연결성 (Connectivity)

사물의 인터넷 재진 장치와 그렇지 않은 장치를 분류하는 핵심은 연결성이며, 사물의 인터넷에서 가장 중요한 위치를 차지하는 자동차가 기존의 자동차와 구별되는 핵심 기능 또한 연결성이다. 기존의 자동차에 연결성이 없었던 것은 아니다. 모바일과 자동차를 Bluetooth로 연결하여 전화하거나 음악을 듣는 것도 연결성이다. 모바일 앱에서 자동차 문을 닫거나 열거 나 엔진을 거는 등의 기능을 제공하는 텔레매틱스 (Telematics)도 통신 회사를 통한 이동 통신을 사용하고있다.

기존의 자동차와 구분하여 커넥 티드 카 (Connected Car)라는 자동차는 기존의 통신 연결보다 폭 넓은 연결성을 추구하고있다. 자동차와 자동차 사이의 통신 인 V2V (Vehicle-to-Vehicle) 자동차 도로이거나 자동차 인프라 간의 통신 인 V2I (Vehicle-to-Infra), 자동차와 전력망 사이의 통신 있는 V2G (Vehicle-to-Grid), 자동차와 모바일 기기간의 통신이다 V2D (Vehicle-to-Nomadic Device) 자동차와 집을 연결하는 V2H (Vehicle-to-Home) 등이 이에 해당한다. 자전거, 오토바이 등의 운송 수단을 이용하고, 보행자와의 통신이다 V2P (Vehicle-to-Pedestrian)도 새로운 통신 모델로 떠오르고있다. 차량 제조 회사는 텔레매틱스를 통한 단편적인 서비스보다 더 폭 넓은 서비스 제공을 위해 클라우드와 온라인 서비스 연결을 제공 할 수있는 통신 모델을 준비하고있다. 이 통신 모델은 V2N (Vehicle-to-Network) V2S (Vehicle-to-Service), V2C (Vehicle-to-Cloud) 등 다양한 명칭으로 불리고있다.

 

V2G 모델 은 전술 한 "전기"단락에서 설명한 바와 같이, 전기 자동차 충전기를 통해 Secondary Actor와 연결되는 서비스를 반영한 것이다. V2H 모델 에서 주도권을 선점하기 위해 삼성 전자 등 가전 업체들은 스마트 냉장고와 스마트 TV와 자동차를 연결하는 시도를하고있다. 자동차 제조 회사 인 폭스 바겐 (Volkswagen)은 2016 년 CES 전시회에서 LG 전자의 냉장고와 연결하는 시나리오에 대해 전시를 한 적이있다. 최근에는 음성 인식 기능을 탑재 한 스마트 스피커의 약진이 눈에 띄고 있지만이를 선도하는 아마존 (Amazon)의 알렉사 (Alexa) 서비스이다. 2018 년 CES에서는 자동차뿐만 아니라 사물의 인터넷 (IoT) 장비 알렉사와 연결된 제품이 많이 전시되었다. 알렉사 서비스와 아마존 클라우드를 매개로, 자동차와 사물의 인터넷 장비 집이 연결되는 시나리오가 자연스럽게 완성 될 수 있었다. 이와 유사한 시도는 애플의 카 플레이 (Apple-CarPlay) 나 구글의 안드로이드 오토 (Google-Android Auto)을 통해서도 이루어지고있다. 자동차 플레이와 안드로이드 오토를 탑재 한 자동차는 애플의 클라우드와 구글의 클라우드를 통해 다른 장치와 쉽게 연결할 수있다.

각국 정부가 관심을 가지고있는 분야는 V2V와 V2I 모델이다. V2V 통신을 통해 차량 간 충돌 사고를 줄이고 V2I 통해 안전 운전에 필요한 교통 정보를 제공함으로써 사고를 줄이고 안전을 높이는 것을 목표로하고있다. 미국 · 유럽 · 일본 · 중국 · 한국에서 추진되고있는 차세대 교통 시스템 (C-ITS : Cooperative Intelligent Transportation System, 협조 형 지능형 교통 시스템) 사업은 V2V와 V2I 통신에 기반하여 교통 체계를 혁신 하는 사업이다. 향후 V2P 모델도 차세대 교통 시스템에 반영 될 것으로 예상된다.

자동차 제조 회사가 최고의 V2C / V2S 모델과 V2H 모델을 통해 자동차는 단순한 이동 수단이 아닌 다양한 온라인 서비스를 활용하는 공간으로서의 가치를 높이고 새로운 사업을 창출 할 수있게된다. 이 서비스는 차세대 자동차에 변화이다 SPACE에서 "플랫폼"부분과 큰 관련성을 갖는다.

잘 자동차의 미래상을 스마트 자동차 (커넥 티드 자동차를 포함하는 의미)이라고한다. 자동차가 스마트 기기의 하나가 될 것이다. 우리가 이미 가지고있는 스마트 기기가 하나있다. 스마트 폰이다. 스마트 폰에 연결되지 않는 경우, 특히 인터넷이 연결되지 않는 가정 해 보자. 또는 컴퓨터에서 인터넷 접속이 불가능한 생각 해보자. 아마 스마트 폰이나 컴퓨터를 어떻게 사용해야하는지 고민하게 될 것이다. 새로운 스마트 기기 인 스마트 자동차도 마찬가지다. 자동차가 스마트 카로 진화하기 위해 반드시 필요한 것이 연결성이다.

자동차의 안전도를 높이거나 활용도를 높이기 위해 연결성은 중요한 역할을하지만, 연결성이 있기 위하여 통신 채널이 공개되면서 보안 위협도 공존하게된다. 신뢰할 수없는 주체가 생성 한 잘못된 정보가 자동차의 운행을 방해하거나 노출 된 채널을 통해 해커의 공격이 들어가거나 해커가 자동차를 제어하는 것도 가능하게된다. IT 환경에서의 보안 사고는 금전적 인 피해에 그치는하지만 자동차의 보안 사고는 사람의 생명과 안전과 직결되는 위해 그 중요성이 매우, 아니 가장 높다. 자동차가 통신을 통해 외부와 안전하게 연결하기 위해서는 보안이 반드시 해결해야 할 과제 인 것이다.

 

자율 주행 (Autonomous Driving)

미래가 배경이되는 드라마 나 영화에 자주 등장하는 기술이 자율 주행이다. 자율 주행은 미래 기술이 아니다. 지금도 선박이나 비행기는 자율 주행 기능을 이미 적용하고 운행하고있다. 선박이나 비행기는 정해진 항로를 따라 자율 주행을하지만, 자동차는 도로의 급변하는 상황에 대처해야한다 때문에 자율 주행을 적용 할 수 쉽고 아니라 아직 미완의 기술로서 존재 있다.

해외의 많은 기업들이 거액의 자금을 투자 해 자동차 용 자율 주행 기술을 개발하고 있으며, 자율 주행 자동차의 교통 사고로 사망자가 발생했다는 기사도 주요 뉴스로 다루어지고있다.

회사는 자율 주행 3 단계의 기술을 개발했다고하고있는 회사는 자율 주행 4 단계를 개발했다고한다. 자율 주행 기술의 수준을 정의했다 "SAE J3016 표준」에서는 자율 주행 단계를 0-5 단계로 나누어 있으며, 3 단계 이상을 자율 주행 자동차 (Autonomous Vehicle)라고보고있다.

 

(이미지 출처 : iQ.intel.com)

 

자율 주행의 4 단계의 기술은 3 단계의 기술보다 뛰어난 기술인가. 그럴지도 모르지만, 그렇지는 않을지도 모른다. 미국 교통부 (DoT : Department of Transportation) 산하 고속도로 교통 안전국 (NHTSA : National Highway Traffic Safety Administration)이 2016 년에 작성한 'Federal Automated Vehicles Policy」에서는 ODD (Operational Design Domain)을 자율 주행의 구성 요소 에 포함하고있다.

 

(이미지 출처 : "Federal Automated Vehicles Policy"NHTSA 2016)

ODD는 자율 주행이 작동 할 수있는 조건 인 지리적 위치 · 도로 유형 주행 속도 범위 · 날씨 등의 제약을 포함한다. 동일한 ODD 조건에서 보면 자율 주행 3 단계의 기술이 자율 주행 4 단계의 기술보다 뛰어난 기술인 것은 사실이지만, ODD가 다르면 어떤 기술이 더 뛰어난 기술인지를 판단 할 수 이 쉽지 않다. 쾌청 한 날씨 독일의 아우토반을 달릴 수있는 자율 주행 4 단계의 기술과 가시 거리가 수십 미터 밖에 안 호우 상황에서도 도심의 번화가를 달릴 수있는 자율 주행 3 단계의 기술을 비교하는 어려운 일이다.

미국 NHTSA 문서에서는 자율 주행 자동차가 준수해야 할 기술 요소로 사이버 보안 (Cybersecurity)을 명시하고있다. 자율 주행과 보안은 무슨 관계가있는 것일까.

자율 주행 자동차는 자동차에 탑재 된 카메라, 레이더 (radar), 라이더 (LiDar), 적외선 센서 등 다양한 센서를 통해 주변을 인식하고 어떻게 여행할지의 판단을 실시간으로한다. 센서에서 수집 된 데이터를 분석하고 실시간으로 확인할 수 아직 미완의 기술이며, 비극적 인 사고가 발생하기도한다. 2016 년에 발생한 테슬라 자동차의 교통 사고는 좌회전 흰색 트레일러의 옆면과 하늘을 구분하지 않은 탓에 발생한 사고였다. (* 1) 그렇다면 해커가 센서의 정상 작동을 방해하거나 신호를 교란하고 자동차가 잘못된 판단을 내 리도록 유도 할 수는 없는가? 사람도 정면에서 강력한 빛을 보면, 당분간은 앞을 볼 수없는 상태가된다. 마찬가지로 자동차 카메라도 강력한 빛을 비추면, 자동차는 바로 앞의 장애물을 식별 할 수 없게된다. 이러한 공격은 비싼 장비와 고도의 기술이 필요한 것은 아니다. 성능이 좋은 전등이나 큰 거울 만 있어도 범 수도 범죄이다. 차량 내장 센서만으로 주변의 상황을 판단하는 것에는 한계가 있기 때문에 자동차가 주변의 다른 차량과 도로와 정보를 교환하면서 자율 주행을하게된다. 이러한 자율 주행을 "자율 협력 주행"고 말했다.

"연결성"에서 설명한 V2V 통신과 V2I 통신이 자율적 협력 주행에서도 사용되는 것이다. 외부와의 통신을 통해 주변 상황에 대한 정보를 얻기 위해 통신 상대에 대한 믿음을 확인하고 통신 채널의 신뢰 여부를 확인하는 것이 필요하다.

자율 주행에서 사용되는 또 다른 형태의 통신이있다. 자율 주행 택시를 운영하는 택시 회사를 상상해 보자. 택시를 이용하려는 승객이 택시 회사에 요청하면 택시 회사는 택시 중 특정 택시에 고객의 상황을 알려야하며, 그 전에 택시 현황을 회사가 실시간으로 파악 고객의 수요가 많이 발생하는 곳으로 택시를 사전에 이동시켜 두는 것도 필요하다. 이 경우 V2N 또는 V2C 모델의 통신을 이용하게된다. 자율 주행 자동차는 내장 된 센서를 사용하지만, 외부 통신을 사용할 수 있기 때문에이 통신에 대한 보안이 확보되어야한다.