※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1810호(2017. 8. 23. 발행)에 기고한 원고입니다.


▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

테슬라의 저가 자율주행 전기차 ‘모델3’, 새로운 자동차 시대 개막.pdf



[ 요 약 ]


테슬라가 7월부터 고객 인도를 시작한 모델3 3만 달러 대의 전기차인 동시에 향후 소프트웨어 업그레이드를 통해 사람이 완전한 자율주행 차량이 될 것을 목표로 하고 있음차량 가격을 낮추기 위해 테슬라는 고가의 라이더 장비를 쓰지 않고 인공지능을 기반으로 카메라 센서로만 가능한 자율주행 기술을 개발했는데보급형 자율주행차의 시판이 시작됨에 따라 차량 공유전통 자동차 산업의 붕괴세금재생에너지 등 다양한 이슈에 대한 사회적 논의도 본격적으로 시작되고 있음


[ 본 문 ]

ž 테슬라(Tesla)7월부터 차량 인도를 시작한 모델3(Model 3)는 보급형 전기차라는 점과 함께 완전 자율운전 차량을 지향한다는 점에서 주목을 받고 있음


Ø 모델3는 일론 머스크 CEO가 테슬라의 모든 것을 쏟아 부었다고 말한 대중형 전기차, 지속가능한 에너지로 전환이라는 일론 머스크의 포부를 지지한 50만 명의 사람들이 1년여 전 머스크의 약속만 믿고 예약금을 납부하여 출시 전부터 유명세를 탄 바 있음


<자료> Electrek

[동영상] 테슬라의 모델3 전기차


Ø 테슬라의 기존 전기차 모델 라인업이 최소 9 5천 달러여서 사실상 부유층만 구매 가능했다면, 모델3는 일반 자동차 가격과 비슷한 수준이기 때문에 전기차의 대중화에 결정적 기폭제가 될 것으로 기대를 모아 왔음


Ø 모델3의 기본형인 스탠더드 버전의 가격은 테슬라가 지금껏 약속했던 대로 3만 달러 대인 3 5천 달러이고 장거리 운행용인 롱레인지 버전도 4 5천 달러인데, 미국 정부의 보조금을 받을 수 있기 때문에 실제 비용은 5천 달러 이상 더 낮아 짐


Ø 스탠더드 모델은 완전 충전 시 350km를 달릴 수 있고 제로백은 6초 미만에 최고 속도 시속210km이며, 롱레인지 모델은 500km 주행이 가능하고 제로백은 5초 초반에 최고 속도 시속 225km여서 일반 자동차를 대체하기에 충분한 성능을 제공하고 있음


Ø 게다가 모델3향상된 자동운전 지원 기능(Enhanced Autopilot)을 제공하고 있는데, 이 기능은 자율운전 기능으로 업그레이드 될 수 있어 모델3가 대중적 성공을 거두게 된다면 단순히 전기차 보급 확대 차원을 넘어서는 사회적 영향력을 가져올 것으로 보임


ž 모델3는 자율운전에 필요한 하드웨어 장비를 탑재하고 있으며, 소프트웨어를 업데이트 하는 것 만으로 완전 자율운전차량(레벨 5)이 될 수 있다고 함


Ø 테슬라는 완전한 자율운전 기능(Full Self-Driving Capability)의 제공을 강조하고 있으며, 이를 위해 모델S의 최신 라인업과 모델3에 필요한 장비를 탑재했는데, 센서로 자동차 주위에 8대의 카메라와 초음파 센서 12, 자동차 전면에 레이더 1개를 장착하고 있음


Ø 테슬라는 레이저 센서인 라이더(Lidar)는 사용하지 않기 때문에 카메라가 자동차의 눈이 되며, 센서 데이터들은 차량용 슈퍼 컴퓨터인 엔비디아 드라이브(Nvidia Drive) PX2로 처리됨


Ø 자율운전 기능은 향상된 오토파일럿 기능 위에 구축되는데, 자율운전을 희망하는 운전자는 우선 모델3의 기본 차체에 옵션으로 5천 달러를 내고 오토파일럿 기능을 추가해야 하며, 다시 3천 달러를 추가해 자율운전이 가능하도록 소프트웨어를 업그레이드 해야 함


Ø 8천 달러의 추가 요금을 통해 완전한 자율운전차량(레벨 5)을 손에 넣을 수 있게 되는 것인데, 테슬라는 이 기능의 제공 시기에 대해 아직 명확히 밝히고 있지 않으며 현재 완전한 자율운전 기능의 시험을 거듭하고 있는 중이라 말하고 있음


Ø 시기를 정확히 못박을 수 없는 것은 정부로부터 인가가 필요한 사안이고 따라서 자율운전 차량의 운행이 가능한 지역은 연방 정부 혹은 주 정부의 판단으로 결정될 것이기 때문


ž 테슬라는 라이더 센서 없이 저비용으로 자율운전 기능을 구현하고 있는데, 이를 위해 선택한 방식은 인공지능(AI) 역량을 강화해 소프트웨어 중심축을 둔 시스템을 구현하는 것


Ø 자율운전 차량에 탑재되는 여러 종류의 센서 중에서 가장 널리 사용되고 있는 것이 라이더인데, 라이더는 레이저 광으로 자동차 주위의 보행자나 다른 차량 등 객체를 파악하며, 다양한 조건 속에서도 안정적으로 측정 할 수 있어 가장 필수적인 센서로 받아들여지고 있음


Ø 반면 라이더는 부피가 있고, 가격이 비싸며 해상도가 충분하지 않은 것이 단점인데, 지붕에 장착하면 구급차의 사이렌 불빛을 방불케 해 디자인 측면에서 심각한 문제를 야기하며, 그 자체로 7만 달러 안팎인 부품 가격은 자율운전 차량 대중화에 최대 걸림돌로 지적받고 있음


Ø 라이더를 반도체 칩에 구현하여 소형화 한 제품이 등장하고 있기도 하지만 해상도가 충분하지 않아 아직 자율운전 차량에 탑재되지 못하고 있음


<자료> recode

[그림 2] 웨이모와 우버 차량의 라이더 센서


Ø 구글의 자회사인 웨이모(Waymo)는 이 문제를 해결하기 위해 독자적인 기술로 라이더를 개발하고 있는데, 라이더를 소형화하고 해상도를 향상시키되 가격은 기존 상용 제품의 1/10 수준으로 낮춰 자율운전 차량의 대중화를 위한 기술 기반을 닦고 있음


Ø 이와 더불어 웨이모는 비전 시스템(Vision System)이라 부르는 고성능 카메라도 개발하여 라이더와 함께 사용하고 있는데, 이런 방식은 센서 퓨전(Sensor Fusion)이라 불리며 자율운전에서는 사실상 표준 기술로 받아들여지고 있음


Ø 개별적으로는 불완전한 센서들이지만 이들을 조합하여 사용하면 전체 시스템에서는 선명한 영상을 얻을 수 있기 때문에, 센서 퓨전은 가장 안정적인 자율운전 구현 방법으로 웨이모 이외에 많은 기업들이 채택하고 있음


Ø 이런 현실에 비추어 보면 테슬라가 라이더 없이 카메라만으로 자율운전 기술을 구현하는 것도 차량 가격을 낮추는 혁신적인 방법이라 할 수 있음


Ø 딥러닝 기술을 바탕으로 카메라와 같은 일상적인 기기를 사용하여 안전한 자율운전 기술을 달성하려는 테슬라의 선택은 하드웨어가 아닌 소프트웨어에 축을 둠으로써 가격의 문제를 해결하려는 것으로, 테슬라 전기차 비즈니스의 성패를 좌우할 승부수라고 할 수 있음


ž 이런 배경 하에 테슬라는 자체 AI 개발 체제를 강화해 왔으며, 독자적인 자율주행 AI 기술인 테슬라 비전(Tesla Vision)은 테슬라 사업의 성패를 가름할 핵심 기술로 꼽히고 있음


Ø 테슬라의 독자적인 AI 기술은 테슬라 비전이라 불리는 심층신경망(Deep Neural Network)을 기반으로 구축되는데, 테슬라 비전은 차량에 탑재된 카메라로부터 영상이 입력되면 이를 분석하여 차량 주변의 개체를 파악하게 됨


Ø 기존의 컴퓨터 비전(Computer Vision) 기술을 고도화 한 테슬라 비전은 객체를 빠짐없이 정확하게 확인할 수 있어, 안전성이 최우선으로 요구되는 자동차에 AI가 시각을 담당하는 자율운전 기술의 접목을 가능케 한다고 함


<자료> Tesla

[그림 3] 테슬라 비전의 객체 인식


Ø 테슬라는 테슬라 비전을 탑재한 차량의 자율운전 데모 주행을 실시했는데, 테슬라 본사에서 출발해 다운타운을 통과해 다시 본사로 돌아오는 루트의 전 과정을 자율운전으로 주행하였음


Ø 데모 주행에서 테슬라 비전은 카메라 이미지를 분석하고 자동차 주위의 객체와 주행 경로 상의 객체, 차선, 신호등, 도로 표지판 등을 정확히 식별할 수 있음을 보여주었는데, 전문가들은 테슬라 비전의 완성도가 테슬라 자율주행 전기차 사업의 성패를 쥐고 있다고 보고 있음


Ø 이를 인정하듯 테슬라는 AI 개발 체제를 강화하고 있는데, 올해 6월에는 AI와 오토파일럿 부문에서 최고라 평가받고 있는 딥러닝 연구 전문가 안드레이 카패시를 채용하였음


Ø 또한 테슬라는 현재 판매되어 운행 중인 차량이 주행 중에 촬영하는 영상 이미지를 수집하기 시작했는데, 오토파일럿이 실행되는 동안 카메라가 촬영한 영상이 테슬라 클라우드로 전송되면, 테슬라는 수집된 이미지를 이용해 자율운전 기술을 정교화해 나가고 있음


Ø 웨이모는 개발 전용 차량으로 비디오 이미지를 수집할 수 밖에 없지만, 테슬라는 판매된 자동차들이 테스트 차량이 되어 대규모로 데이터를 수집하여 AI에 대한 교육이나 테스트에 활용할 수 있다는 것이 최대 강점임


ž 테슬라가 지향하는 완전 자율운전 차량 기술은 이용자와 차량 간의 인터페이스에도 큰 변화를 가져올 것으로 보임



Ø 모델3는 자동차 키가 별도로 없고 스마트폰이 블루투스로 도어와 통신하며 잠금과 해제를 하기 때문에 이용자가 스마트폰이 있어야만 탑승할 수 있는 구조로 되어 있으며, 다만, 긴급 사태에 대비해 전용 카드(NFC Key Card)가 제공되고 있음


Ø 운전석에는 15인치 디스플레이만 갖추고 있고 여기에서 모든 작업을 지시하는데, 최소한의 장비만 갖추고 점점 더 심플해지는 실내 디자인은 마치 애플의 제품 디자인을 연상시켜며, 자동차가 점차 컴퓨터에 접근하고 있음을 확인시켜주고 있음


<자료> Tesla

[그림 4] 모델3의 차량 내부 인테리어


Ø 테슬라는 모델3로 자율운전 할 수 있는 장소는 미국의 거의 모든 지역이라 설명하고 있는데, 탑승하여 목적지를 말하면 최적의 경로를 산정하여 그 위치까지 자동으로 주행하며, 목적지를 말하지 않으면 차량이 탑승자의 일정을 참조하여 행선지를 파악함


Ø 목적지에 도착하여 하차하면 자동차는 주차 모드가 되어 자동으로 빈 공간을 찾아 주차를 하며, 다시 차량을 이용하기 위해 스마트폰으로 자동차를 호출하면 자율주행으로 지정한 장소까지 와서 이용자를 맞이함


ž 이런 인터페이스 변화는 필연적으로 차량 소유가 아닌 차량 공유의 개념을 강화하게 되는데, 테슬라는 이미 카 쉐어링을 위한 자동차 네트워크를 개발하고 있음


Ø 지금은 차를 운전해 출근할 경우 퇴근하기 전까지 차량을 어쩔 수 없이 주차장에 주차시켜 놓아야 하며, 부분적으로 자율운전 기능을 구현한 차량이라 하더라도 현행 법률상 반드시 운전자가 탑승해야 주행이 허용되므로 주행 후에는 차량을 놀릴 수밖에 없음


Ø 그러나 완전 자율운전 차량은 탑승자를 목적지로 옮긴 후 그 곳에 계속 머무를 필요가 없으며 스스로 다른 곳으로 이동해 다른 탑승자를 태우는 일을 할 수 있어 상황이 완전히 달라짐


Ø 이런 점 때문에 자율운전 차량은 본질적으로 차량 공유 개념과 밀접하게 연관되어 있으며, 환경운동가들이 차량 감소와 주차 공간 효율화의 유력한 방안으로 자율운전 기술을 지지하고 나서는 이유가 되고 있음


Ø 테슬라는 자율운전 자동차들을 연결하는 네트워크인 테슬라 네트워크(Tesla Network)를 개발하고 있는데, 자동차가 완전 자율운전 차량이 되면 이를 통해 차량을 공유할 수 있게 될 것이라는 설명


Ø 가령 모델3 소유자는 휴가 기간이나 업무 시간대 등 자동차를 사용하지 않는 동안에 테슬라 네트워크 앱을 통해 이 차량을 다른 이용자에게 대여한다고 허용할 수 있고, 다른 이용자가 자신의 차량을 이용할 경우 임대 소득을 올릴 수 있게 된다는 것임


Ø 공유되는 차량은 자율운전으로 임차인의 위치로 직접 이동할 수 있으므로, 이용자 입장에서도 빌리는 데 전혀 수고가 들지 않는데, 테슬라 네트워크는 자율운전 자동차 시대의 카 쉐어링의 모습을 머리 속에 그릴 수 있게 해주고 있음



<자료> Tesla


[그림 5] 우버와 경쟁하게 될 테슬라 네트워크



ž 카 쉐어링 뿐만 아니라 모델3는 새로운 자동차 시대로의 전환 속도를 대폭 앞당길 것으로 보이며, 자동차 산업 구조조정, 세금, 전력 등 각종 이슈의 활발한 논의를 촉진할 전망


Ø 카메라만으로 자율운전 기술을 개발하는 것은 고가의 라이더에서 벗어나 자율운전 차량을 대중화시킬 수 있는 방안으로 전세계 연구개발팀의 공통된 목표였으며 현재 테슬라가 가장 가까운 위치에 있다고 할 수 있음


Ø 테슬라 역시 아직 완전히 기술을 달성한 것으로 보이지 않지만 시판되고 있는 차량에서 수집한 데이터로 AI 개발을 가속화하고 있기 때문에 예상보다 이른 시점에 자율주행 차량이 대중적으로 보급될 가능성이 보이고 있음


Ø 일론 머스크는 2018년에 50만 대 생산, 2020년에 100만 대 생산을 목표로 하고 있는데, 그의 계획이 실현된다면 모델3는 사회 전반에 커다란 파장과 이슈를 몰고 올 것이 자명함


Ø 모델3의 고객 인도가 시작되며 이미 고급 세단의 판매량이 줄기 시작했는데 BMW 3시리즈와 메르세데스 C클래스의 7월 미국 판매는 각각 40% 22% 감소했다고 하며, 현재 모든 예약이 실제 주문으로 이어진다면 모델3는 미국에서 가장 많이 팔린 자동차가 될 수도 있음


Ø 이는 전통적인 자동차 산업 생태계에는 엄청난 압박이 될 것이며, 자동차 업체들은 테슬라와 기술 경쟁을 해 승리하거나 테슬라의 사업이 망하길 비는 수밖에 없음


Ø 모델3 생산이 시작되자마자 미국에서는 기존 자동차의 판매 감소에 따른 휘발유세 감소를 보완할 세원으로 차량의 주행거리에 세금을 부과하는 마일리지세 논의가 시작됐는데, 마일세는 각종 센서와 통신 장치가 장착돼 주행거리 파악이 쉬운 전기차를 겨냥한 것임


Ø 전기차 대중화로 전력 부족 현상이 초래될 것에 대비한 논의도 시작되고 있는데, 블룸버그에 따르면 세계 전력 소비에서 전기차 충전이 차지하는 비율이 2040년에 8%에 달할 것으로 보임


<자료> APRS


[그림 6] 전기차에 대한 마일리지세 부과 논의



ž 테슬라의 사업에 현재 많은 위험이 존재하는 것도 사실이지만, 간과하지 말아야 할 것은 테슬라의 비전이 사람들의 마음을 움직이고 있으며 미래는 그렇게 갈 가능성이 크다는 점


Ø 테슬라의 2분기 실적 보고서에 따르면 매출은 약 27 9천만 달러로 전년 동기의 12 7천만 달러에 비해 2.2배 증가했으나 영업적자는 약 34천만 달러로 전년 동기의 2 9천만 달러 적자에 비해 적자 폭이 오히려 커졌음


Ø 적자 폭이 커진 원인은 모델3 개발과 생산 설비 확대 때문인데, 이처럼 취약한 재무구조와 로드스터, 모델S, 모델X 등 지금까지 출시된 차량들이 모두 차량 인도가 6~18개월 이상 지연된 과거 사례를 들어 모델3의 생산계획이 머스크의 바람대로 되지는 않을 것이란 분석이 많았음


Ø 자금 위기를 넘기기 위해 테슬라는 올해 7월 처음으로 15억 달러 규모의 회사채를 발행했는데, 국제 신용평가 기관인 무디스는 테슬라의 채권에 투자적격 등급 보다 6단계 아래로 평가하였고 S&P는 전체 21개 등급 가운데 16등급, 즉 사실상 망해가는 기업으로 평가하였음


Ø 그러나 정크 본드라는 평가와 달리 테슬라는 보통의 회사채들보다도 훨씬 낮은 수익률에 목표를 상회하는 18억 달러를 조달하였으며 2019년까지 현금 유동성을 확보하였음


Ø 전통적인 평가 기준과 달리 투자자들은 테슬라의 비전에 전폭적인 지지를 보내고 있는 것이며, 적자 폭이 늘어나는 것과 무관하게 올해 들어 테슬라의 주가는 70% 이상 급등하였음


Ø 비전이 사람들의 마음을 움직이는 것은 그것이 구체적인 것으로 받아들여질 때인데, 가령 모델3의 출시로 전기차 충전에 의한 전력 부족 문제에 대한 이슈가 제기되면, 태양광 패널업체 솔라시티를 26억 달러에 인수한 테슬라의 결정은 사람들에게 구체적 액션 플랜으로 인정받게 됨


Ø 보급형 자율주행 전기차의 등장과 태양광 패널로 테슬라는 이미 미래를 현실로 보여주었으며, 이는 이제 거스를 수 없는 흐름이 될 가능성이 높기 때문에, 미래를 준비하기 위한 생각과 발걸음의 속도에 더 이상 여유가 없다는 점을 직시할 필요가 있음

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