 코스를 안정적으로 마무리하는 프로젝트를 진행하였지만, 성공하지는 못하였습니다. 2005년 10월 두 번째 DARPA 그랜드 챌린지가 사막에서 열렸습니다. 다음 그랜드 챌린지 3은 도시 환경에서 열렸고, 카네기 멜론 대학의 2007 Chevy Tahoe 자율 주행 차가 1위를 차지했습니다. 2006년 1월에는 영국에서 2056년까지 RFID 태그가 붙은 무인 자동차가 생길 것이라고 예측하는 보고서를 공개하였습니다. 

 

자율주행 자동차는 각종 채굴에도 사용되었습니다. 세계 최초로 상용 자치 광산 운동 시스템에 활용된 자율 견인력 시스템이 있었습니다. 사람들의 건강, 안정성, 생산성 측면에서 이점이 있다고 보고, 무인 트럭을 대폭 확장하는 계약이 체결되기도 하였습니다. 

 

2010년대 

제너럴 모터스, 포드, 메르세데스 벤츠, 폭스바겐, 아우디, 니산, 도요타, BMW, 볼보를 비롯한 많은 자동차 완성차 업체에서 무인 시스템을 테스트 중입니다. 2010년에 Audi는 무인 차량을 경주 속도에 가까운 모습으로 보여 주었습니다. 각 차량 업체마다 다양한 기술과 다양한 환경에서 많은 시연을 하는 시기였습니다. 이탈리아의 VisLab에서는 파르마 교수가 이끄는 팀에 의해, 최초로 대륙간 토지 이동을 하는 테스트를 수행하였고, 이탈리아 파르마부터 중국 상하이 엑스포까지 4대의 전기 밴이 100일 여행을 진행하였습니다.

 

주행 기능 외에도 적응형 크루즈 컨트롤, 차량 간 거리를 인식하고 반응하는 시스템, 차선 유지 지원 기능, 차선 변경 모니터링 기술, 주차 지원 기능 등 다양한 보조 운전 기능도 개발되었고 적용되었습니다. 2014년 구글은 비밀 실험실 X에서 제작된 100개의 자율 주행 프로토타입 차량을 향후 2년 네에 공개할 계획이라고 발표하였습니다.

 

그리고 2014년에는 대망의 테슬라 모터스가 첫 오토 파일럿 프로그램을 발표하였습니다. 여기에 장착된 거은 모델S 차량이고 신호 이미지 인식 기반으로 자율 조향과 제동/속도 제한 조정이 동작하였습니다. 또한 자동 SW 업데이트 기능으로 고객은 지속적으로 업데이트된 향상된 기능을 제공받을 수 있게 되었습니다. 테슬라는 테슬라의 모든 차량이 SAE 레벨 5 수준에서 동작하는 하드웨어로 제작되었다고 말하고, SW 업데이트를 통해 지속적으로 개선될 것이라고 발표합니다. 하드웨어는 전방 레이더와 8개의 서라운드 카메라, 12개의 초음파 센서가 포함되어 있습니다. 테슬라는 2017년까지 완전 자율주행을 가능하게 할 것이라고 하였지만, 지금 이 시점까지 이루어지지는 않았습니다. 

 

2014년에 자동차 표준화 기구인 SAE International에서 완전 수동부터 완전 자동까지에 이르는 6단계의 분류 시스템을 발표하였습니다. 

 

2020년대 

2020년대에는 자동화 자동차와 관련된 규정들이 나타나게 됩니다. 규정 EU 2019/2144 는 2019년에 정의되어 2022년부터 모든 유럽에서 생성되는 자동화 차량에 적용되는 규정입니다. ALKS 규정은 2020년에 정의되었고, 2021년부터 일본에서 적용됩니다  2021년 3월 혼다는 일본 정부로부터 자율주행 기술 안전 인증을 받은 승인된 Level 3 장비 장착 차량 100대를 일본에 임대하기 시작하였습니다. 운전자는 합법적으로 도로에서 눈을 떼는 것이 허용되는 수준입니다. 메르세데스 벤츠사는 2021년에 60km/h 대의 레벨 3 자율주행이 가능하다고 하고 있습니다. 

 

인텔에 인수된 모빌아이 (Mobileye) 사는 독일 뮌헨에서 우수한 회전과 차량 추월 기술을 선보였습니다. 

현대자동차 자율주행의 경우 2022년에 레벨 3의 자율주행 차량을 출시할 예정이라고 발표하였습니다. 

자율주행의 기술 발전화 함께 자율주행 관련주 주식도 높은 성적을 거두고 있습니다.