2년 전 창설된 유럽(프랑스 주도)의 개방형 모빌리티 혁신 생태계인 ‘소프트웨어 리퍼블리크’가 탄생시킨 ‘H1st vision(Human First vision)’ 컨셉카가 Viva Technology 2023에 이어 뮌헨의 IAA Mobility에서 그 모습을 드러냈다. IAA에서 가장 큰 반도체 회사였던 ST마이크로일렉트로닉스의 부스에서 인간 중심 미래이동성에 대한 20가지 혁신을 보여줬다. 

글 | 한상민 기자_han@autoelectroncis.co.kr





소프트웨어 리퍼블리크(Software Republique)가 탄생시킨 ‘H1st vision(Human First vision)’ 컨셉카가 Viva Technology 2023에 이어 뮌헨의 IAA Mobility에서 그 모습을 드러냈다. 

ST마이크로일렉트로닉스의 마이클 밀러(Michael Miller)는 “우리는 IAA에 참가한 가장 큰 반도체 회사로 이 부스에서 H1st vision 컨셉카와 함께 인간 중심 미래이동성에 대한 20가지 혁신을 하이라이트하고 있습니다”라며 H1st vision에 기여한 ST의 주요 기술을 소개했다. 

소프트웨어인 리퍼블리크는 2년 전 프랑스의 6개 대기업인 아토스(Atos), 다쏘시스템(Dassault Systemes), 오렌지(Orange), 르노(Renault Group), ST마이크로일렉트로닉스, 탈레스(Thales)가 구축한 생태계로, 개인화되고 안전하며 지속가능한 미래이동성 창조란 목표를 설정하며 출범했다. 그 세부 목표는 인간 중심의 모빌리티를 위한, 2025년까지 10가지 새로운 서비스 및 제품 출시, 50개 이상의 스타트업 인큐베이팅, 전 세계 50개 이상의 지역에서 서비스 제공이다. 알카미스(Arkamys), 컴프리딕트(Compredict), 에픽앤포크(Epicnpoc), 아이라이트(Eyelights), 제이씨데코(JCDecaux), 카르돔(Kardome), 스턴테크(Stern Tech) 등 7개 스타트업도 함께 했는데, 그 수는 지속적으로 늘고 있다.  

20가지 혁신 기능은 예를 들면 ▶새롭고 안전한 생체인식 액세스 제어  ▶운전자 및 차량 상태 모니터와 지원 ▶독특한 사운드 경험 ▶최적화된 차량 주행거리 및 충전 ▶예측 경고를 통한 탑승자와 도로사용자 보호 ▶운전자와 차량 건강 관리 등이다. 

ST 부스의 실제 컨셉카는 독립적인 시스템(인프라, 에너지, 공공 서비스, 다른 범주의 사용자)이 상호 작용하는 디지털 세계에서 버추얼트윈으로서 가상의 레플리카가 되기도 한다. 이를 통해 H1st vision은 실제 세계에서 발생할 수 있는 다양한 사용 사례를 모델링, 시각화, 시뮬레이션할 수 있다.   

먼저, H1st vision에 접근하면 자세 인식 소프트웨어와 안면 인식 소프트웨어가 작동해 탑승자를 식별하고 시동을 활성화할 수 있도록 준비한다. 윈도에 투사된 아바타, 차 내에서는 센터 콘솔이 사용자를 환영하고 기능을 지원한다. 일렉트로닉 뮤직의 거장 장 미셀 자르(Jean-Michel Jarre)가 디자인한 몰입형 오디오 시스템은 사용자를 코쿤처럼 감싸면서 혁신적인 마이크와 결합해 각 시트의 사운드를 공간화한다. H1st vision에는 차량 내 결제 인터페이스와 스마트 주차 보조 기능도 있다. 

이동성을 더욱 지속가능하도록 만드는 ST의 실리콘 카바이드 부품은 전기차에 전원을 공급하는 중요 시스템과 충전소에 사용돼 효율성을 크게 높인다. Powerbox 충전소는 V2G로 작동해 차가 전력 소비가 급증하는 동안 그리드를 지원하거나 집에 전력을 공급할 수 있다. 

일련의 물리적 및 가상 센서가 탑승자의 건강을 감시하고, 사고가 발생하는 경우엔 응급 서비스에 연락을 취한다. 배터리, 타이어와 같은 주요 차량 컴포넌트의 마모 상태도 모니터링하고 예측해 H1st Vision 스스로 차량 건강 진단서를 생성할 수 있다.



■ V2X 세이프티 존 
상호 연결된 H1st vision은 아카이브 데이터 뿐만 아니라 연결된 전체 생태계에서 실시간으로 얻은 데이터를 지속적으로 처리한다. 소프트웨어 플랫폼은 시티 4.0, 도로 네트워크는 물론 다른 차량, 도로사용자, 날씨 데이터 등의 정보를 수집, 공유, 분석해 위험지역 및 실시간 취약 도로사용자 보호 예측으로 차량 내부 및 주변의 안전을 향상시킨다.
ST 기술: V2X 통신. ST 보안 요소 솔루션은 V2X의 안전한 통신 인증을 보장한다. 






■ 지능적인 주차 및 충전         
컨셉카는 일상적인 이동성, 특히 전기이동성을 단순화하도록 설계됐다. 예를 들어 탑재된 기술은 원격으로 주차공간을 찾고 예약하고 비용을 지불한다. H1st vision은 커넥티드 카 및 모빌리티 서비스 사업자의 데이터와 결합된 지능형 센서를 사용해 사용 가능한 주차공간과 충전소를 찾아 사용자에게 필요에 따라 가장 가까운 지점, 가장 빠른 곳, 가장 경제적인 곳의 세 가지 서비스 중 하나를 선택할 수 있도록 한다. 
ST 기술: 협대역 IoT(NB-IoT) 이동통신과 GNSS 기술이 결합된 모듈.






■ 디바이스 프리 액세스와 웰컴 아바타    
사용자는 사전에 태블릿에서 프로필을 만든다. 이들의 데이터(이름, 키, 얼굴, 걷는 영상)는 암호화돼 차에 통합된 울트라 시큐어 가상 컨테이너인 디지털 ID 지갑에 저장된다. 차는 등록된 운전자와 승객이 최대 6미터 거리에 있을 때 자세 카메라(윙 미러)를 기반으로 접근하는 승객을 인식한다. 그런 다음 최대 3미터 떨어진 곳에서 얼굴을 인식한다(자세 카메라가 걸음걸이를 확인하면 도어 사이의 센터 필러에 있는 카메라가 켜진다). 앞 좌석 헤드레스트에 내장된 프로젝터는 뒷창에 소프트웨어 리퍼블리크 아바타를 표시하고 사용자를 환영한다. 사용자가 할 일은 ‘예’라고 말하는 것뿐이다. 문이 열리고 대시보드 화면에 아바타가 표시된다. 윈드실드의 카메라는 차에 접근하는 운전자와 승객을 식별하고 프로필에 있는 증명을 기반으로 시동을 활성화한다. 운전석이나 조수석은 인식한 사람에 맞게 자동 조정된다. 새 인증 시스템은 차량 렌트, 공유, 합승, 운전면허 확인을 단순화하는 데 도움이 된다. 
ST 기술: 음성인식용 MEMS 마이크, 걸음걸이 인식과 얼굴 식별용 CMOS 이미지 센서(HDR), 사이버 보안 기능을 위한 암호화 하드웨어 액셀러레이터가 내장된 MCU.






■ 사운드의 개인화     
Hi-Fi 시스템에는 16개의 스피커(각 도어의 우퍼 + 각 전면 도어의 트위터 + 4개의 머리 받침대에 각각 2개의 서라운드 트위터 + 중앙 채널 + 서브우퍼)가 있다. 이 혁신적인 오디오 시스템은 신호처리에 대한 알카미스의 전문지식으로 향상됐고, 장 미셸 자르와 함께 미세 조정돼 뛰어난 몰입형 사운드 경험을 제공한다. 사운드 출력의 품질 외에도 이 시스템은 사운드 전송 및 수신의 완벽한 위치 지정을 가능하게 한다. 공간화된 사운드는 탑승 안전성을 향상시킨다. 예를 들어, 헤드레스트에 있는 두 개의 트위터(위험이 발생할 수 있는 쪽의 트위터) 중 하나는 운전자에게 긴급차량이 접근하고 있음을 청각적으로 경고한다. 카르돔 소프트웨어 시스템은 화자를 인식하고 승객석에서 그 사람의 위치를 찾을 수 있다. 이렇게 하면 승객의 헤드레스트에 있는 스피커로 사운드를 전달할 수 있다(시트 당 2개의 트위터).
ST 기술: 오디오 파워 앰프(클래스 AB/클래스 D). ST의 포괄적인 차량용 오디오 앰프 포트폴리오는 H1st Scenic 비전 프리미엄 사운드 시스템을 통해 실제와 같은 하이파이 오디오 경험을 제공한다. 완벽한 전력 성능과 최첨단 오디오 성능으로 최상의 오디오 경험을 선사한다. 16 오디오 채널은 클래스 AB와 클래스 D 디지털 인풋 앰프 레퍼런스를 모두 사용하면서 각각 최저 및 최상의 비용 대비 성능을 낸다. 






■  건강 모니터링 및 지원        
H1st vision은 운전자 건강을 모니터링하고 지원하는 새로운 능동 안전 시스템을 개척한다. 컨셉카의 스티어링 휠에 있는 센서는 운전자의 심박 변화 및 패턴을 방해받지 않고 모니터링한다. 안전벨트에 있는 또 다른 센서는 호흡률을 분석한다. H1st vision은 탑승자에게 건강 상태를 알려주고 아바타는 호흡운동을 유도하거나 차량 실내 온도나 조명을 적절하게 조언한다. 차 내 카메라와 윈드실드 미러 아래 마이크는 운전자의 목소리와 표정을 분석해 운전자의 기분을 파악한다. e-무드 기술이 호흡 운동을 제안해 운전자의 긴장을 풀어준다. 휴식 동안 건강 데이터는 운전자의 동의를 받아 의료 지원 서비스로 전송될 수 있으며, 시스템은 의료 전문가와 실시간 대화를 위한 화상 회의를 설정할 수 있다. 컨셉카는 지붕에 있는 안테나를 사용해 위성 호출을 걸어 차량에 탑승한 사람이 몸이 좋지 않을 경우 응급 서비스에 알릴 수도 있다. 동시에 비상등을 점멸한다. 
ST 기술: CMOS 이미지 센서와 MEMS 마이크가 STERN 기술이 적용된 멀티모달 무드 분석에 사용된다. 스티어링 휠에서 QvarTM이 적용된 ST 관성 모듈과 전극 핸들에 내장된 아날로그 프론트엔드 연산 증폭기가 3대 활력 징후를 측정한다. 3대 활력 징후는 블루투스 커넥티비티 기능이 탑재된 STM32 MCU에서 처리되며, 모든 구성요소들은 ST 파워 매니지먼트로 구동된다. 안전벨트의 LSM6DSV16BX 가속도 센서는 심장이 뛸 때 가슴 진동을 측정하는 심탄도 측정 기술(SCG)처럼 심장의 기계적 기능을 측정한다. 

 




■ 차량 건강 서비스     
차량 건강 혁신으로 가득 찬 컨셉카는 완전히 새로운 가상 센서를 통해 운전자에게 차량의 주요 컴포넌트(배터리, 브레이크, 타이어, 기어박스, 섀시, 서스펜션 등)의 작동 상태 및 마모와 관련해 마음의 평화를 제공한다. 일반적인 스냅샷인 ‘건강 상태’는 물론 서비스가 필요하기 전 차량이 주행할 수 있는 예상 킬로미터 수(일률적인 유지 관리 계약이 아닌 센서 판독값 기준) 및 마모 부품 수명 연장에 대한 상태 예측 조언을 한다. 차는 스스로 차량 건강 NFT 인증서를 생성할 수 있다. 
ST 기술: COMPREDICT 가상 센서






■ 에너지 최적화 위한 V2G와 SiC        
H1st vision은 탑승자와 환경을 관리한다. V2G 호환성은 Powerbox 스테이션에서 스마트하게 충전하고 필요할 때 전력망에 전기를 반환할 수 있음을 의미한다. 컨셉카에는 양방향 V2G 기술이 내장돼 전력 소비량이 급증하는 동안 차를 이용해 집에 전력을 공급할 수 있다. 프랑스의 양방향 시큐어 충전소인 Mobilize PowerBox는 7, 11 또는 22 kWh AC 충전소다. 이 충전기에는 V2G 기술이 포함돼 있고 앱을 사용해 원격으로 작동할 수 있다.
ST 기술: V2G 가정용 양방향 충전기에는 MCU, 암호화 코프로세서가 적용된 마이크로컨트롤러, 전력선 통신 부품, 계측 장치가 적용됐다. STM32MP1는 성능과 보안 요건이 까다로워지고 있는 산업용 애플리케이션을 개발하는 개방형 플랫폼이다. 사용자는 ST MCU의 유연성을 활용해 오픈소스 소프트웨어에 기반한 솔루션을 개발할 수 있고 실시간 관리 기능과 낮은 소비 전력의 이점을 누릴 수 있다. ST2100는 리눅스(Linux) 아키텍처에 기반해 ISO 15118과 같은 최신 프로토콜을 간편하게 통합할 수 있도록 최적화된 전력선 통신 구성요소다. 전기차를 구동하는 핵심 시스템(트랙션, 인버터, 차량 내 충전기 및 DC-DC 컨버터)에 ST의 실리콘 카바이드가 사용됐다. 

AEM_Automotive Electronics Magazine