1980년대 인기를 끈 외화인 ‘전격Z작전’에는 인공지능을 가진 ‘키트’라는 무인 자동차가 나온다. ‘키트’는 인공지능을 가졌기 때문에 스스로 달리기도 하고 멈추기도 하면서 주인이 부르기만 하면 어디서든 달려와 문을 열어주기도 하는 살아있는 자동차였다. 몇 년 전까지만 해도 ‘키트’ 같은 무인자동차는 SF영화에서나 나오는 꿈같은 이야기였다. 지난해 인터넷 검색엔진 회사인 ‘구글’은 무인자동차를 만들어 시험 운행에 성공했다. 국내에서는 무인자동차의 대한 탁월한 성과를 도출하며 주목받고 있는 국민대학교 무인차량연구실(지도교수 김정하/자동차기술연구소장)이 있다.

뛰어난 기술력으로 다양한 연구 수행

국민대 무인차량연구실은 단순한 무인차량을 넘어선, 스스로 환경 및 위치를 인식하고 목적지까지 최적의 경로를 생성해서 이동하며, 위험 상황을 인식해 회피하고 더 나아가 다양한 미션을 수행을 할 수 있는 무인자율주행차량 연구에 주력하고 있다. 더 나아가 연구실은 이를 상용화시키기 위한 연구를 진행하고 있으며, 구체적으로 살펴보면, 우선 일반 도로가 아닌, 공장, 공원 등 정형화된 시설에서 특정 미션을 수행하며 운영될 수 있는 무인자율주행차량에 대한 연구이다. 다음으로 무인차량이 단독으로 자율 주행하는 것이 아니라 인프라에 설치된 센서들을 통해서 획득되는 정보까지 융합하여 안정적인 자율주행이 가능하도록 하는 기술이다.

또한 무인자율주행차량에 포함된 세부 기술들을 별도의 모듈로 만들어 지능형 차량 등에 적용할 수 있도록 하는 연구다. 마지막으로 상용화를 위해서 기본적으로 현재 사용하고 있는 고가의 센서들을 저가형 센서로 대체하면서 성능은 유지할 수 있는 연구를 진행하고 있다. 하지만 실질적으로 저가의 센서를 사용하는 것이 더 어려운 기술이며, 소요되는 연구비도 더 많다. 이에 연구실은 처음부터 저가의 시스템을 개발하기보다는 성능이 입증된 고가의 센서들을 사용해 일정 이상의 성능을 보장할 수 있는 알고리즘을 개발하고, 그 데이터를 기준삼아 단계별로 저가의 센서들을 적용하여 알고리즘 및 시스템을 업데이트하고 있다. 무엇보다도 연구실은 선행 연구를 우선시 하고 있으며, 장시간 장거리 자율주행이 가능한 무인자율주행차량을 개발하는데 역량을 집중하고 있다.

불과 8년 전만 하더라도 국내에서 무인자동차에 대한 연구는 활성화되어 있지 않았으나, 2004년 미국에서 무인자동차 대회(DARPA Grand Challenge)가 열리면서 국내에서도 이제는 무인자동차에 대한 연구를 시작해야 된다는 목소리가 나오기 시작했다. 그 전까지 내부적으로 관련 연구를 진행하던 무인차량연구실은 대기업 방산업체가 무인자동차에 관한 프로젝트를 제안한 것을 시작으로 무인자동차와 관련한 많은 프로젝트들을 수행하게 되었다. 연구실은 국방 분야에서 무인자동차 관련 연구를 선도해나갔으며, 내부 연구를 통해 축적된 노하우와 비전을 공유하여 국방과학연구소와 무인자동차의 자율주행 알고리즘 개발 프로젝트에 참여했다. 그 후 다른 대기업 방산업체와 지속적으로 무인자동차 개발에 관한 프로젝트를 진행하였으며, 연구실의 입지를 굳히기 시작했다.

3~4년 전부터는 방산업체뿐만 아니라 민수분야에서도 연구에 대한 제안이 들어오기 시작했다. 연구실은 무인자동차 전 단계인 지능형 자동차 분야와 놀이공원과 같은 특정 지역에서 운영되는 무인로봇등과 같은 과제에도 참여했으며, 2010년에는 지식경제부주관의 5개년 과제를 수행하고 있다.
김정하 교수는 “무인자율주행차량을 현실화하기 위해서는 기본적으로 전제돼야 하는 것이 어떠한 환경 및 조건에서도 안정적인 운용이 될 수 있는 강인성입니다. 연구실은 현장 중심의 연구를 중시하고 있으며, 많은 시간을 다양한 환경과 조건들에서 직접 테스트하면서 성능을 개선하고 검증하고자 노력하고 있습니다. 저희 연구실에서 행하고 있는 많은 실험과 분석은 성공적인 연구를 실현하기 위한 핵심입니다”라고 전했다.

확신을 가지고 연구를 개척하다

무인차량연구실은 국민대학교 자동차공학전문대학원에 소속된 연구실로, 17년의 역사를 가지고 있다. 김정하 교수가 20여 년 전 미국에서 공부를 마치고 한국에 돌아왔을 때, 한국의 로봇 연구 수준 및 환경은 미국과 비교해 매우 열악한 상황이었다. 미국에서 로봇에 대한 긍정적인 미래를 예측한 그에게는 분명 국내에도 그러한 날이 올 것이라는 확신이 있었다. 그 후 국민대에서 그 꿈을 실현시키기 위한 도전을 시작하였고, 그 시작은 현재 무인차량연구실의 모태가 되었다.

김 교수는 “우리의 연구가 이렇게 관심을 갖게 된 것은 불과 5년이 채 되지 않았습니다. 미래를 위한 연구였기에, 그만큼 오랜 시간동안 쉽지 않은 길을 걸어올 수밖에 없었습니다. 하지만 젊은 시절 미국에서 본 로봇의 미래가 너무도 확실하였기에 결코 포기하지 않고 한 길만을 지금까지 걸어왔습니다. 이렇게 연구에 몰두하다보니 이제는 우리의 모습이 제가 보았던 그 미래의 모습을 앞서고 있는 것 같아 보람을 느낍니다”라고 밝혔다. 현재 석겧迷?과정 학생 20명으로 구성되어 있는 무인차량연구실은 높은 수준의 독자적인 자율주행 기술을 보유하고 있는 연구실로 성장하였으며, 연구실에서 개발한 무인차량은 10대가 넘는다. 앞으로 연구실은 무인자동차만의 연구를 넘어선 자동차, 비행기, 잠수정 등 다양한 플랫폼의 무인차량(Unmanned Vehicle)에 대한 연구와 ITS와 결합한 무인자동차 그리고 다수의 무인자동차 운영 시스템 등의 연구를 계획하고 있다.

무인자동차의 시대 앞당겨

무인차량연구실의 성과 밑바탕에는 탄탄한 팀워크 또한 한 몫을 담당하고 있다. 연구실 팀원들은 같은 목표를 지향한다는 공감대를 통해 서로 존중하고 격려하면서 연구실 분위기에 활력을 불어 넣고 있다. 김정하 교수 역시 학생들에게 뜻 깊은 비전을 제시하면서 연구 의욕을 고취시키고 있다. 그는 학생들이 세상을 변화시킬 수 있을 만큼 위대한 과학자가 되거나 재력가가 되기보다는 자신만의 뚜렷한 비전을 품고 살아가기를 희망한다. 그는 “인생에 있어서 가장 젊고 열정적인 이 시기에 연구실에 들어온 학생들은 연구를 수행하면서 분명 힘든 점에 부딪히기도 할 것입니다. 하지만 가능성이 있는 ‘무인자동차’라는 꿈에 도전하고 그 안에서 공부와 연구의 즐거움, 더 나아가 지식에 대한 사명감까지 느낄 수 있는 존경받는 과학자가 되었으면 좋겠습니다”라고 뜻을 내비쳤다.

김 교수에게 국내 무인자동차 기술의 한계와 발전방향에 대해서 묻자 그는 우선 무인자동차에 필수적으로 사용되는 하드웨어들이 대부분 수입제품이라는 한계점을 지적했다. 그 결과 개발 비용도 높아질 수밖에 없으며, 독자적인 기술 개발이 어려워질 수밖에 없는 상황에 이르렀다. 또한 기술 외적인 문제점도 지적했다. 국내에서 무인자동차 연구자들 개개인의 능력은 다른 선진국과 비교해 결코 뒤쳐지지 않는다. 그러나 무인자동차는 여러 시스템이 서로 유기적으로 결합된 특징으로, 다른 분야의 연구자들과 기술을 공유하고 융합하고자하는 마인드가 필수적이다. 하지만, 국내의 사회분위기와 구조가 이를 뒷받침해주지 못하고 있는 실정이다. 그는 “국내의 무인자동차 기술 수준이 성장하기 위해서는 높은 수준의 알고리즘 개발도 중요하지만, 기본적인 하드웨어 기술에 있어서 국산화를 하는데 집중해야 합니다. 또한 연구 기관 및 연구자들이 우수한 기술들을 서로 공유하고 융합할 수 있는 구조와 마인드를 갖추어야 할 것입니다”라고 강조했다.
이제 무인자동차 시대는 우리 눈앞에 다가왔다. 무인자동차의 꿈을 실현시키는데 선두적인 역할을 하고 있는 국민대 무인차량연구실. 그들의 소중한 또 하나의 결실이 우리에게 기분 좋은 소식으로 전해질 날은 그리 머지않아 보인다.