조기춘 미래자동차공학과 교수가 이끄는 AutoHYU 팀이 지난달 27일 개최된 현대자동차그룹 주관 '2025 자율주행 챌린지' 대회에서 우승을 차지했다.

'자율주행 챌린지'는 국내 대학의 자율주행 기술 개발 강화와 인재 육성을 위해 현대자동차가 2010년부터 개최해 온 국내 최대 규모의 경진대회다. 이번 대회는 자율주행의 모든 기술을 하나의 'End-to-End' AI 모델로 통합하는 것을 목표로 삼았다. 'End-to-End'는 최근 자율주행 연구의 핵심 트렌드로, 인지·판단·제어를 개별 모듈로 나누지 않고, 카메라 센서와 차량의 거동 정보만으로 직접 경로를 생성하고 제어하는 방식이다. 

대회는 총 3가지 미션으로 구성됐다. 첫 번째는 도심 내 연속 교차로 토토사이트 대공원으로, 신호등과 방향 지시를 인식해 안전하게 교차로를 통과하는 능력을 평가했다. 두 번째는 복잡한 고속도로 환경에서 차선을 변경하거나 공사 구간을 회피하는 등의 능력을 검증했다. 세 번째 는 비보호 좌회전, 보행자 회피, 정지 차량 회피 등 도심 특수 상황에 대응하는 능력을 중심으로 평가가 이뤄졌다.

AutoHYU 팀은 모든 미션에서 만점을 기록하며 우승을 차지했다. 조 교수는 "오랫동안 인지·판단·제어 관련 다양한 실험과 프로젝트를 수행해왔기 때문에 대회에서 요구하는 모델을 빠르게 구현할 수 있었다"며 "센서 처리, 딥러닝 모델 설계, 제어 알고리즘 등 각 분야에 전문성을 갖춘 팀원들의 역량 덕분에 높은 완성도의 모델 구현이 가능했다"고 말했다.  

AutoHYU 팀은 차량에 부착된 카메라 이미지와 차량 상태 정보를 입력 받아 주변 환경을 인식하고, 경로를 생성해 최종 제어 명령을 내리는 통합 AI 모델을 개발했다. 조 교수는 "이 모델은 전통적인 자율주행 파이프라인과 달리, 모듈 간 인터페이스나 오류 전파 문제를 최소화하면서도 최신 딥러닝 기술을 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있다"고 말했다.

'End-to-End' 자율주행 AI 기술의 트렌드는 모든 과정을 하나의 모델에 담는 것에 그치지 않고, 적절한 모듈형 구조를 함께 도입하는 방향으로 진화하고 있다. 조 교수는 "해당 트렌드를 반영해 정지선, 차선, 보행자·차량 인식 등 핵심 인지 정보를 체계적으로 처리할 수 있도록 설계했다"며 "제어를 위해 필요한 엑셀, 브레이크, 조향 등 차량 내부 데이터를 추가로 수집해 모델에 반영함으로써 안정적인 주행 성능을 확보할 수 있었다"고 밝혔다.

팀장을 맡은 김소영(미래자동차공학 박사과정) 씨는 "우리 기술의 가장 큰 장점은 견고함이다"며 "팀의 주행이 다른 팀들에 비해 가장 안정적이면서도 민첩했다"고 말했다. 김 씨는 "다양한 도로상황과 시나리오를 설계해 기술이 제대로 작동하는지 철저히 검증했다"며 "대회 도중 발생할 수 있는 최악의 상황까지 가정해 대비한 덕분에 실제 주행 과정에서도 예기치 못한 변수에 흔들리지 않고 안정적인 성능을 보일 수 있었다"고 덧붙였다.

조 교수는 자율주행 기술의 실용화에 관해 "실제 도로에서 안정적으로 작동하려면 수많은 시나리오와 복합적 환경에 모두 대응할 수 있어야 한다"고 말했다. 그는 "예측 불가능한 상황까지 학습할 수 있는 방대한 데이터셋과 이를 처리할 수 있는 클라우드·GPU 서버 등의 연산 자원, 고효율 학습 기법이 필수적이다"며 "이러한 인프라를 갖추는 데 많은 시간과 비용이 들기 때문에 자율주행을 산업적으로 완전히 실용화하기 어려운 상황이다"고 덧붙였다.

이어 그는 "시뮬레이션 환경을 적극적으로 활용해 실제 도로를 가상으로 완벽히 복제하거나 복잡한 상황을 무한히 생성함으로써 부족한 데이터를 보완할 수 있다"고 말했다. 그는 "데이터 증강, 도메인 적응, 액티브 러닝 등을 통해 적은 데이터로도 다양한 시나리오를 학습할 수 있도록 고안하고, 분산·병렬 학습으로 학습 속도를 높이는 연구도 중요하다"며 "궁극적으로는 대규모 학습 환경과 데이터 관리 체계를 갖추고, 예측 불가능한 상황에도 대응할 수 있는 견고한 AI 모델을 구축하는 것이 자율주행 산업화의 핵심 과제이다"고 강조했다.

학생들의 자율주행 기술 연구가 갖는 의미에 대해 조 교수는 "문제 해결 능력을 기르고, 다양한 공학 지식과 기술을 융합해 실무 경험을 쌓을 수 있다"며 "졸업 후 산업 현장에 바로 투입 가능한 경쟁력을 갖춘 인재로 성장할 수 있는 좋은 기회가 될 것이다"고 조언했다.

김 씨는 "자율주행은 컴퓨터비전·로보틱스·제어공학·AI 등 다양한 기술이 융합돼야 하는 종합적인 분야이다"며 "수많은 실패와 시행착오를 거치면서 기술을 정교하게 다듬어야 안전하고 견고한 자율주행 시스템을 만들 수 있다"고 말했다. 그는 "처음에는 어렵게 느껴질 수 있지만, 기초 이론부터 천천히 학습하고 시도하다보면 재미와 성취감을 느낄 수 있다"며 도전을 권했다.

AutoHYU 팀의 최종 목표를 묻는 질문에 김 씨는 "다양하고 복잡한 환경에서 안전하게 주행할 수 있는 모델을 개발해, 실제 도로에서도 강인하게 작동할 수 있는 End-to-End 자율주행 기술을 구축하는 것이 목표다"고 답했다. 그는 "앞으로도 국내·외 여러 자율주행 대회나 챌린지에 꾸준히 도전하며 한층 발전된 모델을 선보일 것이다"고 포부를 남겼다.