"운전자가 졸음 시 나타내는 눈 깜박임도 바로 확인에 경고"

볼보자동차(이하 볼보) 크리스티나 엘로슨 AD&ADAS 선임 프로그램 매니저, 미카엘 융 오스트 수석 안전 기술 책임은 지난 5일(현지 시각), 미국 캘리포니아에 위치한 더 리조트 앳 펠리칸 힐에서 열린 플래그십 전기 SUV '볼보 EX90' 글로벌 시승 행사에서 이같이 말했다.

EX90(트윈 모터 퍼포먼스 모델 기준)은 볼보 전기차 전용 플랫폼 SPA2를 기반으로, 111kWh 용량의 400V 리튬-이온 배터리가 탑재돼 최고출력 517마력(380kW)과 최대토크 910Nm의 강력한 성능을 발휘한다. 정지 상태에서 시속 100km까지 도달 시간은 4.9초, 최고속도는 시속 180km다. 견인 능력도 2200kg에 달한다. 1회 충전 시 주행거리는 WLTP 기준 614km다. 또한, 250kW 급속충전기 기준으로 10%에서 80%까지 30분 만에 충전할 수 있다.

실내는 달리는 컴퓨터의 시대를 보여준다. 이를 위해 안전 및 인포테인먼트에서부터 배터리 관리에 이르기까지 차량 내부의 대부분의 핵심 기능을 엔비디아, 퀄컴 등 글로벌 유수의 테크 기업들과 함께 개발했다. 이는 스마트폰이나 노트북처럼 시간이 지날수록 성능이 향상될 수 있는 바퀴 달린 컴퓨터의 역할을 할 수 있다는 의미다.

특히 스냅드래곤 콕핏 플랫폼의 최첨단 컴퓨팅 성능과 세계 최대 게임에 사용되고 있는 에픽 게임즈가 개발한 3D 툴, 언리얼 엔진의 시각화 기능을 결합해 빠른 성능과 고품질의 그래픽을 제공한다.

- 볼보가 EX90을 통해 보여주는 운전자 이해 시스템의 차별점은

볼보는 자동차 제조사로는 유일하게 두 대의 카메라로 구성된 운전자 이해 시스템을 기본 사양으로 제공하고 있다. 카메라 하나는 운전자 정보 모듈(DIM) 아래에, 다른 하나는 스피커 하우징에 내장됐다. 2개의 카메라 시스템은 다양한 각도에서 감지할 수 있는 가용성과 정확성을 모두 극대화한다. 결과적으로 차량이 적시에 적절한 주행 지원 기능을 제공할 수 있다.

원리는 매우 간단하다. 어떤 알고리즘은 차량이 전방에 위협이 있다고 판단할 때 운전자의 주의가 어디로 향하고 있는지 평가해 최상의 경고 또는 개입 시점을 알리도록 설계됐다. 또한, 어떤 알고리즘은 운전자가 운전에 얼마나 집중하고 있는지 평가하기 위해 운전자가 도로를 주시하는 시간과 그렇지 않은 시간을 비교하거나 졸음을 나타낼 수 있는 눈 깜박임의 길어짐이나 느려짐을 살펴보는 등 시선 패턴에 주목한다. 만약 산만하거나 졸음운전하는 사람 등을 감지하며 운전에 최선을 다하지 않을 때 이를 경고, 필요한 경우에는 차량이 개입하도록 유도한다.

- 운전자가 시스템에 지나치게 의존하거나 반대로 과도하게 개입을 무시할 경우 어떻게 관리하는가

운전자 이해 시스템은 운전자의 시각 패턴을 활용해 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 과하게 의존하지 않도록 방지한다. 운전자는 특정 주행 보조 시스템을 이용할 때 차량 주행의 일부를 자동차에 위임하게 된다. 운전자 이해 시스템은 운전자가 주행 지원 중에도 주의력과 집중력을 유지할 수 있도록 도와준다. 또한, 운전자 이해 시스템이 안전을 위해 차량의 개입이 필요하다고 판단하면 속도 감소, 제동, 완전 정지 등 다양한 지원 조치를 취할 수 있다. 

- EX90에 적용되는 차세대 ADAS는 현재의 기술과 어떻게 다른가

EX90은 볼보의 차량 중 최초로 라이다(Lidar), 자율주행 컴퓨터 그리고 운전자 이해(Driver Understanding) 시스템이 기본으로 탑재된다. 라이다 기술은 센서 세트를 완성하며 ADAS의 실질적인 혜택을 증대시킨다. 이 시스템을 더 강력하게 만들고 다양한 빛 상황(어둠, 백라이트 등)과 날씨 조건(안개 등)에서 가용성을 증대시킨다. 라이다의 정밀성 덕분에 주변 인프라와 물체에 대한 매우 정확한 측정값을 얻을 수 있다. ADAS를 차량과 보행자, 자전거 등이 뒤섞인 교차로의 더 복잡한 교통 상황으로 확장시키기 위해서는 정확한 위치 및 회전 정보가 필수적으로 필요하다.

EX90은 코어 컴퓨팅 기술이 탑재된 볼보 최초의 차량 중 하나이며, 볼보가 자동차 업계 전반의 패러다임 전환을 상징하는 모델이다. EX90에는 두 개의 중앙 집중식 코어 컴퓨터가 탑재돼 있으며, 모두 엔비디아 시스템 온 칩으로 구동된다. 이는 일종의 뇌와 같아, 인터페이스 우선 방식의 진정한 소프트웨어 정의 컴퓨터로서 자동차의 기능을 활용해 고객의 목적과 행동을 나타낼 수 있게 해준다. 첫 번째 코어 컴퓨터는 기본 소프트웨어, 에너지 관리, 운전자 보조 기능과 같은 핵심 기능을 관리한다. 두 번째 컴퓨터는 라이다 인식과 같은 딥러닝 집약적인 작업 전용이다. 플랫폼에 중복성을 제공하고, 자율주행 준비를 갖추게 해주기도 한다. 코어 컴퓨팅 아키텍처는 자체 개발한 소프트웨어를 포함해 효율성과 속도를 강화하고, 고객이 차를 이용할 때마다 매일 더 좋은 점을 누릴 수 있게 해준다.

- EX90에 적용된 라이다가 기존 다른 브랜드와 모델에 적용된 라이다 시스템과 차이점은

볼보는 '충돌사고 없는 도로(zero collision)'를 지향하며 모두를 위해 안전한 차를 만들고자 한다. 이러한 포부에 따라 EX90에 라이다와 인공지능(AI) 기반 슈퍼컴퓨터를 기본으로 탑재하고 있다. 이 선택은 지속적인 안전에 대한 우리의 확고한 의지를 보여주는 증거다. 강력한 실내외 센서 세트를 보완하는 라이다는 능동형 안전 기능이 더욱 신뢰도 높게 작동하고 EX90 하드웨어가 자율주행을 위한 준비를 갖추는 데 도움을 준다.

라이다는 입체적인 감지 맵을 만든다. 이 3D 감지 맵은 일반적으로 레이더 포인트 클라우드라고 하는데, 레이더와 마찬가지로 라이다는 주변으로 신호를 내보낸다. 하지만 전파를 사용하는 대신 라이다는 레이저의 광선을 이용하고, 차량 전면에 우리가 측정하고자 하는 영역으로 그 광선을 비추는 거울이 있다. 레이저 빛은 그 빛이 가야 할 곳에 거울을 정확하게 위치시킴으로써 나오게 된다. 이 빛은 주변에 있는 물체에서 반사돼 다시 라이다로 들어간다. 이 빛이 물체에 도달하고 다시 돌아오는 시간이 측정되며 빛이 이동한 방향과 함께 사용돼 3D 데이터 포인트가 만들어진다. 이 과정이 일 초에 수십만번 반복되며, 레이저의 방향을 조절하기 위해 2개의 거울을 지속적으로 움직이며 시야에 있는 모든 영역을 커버한다. 

철저한 분석 끝에, 이전에 발표한 대로 루미나에서 제조한 아이리스 라이다를 선택하게 됐다. 아이리스는 1550nm 파장에서 작동하는 라이다로, 감지 거리가 길고 뛰어난 감지 성능과 정밀도를 갖추고 있다.

루프 라인 중앙 높은 곳에 위치한 라이다는 카메라, 레이더와 같은 다른 센서와 결합해 완벽한 센서 세트를 구성한다. 차량의 맨 위에 배치했기 때문에, 안전과 자율 주행을 위한 최상의 데이터를 얻을 수 있다. EX90의 루프에 내장된 라이다는 카메라 8개, 레이더 5개, 초음파 센서 16개와 연동해 주변 환경의 실시간 정보를 고정밀 360° 이미지로 제공한다. 이 외부 센서 세트는 인간이 볼 수 없는 범위까지도 시야를 확보해 충돌과 사고를 예방하는 데 도움을 준다.

- 볼보는 SAE 기준 레벨 3단계 관련한 기술의 발전이 어느 정도 이루어졌는가

볼보는 자율주행 기능을 설명할 때 레벨 개념을 사용하지 않는다. 고객 입장에서 확실한 명칭이 아니기 때문이다. 볼보의 자율주행은 수퍼바이즈드 또는 언수퍼바이즈드로 구분된다. EX90은 자율주행을 위해 준비된 하드웨어다. 우리는 앞으로 이 기능을 사용할 수 있게 할 것이다. 어떻게 이 기능에 접근할 수 있는지에 대한 더 자세한 정보는 추후에 공개될 예정이다. 언수퍼바이즈드 자율주행 기능은 안전성이 검증되면 미국 캘리포니아에서 먼저 도입한 후 볼보가 필요한 규제 승인을 확보하는 대로 전 세계 다른 시장과 지역에 점진적으로 출시할 계획이다. 자율주행 제공 여부와 활성화 여부는 국가별 규정에 따라 지역, 국가, 시장마다 다르다.

- 고도화된 소프트웨어 발전이 자칫 시스템 오류로 이어질 경우 큰 혼란이 야기될 것 같다. 이를 방지하기 위한 볼보만의 기술은

볼보는 소프트웨어를 선제적이고 지속적으로 업그레이드하고 있다. 소프트웨어의 성숙도를 계속 개선하는 동안, 차량은 시간이 지남에 따라 기능을 개선하고 새로운 기능을 추가하는 업데이트를 받게 될 것이다. 이러한 업그레이드에 대해서는 고객에게 적시에 안내된다.

사이버 보안에 대해서도 고려하고 있다. 볼보는 업계와 협력해 더 나은 기준과 모범 사례를 도입해 차량의 전자식 컨트롤 시스템의 안전성을 보장하고 기존 및 미래 자동차를 사이버 보안 위협으로부터 보호하려 한다. 또한, 지속적으로 다른 업계의 사이버 보안 이니셔티브를 모니터링하고, 외부 전문가들을 통해 차량의 보안 시스템을 검사해 우리의 자체 평가를 보완할 수 있는 전문가 의견을 듣고 있다. 

- 최근 한국 시장은 전기차와 관련해 배터리 화재 등 안전에 대한 우려가 지속되고 있다. 전기차에 대한 대중들의 우려에 대해 볼보는 어떻게 생각하는가

EX90의 배터리는 강화된 바디 케이스로 보호 안전성에 앞장서고 있다. 차량 전면부는 11%의 경량 알루미늄을 사용해 프레임의 무게를 줄이고 충격 에너지를 더 잘 흡수할 수 있도록 설계했다. 측·후면부 프레임은 21%의 보론강을 사용해 배터리 팩 구조의 강도와 안전성을 높였다. 이에 XC90 대비 비틀림 강성은 50%, 충돌 시 에너지 흡수력은 20% 향상시켰다. 보론강을 사용하지 않았을 때와 비교해 질량이나 무게 증가 없이 초고강도인 핫포밍 보론강을 높은 비율로 사용했다. 변형은 외부 구역에 가장 많이 발생한다. 충격 에너지가 탑승자 공간에 가까이 침투할수록 소재의 변형이 적다. 탑승자를 보호하기 위해 탑승자 공간을 최대한 온전하게 유지해야 한다는 것이 목표다.