인공지능 자율주행과 포뮬러 기반 고속주행 모터스포츠를 접목하며 진일보한 자율주행 기술의 경연을 선보이고자 새롭게 조성된 ‘2026 제8회 국무총리배 A1 CHALLENGE SIMULATION(이하 A1 챌린지)’에서 우승 트로피를 차지한 주인공은 인하대학교 자율항법연구실의 A.I.M팀이었다.
산업통상부 주최하에 ‘2013년 대학생 자율주행 경진대회’로 시작된 이 대회는 단순히 자율주행 시연에 그치지 않고, 실제 도로 주행 환경에서 적용 가능한 기술의 개발과 고속 주행 상태에서도 충분히 적용 가능한 자율주행 알고리즘의 테스트 베드로 활용하기 위해 새롭게 기획됐다. 더불어 일반인들이 보다 쉽게 자율주행 기술의 완성도를 비교하고 이해할 수 있도록 모터스포츠와 접목한 방식으로 올 해부터 대회를 운영하기 시작했다.
본격적인 자율주행 스피드 대결의 첫 해에 당당히 승리의 주역으로 박수갈채를 받은 인하대학교 A.I.M팀은 전기전자공학부 원종훈 교수를 주축으로 2015년 창단됐다. 자율주행과 항법 분야의 다양한 대회에서 두각을 나타내며 성과를 보여 온 A.I.M팀은 위성항법과 신호설계를 연구하는 ‘GNSS팀’과 차량 제어 및 자율주행 알고리즘을 개발하는 ‘모빌리티 팀’으로 나뉘어 긴밀한 협조 아래 기술적 전문성을 키워 나가고 있다.
어떠한 상황에서도 안전하고 신뢰할 수 있는 차세대 자율 모빌리티 핵심 기술의 확보를 목표로 연구에 매진하며, 지도교수인 원종훈 교수와 함께 불철주야 연구와 테스트를 이어온 A.I.M팀의 노력은 이번 ‘A1 챌린지’ 대회에서 국무총리상이라는 최고의 성과로 돌아왔다. 이번 대회는 변화하는 패러다임에 맞춰 전 세계적으로 주목받고 있는 E2E(End-to-End) 자율주행 기술을 기반으로 실제와 유사한 가상환경에서 기술력을 검증받을 수 있는 기회였기에 그 의미가 더욱 크게 다가왔다.
“우리가 연구실에서 쏟은 노력과 기술적 가설들이 트랙 위에서 압도적 성과로 증명되어 매우 기쁘고 자랑스럽다.”라고 우승 소감을 전하는 A.I.M팀 이용하 팀장은 “이에 안주하지 않고 대한민국 자율주행 기술의 잠재력을 계속해서 입증해 나가도록 하겠다.”면서 앞으로의 목표를 밝히고 있었다.
3D 디지털 트윈으로 마련된 가상의 에버랜드 스피드웨이(L=2.538㎞)에서 진행된 1차 토너먼트는 예선 결과에 따라 5조로 배정된 A.I.M팀이 한국과학기술원 KAT를 상대로 지목하며 시합을 펼쳤다. 폴 포지션으로 출발하며 순조롭게 주행을 펼치는가 싶었으나, 4번째 랩 7번 코너에서 스핀하며 피트로 소환된 A.I.M팀은 결국 상대 팀인 KAT에 1분 6.82초 차이로 뒤진 7분 46.41초의 랩타임으로 통합순위 5위로 내려 앉으며 위기를 맞이했다.
10개 팀이 함께 경쟁을 치루는 2차 1라운드에서 폴 포지션으로 경기를 맞이한 A.I.M팀은 선두의 잇점을 살려 총 8랩을 2위로 피니시하면서 2라운드에 진출했다. 상위 5개 팀으로 다시 한번 치러진 2라운드에서 A.I.M팀은 2위를 차지한 숭실대학교 ICHTHUS와 1랩 이상의 압도적 격차를 벌리며 11분 35초여만에 8랩을 주파하며 당당히 우승을 차지하는 는 반전 드라마를 선보였다.
경기가 거듭될 수록 더 빨라진 자율주행 기술력에 대해 이용하 팀장은 “지도학습(Supervised Learning)을 융합하지 않고 순수 강화학습(Pure Reinforcement Learning) 기반의 AI모델을 성공적으로 구축한 것이 비결이라고 본다.일반적인 모방 학습이나 지도학습 기반의 알고리즘은 인간의 운전 데이터 범주를 벗어난 돌발상황에서 한계를 보이지만, 우리 팀은 대량의 시뮬레이션 데이터를 활용해 모델이 스스로 최적의 주행 트랙션을 찾고 학습하는 QR-SAC 기반 대규모 강화학습 아키텍쳐를 설계했다. 이를 통해 레이싱 중 발생할 수 있는 사고와 위험상황, 즉 엣지 케이스(Edge Case)에 보다 유연하고 능동적으로 AI가 대응할 수 있었다.”면서 다른 팀과의 간격을 크게 벌릴 수 있었던 원동력에 대해 설명했다.
이번 대회에서 우승을 차지함으로써 오는 11월 포뮬러 실차 기반 주행 테스트에 참가할 자격을 얻게 된 A.I.M팀은 가상 공간이 아닌 실제 서킷에서 본인들의 자율주행 기술을 시험해 볼 기회에 의욕이 넘치고 있다. 이들에게 찾아올 새로운 도전은 시뮬레이터에서 완벽하게 제어되던 노면 상태나 타이어 마찰력의 변화, 센서 노이즈 등 환경이 현실 세계에서 예기치 못한 변수를 극복하는 것이며, 이러한 Sim2Real Problem의 해결이 승부의 핵심이 될 것으로 전망된다.
“가상 시뮬레이션 공간과 실제 공간의 차이를 해결하는 데 있어 우리 자율항법연구실과 A.I.M팀은 국내 최고 수준의 연구 경험과 성과를 보유하고 있다. ‘충돌 방지 및 시스템 안전성(Safety)’ 확보에 최우선을 두고 준비에 임할 계획이며, 가상 환경에서 학습된 고성능 AI모델이 실차 환경에 안정적으로 이식될 수 있도록 하드웨어 특성을 고려한 학습 루프 최적화와 다중 안전장치 소프트웨어를 강화하는데 집중할 생각이다.”라고 차기 대회의 전략을 밝힌 A.I.M팀은 “이번 시뮬레이션 대회에서 보여준 압도적인 경기력을 실제 환경에서도 그대로 재현해 내는 것을 목표로 최선을 다 하겠다.”면서 포부를 드러냈다.
‘A1 챌린지’ 상위 3개 팀을 대상으로 지능형자동차부품진흥원이 주관하게 될 ‘포뮬러 실차 기반 주행 테스트’는 11월 초 경기도 용인에 자리하고 있는 에버랜드 스피드웨이에서 치러질 예정이다.
글 이광선 | 사진 WVZINE
