무인 자동차

3. 자율주행의 단계

미국자동차공학회(SAE)는 자율주행을 레벨 0에서 레벨 5까지 총 6단계로 나누었다.^[504] 각 단계별 특징은 다음과 같다.

; 레벨 0

: 운전자가 모든 것을 판단하고 주행한다.

; 레벨 1

: 차량이 가속 또는 감속을 담당하며 운전자는 조향을 담당한다.

; 레벨 2

: 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)이 차로 유지 기능을 제공하지만, 운전자가 핸들을 잡아야 한다. 현재 도로에는 스마트 크루즈 컨트롤과 차선 유지 보조 기능이 들어간 자동차들이 운행되고 있으며, 운전대를 잡지 않으면 경고음이 울리고 수동으로 전환된다.

; 레벨 3

: 운전 주체가 사람에서 컴퓨터로 바뀌며, 제한된 구간에서 운전자와 자율주행시스템(ADS) 사이에 제어권 전환이 수시로 이루어진다.

; 레벨 4

: 완전한 자율주행차이나, 위험할 때는 사람이 수동 조작해야 한다. 주행 중 운전자가 잠을 자거나 자리를 뜰 수 있는 수준이다. 2020년 기준으로, 해외에서도 레벨 4 이후의 보험 문제에 대해 논의가 이어지고 있다.^[504]

; 레벨 5

: 위험 상황에서도 사람의 개입이 필요 없다.

주요 자동차 제조사들의 자율주행 기술 개발 현황은 다음과 같다.

• 메르세데스-벤츠: 2023년까지 레벨 3 자율주행차 상용화를 목표로 하고 있다.
• SK텔레콤: 2017년 4단계 자율주행차 시범 운행을 시작했다.^[504]
• 경기도: 2018년 레벨 4 자율주행차 '제로셔틀'의 시범 운행을 시작했다.^[504]
• 현대자동차: 2016년 12월 아이오닉 자율주행차로 레벨 4 수준까지 기술력을 끌어올렸다.^[504] 2018년 2월에는 2018 평창 동계올림픽을 앞두고 5G 네트워크 기술이 담긴 4단계 자율주행차를 선보였으며, 서울~평창 간 약 190km 고속도로 자율주행 시연에 성공했다. 이는 고속도로 톨게이트 통과 기술을 최초로 선보인 것이자, 수소전기차를 이용한 세계 최초의 자율주행 시연이었다.
• 구글: 2009년부터 자율주행차 개발을 시작하여 최장 시범 운행 거리 기록을 보유하고 있으며, 2021년까지 레벨 5 도달을 목표로 설정했다.^[504]
• BMW: 2021년까지 레벨 5 수준의 자율주행차를 선보일 계획이었다.^[504]
• 테슬라의 일론 머스크: 2020년 7월, "올해 안에 5단계 자율주행 기본 기능을 갖게 될 것"이라고 발표했다.^[504]
• 포드: 중간 개발 단계를 생략하고 2021년까지 완전 자율주행차를 선보일 계획이었다.^[504]

3. 1. SAE 분류

일본 정부와 미국 교통부 도로교통안전국(NHTSA)도 자동화 레벨을 정의하고 있으며, SAE 분류와 유사하다.^{[338][339][340][341][342][343]}

2021년 3월, 혼다는 레벨 3 기술이 적용된 레전드를 일본에서 한정 판매했다.^[351] 2022년 5월, 메르세데스-벤츠는 독일에서 레벨 3 시스템인 DRIVE PILOT을 탑재한 S클래스와 EQS를 출시했다.^[353]

3. 2. 모빌아이 시스템

• "Eyes-on/hands-on" (눈과 손 모두 사용): 운전자가 차량을 완전히 조작하지만, 시스템의 감독을 받는다. 시스템은 적응형 크루즈 컨트롤, 자동 비상 제동과 같은 기능을 지원하며 필요에 따라 개입한다. 운전자는 전적으로 책임이 있으며, 핸들을 잡고 도로에 시선을 고정해야 한다.^[89]
• "Eyes-on/hands-off" (눈은 주시, 손은 자유): 운전자가 핸들에서 손을 뗄 수 있다. 시스템이 운전하고, 운전자는 시스템을 감시하며 필요할 때 언제든지 제어를 다시 시작할 준비를 한다.^[89]
• "Eyes-off/hands-off" (눈과 손 모두 자유): 운전자가 시스템을 더 이상 감시하지 않아도 되며, 시스템이 모든 제어를 담당한다. 이 단계에서는 오류가 재현될 수 없거나 (특이한 일시적 조건에 의해 발생하지 않음), 빈번하게 발생하지 않아야 한다. 또한, 속도가 상황에 적절해야 하고 (예: 제한된 접근 도로에서 약 128.75km), 시스템이 일반적인 기동 (예: 다른 차량에 의해 진로가 막히는 경우)을 처리할 수 있어야 한다. 자동화 수준은 도로에 따라 다를 수 있다 (예: 고속도로에서는 눈을 뗄 수 있고, 이면도로에서는 눈을 떼지 못함).
• "No driver" (운전자 불필요): 차량 내 운전자가 필요하지 않다. 원격으로(원격 존재) 또는 전혀 모니터링하지 않는다.^[89]

4. 기술

우려하는 과학자 연합(Union of Concerned Scientists)은 자율주행을 "인간 운전자가 차량을 안전하게 작동시키기 위해 제어할 필요가 없는 자동차 또는 트럭. 자율 또는 '무인' 자동차라고도 하며, 센서와 소프트웨어를 결합하여 차량을 제어, 탐색 및 운전한다."라고 정의했다.^[69]

영국 자동화 및 전기 자동차법 2018은 차량이 "개인이 제어하지 않고, 감시할 필요가 없는" 경우 해당 차량을 "스스로 운전하는" 것으로 정의한다.^[70] 영국 정부의 또 다른 정의에서는 "자율주행차는 안전하고 합법적으로 스스로 운전할 수 있는 차량"이라고 밝혔다.^[71]

자율주행차에는 카메라나 라이다 등의 센싱 기술, 딥 러닝에 의한 물체 인식 등 다양한 기술이 사용된다. 또한, 초음파 센서나 GPS의 작용으로 장애물이 없는지를 자동 인식하고, 자율적으로 주행할 수 있도록 설계되어 있다.

인공 지능(AI)은 무인 자동차(AV) 개발 및 운영에 핵심적인 역할을 하며, 무인 자동차가 주변 환경을 인식하고, 결정을 내리고, 사람의 개입 없이 안전하게 운행할 수 있도록 지원한다. AI 알고리즘은 AV가 카메라, LiDAR, 레이더, GPS와 같은 다양한 온보드 센서로부터의 감지 데이터를 해석하여 주변 환경을 이해하고 시간이 지남에 따라 기술적 능력과 전반적인 안전성을 향상시킬 수 있다.^[126]

완전 자율주행차는 카메라, 레이더, 라이다, 초음파 센서, GPS 등으로 주변 환경을 인식하고, 목적지를 지정하는 것만으로 자율적으로 주행한다. 과거에는 도로에 자기 마커(자성 네일이라고 불리는 영구 자석)를 매립하는 방식도 개발되었지만, 도로에 마커를 매립하는 비용이 많이 들고, 적설의 영향이나 제설의 장애가 되기 때문에 거의 보급되지 않았다. 따라서 현재는 기본적으로 차량의 센서 중심으로 자동 운전할 수 있는 자율주행차 개발이 중심이 되고 있다. 마커 방식은 가이드웨이 버스로 IMTS가 과거 일본에서 운행했지만 이미 종료되었다.

이미 실용화된 로봇카로는, 이스라엘 방위군에서 운용되는 가디움이라고 불리는 미리 설정된 경로를 순찰하는 무인 차량^[305]이나, 해외의 광산, 건설 현장 등에서 운용되는 덤프트럭 등의 무인 운행 시스템 등이 있다.^[306]

공도 이외의 제한된 환경(광산, 건설 현장 등)에서는 로봇카의 수요가 확대되고 있으며, 건설 기계 대기업인 고마츠(コマツ)^[307], 캐터필러(Caterpillar) 등의 기업이 로봇카 판매를 확대하고 있다.^[308]

일반인이 공도에서 주행할 수 있고, 자동 운전 레벨 정의(후술)에서 레벨 4 및 5에 해당하는 완전 자율주행차는 2019년 (레이와 원년) 시점에서는 시판되지 않았다. 출시된 자율주행차는 자동 운전 레벨 정의에서 말하는 레벨 3까지이다.

자율주행차의 상품화, 보급에 따라 교통 사고의 감소, 교통 체증 감소, 이산화 탄소(CO₂)의 삭감이 전망되고 있다.

일본의 중산간 지역에서 자율 운전 서비스는 기존형, 그린 슬로우 모빌리티형, 버스형과 승용차형의 조합으로 다음과 같은 4가지 종류의 차량이 검토되었다.^[346] 이 중 초기 사회 구현에 이른 것은 자기를 이용한 골프 카트형이다. 자기를 이용한 자율 운전은 도로에 매설된 자기 마커나 유도선에 따라 정해진 경로를 차량이 주행하는 방식이다.^[347] 국토교통성에서는 고령화가 진행되는 중산간 지역의 인구 이동, 물류, 생활의 발을 확보하기 위해 「미치노에키」 등을 거점으로 자율 운전 서비스 및 그 실증 실험을 실시하고 있다.^[348][349]

경로 계획은 차량이 출발지에서 목적지까지 이동하는 데 사용할 수 있는 일련의 경로 세그먼트를 찾는 과정이다. 경로 계획에 사용되는 기술에는 그래프 기반 검색과 변분 기반 최적화 기술이 있다. 그래프 기반 기술은 다른 차량/장애물을 어떻게 통과할지 등과 같은 어려운 결정을 내릴 수 있다. 변분 기반 최적화 기술은 충돌을 방지하기 위해 차량 경로에 대한 더 엄격한 제한이 필요하다.^[107] 차량의 대규모 경로는 보로노이 다이어그램, 점유 그리드 맵핑 또는 주행 복도 알고리즘을 사용하여 결정할 수 있다. 후자는 차량이 차선이나 장벽으로 제한된 열린 공간 내에서 위치를 파악하고 운전할 수 있도록 한다.^[108]

지도(Maps)는 항해에 필수적이다. 지도의 정교함은 일방통행 및 양방향 통행과 같은 세부 정보를 표시하여 서로 연결된 도로를 보여주는 단순한 그래프에서부터 차선, 교통 통제, 도로 공사 등에 대한 정보를 포함하는 매우 상세한 지도에 이르기까지 다양하다.^[99] 매사추세츠 공과대학교 MIT 컴퓨터 과학 및 인공지능 연구소(CSAIL)의 연구원들은 MapLite라는 시스템을 개발했는데, 이 시스템을 통해 자율주행차가 간단한 지도로 운행할 수 있다. 이 시스템은 차량의 GPS 위치, 오픈스트리트맵(2D 도로 특징만 있는)과 같은 "희소 토폴로지 맵"과 도로 상태를 관찰하는 센서를 결합한다.^[109] 매우 상세한 지도의 한 가지 문제는 세상이 변화함에 따라 지도를 업데이트하는 것이다. 덜 상세한 지도로 작동할 수 있는 차량은 빈번한 업데이트나 지오펜싱이 필요하지 않다.

자율 주행 차량이 운전 환경에 적절하게 대응하려면 센서가 필요하다. 센서 유형에는 카메라, 라이다, 초음파 센서, 레이더가 있다. 제어 시스템은 일반적으로 센서 융합을 통해 복수의 센서에서 수집된 데이터를 결합한다.^[110] 복수의 센서는 주변 환경에 대한 보다 완벽한 시야를 제공하며, 서로를 교차 검증하여 오류를 수정하는 데 사용될 수 있다.^[111] 예를 들어, 레이더는 카메라와 라이다가 제대로 작동하지 않는 야간 눈보라와 같은 상황에서 장면을 묘사할 수 있지만, 정밀도는 떨어진다. 테슬라는 레이더와 초음파를 실험한 후, 인간이 시각만을 사용하여 운전하고, 자동차도 똑같이 할 수 있어야 한다는 점을 강조하며, 다른 센서 유형에 비해 카메라의 낮은 비용을 언급하며 시각 기반 방식만을 채택했다.^[112] 반면, 웨이모(Waymo)는 라이다 센서의 더 높은 해상도를 활용하며, 해당 기술의 비용 감소를 언급하고 있다.^[113]

전자식 제어는 기계적 연결을 통해 전통적으로 수행되던 조향 또는 속도 제어와 같은 차량 기능을 수행하기 위해 전기 또는 전자 기계 시스템을 사용하는 것이다.

운전자 모니터링 시스템은 운전자의 주의력과 경계 상태를 평가하는 데 사용된다. 사용되는 기술에는 눈 모니터링, 운전자가 스티어링 휠에 토크를 유지하도록 요구하는 것 등이 있다.^[114] 이는 운전자 상태를 파악하고 위험한 운전 행동을 식별하려고 시도한다.^[115]

차량 통신 시스템은 교통 상황, 도로 장애물에 대한 정보를 공유하고, 지도 및 소프트웨어 업데이트를 받는 등 다른 차량과 통신하여 잠재적으로 이점을 얻을 수 있다.^{[116][117][99]}

차량 간 통신 대신, 도로 기반 시스템과 통신하여 유사한 정보를 받을 수 있다.

소프트웨어는 차량을 제어하며 엔터테인먼트 및 기타 서비스를 제공할 수 있다. 무선 펌웨어 업데이트를 통해 인터넷으로 버그 수정 및 추가 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어 업데이트는 과거에 서비스 센터 방문을 필요로 했던 리콜을 수행하는 한 가지 방법이다. 2021년 3월에는 소프트웨어 업데이트 및 소프트웨어 업데이트 관리 시스템에 관한 유럽 경제 위원회(UNECE) 규정이 발표되었다.^[121]

안전 모델은 자율 주행 차량(AC)이 안전하게 작동하도록 보장하는 규칙을 공식화하려는 소프트웨어이다.^[122]

전기 전자 기술자 협회(IEEE)는 "IEEE P2846: 자율 주행 차량 의사 결정의 안전 고려 사항을 위한 공식 모델"이라는 안전 모델 표준을 만들려고 시도하고 있다.^[123] 2022년, 일본 국립 정보학 연구소(NII)의 연구 그룹은 Mobileye의 신뢰할 수 있는 안전 시스템(RSS)을 "목표 인식 RSS"로 개선하여 RSS 규칙이 프로그램 논리를 통해 복잡한 시나리오를 처리할 수 있도록 했다.^[124]

미국은 다른 운전자에게 차량이 자율 주행 중임을 알리기 위해 터콰이즈(Turquoise)색 조명의 사용을 표준화했다. 이는 SAE 레벨 3 자율 주행 시스템인 드라이브 파일럿(Drive Pilot)을 탑재한 2026년형 메르세데스-벤츠 EQS와 S-클래스 세단에 적용될 예정이다.

2023년 기준으로, 터콰이즈색 조명은 중화인민공화국(P.R.C) 또는 유엔 유럽 경제 위원회(UN-ECE)에서 표준화되지 않았다.^[125]

4. 1. 아키텍처

4. 2. 구성 요소

인지 시스템은 차량 내외부의 시각 및 오디오 데이터를 처리하여 주변 환경에 대한 모델을 생성한다. 제어 시스템은 이 모델과 도로 지도, 운전 규정을 바탕으로 차량을 움직인다.^{[94][95][96][97]}

무인 자동차는 주변 환경을 인식하기 위해 카메라, 라이다(LiDAR), 레이더, 오디오, 초음파,^[99] GPS, 관성 측정 장치(IMU) 등 다양한 센서를 사용한다.^{[100][101][102]} 심층 신경망은 이러한 센서의 입력을 분석하여 객체를 감지하고 식별한다.^[103]

경로 계획은 차량이 출발지에서 목적지까지 이동하는 경로를 찾는 과정이다. 그래프 기반 검색, 변분 기반 최적화 기술 등이 사용된다.^[107]

지도(Maps)는 항해에 필수적이다. 지도는 단순한 도로 연결 정보부터 차선, 교통 통제, 도로 공사 등을 포함하는 매우 상세한 정보까지 다양하다.^[99] 매사추세츠 공과대학교 MIT 컴퓨터 과학 및 인공지능 연구소(CSAIL)는 간단한 지도로 운행할 수 있는 MapLite 시스템을 개발했다.^[109]

센서 융합은 복수의 센서에서 수집된 데이터를 결합하여 주변 환경에 대한 더 완벽한 정보를 제공한다.^[110] 예를 들어, 레이더는 야간 눈보라와 같이 카메라와 라이다가 제대로 작동하지 않는 상황에서 유용하지만, 정밀도는 떨어진다.^[111] 테슬라는 시각 기반 방식만을 채택한 반면,^[112] 웨이모(Waymo)는 라이다 센서의 높은 해상도를 활용한다.^[113]

전자식 제어는 기계적 연결 대신 전기 또는 전자 기계 시스템을 사용하여 차량 기능을 수행한다. 운전자 모니터링 시스템은 운전자의 주의력과 경계 상태를 평가한다.^[114] 차량 통신 시스템은 차량 간 또는 도로 기반 시스템과 통신하여 교통 상황, 지도 업데이트 등의 정보를 공유한다.^{[116][117][99]}

소프트웨어는 차량을 제어하고, 무선 업데이트를 통해 기능 개선 및 버그 수정이 가능하다.^[121] 안전 모델은 자율 주행 차량이 안전하게 작동하도록 규칙을 공식화하는 소프트웨어이다.^[122]

인공 지능(AI)은 무인 자동차의 개발 및 운영에 핵심적인 역할을 한다.^[126] AI 알고리즘은 센서 데이터를 해석하여 주변 환경을 이해하고, 시간이 지남에 따라 기술적 능력과 안전성을 향상시킨다.

완전 자율주행차는 카메라, 레이더, 라이다, 초음파 센서, GPS 등을 통해 주변 환경을 인식하고 목적지만 지정하면 스스로 주행한다. 과거에는 도로에 자기 마커를 설치하는 방식도 개발되었지만, 비용 문제 등으로 현재는 차량 센서 중심의 자율주행차 개발이 주를 이룬다.

어댑티브 크루즈 컨트롤, 차선 유지 보조 시스템 등을 조합하여 앞차와의 거리를 유지하며 자동 추종 주행을 하는 기능도 있다.^{[354][355][356]}

5. 상용화

1920년대부터 첨단 운전자 지원 시스템(ADAS)에 대한 실험이 진행되었고,^[12] 1950년대부터 시험 운행이 시작되었다. 1977년 일본 쓰쿠바 기계 기술 연구소는 최초의 반자율 주행차를 개발했다.^[13] 이 차량은 특수 표시된 도로를 필요로 했고, 두 대의 카메라와 아날로그 컴퓨터로 이를 해석하여 고가 레일 지원을 받아 30km/h 속도에 도달했다.^[14][15]

1980년대에는 카네기 멜론 대학교의 Navlab^[16] 및 ALV^[17][18] 프로젝트가 시작되었고, 1984년부터 미국 방위고등연구계획국(DARPA), 메르세데스-벤츠, 뮌헨 연방군 대학교의 EUREKA 프로메테우스 프로젝트가 자금을 지원했다.^[19] 1995년 Navlab 5는 최초로 자율 주행으로 미국을 횡단했다. 펜실베이니아주 피츠버그에서 캘리포니아주 샌디에이고까지 98.2%를 자율 주행으로, 평균 63.8mph 속도로 완주했다.^{[21][22][23][24]}

미국은 1991년 국가 자동 고속도로 시스템 연구에 6.5억달러를 할당했고,^[26] 1997년에 성공적인 시연으로 마무리되었다.^[27] 2015년 델파이는 아우디를 15개 주에서 5472km 이상 자율 주행으로 시험 운행했으며, 99%가 자율 주행이었다.^[29] 2015년에는 네바다, 플로리다, 캘리포니아, 버지니아, 미시간, 워싱턴 D.C.가 공공 도로에서 자율 주행차 테스트를 허용했다.^[30]

2018년 3월, 엘레인 헤르츠버그 사망 사건은 인간 백업 운전자가 있는 우버 테스트 차량에 의해 사망한 최초의 보행자로 기록되었다. 검찰은 우버를 기소하지 않았고, 인간 운전자는 집행유예를 선고받았다.^[35]

2019년 3월, 로보카는 로보레이스에 앞서 세계에서 가장 빠른 자율 주행차로 기네스 세계 기록을 세웠다. 로보카는 시속 282.42km/h를 기록했다.^[40]

2021년 3월, 혼다는 레벨 3 "교통 체증 조종" 운전 기술이 장착된 레전드 하이브리드 EX 세단 100대를 일본에서 한정 임대하기 시작했다. 30kph 미만으로 주행할 때 운전자가 도로에서 눈을 뗄 수 있도록 법적으로 허용했다.^{[41][42][43][44]}

메르세데스-벤츠는 2021년 12월 레벨 3 차량에 대한 승인을 받았다.^[47] 2024년 초 현재 혼다는 일본에서 레벨 3 차량을 임대하고 있으며, 메르세데스는 독일, 캘리포니아 및 네바다에서 2대의 레벨 3 차량을 판매하고 있다.^[51][52]

2023년 8월 현재, 레벨 3 이상에서 작동하는 차량은 시장에서 매우 적은 부분을 차지하고 있으며, 대부분의 상업용 ADAS 차량은 SAE 레벨 2이다. 몇몇 회사는 더 높은 레벨에 도달했지만, 이는 제한된 지역에서만 가능하다.^[266]

5. 1. 현황

5. 2. 레벨별 상용화 사례

• 레벨 3:
• 혼다는 2021년 3월, 레벨 3 "교통 체증 조종" 운전 기술이 장착된 레전드 하이브리드 EX 세단 100대를 일본에서 한정판으로 임대하기 시작했다. 이 차량은 30kph 미만으로 주행할 때 운전자가 도로에서 눈을 뗄 수 있도록 법적으로 허용했다.^{[41][42][43][44]}
• 메르세데스-벤츠는 2021년 12월, 레벨 3 차량에 대한 승인을 받았다.^[47] 2022년 5월 17일, 메르세데스-벤츠 S클래스, 메르세데스-벤츠 EQS클래스에 DRIVE PILOT(드라이브 파일럿)을 탑재하여 출시했다. 독일 당국으로부터 법적으로 허가된 60kph를 상한으로 자동 운전을 할 수 있게 된다.
• 레벨 4:
• 웨이모는 2017년 11월, 안전 운전자 없이 자율 주행차 테스트를 발표했다.^[33] 2018년 12월, 애리조나주 피닉스에서 로보택시 서비스를 최초로 상용화했다.^[36] 2020년 10월, 애리조나주 피닉스의 일부 지역에서 로보택시 서비스를 시작했다.^[37][38]
• 누로는 2021년 캘리포니아에서 자율 상업 배송 운영을 시작했다.^[45]
• DeepRoute.ai는 2021년 7월 선전에서 로보택시 서비스를 시작했다.^[46]
• 크루즈는 2022년 2월, 샌프란시스코에서 일반 대중에게 무인 택시 서비스를 제공하는 두 번째 서비스 제공업체가 되었다.^[11]
• 경기도는 2018년 9월 4일, 레벨4 자율주행차 '제로셔틀'의 시범운행을 시작했다.
• 2017년 SK텔레콤이 4단계 자율주행차 시범 운행을 시작했다.
• 2018년 2월 2일, 현대자동차가 평창동계올림픽 개최를 앞두고 5G 네트워크 기술이 담겨진 4단계(미국 자동차공학회 기준) 수준의 자율주행차를 선보였다. 서울~평창 간 약 190km 고속도로 자율주행 시연을 성공적으로 끝마쳤다. 고속도로 톨게이트를 무난히 통과하는 기술을 최초로 선보였다. 수소전기차로 된 자율주행차는 세계 최초의 시연이다.

• 레벨 5 (개발 중):
• 2020년 7월 9일, 테슬라의 일론 머스크 회장은 "올해 안에 5단계 자율주행 기본 기능을 갖게 될 것"이라 밝혔다. 그러나 김필수(대림대 교수) 전기차협회장은 "5단계 자율주행은 전문가들도 꿈으로 남겨 놓고, 4단계 기술에 집중하는 상황"이라며 "5단계를 운운하는 건 허풍"이라고 말했다.^[504]

• 기타:
• 2022년 베이징 동계올림픽에 맞추어 중국 베이징은 전 세계 수도 중 처음으로 유료 무인자동차 운영을 실시하게 되었다. 2021년 11월 25일부터 모바일 어플을 통해 바이두/포니AI 두 기업이 운영하는 로보택시를 호출해 탑승할 수 있다. 보조 운전자가 탑승하지만 주행 과정 대부분은 차량이 자율주행한다.^[507]

국토교통성은 고령화가 진행되는 중산간 지역의 인구 이동, 물류, 생활의 발을 확보하기 위해 「미치노에키」 등을 거점으로 자율 운전 서비스 및 그 실증 실험을 실시하고 있다.^[348][349]

5. 3. 대한민국

6. 문제점 및 과제

• 기술적 한계: 자율주행차는 다양한 환경에서 안전하게 작동하기 위해 고도의 소프트웨어와 매핑 기술이 필요하지만,^[127] 아직 완벽하지 않다. 도로 품질, 날씨, 장애물, 교통 통제, 지도 오류, 사고 현장 등 다양한 상황에 대처하는 데 어려움이 있다.
• 예측의 어려움: 자율 주행차(AC)는 안전하게 주행하기 위해 차량, 보행자 등의 행동을 실시간으로 예측해야 한다.^[96] 예측이 미래로 더 멀리 확장될수록 작업은 더 어려워지며, 예측하지 못한 행동에 대처하기 위해 추정치를 빠르게 수정해야 한다.
• 운전자와의 상호작용: 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)은 운전자로부터 안전하게 제어권을 넘겨받고, 운전자에게 제어권을 다시 넘겨줄 수 있어야 한다.^[162] 또한 자율주행차는 운전자 간 의사소통 방식에도 변화를 가져온다. 교차로 진입 순서 결정 등에서 손 신호와 같은 전통적 수단은 사용할 수 없다.^[159]
• 소비자 신뢰: 소비자는 안전하다고 신뢰하지 않는 한 자율 주행차를 피할 것이다.^[163][164] 샌프란시스코에서 운행되는 로봇 택시는 인지된 안전 위험에 대한 반발을 받았다.^[165]
• 과장 광고: 일부 기업은 자율주행 기술을 과장하여 광고하고 있다. 테슬라의 "완전 자율 주행(FSD) 베타" 명칭, 메르세데스-벤츠의 기만적인 광고 등이 문제가 되었다.^[141][142]
• 사이버 보안 및 개인 정보 침해: 2020년대에 들어 자율주행차의 사이버 공격 및 데이터 도난 취약성에 대한 우려가 제기되었다.^[148] 인터넷 연결이 필요하여 해커가 개인 정보에 접근할 가능성이 있다.^{[183][184][185]}
• 데이터 보안: C-V2X 기술은 5G 무선 네트워크를 기반으로 한다.^[156] 미국 의회는 수입된 중국산 AC 기술이 간첩 행위를 할 수 있다는 가능성을 고려하고 있었다.^[157] 미국에서 중국 자율주행차 테스트는 데이터 수집 및 중국 공산당과의 연계에 대한 우려를 낳았다.^[158]
• 차별: 조지아 공과대학교 연구에 따르면, 자율 주행 차량의 감지 시스템이 어두운 피부색을 가진 사람들을 인식하는 데 5% 정도 덜 효과적이다.^[176]
• 도로 기반 시설: 자율주행차는 교통 표지판, 회전 차선 등을 활용하며, 안전을 위해 해당 기반 시설의 수정이 필요할 수 있다.^[186]
• 센서 중심 개발: 완전 자율주행차는 카메라, 레이더, 라이다, 초음파 센서, GPS 등으로 주변 환경을 인식한다. 과거 도로에 자기 마커를 매립하는 방식도 개발되었지만, 비용 문제와 적설, 제설의 영향 때문에 거의 보급되지 않았다. 현재는 차량 센서 중심으로 자동 운전하는 자율주행차 개발이 중심이다.
• 실용화된 로봇카: 이스라엘 방위군에서 운용되는 가디움과 같이 미리 설정된 경로를 순찰하는 무인 차량^[305], 해외 광산, 건설 현장 등에서 운용되는 덤프트럭 등의 무인 운행 시스템이 이미 실용화되었다.^[306]
• 일본의 자율주행 서비스: 일본 중산간 지역에서 자율 운전 서비스는 기존형, 그린 슬로우 모빌리티형, 버스형과 승용차형의 조합으로 4가지 종류 차량이 검토되었다.^[346]

6. 1. 장애 요인

6. 2. 우려 사항

• 자율 주행: 차량이 자율 주행 시험을 통과하고, 특정 기능이 안전하고 합법적으로 자율 주행 가능해야 함.
• 자율성: 차량이 스스로 제어하며, 사람이 감시하거나 개입할 수 없는 상태.
• 제어: 차량의 움직임을 제어하는 것.
• 안전: 허용 가능한 안전 기준 충족.
• 합법: 교통 법규 위반 위험이 허용 가능한 수준.

6. 3. 윤리적 문제

6. 4. 도로 기반 시설

• 차량 자립형 6인승 버스형 (DeNA)
• 자기 마커를 이용한 20인승 버스형 (선진 모빌리티)
• 자기 마커를 이용한 6인승 골프 카트형 (야마하 발동기)
• 차량 자립형 4인승 승용차형 (아이산 테크놀로지)

7. 사고

2018년 3월 18일 미국 애리조나주 피닉스에서 우버 자율 주행 차량에 의한 첫 사망 사고가 발생했다. 이 차량은 자전거를 끌고 가던 엘레인 헤르츠버그를 치어 숨지게 했다.^[505] 검찰은 우버를 기소하지 않았고, 인간 운전자는 집행유예를 선고받았다.^[35]

자동 운전 차량 또는 운전 지원 기능이 유발한 사고 중, 특히 주목을 받은 사례는 다음과 같다.

• 테슬라 모델 S 사망 사고 (2016년 5월 7일, 미국 플로리다주): 운전 지원 기능이 탑재된 테슬라 모델 S가 18륜 트레일러와 충돌하여 테슬라 운전자가 사망했다.^[367] 이는 자율 주행 첫 사망 사고로 오보되었으나, 테슬라에 탑재된 운전 지원 기능은 레벨 2 수준으로, NHTSA가 레벨 4나 레벨 3으로 구분하는 자율 주행차에 해당하지 않는다. 테슬라 운전자가 레벨 3 수준의 자율 주행차라고 오해했을 가능성이 지적되고 있다.^[368]

• 웨이모 (2016년 초): 웨이모의 테스트 차량은 14건의 충돌에 휘말렸으며, 그 중 13건은 다른 운전자에게 과실이 있었지만, 1건은 차량의 소프트웨어가 원인이 된 충돌 사고였다.^[369] 2016년 2월 14일, 웨이모 차량이 진로를 막는 모래주머니를 회피하려다가 버스와 충돌했으나, 부상자는 없었다. 웨이모는 "이번 케이스에서는 분명히 우리에게 일정 책임이 있다. 우리 차가 움직이지 않았다면 충돌은 일어나지 않았을 것이기 때문"이라고 밝혔다.

• 웨이모 로보택시-자전거 충돌 사고 (2024년 2월 6일, 미국 샌프란시스코): 웨이모의 로보택시가 마주 오는 차선을 직진하는 트럭이 지나간 후 좌회전을 시작했을 때, 트럭 후방을 주행하던 자전거를 늦게 알아차려 급브레이크를 밟지 못하고 접촉했다. 자전거 운전자는 "경미한 부상이다"라며 그대로 가버렸고, 웨이모는 즉시 경찰에 사고를 신고했다.^[370]

• 우버 자율주행차 사망 사고 (2018년 3월 18일, 미국 애리조나주 템피): 엘레인 헤르츠버그 사망 사건 참조.^[371] 우버(Uber)가 시험 운전하던 자율주행차가 보행자를 치어 사망하게 한 사고로, 자율주행차 최초의 인명 사망 사고였다.^[371] 미국 국가 교통 안전 위원회가 사고 조사에 착수했으며, 우버는 유족에게 합의금을 지불했다.^[372]

• 2020년 도쿄 올림픽·패럴림픽 e-Palette 접촉 사고 (2021년 8월 26일): 토요타 자동차의 자율 MaaS 전용 EV "e-Palette"가 선수촌 내에서 시각 장애를 가진 유도 일본 대표 기타조노 신코와 접촉 사고를 일으켰다.^[374] 기타조노 선수는 뇌진탕 가능성이 있는 컨디션 불량을 호소하여 다음 날 경기를 기권했다.^[374] 토요다 아키오 사장은 T자 도로에서 e-Palette가 우회전할 때 횡단보도 앞에서 일시 정지 후 재출발 시 선수와 접촉이 발생했다고 밝혔다. 우회전 시는 자동 운전 모드였으며, 오퍼레이터에게는 사각지대였을 가능성이 지적되었다.^[375] 오퍼레이터는 서류 송치 후 불기소(기소 유예) 처분되었다.^[376]

• GM 크루즈 자율주행차 사고 (2023년 10월 2일, 미국 샌프란시스코): GM 크루즈가 운행하는 자율주행차가 보행자를 치는 사고가 발생했다.^[377] 다른 차량이 신호 위반을 한 보행자를 들이받았고, 그 충격으로 보행자가 자율주행차 앞으로 튕겨 나갔다. 자율주행차는 급제동 후 갓길로 붙이려던 중 보행자를 시속 로 끌고 갔다. 사고 정보가 주 당국에 제대로 공유되지 않아 캘리포니아주로부터 자율주행 택시 운행 영업 정지 처분을 받았다.^[378] 이후 GM 크루즈는 미국 전역의 무인 택시 사업을 중단하는 등 대폭적인 사업 축소를 결정했다.^[379][380]

8. 여론 조사

2011년부터 2024년까지 미국, 영국, 독일 등 여러 나라에서 무인 자동차에 대한 다양한 여론 조사가 실시되었다.

하지만, 자율주행차를 직접 경험한 사람이 거의 없다는 점을 고려할 때, 이러한 여론 조사 결과는 큰 의미가 없을 수 있다는 의견도 존재한다.

9. 규제

자율 주행 자동차 규제는 책임, 승인 및 국제 협약과 관련이 있다. 2010년대에 연구자들은 규제가 지연되면 상용화가 늦어질 수 있다고 우려했다.^[264] 2020년에는 UNECE WP.29 GRVA가 레벨 3 자동 운전 규제를 다루기 위해 발행되었다.

2016년 시점의 문제점, 과제 및 우려는 다음과 같다.

• 문제점 및 대처:
• 소프트웨어의 신뢰성^[400]
• 차량 간 통신으로 인한 차량 내 컴퓨터 및 시스템 부정 접근 가능성^{[401][402][403]}
• 수동 운전 필요 시 운전자의 운전 기술 및 경험 부족^[404]
• 트롤리 문제와 유사한 윤리적 문제: 충돌 회피 불가 상황에서 자율주행차 소프트웨어의 사고 코스 선택^{[408][405][406][407]}
• 자율주행 교통사고 발생 시 대처 및 대응

• 제도상의 과제:
• 사고 발생 시 손해 배상 책임 소재 (자동차 제조사의 제조물 책임 및 소유자 책임)^[409]
• 자율주행차 법적 틀과 정부 규제 확립^[410]

• 기술적 한계:
• 날씨 영향: 2014년 구글 프로토타입 차량은 눈이나 폭우에서 주행 불가^[411]
• 고정밀 특수 지도 필요 및 지도 노후화 시 폴백(퇴축 운전) 필요^[411]
• 경찰, 보행자 제스처 및 신호 대응 불가^[412]
• 자동차 무선 통신 주파수 대역 확보 문제^[413]
• 임시 교통 규제(이벤트, 노면 공사, 교통사고 등) 대응
• 날씨, 노면 상황, 성능 및 기능 한계에 따른 불작동 및 오작동

• 악용 우려:
• 위험물, 폭발물 적재 자율주행차의 폭탄화 (무기화) 가능성^[414]
• 소유자 수면 중 발생 사건 및 사고 책임 비율^[415]

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