2 자율주행자동차 기술개발 동향 관련기술 < 자율주행( 스마트) 자동차 기술개발 동향 > 1 서 론 정의 자율주행 스마트 자동차는 첨단의 컴퓨터 통신 측정기술 등을 이용하여 자동으로 운행할 수 있는 차량 즉 자동차에 장착된 지구위치위성시스템 수신기로 정확한 위도와 경도를 통보 받아 계기판에 정밀한 지도를 제시하고 현 위치에서 목적지까지 가장 효율적으로 가도록 해주는 차량을 뜻한다 의의 자율주행자동차 기술 도입은 차량 운행의 안전성을 향상시킬 수 있고 운 전자의 선택에 따라 편리한 이동수단으로써의 역할을 수행할 수 있다 특히 자동차 운행중 발생하게 되는 운전자의 판단 오류나 실수를 없애줌으로써 교통 사고를 줄이는 효과도 얻을 수 있다 이러한 기능은 점점 고령화되어 가는 사 회에서 교통 사고를 줄임으로써 사회적 비용을 줄이는 효과를 기대할 수 있다 자율주행자동차는 기계중심의 기술에서 센서융합 정보통신 첨단교 지능 제어 필드로봇 등의 신기술을 융합한 복지교통사회용 미래형 이동수단으로 자동차 스스로 주변환경을 인식하고 위험을 판단한다 자율주행자동차는 주행 경로를 계획하여 운전자의 주행 조작을 최소화하고 스스로 안전주행이 가능하 도록 한다
키텍처로 자리를 잡아가고 있다 유럽의 자동차회사를 중심으로 사용 추세가 확 대 되고 있다 자율주행자동차의 기술이 확대 적용될수록 관련 기술은 중요해지고 있다 구글 등 기술을 선도하는 회사들을 중심으로 자율주행자 동차 기술 개발에 박차를 가하고 있는 이유이기도 하다 3 결 론 자율주행자동차와 관련한 연구는 많은 분야에서 활발하게 이루어지고 있 다 자율주행자동차의 본격적인 상용화시기를 많은 전문가들은 년에서 년으로 내다보고 있다 자율주행자동차가 상용화되는 시점이 되면 인간의 일상생활에 또 다른 변화를 초래하는 것은 물론이고 관련 산업 분야에 대변혁 이 뒤따를 것으로 보인다 자료 자율주행자동차에 필요한 기술로 자율주행 지원 경로생성 기술이 있다 목 적지 최적 경로생성기술 실시간 목적지 경로재설정기술 자율주행차로 판정기 술 차선변경 판정 및 패스 생성기술 등이 해당된다 자율주행자동차를 통제하 기 위한 관제탑 역할을 수행하는 컴퓨터에서의 운영체제가 무인자동차에서도 필수적이다 자율주행자동차 기술의 핵심이 결국에는 기술이라고 볼 수 있다 자율주행자동차와 관련한 오류로 인한 사고 방지와 제조효율 제고 를 위해 선진업체를 중심으로 와 등의 표준화 작업이 가속화되고 있다 는 자동차 전자제 어장치 를 위한 표준화된 개방형 소프트웨어 아
< 인공지능, 바둑에 도전장을 내다 > 인공지능 알파고와 이세돌 단의 바둑 승부 구글의 인공지능 시스템 알파고 가 최정상의 바둑기사 이세돌 단 에게 도전장을 냈다 이번 승부가 더욱 주목되는 이유는 알파고가 이미 유럽 바둑 챔피언 판후이 단에게 전 승으로 완벽한 승리를 거둠으로서 그 뛰어난 성능을 증명했기 때문이다 승리한 것은 이번이 처음이다 인공지능이 프로 바둑기사와 정식으로 대국하여 머신러닝의 한 사례로 음성인식을 들 수 있다 수 없이 많은 경우의 수가 존 재하는 음성 패턴에 대해 인간이 하나하나 규칙을 만들어 인식시킨다는 것은 불가능하다 하지만 머신러닝을 통해 다양한 패턴의 음성들을 학습함으로서 누가 말하더라도 동작하는 음성인식 기술이 가능해진 것이다 딥 러닝과 인공지능의 미래 알파고는 머신러닝의 모델 중 하나인 딥 러닝 방법을 이용 한다 딥 러닝은 아예 인간의 뇌와 유사하게 가상의 뉴런을 수학적으로 모델링한 후 시뮬레이션하여 인간과 같은 학습 능력을 갖게 하는 인공신경망 알고리즘을 사용한다 딥 러닝의 가장 큰 특징은 데이터를 쏟아 부을수록 그만큼 성능이 향상된다는 것으로 최근 빅데이터와 컴퓨팅파워의 발전에 힘입어 인공지능 분야의 최강자로 자리잡고 있다 바둑은 그동안 인공지능의 큰 도전과제 중 하나였다 바둑 자체의 경우의 수가 상상하기 어려울 만큼 많기 때문이다 구글은 바둑에서 돌을 놓을 수 있는 경우의 수는 우주에 존재하는 원자 수보다 많다 고 설명한다 따라서 바둑 경기를 이기기 위해서는 단순히 계산만 하는 것으론 부족하며 인간의 통찰력과 직관까지 익혀야 한다 그래서 알파고에 도입된 기술이 바로 머신러닝 이다 머신러닝이란 인공지능의 대표적인 방법이었던 전문가 시스템 은 사람이 입력시킨 규칙에 따라 판단한다 예를 들어 열이 나고 오한이 있고 구토증상이 있다면 독감 이다 와 같은 조건부 규칙에 따라 진단하는 것이다 전문가 시스템은 여러 분야 에서 큰 역할을 하였으나 시간이 지남에 따라 사람이 하나하나 규칙을 만들어 주는 방식에 한계를 느끼게 되었다 그래서 나온 방법이 바로 머신러닝이다 구글은 알파고에 만개의 기보 데이터를 쏟아 부었고 알파고는 바로 이 딥 러닝 기술을 사용해 스스로 이기는 법을 학습하였다 그리고 프로기사와 대국에서의 성과로 단순히 바둑에서의 승리가 아닌 그들이 인공지능 연구의 선두주자임을 증명하였다 알파고에 사용된 방법들은 범용성이 있다 구글은 궁극적으로 이 기술들을 중요한 현실세계의 문제에 적용하기를 원한다 라고 밝혔다 기후 모델링 복합성 질환 분석 등 오늘날 사회에서 어렵고 골치 아픈 난제들을 해결하는 데 이러한 인공지능이 활용될 수 있다는 이야기이다 인간이 정해주는 대로만 행동하던 컴퓨터가 인간이 대답할 수 없는 문제를 해결해주는 세상 그 가능성을 바로 이번 이세돌 단과의 대국에서 확인해보자 머신러닝은 컴퓨터가 인간처럼 학습을 통해 스스로 규칙을 형성한다 주로 통계적인 접근방법을 사용하는데 독감에 걸린 사람은 대부분 열이 나고 오한이 있고 구토증상이 있었다 라는 통계 데이터에 기반하여 새로운 규칙을 만들고 진단하는 것이다 이는 인간이 하는 추론 방식과 유사하고 매우 강력하다
< 현실과 가상의 절묘한 조화 - 증강현실 > 몇 년 전부터 전세계를 휩쓴 스마트폰 태블릿 열풍이 소비 성향을 비 롯해 생활 패턴까지 변화시키고 있다 그만큼 요즘 기기는 우리의 일상과 대단히 밀접한 관계를 갖고 있다 그 동안 영화에서나 볼 법한 신기술을 이제는 누구라도 쉽게 사용할 수 있게 되었기 때문이다 그 대표적인 신기술 중 하나가 바로 증강현실 이다 현실의 사물에 대해 가상의 관련정보를 덧붙여 보여주는 것 이처럼 불과 십 수년 전에는 상상에 머물렀던 미래 기술이 이제 현실로 다가왔다 이 밖에 가상현실은 일반적으로 영화나 영상 분야 등 특수 환경에서만 사용되 지만 증강현실은 현재 일반인들에게도 널리 활용될 만큼 대중화된 상태다 예 를 들어 인터넷을 통한 지도 검색 위치 검색 등도 넓은 의미에서는 증강현실 에 포함된다 다만 컴퓨터는 이동 중 사용이 곤란하니 스마트폰이나 태블릿 등의 휴대용 기기를 대상으로 한 증강현실 기술이 주목을 받기 시작한 것이다 증강현실의 기본 원리 증강현실은 내부적으로 대단히 복잡하고 어려운 영상 기술이지만 기본적으로 는 다음과 같은 원리와 순서로 작동한다 증강현실 기술을 적용하기 위해서는 몇 가지 필요한 게 있는데 지리 위치 정보를 송수신하는 장치 및 중력 기울기 전자나침반 센서 또는 자이로스코프 센서 이 정보에 따른 상세 정 보가 저장된 위치정보시스템 인터넷 연결 필요 그 상세 정보를 수신하여 현 실 배경에 표시하는 증강현실 애플리케이션 마지막으로 이를 디스플레이로 출력할 기기 스마트폰 태블릿 등이다 증강현실 가상현실 그런데 적지 않은 사람들이 가상현실 과 증강현실을 혼 동하고 있다 가상현실은 자신 객체 과 배경 환경 모두 현실이 아닌 가상의 이 미지를 사용하는데 반해 증강현실 은 현실의 이미지 나 배경에 차원 가상 이미지를 겹쳐서 하나의 영상으로 보여주는 기술이다 우선 사용자가 증강현실 애플리케이션 실행 후 스마트폰 등의 내장 카메라로 특정 거리나 건물을 비추면 수신기를 통해 현재 위치의 위도 경도 정보 기울기 중력 정보 등이 스마트폰에 임시 기록된다 그런 다음 이 정보를 인터넷을 통해 특정 위치정보 시스템에 전송한다 해당 위치 반경의 지역이나 건물의 상세 정보를 모두 스마트폰에 저장하기가 현실적으로 불가능하기 때문 이다 증강현실은 또한 혼합현실 이라고도 하는데 비행기 제조 사인 보잉 사에서 년경 비행기 조립 과정에 가상의 이미지를 첨가하면서 증강현실 이 처음으로 세상에 소개됐다 증강현실과 가상현실은 서로 비슷한 듯 하지만 그 주체가 허상이냐 실상이냐 에 따라 명확히 구분된다 컴퓨터 게임으로 예를 들면 가상현실 격투 게임은 나를 대신하는 캐릭터 가 가상의 공간 에서 가상의 적과 대결을 벌이는 형태 가 된다 때문에 증강현실이 가상현실에 비해 현실감이 뛰어나다는 특징이 있 다 사용자로부터 위치 기울기 등의 정보를 수신한 위치정보시스템은 해당 지역 또는 사물의 상세 정보를 자신의 데이터베이스에서 검색한 후 그 결과를 다시 스마트폰으로 전송한다 여기에는 물론 특정 건물의 상호 전화번호 등이 들어 있다 이 데이터를 수신한 스마트폰은 증강현실 애플리케이션을 통해 현 지도 정보와 매칭시킨 후 실시간 화면으로 보여주는 것이다 위의 데이터 송 수신 단계는 지속적으로 유지 수행되므로 스마트폰을 들고 거리를 지나면 해 당 지역 및 주변에 대한 상세 정보가 순차적으로 화면에 나타나게 된다
스마트폰을 통한 증강현실 체험 스마트폰 사용자라면 증가현실 기능을 활용해 색다른 경험을 할 수 있다 예 를 들어 친구가 보고 있는 책의 자세한 정보가 궁금하다면 스마트폰 내 증강 현실 애플리케이션을 실행한 다음 카메라 화면으로 책 표지를 비추거나 셔터 로 찍으면 된다 그러면 해당 애플리케이션이 이 화면 정보를 읽어 들여 인터넷 데이터베이스 등에서 책 제목과 저자 출판사 서평 평점 가격 등을 화면에 보여준다 따라 서 당연히 이동통신 또는 와이파이로 인터넷 접속이 가능한 상태여야 한다 희귀서가 아닌 이상 대부분의 책 정보를 볼 수 있다 위와 같이 책 정보를 알았고 구매하기로 마음 먹었다 인터넷으로 주문할 수 도 있지만 아무래도 인근 서점을 찾아 직접 훑어 보고 구매하려 한다 이때는 증강현실을 이용한 지도 검색 애플리케이션을 활용하면 된다 스마트폰 또는 태블릿 의 정보를 수신하여 현재 자신의 위치를 파악한 후 가장 가까 운 거리에 있는 서점을 찾아 주기 때문이다 진보하는 증강현실 기술 년 기준 우리나라 스마트폰 사용자는 만 명을 넘어섰다 이에 따라 증강현실 기술을 기반으로 하는 산업군이 더욱 활발하게 움직일 것으로 예측 된다 외국의 시장조사업체인 주니퍼 리서치 는 증강현실 시 장이 년까지 억 달러 이상의 규모로 성장할 것 이라고 예상한 바 있다 이런 규모로 성장한다면 머지 않아 스마트폰의 한계를 벗어난 새로운 형태의 증강현실 기술이 탄생할 수도 있을 것으로 보인다 도의 증강현실 기술이다 말마따나 영화에서 보던 기술이 점차 현실이 되고 있는 것이다 이후 증강현실 기술을 활용한 기기로 가장 주목 받은 것이 구글 글래스다 구글이 시범적으로 개발 공개한 이 스마트 안경은 일반 안경 처럼 눈에 착용하며 스마트폰처럼 구글 안드로이드 운영체제가 내장되어 안경 을 통해 인터넷 검색이나 사진 촬영 길 안내 사용 등이 가능하다 구글 글래스는 기본적으로 음성 명령으로 작동하며 한쪽 렌즈에 화면 출력용 프리 즘에 장착돼 있어 사용자 눈 앞으로 약 인치 크기의 가상 화면이 나타난다 한편 증강현실 기술로 인한 맹점도 배제할 수 없다 일상 생활을 편리하고 윤 택하게 하는 건 확실하지만 가상 세계에 완전히 매혹되어 현실과 가상을 구 분하지 못하는 상황이 발생할 수도 있다 컴퓨터 온라인 게임에 빠져 정상적 인 생활을 영위하지 못하는 경우와 비슷하다 이외에 현재까지의 증강현실 기 술은 다분히 광고형 홍보형 콘텐츠에 집중되고 있기 때문에 향후에도 단발적 인 관심끌기 위주로만 흘러가지 않을까 하는 우려도 없지 않다 또한 증강현실 기술이 사용자에게 적용될 경우 개인 정보가 무분별하게 노출 될 수 있다는 지적도 있다 서두에서 예로 든 드래곤볼의 스카우터처럼 상대 방의 의사와는 무관하게 개인 정보가 쉽게 노출된다면 그로 이한 심각한 문제 가 발생할 수 있기 때문이다 따라서 언제나 그렇듯 신기술을 개발 개선함과 동시에 그에 따른 잠재적인 부작용 등도 다각도로 예측 분석하여 사용자에게 피해가 없도록 해야 할 것이다 출처 동아 이문규 기자 국제 학술 콘퍼런스인 에서 공개된 식스센스 라는 기기가 근 미래 증강현실의 청사진을 정확하게 보여주어 화제가 됐다 이 기기는 스마트 폰 정도의 크기에 빔프로젝터 기능이 있어 공간에 영상을 투사하거나 주변의 사진 또는 영상을 받아 들여 그에 해당하는 상세 정보를 보여준다 이후 양손 가락으로 이 화면을 제어할 수 있어 허공에서 마치 터치스크린을 조작하는 듯 한 움직임이 가능하다 영화 마이너리티 리포트 의 한 장면을 연상케 하는 고
< 에너지 하베스팅 기술 > 년 발표한 의 향후 년 내 우리 삶을 변화시킬 가지 변화 기술 중 에너지 부분으로 를 꼽는다 출처 즉 미래를 변화시 킬 신기술 가지 중 첫 번째로 사람이 만들어내는 재생에너지를 들고 있다 에너지 하베스팅 기술은 태양광 진동 열 풍력 등과 같이 자연적인 에너지 원으로부터 발생하는 에너지를 미세하게 수확하여 축적한 후 필요할 때 사 용하기 위해 생성된 에너지를 저장하는 일련의 과정을 일컫는다 태양에서 발생하는 태양광에너지와 태양열에너지 교량에서 발생하는 진동 통신용 타워에서 전송되는 전자기에너지와 진동에너지 생명체에서 지속적 으로 발생하는 열과 이동시 생성되는 진동 빗방울의 위치에너지 전자제품 이나 차에서 나오는 열에너지 등의 미소한 에너지 자원을 에너지 변환 소재 를 활용하여 유용한 전기에너지로 변환 활용하기 위한 기술이다 이러한 하베스팅 기술을 통해 사용할 수 있는 전력 수준은 수 급 이하의 저전력으로 응용이 제한적이지만 몇 년 이상의 장기간에 걸쳐 수확된 에너 지가 제공하는 단위 시간과 단위면적당 제공할 수 있는 에너지 비용의 측면 에서는 현재 상용적으로 사용되고 있는 배터리와 비교하여도 상당한 대체 의미를 가질 수 있다 움직이는 열을 발생시키는 모든 에너지는 저장 가능한 에너지로 사용가능한 잠재력을 가지고 있으며 앞으로 재생 가능한 에너지 기술의 진보를 통해 사람들은 현재 낭비되고 있는 운동에너지를 수집하고 이를 가정과 직장 및 도시의 에너지 공급에 활용하게 될 것이라고 예측하고 있으며 여기서 움직 임을 통한 에너지의 대표적인 예로 진동에너지를 전기에너지로 변환시키는 압전 기술을 들 수 있으며 에서 예측한바와 같이 향후 단기간 내에 압 전을 이용한 전력변환 기술은 우리 산업의 패러다임을 바꿀 수 있는 상용화 기술로 진보하게 될 것으로 기대된다 에너지 하베스팅 기술 중 압력 진동과 기계적 에너지를 전기에너지로 변환 하는 진동동에너지 하베스팅 기술은 압전 방식 정전 방식 전자기 방식 자왜 방식 으로 나눌 수 있다 특성 원리 형태 Piezoelectric Capacitive Electromagnetic 압전소재 변형 -> 전하 분극 정전용량 변화 -> 전압/ 전류 표 1 에너지 하베스팅 기술의 원리 자성소재 위치변화 -> 코일 유도전류 진동에너지를 이용한 에너지 하베스팅 기술은 주변의 무제한 활용되고 있지 않은 일상적인 동작 호흡 걷기 뛰기 두드림 스트레칭 등 으로부터 필요한 전력 수급이 가능하고 전자노이즈가 발생되지 않아 반영구적으로 사용할 수 가 있는 장점을 가지고 있다 그림 1 에너지 하베스팅의 예
형태 장점 단점 전자기 방식 - 에너지 변환 재료 불필요 - 낮은 MEMS 호환성 - 외부 전원 불필요 - 최대 0.1V 수준 정전 방식 - 에너지 변환 재료가 불필요 - 외부 전원 필요 - MEMS 호환성 - 기계적 진동 제어 요구 - 높은 전압 발생 : ~10V수준 압전 방식 - 외부 전원 불필요 - 분극, 취성( 세라믹) - 높은 전압 발생 : ~10V 수준 - 낮은 기계- 전기 변환 효율(PVDF) - 높은 전력 밀도 - 누설 전류 - 초소형 구조물 제작 가능 - 높은 임피던스 - 높은 기계- 전기 변환효율( 단결정) - 높은 기계- 전기 효율 > 0.9 - 비선형 특성 저왜 방식 - 분극 없음 - 유연성 표 2 에너지 하베스팅 방식의 장단점 - 자력 인가 요구 - 낮은 MEMS 호환성 북미의 경우 주로 군수용 항공우주 산업용 등의 다양한 분야에서 개발이 이루어지고 있으며 특히 모든 분야에서 상용화를 위한 연구가 이루어진다 는 점에 주목해야한다 유럽의 경우는 압전 열전 기술은 주로 연구 차원에 서 진행되고 있으며 전기동력 태양광 분야가 개발 우위에 있는 편이다 우리나라를 포함한 동아시아의 경우 소비재 위주로 개발이 이루어 이고 있 으며 태양광에 대한 연구가 주로 활발히 이루어지고 있는 상황이다 북미 지역 유럽 동아시아 - 군수용, 항공, 산업분야 강조 - 산업분야 강조 - 소비재 강조 - 광전 : 군용, 항공분야 - 압전, 열전 : 산업 응용 시도 - 광전, 압전, 열전 등 대규모 연구가 진행 중 - 수송 기구 분야 응용 - 광전, 전기동력 분야 위주 - 압전, 열전 : 집중적인 연구 개발중 - 산업제어, 다양한 성공적인 구현 - 수송 기구 분야 응용 - 전기동력 적용 : 손목시계, 와인드 라디오, 토치, 랜턴에 응용 표 3 대륙별 에너지 하베스팅 주요 동향 비교 - 광전, 전기동력 적용 : 인형, 계산기, 시계 응용 - 광전 분야 집중 연구 북미의 경우 주로 군수용 항공우주 산업용 등의 다양한 분야에서 개발이 이루어지고 있으며 특히 모든 분야에서 상용화를 위한 연구가 이루어진다 는 점에 주목해야한다 유럽의 경우는 압전 열전 기술은 주로 연구 차원에 서 진행되고 있으며 전기동력 태양광 분야가 개발 우위에 있는 편이다 그림 2 에너지 하베스팅의 예 전파관리소와 관련이 있는 요소로는 방송사나 통신사에서 사용하고 신호의 전자기에너지를 활용할 방법이 있다 고정형 전파측정 시스템을 통해서 시간 수십 마이크로 수준의 신호들을 수집하고 있는 상황에서 이 신 호들을 활용할 방법이 있지 않을까 생각하여 본다 우리나라를 포함한 동아시아의 경우 소비재 위주로 개발이 이루어 이고 있 으며 태양광에 대한 연구가 주로 활발히 이루어지고 있는 상황이다
< 2016 드론쇼 코리아를 다녀와서 > 요즘 언론매체를 통해 심심찮게 들을 수 있는 단어 중에 하나가 활용분야가 기존 군사용에서 산업전반으로 확대되면서 불릴 정도로 최근 크게 주목받고 있다 의 드론전시회 현장에 다녀왔다 드론 이다 하늘의 산업혁명 이라 드론 단일 행사로는 아시아 최대 규모 전시회를 돌아보고 느낀 점은 생각보 다 무인 항공기의 기술이 빠르게 발 전하고 있고 완성도가 높다는 것이 다 항공기 자체의 기술도 기술이지만 카메라 영상 기술 등 다른 디지털 기 술과 융합되어 군 민간 전 분야에서 활용될 것으로 보여진다 행사장에 들어서자마자 우리나라 군 사용 무인기에서 상업용 수직이착륙 무인기까지 경비행기급 크기의 드론 이 그 위용을 뽐내며 자리를 잡고 있 었다 예능에서나 봤던 소형 드론 들만 생각했었는데 국내 드론 기술의 수준에 놀라움을 금치 못했다 그 외 에 농업용 재난감시용 물류용 드론 과 손바닥 크기의 완구 레저용 드론에 이르기까지 여 대의 최신 드론 기 종들이 전시되어 그 규모가 어마어마하였다 그중에서도 한국항공연구원이 세계에서 번째로 개발한 틸트로터 무 인기가 사람들의 시선을 끌었다 이 넘는 중량을 가지고도 헬기처럼 수 직이착륙이 가능하고 이동중엔 회전날개를 기울여 일반 비행기와 같은 방식으 로 비행할 수 있어 그 활용도가 아주 뛰어나보였다 다음으로 눈길을 끄는 것은 중국에서 출시한 드론 제품이었다 가상현실 시스템을 도입하여 조종자가 고글을 쓰고 고개를 돌리면 그 방향대로 드론에 달린 카메라가 따라 움직이는 시연 장면을 보면서 영화 속에서나 보던 장면들이 눈앞에 현실로 다가왔음을 직감할 수 있었다