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한양대 미래자동차학과 탐방기

작성일2017.12.13

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작성자 : 손영래, 정진우, 공희조 , 김서영 , 서민호 , 공도연
인공지능이 수천 년 동안 바둑을 연구해 온 인간을 이겼다. 그것도 세계에서 손꼽히는 천재기사들에게. 어릴 적 만화 속에서나 봤을 법한 장면들도 현실 속 기술이 된 지 오래다. 현실에 안주하지 않고 계속 미래를 바라보며 더 나은 세상을 위해 노력해 온 결과들이다. 1884년 가솔린 자동차가 만들어진 이래 120여 년이 지난 지금 자동차 성능은 눈부시게 발전했다. 과거 100년의 발전을 불과 몇 년 만에 이뤄내는 현재. 과연 자동차의 미래는 어떻게 나아가고 있을까? 미래자동차 연구개발의 리더로 자리매김하고 있는 한양대 미래자동차공학과 지능형 연구실(랩)에서 그 방향을 알아봤다.


▲ 한양대 미래자동차공학과의 다양한 연구실이 자리 잡은 정몽구 미래자동차연구센터
▲ 한양대 미래자동차공학과의 다양한 연구실이 자리 잡은 정몽구 미래자동차연구센터


스마트와 그린으로 대표되는 미래자동차


현재 자동차는 단순히 기계적인 신호에 맞춰 움직이는 단순한 운송수단이 아니다. 이미 다양한 IT 기술과 친환경 기술이 접목되는 등 현재 상용화 중인 최첨단 기술이 융합되어 있다. 미래자동차는 지금보다 한층 더 IT와 밀접할 것이고, 더욱 친환경적일 것으로 예상한다. 4차 산업의 성장과 함께 새로운 미래의 중심에 있을 것으로 기대되는 이유이기도 하다.

미래자동차는 크게 스마트카와 그린카로 구분할 수 있다. 지능형 자동차로도 불리는 스마트카는 자율주행차와 커넥티드카(connected car)로 나뉜다. 자율주행차는 운전자가 차량을 조작하지 않아도 스스로 주행하는 자동차를 말한다. 차선 이탈 방지 시스템, 차량 변경 제어 기술, 장애물 회피 제어 기술 등을 이용해 스스로 움직일 수 있다. 커넥티드카는 정보통신기술(ICT: Information and Communication Technologies)과 결합해 양방향 인터넷·모바일 서비스가 가능한 차량으로, 스마트폰·태블릿 등과 연결해 차량용 인포테인먼트를 포함한 운전에 필요한 각종 서비스를 구현할 수 있다. 그린카는 그린 동력 시스템을 이용한 친환경 차량을 말한다. 친환경차, 하이브리드, 전기차, 플러그인-하이브리드 차량을 비롯해 최근 시판 중인 수소전기차까지 모두 그린카에 포함된다.


기계, 전자공학을 기반으로 한 융합학문


▲ 미래자동차 그린카 중 하나인 수소전기차 (출처: 영현대 홈페이지)
▲ 미래자동차 그린카 중 하나인 수소전기차 (출처: 영현대 홈페이지)

2010년 10월에 문을 연 한양대학교 미래자동차공학과는 이름대로 미래자동차 개발과 관련된 전문 인력을 양성하는 전공이다. 환경과 인간 친화로 구성되는 미래자동차 개발을 위해서는 기계공학, 전기/전자공학, IT/소프트웨어 등 다양한 분야의 기술 융합이 필수적이라 첨단 학문이 융합되었다. 배우는 과목도 기초필수와 자동차 공학에 필수인 기계공학 외에 전기·전자공학, 융합과목 등 네 가지로 구분된다.

저학년 때는 주로 기계공학이나 전자공학에 대해 원론 지식을 배우고, 고학년 때는 자동차 기술에 대한 수업을 통해 전공 심화 과정에 들어간다. 컴퓨터 지원 설계 및 해석, 자동제어, 디지털 논리설계, 임베디드 시스템 등을 배워 미래 자동차 기술에 접목하는 융합 능력을 익힌다.

자율주행기술에 관심이 많은 유동한(미래자동차공학과 12학번) 씨는 “유망한 분야이기도 하고 미래 사회가 원하는 융합학문을 익혀서 그런지 전문 인재로 인정받는 것 같다”라며 “자동차를 좋아하는 친구들이 많아 항상 학교 수업이나 과제에 열정적이고, 서로 배울 점이 많다”고 말했다.

특히, 한양대 미래자동차공학과는 다양한 연구실을 운영하며, 강의 커리큘럼만으로 배울 수 없는 연구와 개발의 접목이라는 실사구시의 현장을 배우고 있다.


▲ 많은 연구실(랩)이 존재하는 연구센터 내부
▲ 많은 연구실(랩)이 존재하는 연구센터 내부

한양대 미래자동차공학과에는 일반적인 자동차공학과에서 흔히 볼 수 있는 자동차 해석, 자동차 구조 설계와 같은 연구실뿐만 아니라 지능형 자동차 개발, 친환경 자동차 개발에 초점을 맞춘 특별한 연구실(랩)이 존재한다. 그중 지능형 자동차를 연구하는 곳이 3곳인데, 이 중 2개 연구실을 찾았다.


로봇에 자율주행 기술 개발까지…‘지능기계 연구실’


▲ 지능기계 연구실(IM LAB) 입구
▲ 지능기계 연구실(IM LAB) 입구

박장현 교수가 이끄는 지능기계 연구실(Intelligent Machine Laboratory)은 지능형 로봇 개발과 동역학 제어 연구를 중심으로 센서를 이용한 로봇 동작 제어 분야에 많은 힘을 기울이고 있으며 현재는 ‘스마트카’ 분야에도 괄목할만한 성과를 보인다.


▲ 지능기계 연구실의 자율주행 자동차(현대자동차그룹 미래자동차 기술공모전 출전작)
▲ 지능기계 연구실의 자율주행 자동차(현대자동차그룹 미래자동차 기술공모전 출전작)


▲ 자율주행 자동차를 정비하는 연구원들
▲ 자율주행 자동차를 정비하는 연구원들

지능기계 연구실의 최근 핵심 연구 분야는 자율주행기술로 현대자동차그룹에서 주최한 미래자동차 기술공모전에도 참가한 이력이 있다. 당시에 라이다(LiDAR)를 이용한 거리 인식과 스테레오 카메라를 통한 색, 차선 인식을 기반으로 차량 제어를 하는 차량을 제작했다. 지능기계 연구실은 이런 미래자동차 관련 대회를 통해 자동차 센서 인식과 제어기 설비, 코딩 등에서 개선점을 찾아 기술 안정성을 높이고 있다.


▲ 터틀봇 원형 단계
▲ 터틀봇 원형 단계

로봇제어 분야가 주력 연구인만큼 로봇제어 운영체제 중 하나인 ROS(Robot Operating System)를 기반으로 하는 센서인식 자율주행 로봇 ‘터틀봇’을 제작해 연구에 활용하고 있다.

지능기계 연구실은 연구목적으로 신형 차량을 도입할 예정으로, 이를 통해 첨단 운전자 지원 시스템인 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 연구에 박차를 가할 계획이다. ADAS 기술은 자율주행차량과 직접 연관되는 미래자동차 기술의 핵심 산업 중 하나로, 현대자동차도 ADAS 연구개발팀을 따로 두고 연구 중이다. 센서 인식을 기반으로 한 로봇제어가 핵심 분야인 지능기계 연구실인 만큼 ADAS 기술 연구에 놀랄만한 성과를 낼 것으로 기대된다.


친환경과 스마트, 두 마리 토끼를 쫓는 에이스(ACE) 연구실


▲ ACE 연구실 내부 전경
▲ ACE 연구실 내부 전경

선우명호 교수가 중심에 있는 ACE 연구실(Automotive Control and Electronics Laboratory)의 주요 연구는 자율주행차량 개발과 친환경 동력 장치(파워트레인) 개발이다. 이곳의 특징은 미래자동차의 두 축인 스마트카와 그린카 개발을 동시에 진행한다는 점이다.


▲ ACE 연구실이 개발한 클린디젤 파워트레인을 접목한 그린카
▲ ACE 연구실이 개발한 클린디젤 파워트레인을 접목한 그린카


▲ ACE 연구실의 자율주행자동차 A1
▲ ACE 연구실의 자율주행자동차 A1

ACE 연구실을 대표하는 연구 실적은 무엇보다 자율주행차량 연구다. 현대자동차에서 주최한 미래자동차 기술공모전에도 참가해 3회 연속 우승을 거머쥐며, 세계적인 권위를 지닌 미국전기전자학회 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 학술지에도 소개되는 등 세계적인 기술력을 인정받았다.


▲ 각기 다른 다양한 연구를 진행 중인 ACE LAB의 연구원들
▲ 각기 다른 다양한 연구를 진행 중인 ACE LAB의 연구원들

더하여 ACE LAB은 대학생을 위한 여러 프로그램을 진행하고 있는데 대표적으로 매해 ACE LAB의 주최로 개최되고 있는 ‘지능형 모형차 경진대회’가 있다. 개발자형 CPU 보드와 인식 센서를 기반으로 약 1/10 크기의 모형차를 자율주행이 가능하도록 만들어 경진하는 이 대회는 학부생의 자격으로 간접적으로 자율주행 개발을 체험해 볼 기회를 제공한다.

그뿐만 아니라 ACE 연구실은 방학 때마다 학부생 인턴을 선발하여 연구 개발 경험을 체험해 볼 기회를 제공한다. 한양대 미래자동차공학과뿐만 아니라 다른 대학에서도 지원이 많아 웬만한 기업 인턴 선발보다 어렵다는 소문이 돌 정도다.

ACE 연구실은 앞으로도 지능형 자동차 개발과 친환경 동력장치(파워트레인) 개발을 계속 진행할 계획으로, 다양한 글로벌 기업들과 협업하면서 미래 자동차 시장을 선도할 첨단 기술 연구에 집중할 예정이다.


앞으로가 더 기대되는 미래자동차


▲ 다양한 연구실의 차량이 전시된 1층
▲ 다양한 연구실의 차량이 전시된 1층

소개한 2개 연구실 외에도 한양대 미래자동차공학과에는 차세대 차량을 위한 제어 시스템 개발에 관한 연구를 주목적으로 하는 MMC 연구실(Machine Monitoring and Control Laboratory)이 있으며 ‘자율주행차’ 연구, 개발에 앞장서고 있다. 이 외에도 9개의 연구실이 ‘스마트카’ 연구 외에도 ‘그린카’ 연구를 통해 지금도 다양한 미래자동차 기술 개발에 전념하고 있다.


▲ 밤늦도록 불이 꺼지지 않는 한양대 미래자동차공학과 정몽구 미래자동차연구센터 (사진 출처 : http://ecad.hanyang.ac.kr/)
▲ 밤늦도록 불이 꺼지지 않는 한양대 미래자동차공학과 정몽구 미래자동차연구센터 (사진 출처 : http://ecad.hanyang.ac.kr/)

영현대 기자단이 찾은 날도 학생들은 연구실 곳곳에서 미래를 실현하기 위해 열정을 다하고 있었다. 그들이 이야기를 나누며 미래자동차는 멀지 않은 곳에 있다는 것을 알 수 있었다. 그들의 열정만큼 꺼지지 않는 연구실의 불빛에 비례해 다양한 미래자동차 기술들이 이들의 손에 상용화돼 환경을 생각하는 인간 중심의 미래 자동차를 도로 곳곳에서 볼 수 있길 기대한다.


영현대기자단14기 공도연 | 인천대학교
영현대기자단14기 공희조 | 서울과학기술대학교
영현대기자단14기 김서영 | 한성대학교
영현대기자단14기 서민호 | 서강대학교
영현대기자단14기 손영래 | 숭실대학교
영현대기자단14기 오용근 | 한국외국어대학교
영현대기자단14기 이주현 | 숙명여자대학교
영현대기자단14기 정진우 | 한양대학교
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