꿈꾸던 미래 자동차를 만들다!
영화 <;다크 나이트 라이즈>;에는 고담시의 빌딩 사이를 자유자재로 날아다는 자동차가 나온다. 배트맨의 든든한 지원군 역할을 톡톡히 하는 일명 ‘더 배트’다. 그런데 이런 자동차를 현실에선 언제쯤 만날 수 있는 걸까?
정승진 : 지능형 자동차 IT 연구센터에 대해 소개해 주세요.
서승우 교수 : 지능형 자동차 IT 연구센터는 안전하고 친환경적인 미래 자동차를 만드는 것을 목표로, 2009년 9월에 설립됐어요. 전자파, 통신, 제어 등 관련 분야 15명의 교수와 100여 명의 석·박사 연구원들이 미래 자동차 기술을 개발하고 있지요. 미래 자동차는 안전한 자동차와 친환경 자동차, 이렇게 크게 두 가지로 분류됩니다. 안전한 자동차는 사람이 타지 않아도 스스로 움직이는 자동차를, 친환경 자동차는 엔진이 없는 전기 자동차를 목표로 한답니다.
김하경 : 미래 자동차를 만들려면 어떤 기술이 필요한가요?
서승우 교수 : 크게 자동차용 센서와 통신, 제어 기술로 나뉩니다. 센서 기술은 위험 요소를 알아차리고 안전하게 달리는 데 중요한 역할을 해요. 카메라와 레이더 기술을 결합하면 한 치 앞도 안 보이는 컴컴한 밤에 동물이 갑자기 뛰어나와도 사고를 방지할 수 있거든요. 적외선 카메라가 지나가는 동물을 인식해 자동으로 헤드라이트를 비춰 주고, 레이더가 동물과 자동차 간의 거리를 측정해 속도를 자동으로 줄여 주기 때문이죠.
통신 기술은 자동차와 인공위성, 또는 자동차와 자동차 간에 이용됩니다. GPS를 이용해 인공위성으로부터 가는 길의 정보를 미리 받아 자동차가 스스로 운전을 하도록 도와주는 거예요. 자동차 기술에 들어가는 GPS 정확도는 2cm로 매우 높기 때문에, 구불구불한 길도 시속 140km로 달릴 수 있어요.
한편 제어 기술은 에너지 효율성을 높이는 데에 이용됩니다. 브레이크를 밟으면 차가 멈추죠? 이때 전기가 만들어지게 하는 것도 일종의 제어 기술이에요.
안전 운전, 똑똑한 물고기에게 물어보세요!
서승우 교수님의 연구는 한마디로 미래 자동차를 만드는 것! 그렇다면 교수님이 직접 만드신 미래 자동차도 있지 않을까?
"바다 속 정어리 떼는 약 1만 마리가 무리지어 이동합니다. 그런데 신기하게도 정어리끼리 부딪히는 사고가 일어나지 않아요. 왜 자동차는 사고가 나는데, 정어리는 그렇지 않을까요? 이 엉뚱한 생각을 바탕으로 정어리 떼처럼 이동하는 무인자동차를 만들어야겠다고 생각했습니다.
먼저 정어리 떼의 이동에 대해 연구했어요. 사실 정어리 떼의 이동은 수리생물이라는 수학의 한 분야에서 연구되고 있어요. 따라서 정어리 떼 움직임에 대한 수학공식이 이미 만들어져 있었죠. 여기에 추가로 필요한 부분을 연구해 자동차에 맞게 알고리즘을 설계하고, 직접 무인자동차를 만들었어요. 아직 정어리처럼 빠르게 움직이지는 못하지만 스스로 움직인답니다. 자동차끼리 서로 통신을 해 길이 좁아지면 기다렸다가 한 줄로 가고, 길이 넓어지면 흩어지죠.
최근에는 태양광 무인자동차도 만들고 있어요. 호주에선 태양열로 움직이는 자동차 경주대회가 있어요. 이 대회를 보고 태양광 무인자동차를 만들어야겠다고 생각했죠. 돌아오는 10월 21일에 열리는 태양광 무인자동차 경주대회에서 선보일 계획이에요. 연구가 끝나는 대로 하늘을 나는 자동차와 변신 자동차도 연구할 예정이랍니다."
미래 자동차, 상상한대로 이루어진다!
서승우 교수님처럼 미래 자동차를 만들고 싶다면 수학 공부를 열심히 해야 한다. 자동차 안에 여러 가지 현상을 해결하기 위해서는 수학 공식을 세워야 하기 때문이다. 자동차 성능을 제어하는 곳에는 행렬, 속도를 빠르게 하는 기술에는 미분방정식이 사용된다. 특히 많은 부품을 효율적으로 배치하고 움직이게 하려면 ‘최적화 이론’이라는 수학의 한 분야를 알아야 한다.
서승우 교수 : 중고등학교 때에는 수학과 물리 공부를 열심히 하고, 나머지는 대학에 와서 공부하면 누구나 미래 자동차를 만들 수 있어요. 미래 자동차 기술은 여러 분야가 융합돼 있어 대학에선 이공계와 관련된 어느 분야를 공부해도 좋습니다. 그런데 반드시 갖춰야 할 능력이 있어요. 바로 상상력이죠. 미래 자동차는 상상한대로 발전하기 때문에 기발한 상상력과 독특한 아이디어가 가장 중요합니다. 2040년 미래는 어떤 모습일지 마음껏 상상해 보세요! 지금은 실현 가능성이 없어 보이지만 언젠가 그대로 이뤄질 거예요!
정승진 : 자동차 기술이 이렇게 많이 발달했다니 정말 놀라웠어요. 전혀 관계가 없을 줄 알았던 자동차와 수학이 떼려야 뗄 수 없는 관계라는 사실도 흥미로웠구요. 하루빨리 무인자동차를 도로 위해서 만났으면 좋겠어요!
김하경 : 미래 자동차는 편리할 뿐만 아니라 전기를 이용하기 때문에 환경도 보호할 수 있다고 해요. 수학과 과학 기술이 발전하면 무인자동차의 실용화도 훨씬 빨라지겠죠? 저도 공부 열심히 해서 미래 자동차 연구에 힘을 보태겠습니다!
