스탠포드 대학이 만든 로봇, 어번 체인지 주행 테스트 통과

「주니어」라는 이름의 인공지능의 폭스바겐 차량이 14일(미국시간) 기본 운전 기능 테스트에 합격했다.한 고비는 넘겼지만, 앞으로 더 어려운 난관들이 기다리고 있다. 주니어가 올해 개최되는 인공 지능 도로 주행 경주 대회에 참가할 예정이기 때문이다. 미국 국방부 고등 연구 계획국(DARPA) 소속 관계자들은 캘리포니아 주 마운틴 뷰의 구글 본사 옆에 위치한 연구소를 방문, 이번에 새로이 제작된 스탠포드 대학교의 무인 자동차 주니어에 대한 테스트를 시행하였다. 주니어는 무인 자동차들이 서로의 자웅을 겨루는 어번 챌린지(Urban Challenge)에 참가하는데, 이번 테스트는 주니어가 과연 대회에 참가할 수 있을 수준의 기능을 갖추었는지 확인하는 첫 번째 테스트의 성격을 띠고 있다. 올해로 3회째를 맞은 어번 챌린지는 DARPA에서 주최하는 대회이다.DARPA는 올해 여름 안으로, 대회에 참가하는 53개의 참가자들을 모두 직접 방문, 각각의 로봇들이 실제 교통 상황에서 사거리를 판단할 수 있는 능력을 지녔는지, 정지된 자동차를 피해 지나갈 수 있는지, 유턴을 할 수 있는지 등과 같은 기본적인 운전 능력에 대해서 일일이 확인할 예정이다. "어번 챌린지에 참가하기 위해서는 상당히 복잡하고 어려운 과정을 거쳐야 한다. 오늘 본 테스트는 그 과정 중 극히 일부라고 생각하면 될 것"이라고 DARPA 프로그램 담당자 놈 휘태커(Norm Whitaker)는 2시간 30분 가량 진행된 주니어의 테스트를 지켜본 관객들에게 설명했다. 테스트에서, 시종일관 시속 15마일의 속도를 유지한 주니어는 총 4개의 미션 중 3개의 미션을 성공적으로 수행했다. 3번의 유턴, 그리고 일반적인 교통 흐름 속에서 사거리 인지하기, 주차 관련 평가에서는 무난한 성적을 받았지만, 차를 추월하는 테스트에서 약간 버벅거리는 모습을 보였다. "스탠포드 팀은 중간에 약간의 실수가 있었지만, 잘 극복해 냈다"고 휘태커는 덧붙였다.스탠포드 팀의 리더 세바스찬 트런은 "우리는 다음 테스트도 무난히 통과할 것이라 예상하고 있고, 결국 30위 안에 들어 최종 결선에 진출할 것이라고 확신한다"고 말했다.스탠포드 팀은 2005년 DARPA 그랜드 챌린지에서 우승, 상당한 인지도를 가지고 있다. 그랜드 챌린지는 네바다 사막 132마일을 가로지르는 대회로, 2004년도에 처음 개최되었으며 총 상금이 200만달러에 이르는 대형 이벤트이다. 우승할 당시 스탠포드는 무인 자동차 관련 대회에 처음으로 출전하는 신생 팀이었고, 무인 자동차 관련 연구의 선구자 격이라고 할 수 있는 카네기 멜론 대학 팀 등에 비해서 실력이 떨어지는 것으로 평가 받고 있었다. 하지만 스탠포드 팀의「스탠리(Stanley)」는 10시간이 채 안된 기록으로 처녀 출전한 대회를 우승하는 기염을 토했고, 이는 인공 지능 관련 연구에 새로운 기준을 제시한 중요한 사건으로 평가 받고 있다. 우승 이후 스탠포드 대학 팀의 인기는 나날이 상승했고, 현재는 구글, 레드 불(Red Bull), 그리고 인텔 등에 후원까지 받고 있다. 테스트 현장에서 만난 구글의 한 관계자는 구글의 공동 설립자 래리 페이지가 지난 해 자신에게 전화를 걸어 "가장 뛰어난 팀들을 후원하고 싶다"는 의중을 밝혀, 스탠포드 팀을 선택하게 되었다고 말했다.오는 11월3일 시작될 DARPA 어번 챌린지는 이전보다 훨씬 더 난이도 높은 대회가 될 것으로 예상되고 있다. 스탠포드 팀이 우승했던 2005년 대회에서는 로봇들이 바위 등과 같은 정지된 물체들을 인지하고 이를 적절히 피해 움직일 수 있는 능력만 가지고 있으면 대회에 충분히 참가할 수 있었다. 하지만 도심 내에서 발생할 가능성이 높은 여러 환경들을 장애물로 제시한 어번 챌린지 대회에서는, 로봇들이 움직이는 물체들과 서 있는 물체들을 모두 인지, 유기적인 관계를 파악한 후 자신의 움직임을 결정할 수 있어야 한다. 이와 더불어 로봇들은 자동차와 자전거와 같이 각자 다른 방식의 움직임을 보이는 물체들의 차이점을 인식, 판단할 수 있는 능력 또한 보유하고 있어야 하고, 이는 교통 신호를 인지하고 지키는 일보다 더 난해한 과제라고 스탠포드 대학교 인공지능 연구소 수석 연구 엔지니어 마이크 몬테멜로는 덧붙였다. 그는 테스트 현장에서 "로봇 인공 지능을 이용, 더욱 부드럽고 능숙한 운전이 가능하도록 만들기 위해서는 이와 관련한 다양한 지식들을 추가로 이해할 수 있는 능력을 로봇들이 갖출 수 있도록 해야 한다"고 밝혔다. 규칙을 알고, 또 그것을 언제 깨야 할지도 안다그는 이어 "운전은 결국 규칙이다. 그러나 반대로 얼마나 규칙을 잘 깰 수 있느냐에 따라 진정한 운전 실력이 판가름 나기도 한다"고 덧붙였다.이번 현장 방문에서는 로봇의 기본적인 기능 구현과 환경 인식 능력을 테스트하는 데 그쳤지만, 실제 경주는 이번 테스트와는 차원이 다를 정도로 매우 어려울 것이라고 DARPA 관계자들은 강조했다. 경주자들은 여타 인공 지능 자동차들을 비롯, 실제 사람들이 운전하는 여러 대의 차들이 동시에 움직이고 있는 골목들을 운전해야 한다. 참가자들은 실시간으로 변화하는 교통상황에 적절히 대처하여야 하고, 움직이는 주위 차량들을 정확하게 인지하면서 주행해야 하며, 주차장을 찾아 마무리까지 지어야 한다. 경주에 참가하는 몇몇 엔지니어들은 난이도가 너무 높아, 지난 2004년 그랜드 챌린지 때처럼 모든 참가자들이 나가 떨어지지 않을까 걱정하고 있다. DARPA는 궁극적으로 같은 목표를 향해 노력하고 있는 대학교 및 기업들을 서로 연계,「시너지 효과」를 얻어내고자 하고 있고, 이러한 노력의 일환으로 이번 대회에 큰 비중의 투자를 하고 있다고 휘태커는 말했다.해당 기술의 개발을 촉진시키고, 도전의 어려움을 충분히 감안, DARPA는 성적이 뛰어난 11개의 팀에 총 100만달러 상당의 지원금을 나누어 주었다고 몬테렐로는 덧붙였다. 이번 대회를 개최하는 DARPA의 궁극적인 목표는 결국 전투 상황에서 활용할 수 있는 인공 지능 차량에 대한 기술 개발을 촉진시키는 데 있다.이러한 DARPA의 목적과는 달리 스탠포드 팀은 일반 소비자용 자동차의 인공지능을 향상시키는 데 초점을 두고 연구하고 있다. 매년 4만명 이상의 사람들이 자동차 관련 사고로 사망하고 있는데, 스탠포드 팀은 효율적인 자동 운전 기능을 자동차에 삽입함으로써 이러한 사고들의 발생 가능성을 낮출 수 있다고 믿고 있다. 몬테맬로는 25년 안에 실제로 자동 운전 기능을 제대로 갖춘 자동차가 시판될 것이라고 예상했다.주니어의 또 다른 스폰서인 폭스바겐 아메리카, 그리고 NXP 반도체는 경주 자동차 개발 과정에 포함되어 있는 새로운 안전 관련 애플리케이션 개발에 상당한 관심을 보이고 있다."발전 가능성은 무궁무진하다. 하지만 애플리케이션 기능의 향상은 급격하게 이루어지기 보다는 단계적으로 조금씩 향상 될 가능성이 높다"고 자동차 산업 관련 연구를 진행 중인 NXP 수석 전무 마크 호프버그는 밝혔다.주니어는 폭스바겐 파사트(Passat) 모델을 기반으로 개조된 인공 지능 차량으로 일반 자동차들에 비해 고성능의 센서를 부착하고 있다. 이 센서는 360도 회전이 가능해 해당 범위 내의 물체들을 인식할 수 있고 인식 속도 또한 거의 실시간에 가까운 것으로 알려졌다. 또한 기존에 사용했던 것과는 달리 주니어는 새로운 고화질「LIDAR(Light Detection and Ranging)」시스템을 보유, 일반 레이더와 똑같은 방식으로 타깃과의 거리를 계산할 수 있다.고화질 LIDAR 시스템 전문 기업인 벨로다인(Velodyne)에 의해 개발된 이 시스템은 자유로운 회전을 통해 주위 환경에 대한 무지향적 정보를 로봇에게 제공해 준다. 주니어는 또 포인트 그레이 리서치(Point Grey Research)에서 개발한 레이디버그2(Ladybug2) 비디오 시스템을 부착하고 있는데 이 시스템은 총 6개의 카메라를 이용해 거의 모든 방향의 고화질 영상을 캡처해 주는 기능을 가지고 있다. 이 외에도 여러 가지 센서 기능을 보유하고 있는 주니어는 총 약 8개의 외부 센서를 보유하고 있고, 이 중에는 차량 위에 부착되어 있는 흰색 GPS 위성 접시도 포함되어 있다.주니어에는 지각 능력과 의사 결정 능력 등 더 향상된 기능들을 보유한 소프트웨어가 삽입되어 있어 확실히 기존의 스탠리 모델보다 더 뛰어난 성능을 보여주고 있다. 스탠포드 인공지능 연구소가 개발한 알고리즘 중 하나는 바로 물체 추적 기능인데 이는 로봇이 자전거, 자동차, 커브 길, 또는 도로 표지판, 그리고 기타 움직이는 물체를 보았을 때 이에 대한 대응 방법을 선택할 수 있도록 돕는 기능이다. 한 예로「시속 10마일로 움직이는 자동차」를 인식했을 경우, 이 정보를 계획 생성 툴에 넣어 돌려, 이미 저장되어 있는 규칙 관련 데이터와 서로 상호 비교를 해 본 후 이에 합당한 결정을 선택, 내려주는 식이다. 주니어의 소프트웨어는 인텔의 쿼드 코어 서버를 2개 이용하는데 이는 기존 모델인 스탠리 보다 약 4배 정도 향상된 수준이라고 할 수 있다. 각 서버당 2기가바이트의 메모리를 사용하고 있는데 이 중 한 개의 서버는 거리 측정 및 장애물 인식 관련 데이터를 처리하는 데 사용되고 있고, 나머지 하나는 자동차의 작동과 내비게이션 기능, 그리고 DARPA가 제공한 코스 주행 관련 정보를 처리하는 데 사용되고 있다(DARPA는 스탠포드 팀에게 예선 때 수행해야 하는 미션과 코스 안내 정보를 USB 드라이브에 저장, 지급했다. 예선 방식은 어번 챌린지 본선과 유사한 방식으로 진행될 것으로 보인다).스탠포드가 2005년 그랜드 챌린지를 우승한 이후, DARPA 주최 경주 대회의 수준이 더욱 높아졌고, 참가하는 팀들의 수준도 덩달아 함께 높아졌다. 이번 대회에 처음 출전하는 팀들 중에는 다수의 방위 기술 관련 업체를 비롯, 인공 지능 관련 연구에서 뛰어난 업적을 올리고 있는 MIT 등과 같은 유수의 대학들이 포함되어 있다. 인공 지능 연구와 관련하여 탄탄한 실적을 보유하고 있는 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스, 조지아 공대, 그리고 카네기 멜런 대학교 등도 이번 대회에 참가한다. "이번 대회를 통해 대학들 간의 시너지 효과를 유발할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 휘태커는 말했다. @