한게임 슬롯 공략 진정한 우승자는 바로 기술이며 로보틱스다 - DARPA 어반 챌린지

2005년의 DARPA 그랜드 챌린지는 대성공이었다. 참가 신청으로 드러난 공학자들과 연구자들의 관심, 시합 결과에 대한 대중들의 열광 그리고 언론의 관심도 대단했지만, 모바일 한게임 슬롯 공략 기술을 한단계 끌어 올린 대회를 주최한 DARPA에 대한 외부의 찬사는 물론 내부적으로도 훌륭한 대회였다는 인식이 확산되었다. 그러나 DARPA는 여기에 만족하지 않았다. 자율차의 대회를 사막이 아닌 도심 구간에서 개최해보자는 아이디어가 나왔고, DARPA 어반 챌린지(Urban Challenge)로 명명된 대회를 2007년에 개최하기로 최종 발표가 나왔다.

이전의 대회에서는 정확한 주행 경로를 시합 2시간전까지 알 수 없었지만, 참가팀들이 모하비 사막의 주행 가능한 경로를 미리 주행해보고 또 지도를 입력할 수 있었다. 그러나 2007년의 대회는 직전까지 시합 예정 도시도 비밀에 싸여 있었고, 임무를 수행할 경로도 대회에서 출발 5분전까지 알려주지 않았다.

결국 미지의 현장에서 자율차는 스스로 주위 환경을 인식하고 경로를 계획해야 했다. 거기에다가 교차로를 주행하고, 주차구역에 빈자리를 찾아 주차를 해야 했는데, 캘리포니아주의 교통법규를 준수해야 했다. 가장 어려운 점은 각각의 차량이 혼자서 주행하는 것이 아니라, 같이 운행중인 경쟁차량은 물론 DARPA가 배치한 장애물 차량도 인식해서 교통 규칙에 맞게 운행해야 하는, 그야 말로 실제 도심 상황에서의 자율주행차량 대회여서 그 난이도는 이전 대회에 비할 바가 되지 못했다.

특히 어려운 것으로 생각되던 것은 신호등이 없는 교차로의 운행이었다. 신호등이 없고 4방향 정지 표지판이 있는 경우에는 먼저 정지선에 도착한 차량이 먼저 교차하고, 신호등도 정지 표지판도 없는 경우는 상황 판단에 따라 서행하면서 교차한다는 기본적인 규칙은 있다. 그러나 실제 상황에서는 미국에서 운전 경험이 많지 않은 인간 운전자에게도 상당히 어려운 과제중의 하나이며, 자율차의 경우에도 마찬가지이다.

또한 자신이 우선 순위라고 생각하고 교차로에 진입하는데, 이를 무시하는 다른 자율차가 진입하는 경우와 같이 돌발적인 상황도 고려해야 했다. T자형 교차로에서는 어쩔 것인가 하는 추가적인 문제도 있다. 실제 상황에서는 사람 운전자끼라 손짓이나 눈빛으로 의사 소통을 하며 교행을 하는 경우도 많이 있지만, 서로 통신이 되지 않는 자율주행차들끼리는 이 방법은 사용할 수도 없다.

또, DARPA가 배치한 장애물 차량의 진행 방향을 예측하기도 쉽지 않고, 다른 차들로 북적이는 주차장에서 주차 공간을 찾아 주차하고 다시 차량을 출차 하거나, 운행 중 예상치 못한 장애물의 등장으로 경로 계획을 수정하는 것도 쉽지 않은 문제였다. 그래서인지 참가 신청팀의 수는 2005년도 대회의 절반에도 미치지 못한 89개팀이었다.

그랜드 챌린지의 난이도도 낮지 않았지만, 어반 챌린지의 난이도는 더욱 높았기에 DARPA는 우승 상금 이백만불 외에도 선정된 팀에게 백만불의 연구비도 지원하기로 했다. 출전하는 차량에도 제한이 있었는데, 이미 시장에 출시된 차량이거나 최소한 문서화된 안전 기록을 가진 차량이어야 해서, 참가팀들도 대회의 수준에 맞게 변화들이 있었다.

카네기 멜런 대학의 경우, 이전까지는 휘태커가 구성한 팀이었으나, 어반 챌린지에는 휘태커가 전체를 이끌었지만 범학교 차원에서 더 많은 교수들이 참여하고, GM과 연합해서 타르탄 레이싱(Tartan Racing)이라는 이름의 팀으로 출전했다. 출전 차량도 대형 SUV인 쉐보레 타호를 사용했고 차량의 이름은 보스(Boss)로 결정되었다.

스탠포드는 폭스바겐과 연합해서 스탠포드 레이싱 팀을 구성했으며, 크기가 작아 시내 주행에 더 용이한 폭스바겐의 파사트 해치백 모델을 사용해 주니어(Junior)란 이름을 붙였다. 2005년도 대회를 이끌었던 스런은 자신의 솔루션을 매각해 구글 스트리트 뷰 프로젝트를 진행하고 있었기에, 스탠포드 레이싱팀의 일상적인 일은 다른 사람이 주로 진행했다. 또 당시 막 교수로 임용된 데니스 홍 교수는 포드의 이스케이프 하이브리드 차량인 오딘(Odin)으로 출전한 버지니아 공대 팀인 빅토르 탱고(VictorTango)에 합류해 주도적으로 이끌었다. 2005년도 대회에서 4위와 5위를 차지했던 팀 그레이와 오시코시의 테라맥스도 참가했다.

이 대회에서 직접 시합에 참가하지는 않았지만, 데이비드 홀(David Hall)은 흥미로운 기여를 했다. 젊은 시절부터 발명을 좋아했던 홀은 서브우퍼를 발명해 년 매출 수백만 달러의 회사를 운영하던 사업가였다. 원격 조작으로 로봇끼리 싸움을 하는 TV 쇼인 로봇 워(Robot Wars)와 배틀봇(Battle bit)에 자작 로봇으로 출전했던 홀은 2004년도와 2005년도의 그랜드 챌린지에도 토요타 툰드라를 개조해 ‘DAD’라는 이름으로 참가했었다. 2004년의 DAD는 라이다(LiDAR)없이 스테레오 카메라만 장착해서 참가했는데, 이후 홀은 라이다의 잠재력에 매료되었다. 그래서 2005년도 대회에서는 하나의 기기에 64개의 레이저를 탑재해서 360도 회전하는 라이다를 개발해 DAD에 장착했다.

기술적인 문제로 완주에 성공하지는 못했지만, 그의 신기술은 주변 세상의 3D이미지를 얻을 수 있었다. 어반 챌린지가 공표되자 홀은 자신의 서브우퍼 회사 내에 라이다 사업부를 꾸리고 두번의 그랜드 챌린지에 자율주행 오토바이를 출전시켰던 버클리 대학원생을 고용해 새로운 라이다의 기술 지원과 영업을 맡겼다.

이 새로운 라이다는 8만불이라는 비싼 금액이었지만, 타르탄 레이싱 팀과 스탠포드 레이싱 팀을 포함해 어반 챌린지에 참가한 7팀이 사용했고, 그 이후에도 자율주행 분야의 중요한 솔루션으로 사용되었다. 이렇게 라이다의 매출로 짧은 시간에 5배 이상의 급격한 회사 성장을 거둔 홀의 서브우퍼 회사 이름은 벨로다인(Velodyne)이었다.

한편, DARPA는 53개 팀을 현장 방문하고 예선에 출전할 36개팀을 추렸는데, 예선에서 다시 최종적으로 결선에 참가할 11개 팀이 결정되었다. 11개팀은 카네기 멜런 대학, 스탠포드, 버지니아 공대, MIT, 펜실베니어 대학, 코넬 대학, 센트럴 플로리다 대학, 오시코시, 하니웰 그리고 독일에서 온 2팀이었다. 2007년 11월에 개최된 결선은 LA근처 빅터빌에 위치한 조지 공군기지내의 주택가를 따라 조성된 코스에서 치러졌다. 시합은 90km의 도심 구간에서 세 가지 임무를 6시간 이내에 완수하는 것으로 구성되었는데, 과도한 지연이나 교통 규칙 위반, 위험한 행동 등에 대해 페널티를 부가해, 임무를 완수한 총 시간으로 계산했다.

이 대회에서는 2005년의 대회에서 2등과 3등을 차지한 카네기 멜론 팀이 4시간 10분의 기록으로 우승하며 200만불의 상금을 받았는데, 평균 속도는 시속 23Km였고, 최고 속도 구간에서는 시속 48km로 달렸다. 4시간 29분으로 2등을 차지한 스탠포드 팀이 100만불을 받았고, 상금 50만불을 받은 3등은 4시간 36분을 기록한 데니스 홍 박사가 이끈 버지니아 공대 팀이었다. 그 외에도 3개팀이 더 완주를 했는데, 코넬 대학팀과 충돌 사고를 일으킨 MIT가 6시간을 기록했고, 펜실베니어 대학과 코넬 대학은 6시간을 초과해 완주했다. 데니스 홍 박사와 버지니아 공대 팀은 출전 차량을 개량해, 2009년에는 시각 장애인이 운전할 수 있는 차량을 개발하여 선보이기도 했다.

2007년의 DARPA 어반 챌린지는 실제 속도로 주행하는 한게임 슬롯 공략 자동차들이 서로를 인식하고 상호작용하며 자신의 임무를 완수하는 모습을 사상 처음으로 보여준 역사적인 사건이었다. 폐쇄된 공군기지내의 주택가에서, 소형 SUV에서 기족용 미니밴 그리고 대형의 군용 호송트럭까지 다양한 차들은 운전자 없이 스스로 환경을 인식하고 90Km를 주행하면서, 차량을 탈것이라는 개념에서 이동 지능체로서의 진화 가능성을 보여주며, 차량의 본질과 패러다임이 바뀔 수 있다는 것을 증명해주었다.

그러나 무엇보다도, 이 대회의 승자는 기술이었고 로보틱스와 인공지능의 승리였다. 상위 팀이었던 휘태커, 스런과 데니스 홍을 포함해 많은 팀들은 모두 수많은 보행 로봇이나 모바일 로봇을 만들고 연구해온 로봇 공학자들이었고 그들의 로봇들은 결국 기계가 스스로 세상을 인식하고 판단하며 움직일 수 있다는 가능성을 처음으로 현실에서 증명해 보였기 때문이었다.  

<필자:문병성 moonux@gmail.com>

필자인 문병성은 금성산전, 한국휴렛패커드, 애질런트 테크놀로지스, 에어로플렉스 등 자동화업계와 통신업계에 30년 이상 종사했으며, 최근에는 로봇과 인공지능 등 신기술의 역사와 흐름에 관심을 갖고 관련 글을 매체에 기고하고 있다.