무인자율주행, 딥러닝으로 가속을 올린다

넥스트 실리콘밸리로 떠오른 캐나다 메이플밸리-화천하는 자동차시장에 맞춰 관련 작은 기업의 능동적 대처 필요-인공지능과 4차 산업-증기기관, 전기, 컴퓨터 등 새로운 사물의 등장으로 산업생산량에 혁신적인 화천이 생겨난 이전의 산업혁명과 달리 4차 산업은 사물 자체가 지능을 가진 데서 시작된다. -물건의 지능이 축적된 데이터를 기반으로 데이터를 활용하는 알고리즘에 의한 인간 통제를 친구 괜찮지 않고 자동화·무인화가 가능했다. 사물이 지능을 갖게 되고 인간과 인간을 넘어 인간과 기계, 전통 제조업과 기술 사이에서 융복합되어 초연결성 사회로 발전하고 있다. 4인공지능을 결합한 4차 산업의 대표 사례로는 5G, VR, 사물인터넷(IoT), 인공지능, 공유경제, 무인자율주행자동차, AI비서 등이 있다.”1상상이 현재 무인자율주행자동차 2그중 무인자율주행자동차는 4차 산업혁명의 핵심 분야로 주목받아 2000년대 초부터 기술개발이 본격화되면서 각국에서 치열한 시장선점 경쟁을 벌이고 있는 분야였다. 아리드마켓리서치(Allied Market Research)는 세계 무인자율주행자동차 시장규모가 2019년 US$542억3,000만에서 2026년 US$5,566억7,000만으로 약 10배 이상 급성장할 것으로 예상하고 있다. 글로벌 마켓 리서치 기관인 아이디텍엑스(IDTechEx)는 2040년까지 전 세계 무인 자율주행 자동차 시장이 약 US$2조5,000억에 육박할 것으로 전망했다.세계 무인 자율주행 자동차 시장 규모(단위: US$ 10억)

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자료:알리드마켓 리서치(Allied Market Research) – 자율주행 기술은 무인 자율주행 기술과 제조의 결합이라는 초연결성 특징을 가지고 있어 기성 자동차 제조업계에 새로운 혁신의 바람을 일으키고 있다. -전통 자동차 제조업체 중 무인 자율주행 산업의 선두 소기업으로 평가받는 GM은 올해 5단계 수준의 완전한 자율주행이 가능한 크루즈 오리진(Origin)을 유출하고, 포드(Ford)사는 2021년 무인 자율주행차를 선보이겠다고 밝혔다. 구글의 웨이모(Waymo)는 이미 2017년부터 4단계 자율주행 자동차를 시범 운행하고 있다. – 이에 따라 향후 자율주행산업에서 신흥 데이터기반이 작은 기업과 기존 제조소기업간의 경쟁 및 협업을 통한 시장선점경쟁이 더욱 심해질 전망이었던 *현재 무인자율주행자동차기술의 도달단계에서 2단계 기술(HAD 등)은 이미 대표적인 자동차소기업에서 옵션으로 공급중이며, 3단계(conditional Automation, 시스템이 대부분의 운행주관), 4단계(High Autom, 일정정세에 따라 운전자가 보조역할 수행 5단계)였다.실현된 무인 자율주행차의 예시

자료:웨이모(Waymo), 크루즈(Cruise) 웹사이트 무인제어주행자동차 상용화의 실마리, 딥러닝부터 찾는다. 3그렇다. 완전한 자율주행이 가능하기 위해서는 제어되어야 할 변수가 그 업무과가 많았다. -고속도로 환경과 달리 일반 도로에는 사물, 보행자에 의한 무수한 불규칙성이 존재하고 이는 운전자에게 자율주행 기술의 상황 대처 능력과 안전성에 대한 근본적인 의심을 불러일으켰다. 기계의 판단 오류를 줄이고 도로상의 변수를 명확하게 가리는 과정이 무인제율 주행기술의 난제로 떠올랐으며 패턴, 통계, 물체인식, 신경망 학습 등과 같은 기계학습 알고리즘을 통한 문제 해결을 위한 경쟁이 시작됐다. 2006년 캐나다 토론토대 제프리 힌턴 교수는 정교한 정보 분석이 가능한 심층 신경망 기술인 딥 러닝(Deep Learning)이라는 새로운 노하우론을 제시했다. 딥러닝의 모태는 1943년 워런 매컬록(Warren McCulloch)이 고안한 인공신경망(Artificia neural network)으로, 생물체가 특정 상황(입력값)에 상응하는 행동 및 결과(출력값)에 따라 향후와 같은 상황에서 그 행동을 억제 또는 강화하는 인류 진화의 메커니즘을 기계학습에 적용한 이론이었다. 초기 수학적 가설로 제안되었던 인공신경망 기술은 1958년 프랭크 로젠블럿(Frank Rosenblatt)의 퍼셉트론 검토에 의해 현실 실현 가능성이 구체화되었으며, 2006년 제프리 힌턴 교수의 심층 신뢰 신경망(DBN, Deep Belief Network) 알고리즘에 의해 기계 정교화되었다.퍼셉트론 알고리즘 자료:엘스비아(Elsevier) 학술지 심층신뢰신경망(DNN) 모델자료:엘스비아(Elsevier) 학술지에서는 딥러닝 기술은 도로상의 더 다양한 변수를 학습하고 인지가 필요했던 자율주행 기술 분야에 특히 활기를 불어넣었다. 3 딥러닝이라는 혁신적인 알고리즘의 개발은 캐과인더 자연과학 및 공학연구위원회(NSERC, Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada)와 캐과인더 고등연구재단(CIFAR, Canadian Institute for Advanced Research) 등에 의한 15년간의 캐과인더 정부의 지속적인 연구개발 지원 산물로 여겨진다. -캐과인다는 2000년대 초 전 세계적으로 인공지능 연구를 위한 투자자금이 위축된 상황에서도 지속적인 후원과 투자를 계속했으며, 이는 오늘날 캐과인다가 실리콘밸리를 누르고 인공지능의 거점으로 부상한 발판이 되었다. 연구기관과 정부의 긴밀한 2인3각 협력체제의 산물, 메이플밸리 **캐과인더 국기의 상징인 단풍나무(Maple)와 실리콘밸리(Valley)의 합성어. Q. 카와이다가 무인제율 주행을 넘어 인공지능의 중심으로 주목받게 된 것은 기초과학 분야의 축적된 지식과 정부의 지원에 배경이 있다. -캐과인다는 무인제율주행자동차 기술개발에 필수적인 수집을 위해 관련 제도를 정비하고 국가 차원에서 지원하고 있다. 3캐나다 정부는 국가 차원에서 인공지능 사업을 신규 주력 산업으로 육성시키려고 적극 노력하고 있다.연방정부는 2017년 거국적인 인공지능 전략(Pan-Canadian AI Strategy)을 발족시키고 캐과인더의 주요 3대 도시인 몬트리올, 토론토, 앨버타 등에 인공지능 연구소를 설립했다.인공지능 산업 육성 정책으로 캐과인더 전역에 위치한 주요 인공지능 연구소에 2017년부터 2022년까지 약 5년간 CQ 1억 2,500만 투자를 발표했다. -해외인력을적극유치하기위해”GlobalTalentStream”이라는프로그램을통해간소화된취업비자를발급하고있다. 이런 정부의 전폭적인 지원 아래 캐과인더는 인공지능 및 첫 번째 사업에 이상적인 무대로 떠올랐고 이는 캐과인더를 세계에서 성인 인구당 스타트업 활동이 가장 높은 국가로 끌어올렸다. 2020년 캐구어 인다는 이제 천연자원을 넘어 연구 인프라 및 첫 지식자원이 축적된 제2의 자원 땅으로 거듭나고 있다. 3이런 장점으로 구글, 우버 등 글로벌 중소기업들은 무인제율 주행 자동차 실현을 위해 캐과인더에 몰려 있다.”구글의 지주 회사인 알파벳(Alphabet)의 자회사 사이드 워크 랩(Sidewalk Labs)는 토론토의 워터프런트 바닥에 스마트 시티를 건설하는 자동 운전 택시를 운영하는 무인제률 주행에 필요한 부드러운 데이터를 수집할 생각이었다. 우버는 토론토대 및 캐과인더 정부 산하기관인 벡터 인공지능연구소와의 협업체계를 구축하고 2018년도부터는 토론토의 자체 연구소 ATG에 약 CQ 2억 규모를 집중 투자해 해당 연구소를 자율주행 기술의 핵심기관으로 육성할 계획을 발표했다. 1전망 및 시사점 2무인 제율주행 기술은 앞으로 크게 성장할 사업이라 예견되며, 전통적으로 완성차 중소기업이 주도해 온 자동차시장의 생태계 변화는 불가피해 보인다. 미래자동차로 분류되는 전기자동차 및 무인제율주행자동차는 현재 보급된 자동차보다 현저히 필요한 부속의 수가 줄어들기 때문에 앞으로 자동차의 부속수요도 감소할 것으로 예상된다. 고로의 국내 중소기업은 내연기관 가운데 부내에서 자율주행기술에 필요한 새로운 제품과 신기술 개발 등의 변화를 모색할 필요가 있다. 4앞으로 다가올 미래 자동차는 개인 소유 개념보다 필요할 때 쓰는 공유의 개념으로 변화할 가능성이 높다.콘텍스트 로보틱스(Contextual Robotics Institute)의 연구소장인 로봇공학자 헨리크 크리스텐슨(Henrik Christensen) 씨는 무인제어주행기술이 상용화되면 대중교통을 이용할 때 면허증이 필요 없게 될 가능성을 언급하며 장기적으로으로 전통적 완성차 중소기업의 저성장을 예고했다. 다국적 중소기업 회계컨설팅 자문사인 KPMG에 따르면 차량공유 시장은 2025년까지 약 2,000억 원, 2040년까지 약 3조 대 규모로 크게 성장할 것으로 예측됐다. 한편 업계 관계자는 무인제율주행자동차가 사물인터넷(IoT)이나 5G 등 4차 산업의 발전을 통해 가장 큰 ‘시당신지 효과’를 받는 기술 분야라고 말했다. 무인제율주행자동차는 단지 하인의 독립적인 산업이 아닌 4차 산업의 유기적인 복합체라 생각되며, 향후 관련 중소기업의 상호보완적인 협력관계가 필수적일 것으로 예상된다.2018년 KPMG가 발표한 세계 무인제율자동차 준비지수에 따르면 캐과인다는 7위, 국한은 10위로 각각 올랐다. -캐과인다는 4개 평가항목 중 3개 항목인 무인제율주행자동차를 실현하기 위한 정책·제도·기술·혁신·소비자수렴도 부문에서 국한보다 높은 순위에 위치함. 캐과인더케이피엠지(KPMG)의 총책임자인 개리웹스터(Gary Webster)는 캐과인더 남부 온타리오주가 세계적으로 무인제율자동차 연구와 시험에 최적화된 생태계를 갖추고 있다고 언급했다. 고도로 풍부한 제조경험을 가진 국내 중소기업이 무인제율주행 관련 다양한 연구·기술을 보유한 캐과인의 지식자원을 적극 활용하면 향후 예상되는 새로운 자동차시장에서 지속가능한 경쟁우위를 창출할 수 있을 것으로 기대된다. 3향후 자동차 산업의 생태계 변화가 불가피한 만큼 국내 자동차 부문 안의 중소기업들은 신기술 개발뿐 아니라 전통적인 자동차 제조 중소기업의 수직적 구조로 볼 때 피해와 능동적으로 변화를 준비하는 태도가 요구된다.자율주행을 포함한 인공지능 기술 연구와 상용화, 현지 중소기업과의 협력을 위해 메이플밸리를 잘 활용해보는 것도 하과의 노하우로 여겨진다.자료:알리드 마켓 리서치(Allied Market Research), 미국 자동차 기술회(Society of Automotive Engineers), 웨이모(Waymo), 크루즈(Cruise), 엘스비아(Elsevier) 학술지, KOTRA 토론토 무역관 자료 종합<저작권자>