자동차 혁신의 다음 단계 중 하나는 스마트폰과 게임 산업에서 영감을 받은 제스처 인식 기술이다. 자동차 산업의 제스처 인식은 아직 초기 단계에 있지만 터치 방식은 이미 소비자들이 스마트폰을 통해 매우 익숙하고 산업 내에서도 상당한 개발, 테스트 및 적용이 이뤄진 상태다. 3D 혹은 에어 제스처(air gesture) 방식의 적용에는 상당한 도전과제가 기다리고 있지만 업계가 크게 주목하고 있다.

우리는 심리스한 연결성의 시대를 살고 있다. 전 세계의 운전자들은 그들의 스마트폰이 세상과 안전하게 연결되고 많은 도움을 주길 바란다. 따라서 자동차는 보다 향상된 편리, 안락함을 운전자들에게 제공하기 위해 내비게이션, 엔터테인턴트, 스마트폰, 미디어 플레이어 등 다양한 소비가전과 긴밀히 연결되고 많은 정보를 흡수해 활용할 수 있도록 혁신되고 있다. 즉, 인포테인먼트 시스템을 통해 전화걸기, 인터넷 접속하기, 소셜미디어 이용, 음악 그리고 그 밖의 다양한 기능들이 효율적으로 통합 관리돼야 한다는 것이다. 그러나 이런 것들은 차에서의 최우선 태스크인 주행에 방해가 돼서는 안 된다는 전제조건이 있다. 연결성과 데이터의 활용은 주행과 동시수행됨에 따라 운전자의 인지부하를 가중시켜 운전부주의를 야기할 수 있다.

따라서 카 메이커들은 안전을 전제로 운전의 경험을 강화하기 위해, 관련 정보를 쉽게 활용하기 위해 차와 운전자 간 새로운 대화를 가능하게 하는 HMI 기술 도입에 적극적이다. 그러나 소위 성숙기술(mature technology)이라 불리는 음성인식도 아직 특정 수준 이상으로 향상되지 않았으며, 심지어 운전자가 느끼는 실망스런 경험(frustrating experience) 중 하나가 되고 있는 실정이다.

운전석 HMI에서 진행 중인 다음 단계의 혁신 중 하나는 스마트폰과 게임 산업에서 영감을 받은 제스처다. 학습곡선 효과를 갖는 이 제스처에 대해 산업 내에는 주로 추가적 2차 입력 기술로 활용되길 바라는 상당수의 기업들이 있다. 예를 들어 니오노드(Neonode)와 같은 신규 플레이어들은 제스처를 차내 소통의 주요 수단으로 만들고 싶어 한다. 제스처 인식 기술은 자동차 산업에서 아직 초기단계에 있다. 방향은 크게 3D 혹은 에어 제스처(air gesture)라 불리는 방식과 터치 식이 있다. 터치 제스처 방식의 경우엔 스마트폰을 통해 이미 사용성이 익숙해져 있고, OEM과 서플라이어들도 상당한 개발, 테스트 및 적용을 마쳤다. 그러나 이제 주목받기 시작한 에어 제스처는 자동차는 물론 소비가전 시장에서도 경험이 부족한 상태다.

연초 CES를 보면, BMW, 아우디, 폭스바겐, 현대자동차, 비스티온 등 카 메이커들과 서플라이어 그리고 니오노드 등 기술 기업들이 그들의 모델에 곧 적용하게 될 몇 가지 혁신적인 제스처 솔루션들을 공개했다.

에어 제스처 또한 CES를 통해 차세대 2차 하이테크 입력 HMI 옵션으로 더욱 유력해졌다. BMW는 전통적 터치스크린 방식에서 벗어나려는 경향을 잘 보여줬다. 스크린 앞에서 에어 제스처 동작으로 전화, 메시지, 이메일 수신, 에어컨 및 오디오 볼륨 강도 조절등 5가지 기능을 동작으로 제어하는 모습을 시현하면서 이 기술이 곧 BMW의 라인업에서 상용화될 것임을 알렸다. 폭스바겐은 야심차게 제스처로 인포테인먼트를 조작하는 ‘Golf R Touch’ 콘셉트 카를 공개했다.

기능은 12.8인치 정전식 터치스크린과 센터 디스플레이 아래의 8인치 햅틱 피드백 스크린과 함께 한다. 폭스바겐은 손가락 수에 따른 제어, 스와이프 방식 제어를 종합했다. 아우디는 스마트폰을 조작하는 것과 같은 터치 동작을 인식하는 기능을 로터리 노브 내 터치패드에 추가했다.


휠 위에서
서플라이어들과 카 메이커들은 혁신에 대한 예산을 증대시키고 있다. 개발 기술 중 하나는 스티어링 휠 위의 터치패드다. 예를들어 현대자동차는 손은 휠 위에, 눈은 도로를 주시하면서 휠 위에서 쉽게 동작으로 인포테인먼트에 접속하고 조작할 수 있는 HMI를 만들었다. 이같은 기술은 2018년 이전에 시장에 론칭될 전망이다. 터치패드 등 HMI가 센터 디스플레이에서 휠로 옮겨지는 것은 주행안전성 때문이다.

에어 제스처는 아직 초기개발 단계에 있지만, 2018년까지 유럽과 북미시장에서 상용화될 것으로 보인다. 그러나 3D 에어 제스처의 경우엔 많은 도전과제를 극복해야해 터치 제스처와 비교해 매우 제한적인 적용이 예상된다. 도전이란 범용적인 제스처 언어의 부족, 제어 가능한 인포테인먼트 애플리케이션 제약 등이다. 제스처 기술의 학습곡선은 OEM 애플리케이션에서 스와이프나 볼륨 조절과 같은 기본적 동작을 수행하는데 사용가능한 제스처에 기반한다. 따라서 OEM은 간단한 동작으로 수행할 수 있는 기능들에만 이 기술을 적용하고 있다.

이 경우 시스템은 제스처가 의도적인지, 그렇지 않은 지를 구분할 수 있어야만 한다. 인식의 실패가 많은 안전 이슈를 낳게 되기 때문이다. 다른 도전과제는 3D 카메라, 센서, 조명과 같은 기술적 컴포넌트들의 배치다. 이들 컴포넌트들은 차 내에 장착돼야 하기 때문에 자연광, 온도와 같은 전형적인 자동차 환경의 요구에 직면하며 운전자에 의해 수행된 행동, 제스처를 인식할 수 있도록 하는 시스템 컴포넌트에 대한 전략적 위치를 찾는 상당히 어려운 작업이 요구된다.



HUD의 활용
니오노드를 통해 가능해진 멀티센싱 스티어링 휠은 적외선 센서가 장착된 스티어링 휠 위에서 제스처로 제어하기 때문에 휠에서 손을 뗄 필요가 없다는 큰 이점을 제공한다. 정보는 헤드업 디스플레이(HUD)나 중앙 디스플레이 또는 사용자의 요구에 따라 적절한 곳에 표시할 수 있다. 이처럼 솔루션은 운전부주의를 저감할 수 있고 효율적 비용으로 차에 통합될 수 있다.

비스티온은 아이트래커(eye tracker), HUD와 제스처 컨트롤 등을 통합한 미래형 멀티모달 HMI 콕핏을 공개했다. 비스테온은 인식을 위해 조금 밝게 함으로써 카메라가 운전자가 무엇을 보고 있는지를 트래킹하고, 요구되는 인포테인먼트 시스템 기능 작동을 위한 제스처를 인식하도록 만들었다. 비스티온은 이 HMI에 대한 멀티모달 접근이 운전부주의 저감에 크게 기여할 것으로 보고 있다.

BMW, 폭스바겐과 같은 메이저 카 메이커들은 에어 제스처 기능을 선보였다. 폭스바겐의 Golf R Touch의 경우 센터 스크린 위에서 제스처로 컨트롤되는 사항에 푸른 빛깔이 나타나 이것이 선택됐음을 알아 볼 수 있게 했다. 운전자는 기어 앞쪽에서 터치, 슬라이드터치, 에어 제스처 등 다양한 제스처 동작으로 시스템을 제어할 수 있다. 예를 들어 슬라이드터치 바에 손을 대고 좌우로 움직이면 볼륨이 조절되고, 공중에서 손을 좌측에서 우측으로 휙 넘기면 다음 음악이 나온다.

선루프 쪽으로 손을 가까이하고 스와이핑 하면 글래스 패널이 열리며, 유사하게 윈도도 열고 닫을 수 있다. 헤드램프의 온오프나 사이드미러의 폴딩도 에어 제스처로 할 수 있다. BMW도 접촉 없이 제스처로 제어하는 기능을 iDrive와 터치스크린에 포함시켰다. 운전자는 기어 레버와 스티어링 휠 사이에서 제스처 동작으로 기능을 수행할 수 있다. 시스템은 태핑, 손가락 회전,스와이핑과 같은 동작을 인식한다. BMW는 에어 제스처가 인포테인먼트 조작에 있어 효율적이고 편리하다고 보고 있다.




에어 제스처 20만 대 규모
제스처 인식 기술은 재규어-랜드로버, 포드, BMW, 아우디, 메르세데스 벤츠, 현대 등 카 메이커와 서플라이어들의 생산비용 저감과 혁신 전략 협업에 따라 향후 적용률이 크게 높아질 전망이다. 지역적으로는 유럽보다 북미시장이 좀 더 우세할 전망이다. 터치 제스처의 경우 이미 2013년 전 세계 480만 대 규모로 인포테인먼트 시스템 애플리케이션으로 사용됐다. 에어 제스처 시장은 2018년 전 세계 5만 1,000대, 2020년 19만 7,000대 시장이 될 것으로 기대된다. 유럽시장은 향후 볼륨 브랜드와 폭스바겐의 성공에 좌우될 전망이다.

새로운 기술의 도입은 모델 당 비용의 증가를 뜻하기 때문에 차량의 최종 가격에 영향을 미친다. 제스처 인식과 같은 기술이 지원하는 주행에 대한 높은 수요와 함께 OEM들은 HMI를 지원하기 위한 최신 기술에 대한 투자와 혁신을 늘리고 있다. CES에서 BMW, 아우디, 폭스바겐, 비스테온, 니오노드 등은 혁신적인 다기능 HMI 솔루션들을 발표했고 1~2년내에 에어 제스처 기술을 도입하고 라인업에 반영할 것이라고 발표했다. 그러나 아직까지 데모된 에어 제스처 솔루션과 편리 기능에서 일반적인 제스처 랭기지가 부족한 상황이다.

영국, 일본과 같이 오른손으로 운전하고 왼손으로 제스처를 수행해야 하는 국가에도 이 기술이 잘 적용될 수 있을지도 의문이다. 인포테인먼트 애플리케이션의 접근성과 같은 도전들과 함께 기술 비용 또한 마찬가지다. 때문에 프로스트앤설리번은 에어 제스처가 다른 터치스크린과 햅틱보다는 주로 2차적 입력 모드로 사용될 수 있다고 보고 있다.

위의 도전들을 반영하는 가능 솔루션은 FIA의 포뮬러 1에서 영감 받은 니오노드의 기술에서 볼 수 있다. 이는 저비용의 적외선 센서를 스티어링 휠 위에 임베디드해 제스처 인식을 실행하고 정보를 HUD에 반영한다. 카 메이커는 터치, 제스처 패드의 스티어링 휠 통합이 잠재적으로 센터 스크린을 필요로 하지 않아 더 안전하고 전체 비용도 줄일 수 있다고 보고 있다.
 

AEM_Automotive Electronics Magazine