다수의 국내 자율주행 실도로 실증 프로젝트를 총괄했던 한국자동차연구원의 권성진 박사가 1년 전 영남대학교로 자리를 옮기며 후학양성에 나섰다. 이제 권 교수의 새로운 미션은 무엇인지, 관련 인재 양성에는 어떤 컨셉과 목표로 임하는지, 또 모라이란 스타트업과는 어떻게 연결되는지 궁금했다. 

글 | 한상민 기자_han@autoelectronics.co.kr














“네?! 권성진 교수님이요?
혹시 한국자동차연구원(Korea Automotive Technology Institute, KATECH) 센터장님 아니셨나요?
언제 영남대로 가셨데요?”

지난해 자율주행 인재 육성을 위한 여러 경진대회 소식에 귀 기울이면서 “학생들과 자율주행 이야기를 한번 쓰고 싶다”는 생각에 ‘국제 대학생 EV 자율주행 경진대회’, ‘서울 버추얼 자율주행 챌린지’, ‘샤크(SHARK) 자율주행대회’ 등에 가상 테스트 기반(자율주행 시뮬레이션 플랫폼)을 제공한 토종 자율주행 시뮬레이션 스타트업 모라이(MORAI)에 연락을 취했다. 그런데 얼마 지나지 않아 영남대학교 미래자동차공학과의 권성진 교수를 만나는 것은 어떨까란 ‘역제안’을 받았다. 

권성진 교수는 지난해 3월까지 KATECH에 근무하며 ‘미래차 디지털 융합산업 실증 플랫폼 구축’, ‘자율주행 기록장치 데이터 추출 및 분석 시스템 개발’, ‘5G 기반 자율주행 융합기술 실증 플랫폼’ 등 여러 국가 자율주행 프로젝트의 수퍼바이저를 맡았던 자율주행 전문가다. 기계공학을 전공하고 KATECH에서 2006년부터 17년간 차량동역학 및 제어, 자율주행 융합시스템, 자율주행 실도로 실증 기술 등 여러 분야의 많은 프로젝트에 참여하며 폭넓은 경험과 노하우를 쌓았다. 
자율주행 관련 권 교수의 새로운 미션은 무엇인지, 관련 인재 양성에는 어떤 컨셉과 목표를 갖고 임하는지, 또 모라이란 시뮬레이션 회사와는 어떻게 연결되는지 궁금했기 때문에 학생들을 보고 싶어 한 것만큼 좋은 방향이 될 수 있다고 생각했다. 





교수실에 들어가니 좌측 벽면에 열려 있는 문 안쪽 쌍둥이 사무실에 서너 명이 담소를 나누고 있었고, 그중 ‘미래소년 코난’의 라오 박사만큼 큰 키의 남자가 권 교수란 것을 쉽게 알 수 있었다. 학생들 뒤로 커다란 상장(자율주행 대회), PC 모니터 안의 가상도시, 책상 위의 실물 스케일카들이 보였다.



기계공학과 자율주행 

‘웬 캠퍼스가 이렇게 크지? 랩도 상당한 것 같은데…’란 생각을 하면서 도착한 영남대 자동차관. 
노크를 해도 답이 없는 교수실에 일단 들어가니 좌측에 살짝 열려 있는 문 안쪽 쌍둥이(twin) 사무실에 서너 명이 담소를 나누고 있었고 그중 ‘미래소년 코난’의 라오 박사만큼 큰 키의 한 남자가 권 교수란 것을 단박에 알 수 있었다. 학생들 뒤로 커다란 상장(자율주행 대회)이 눈에 띄었고, PC 모니터 안의 가상도시, 책상 위의 실물 스케일카들이 보였다. 

“교수님과 제자들, 그리고 모라이까지, 오늘 어떤 자율주행 이야기를 해 주실지 정말 궁금합니다”라고 말하자, 권 교수는 자리를 옮겨 그의 젊은 시절부터 들려주기 시작했다. 몇 분 내에 이 이야기가 어떻게 연결될지 대략 가늠할 수 있었다. 

“제가 석사까지는 전공이 섀시 제어인데 박사 과정에서 자율주행을 연구했어요. 그러니까 제 전공은 자율주행이에요. 근데 학위를 취득하고 KATECH에 들어갈 무렵은 누구도 자율주행을 하지 않던 때였죠.” 

그의 석사 논문은 브레이크 시스템 제어, 2005년의 박사 논문은 V2X 개념까지 포함하는 자율주행 시스템에 대한 것이었다. 상당히 앞선 셈이다. 그 무렵 미국에선 막 DARPA 그랜드 챌린지(2004)가 처음 열렸고(모두 완주에 실패), 자동차 시장에서는 적응형 순항제어(ACC) 시스템 보급이 늘고 있었지만, 우리나라엔 이런 시스템에 대한 연구, 관련 법규가 없었다. 예를 들어 메르세데스 벤츠가 국내 도입 시 관련 기능을 봉인할 때였다. 

“우리 업계의 고민은 품질과 신뢰성이었어요. 초기 품질(IQS)은 선진 OEM을 따라잡았지만, 주행거리가 50,000, 100,000 km 이후인 내구품질(VDS)이 좋지 않아 고장 대책, 부품 수명 연장이 중요하던 때였죠. 이런 때에 자율주행을 연구하고 왔다니까 면접관이 ‘너를 뽑아 어디다 써먹겠냐’ 하더라고요(웃음).” 

권 박사는 그의 전공이 자율주행이고 이렇게 해 KATECH에서 기계부터 섀시 등 전자제어 시스템, ADAS 등 다양한 분야에서 경험을 쌓을 수 있었던 배경을 강조했다. 
2006년부터 2016년까지 10년간 권 교수가 참여한 국가 및 민간 프로젝트는 ▶첨단안전자동차(ASV) 안전성 평가기술 개발 ▶EV 및 HEV 주행성능 시뮬레이터 개발 ▶차세대 지능형 브레이크 시스템 개발 ▶고전압 능동 룰 제어 시스템 개발 ▶유로 NCAP 대응 보행자 보호 능동형 후드 시스템 개발 ▶양산차 방진부품 품질 검증 및 DB 구축 ▶전후방 ADAS 센서를 연계한 보행자 보호 및 오토 트렁크 시스템 개발 등 매우 광범위했다. 

그러던 것이 2016년이 돼서야 권 교수는 차선이탈 경고(LDW), 차선유지 시스템(LKS) 등을 갖춘 첨단안전자동차(ASV, 당시엔 자율주행차라고 부르지 않았다)들이 국내에 들어오면서 이에 대응한 국내 기준을 만들고, 정부의 자율주행 프로젝트에 참여하는 등 ‘전공’을 되찾기 시작했다. 
2014년 ‘운전자는 항상 차량을 제어하고 있어야 한다’는 UN의 도로교통협약이 수정되면서 세계적으로 자동주차, 자율주행 등에 대한 최소한의 법적 기반이 마련됐고, 캘리포니아 등 일부 지역이 테스트 규정 마련에 이어 자율주행차 법제도 마련에 나선 때였다. 같은 기간 구글은 세 번째 ‘셀프 드라이빙 카’를 공개했다.



권 교수가 수행한 주요 프로젝트



FOT와 시뮬레이션 

“자율주행이 이슈가 되고 제가 시니어급 연구원이 되면서 드디어 해보고 싶은 과제를 직접 정부에 제안할 수 있었습니다. 그래서 ▶C-ITS와 자율주행차의 연계 ▶5G기반 자율주행 융합기술 실증 플랫폼 등 실질적인 안전 테스트를 위해 랩을 벗어나 실도로에서 연구해보자는 생각을 했습니다. 주행시험장처럼 폐쇄 공간이 아닌 FOT(Field Operational Test)가 정말 중요하다고 생각했습니다.”
권 교수가 말했다. 

자동차에 대한 신제품을 개발하면 대개 마지막 테스트는 주행시험장이다. 그리고 이것이 양산까지 가기도 한다. 하지만 권 교수는 자율주행은 이런 자동차 개발 관점, ‘시험 문제를 알고 하는 것’과는 다르다고 생각했다. 
자율주행은 안전이 최우선이다. 당장 랩에서 생각할 수 있는 위험 시나리오가 수십 가지라면 실제 도로에서는 수십만 가지의 시나리오 조합이 나온다. 기업과 자율주행팀이 로직을 만들고 국가 자율주행 임시운행 허가를 받더라도 도로에 나가면 20분도 채 안 돼 자율주행 모드가 해제되는 이유다. 

“자율주행차는 시험 문제가 없는 시험을 보는 것 아니겠습니까? 누구나 시간 차이는 있지만 모두 달성하는 그런 게 아닙니다. 전 세계 차량에 ADAS 카메라를 먼저, 가장 많이 보급한 모빌아이는 고객 사들의 많은 실패 케이스 데이터를 통해 시장을 리드했습니다. 이처럼 실증을 통한 예상치 못한 위험 시나리오를 누가 많이 갖고 대응할 수 있느냐가 큰 기술력이자 경쟁력이라고 생각합니다.”

자율주행 기업들은 이처럼 잠재 위험 시나리오에 대응하기 위해 어마어마한 시간의 실주행을 하거나 그렇게 할 수 없어 시뮬레이션을 적극적으로 활용하기 시작했다. 이런 방향성에서 권 박사는 FOT 이전에 시뮬레이션을 도입하고 이를 개발 프로세스에 원활히 통합해 모든 것을 더 실제처럼 모사하고 더 많은 테스트를 하는 효율화가 중요하다고 봤다. 게다가, 권 교수는 이런 시뮬레이션을 활용해 자율주행 부품 국산화 및 테스트 효율화에 기여할 수 있다고 봤다. 

“자동차 연구기관에 오래 있다 보니 부품사 입장을 많이 생각합니다. 자율주행 실증 테스트 차량을 보면 외관만 국산이지 센서 등 주요 부품은 거의 수입산입니다. 우리 부품을 적용해 자율주행이 잘 안 되면 어떤 곳에 문제가 있고 어떤 부분에서 개선이 필요한지 기업에게 가이드할 필요가 있다고 생각했습니다.”

그는 KATECH에서 우리 기업을 지원하기 위해 ‘카바타(Car-Vatar)’와 같은 웹 기반 서비스를 만들어 가상환경에서 제품을 적용하고 테스트해볼 수 있도록 했었다. 부품사는 그들이 개발하는 A란 제품이, 예를 들어 현대자동차가 개발하는 차에 장착됐을 때 어떻게 작동할지 알 수 없다. 차량 모델을 모르기 때문이다. 그래서 권 교수는 KATECH에서 부품사들이 활용할 수 있도록 차량을 역설계했다. 즉, 부품을 모두 분해해 3D 스캐닝을 하고 하드포인트를 찾고, 풀 카 모델을 만들어 공유함으로써 부품사들의 실제 테스팅 시간을 줄일 수 있도록 도왔다. 이런 모델링은 차량, 섀시, 파워트레인, 브레이크, 타이어 특성 등 모든 것을 포함한다.





권 교수는 모라이와 같은 자율주행 시뮬레이션 소프트웨어가 전통적인 자동차 모델링 기술과 만나 융합돼야 더욱 실제 같은 시뮬레이션이 가능하고, 안전한 자율주행, 다양한 문제에 따른 제품 개선이 효율화된다고 본다. 사진은 모라이가 구축한 영남대 디지털트윈(아래)과 카바타 서비스.



자율주행차도 이렇게 할 수 있다. 가상에서 실제와 같은 차, 그 디테일한 특성을 실제와 같은 가상 도로 상황에 적용하고 시뮬레이션해 모든 것을 효율화할 수 있다. 때문에 권 교수는 KATECH 재직 시절 이미 모라이의 자율주행 검증 시뮬레이션 소프트웨어를 도입해 활용했다. 모라이는 자율주행차의 안전성, 신뢰성 검증에 대한 토종 풀스택 시뮬레이션 플랫폼으로 정밀지도 데이터 기반 디지털트윈 자동 구축기술 위에 도시 환경, 교통, 예상치 못한 사고 위험까지 가상에서 대규모 자율주행 시스템 검증을 가능하게 한다. 인공지능 기술, 각종 차량, 센서, 부품, 교통, 환경 등 각종 모델링 기술이 결합되고 이런 데이터의 재현, 변형, 반복이 되면서 완벽해진다. 

“자율주행 프로세스는 전통적인 자동차 개발과 반대입니다. 자율주행은 인지, 판단, 제어 알고리즘이 훨씬 중요하고 도로, 교통과의 조합이 우선이기 때문에 차량 모델링이 디테일하지 않습니다. 어떻게 보면 매크로냐 마이크로냐의 관점인데, 결국은 모라이와 같은 자율주행 시뮬레이션 소프트웨어가 카바타와 같은 전통적인 모델링 기술과 만나 융합돼야 더욱 실제 같은 시뮬레이션이 가능하고, 그래야 안전한 자율주행, 문제에 따른 제품 개선이 효율화됩니다. 궁극적으로 저의 목표는, 이런 융합으로 차와 사람이 공존하는 공간에서 에지케이스를 줄여 더 안전한 연구, 더 나은 자율주행차가 나올 수 있도록 기술과 인력을 키우는 것입니다.”



자동차공학과 자율주행 

“처음 학교에 왔을 때, 학생들이 ‘진짜 자율주행차를 타보셨어요?’라고 많이 물었습니다. 그들에게는 아직 자율주행차가 영화나 유튜브의 한 장면이니까 제가 자율주행차를 실도로에서 연구하다 왔다고 해도 실감이 나지 않는 겁니다. 하지만 지난 9개월 동안 그들과 함께 공부하고 그들 스스로 자율주행 대회에도 나가면서 모든 면에서 업그레이드될 준비가 됐습니다. 그들의 의지와 관심이 높은 만큼 랩도 빨리 세팅할 수 있었습니다.” 

권 교수는 학생들이 모여 있는 옆방, 그리고 실차가 있는 아래층의 랩으로 자리를 옮겨가며 이야기를 들려줬다. 3명의 학생이 석사 과정에 들어가는데, 그 첫 제자 중 두 명도 자리를 함께 했다. 한 명은 미래자동차공학, 다른 한 명은 로봇공학과 출신이다. 이처럼 다양한 학과의 학생들이 할 수 있는 것이 자율주행인데 전통적인 기계, 자동차공학도 마찬가지다.
사실, 기계, 자동차공학도에게는 그들 만의 루틴이 있다. CATIA, ADAMS 등을 익혀 기업 설계 인력으로 가거나 석박사 학위를 취득해 연구직으로 간다. 하지만 기계, 자동차, 전기, 전자, 통신 등 다양한 분야의 융합이 일어나는 자율주행차나 자동차의 디지털 전환은 자동차공학과 학생에겐 위기로 느껴지기도 한다. 

“경상권에 첨단 자동차 기업 비중이 적고 채용 공고도 적으니 그들에 대한 수요, 시장이 줄고 있다고 생각하기도 합니다. 하지만 이제 학생들은 그게 아니라는 것, 다양한 길이 있음을 잘 압니다.”

예를 들어, 모라이 소프트웨어를 배운 지 한 달 정도 지났을 때 학생들은 서울 버추얼 자율주행 경진대회에 나가 전국의 대학생들과 겨뤄 입상하면서 새로운 흥미, 시각, 또 다른 가능성을 봤다. 혹시 망신당하지 않을까 걱정하기도 했지만, 첫 출전에 수상까지 해내며 스스로를 뿌듯해했다. 게다가 반드시 이때문은 아니지만, 공동주최인 모라이와 네이버랩스가 수상권에 들면 서류 전형을 면제해주겠다는 조건도 내걸어 자동차가 전공이어도 IT, 소프트웨어 회사에 갈 수 있다는 것도 알게 됐다.





본선 진출 24개 팀 100여명의 학생들이 디지털트윈 기술로 구현된 가상의 상암동에서 자율주행 알고리즘을 테스트하며 경쟁했다. 영남대 3인방은 장려상을 받았다.




다만 변하지 않는 것은, 학생들은 자율주행이라고 해서 최신 소프트웨어, 인공지능, 딥러닝과 같은 것부터 기대할 수도 있지만 권 교수 수업은 역학부터 시작한다는 점이다. 그는 그가 걸어오고 이해했으며, 현재 추진 중인 프로젝트의 방향성처럼, 그렇게 4년을 배워 차량 역학을 알고 시스템을 이해한 다음 소프트웨어를 해야 한다고 생각한다. 즉, 자동차와 자율주행 개발 프로세스 모두를 이해하는 것이다. 

“처음엔 학생들이 진짜 IT 소프트웨어 엔지니어만이 자율주행차를 개발한다고 생각했습니다. 근데, 자율주행은 우리가 손과 발을 이용해 운전하는 것을 역으로 푼 것일 뿐이에요. 어떤 조건에서 차가 내야 할 속도가 결정되면 그 속도에 따른 스티어링 값, 밟는 값 등을 찾는 식이죠. 역함수를 구하는 건데 전혀 다른 영역이라고 생각한 겁니다."



전용 트랙과 디지털트윈 

권 교수는 마지막으로 공학관 앞 공사가 거의 마무리된 학생들을 위한 자율주행 트랙과 새로운 랩을 보여줬다. 
지자체-대학 협력 기반 지역혁신(RIS) 미래차전환부품사업단의 지원으로 구축되는 트랙은 충북대학교에 이어 전국 두 번째의 대학 전용 자율주행 트랙이다. 이 트랙으로 학생들은 더 안전하고 쉽게 이용해 자율주행 실습, 연구를 할 수 있다. 또, 그 옆 새로운 랩에는 모라이의 소프트웨어와 함께 실제 노면 진동, 충돌 등이 느껴지는 2단계 시뮬레이터가 한창 설치되고 있었다.

권 교수는 그의 학생들이 잘 교육되고 조금이라도 더 전문가에 가까워져 사회가 필요로 하는 분야에 잘 어필할 수 있었으면 한다. 그래서 이를 뒷받침해 줄, 자율주행 시대에 맞는 소프트웨어 등과 같은 인프라가 완비 안 된 영남대학교의 니즈에 따라 RIS 미래차전환부품사업단 지원을 받아 트랙과 캠퍼스 디지털트윈 구축, 모라이 자율주행 검증 소프트웨어 교육 등을 시작했다. 

“모라이의 정지원 대표를 처음 만났을 때 뜻이 잘 통했습니다. 모라이는 자율주행 검증을 위한 훌륭한 시뮬레이션 툴이지만, 마이크로한 차량 모델링 부분이 다소 아쉬웠습니다. 그래서 협업에 대한 이야기를 많이 했습니다. 정 대표가 학교에 왔을 때엔 전체 캠퍼스가 정말 넓은 데다 평지인 게 큰 장점이라면서 (약 82만 평, 국내 2위) 자율주행 시뮬레이션을 위한 캠퍼스 전체의 디지털트윈을 만들어보면 어떻겠냐고 했었죠. 이 디지털트윈은 로우데이터 측정에 이틀 걸렸고 후 작업을 해 한 달 만에 HD맵을 만들었습니다. 남은 것은 주변 빌딩 등 객체 생성인데 이제부터 자율주행 알고리즘 연구는 시작입니다….”





권 교수는 공학관 앞 공사가 거의 마무리된 자율주행 트랙과 새로운 랩을 보여줬다. 지자체-대학 협력 기반 지역혁신(RIS) 미래차전환부품사업단의 지원으로 구축되는 트랙은 충북대학교에 이어 전국 두 번째의 대학 전용 자율주행 트랙이다. 새로운 랩에는 모라이의 소프트웨어와 함께 실제 노면 진동, 충돌 등이 느껴지는 2단계 시뮬레이터가 한창 설치되고 있었다. 영남대는 대구경북지역혁신플랫폼이 추진하고 있는 RIS 사업의 중심 대학으로 미래차전환부품사업을 이끌고 있다. 우수 인재 육성, 기술 혁신을 통한 미래차 관련 선도 제품 개발, 산업 혁신을 통한 기업 생태계 조성을 목표한다. 



 

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