Nikkei Automotive_2017.9 특집 (p46~61)

“달리는” 소프트웨어
OTA(Over The Air)와 AI활용으로 변하는 자동차의 가치

자동차의 가치가 하드에서 소프트, 그리고 데이터나 서비스로 이행하고 있다. 스마트폰처럼 어플리케이션을 추가∙경신하여, 새로운 기능이나 유저 체험을 제공하는 방법이 자동차로도 확산되고 있다. 클라우드와의 연계나 AI를 활용한 자율주행 등, 소프트에 대한 대응력이 자동차회사나 부품제조업체의 경쟁력을 결정한다.

Part 1. 새로운 경쟁축
모든 체험은 소프트가 창출한다

차량탑재 소프트웨어를 둘러싼 경쟁이 다양한 분야에서 동시에 발생하고 있다. 소프트 기반의 표준화를 둘러싼 주도권 쟁탈전이나, 자율주행의 성능을 결정하는 소프트 개발 경쟁 등이 그것이다. 이러한 배경에는 자동차의 부가가치가 하드에서 소프트로 급속하게 시프트하고 있다는 현실이 있다. 차량탑재 소프트에서 주도권을 잡는 것이 자동차회사의 명운을 결정한다.

「우리들은 미국에서 발매하는 18년형 캠리의 차량탑재 정보시스템에, 리룩스 기반의 AGL(Automotive Grade Linux)을 채용한다」. 17년 5월 말에 개최된 리룩스 관련 이벤트에서 도요타자동차의 커넥티드 전략기획그룹장인 무라타(村田) 씨는 이렇게 선언하였다. 도요타가 차량탑재 정보시스템 소프트웨어 기반에 대해 공언하는 것은 이례적이다. 캠리에 이어 대부분의 도요타 차량과 렉서스 브랜드에 AGL을 전개한다고 한다.

발표 목적은 IT업계의 거인인 구글에 대한 견제다. 차량탑재 정보시스템 소프트 기반에서는 구글의「안드로이드」가 존재감을 높이고 있다. 소프트 기반에서 업계 기준을 쟁취한 기업이 그 후의 주도권을 잡는 것은 컴퓨터나 스마트폰 업계에서는 상식이다. 자동차도 예외는 아니다. 차량탑재 정보시스템은 자동차를 외부와 연결하는「입구」이며, 심장부인 차량 제어계와도 이어져 있다. 그것이 타사에 의해 좌지우지되는 것만은 도요타로서는 반드시 피하고 싶은 일이다.

도요타는 AGL의 채용을 어필함으로써 아군을 결집하려는 목적이 있다. 현재, AGL에는 일본의 자동차회사를 중심으로 10개사가 참여하고 있지만, 양산차에 대한 채용은 이번의 캠리가 처음이다. 도요타는 스스로 리더가 되어 반(反) 구글 연합의 형성을 목표로 한다. AGL의 보급을 지향하는 리룩스재단의 Dan Cauchy 전무는「도요타는 자신들이 소프트 사업을 하고 있다는 것을 잘 이해하고 있다」라고 말한다.

-- 자동차는 소프트의 집합체 --
「자동차는 미래에 바퀴가 달린 스마트폰, 또는 데이터센터가 된다」,「자동차를 타는 체험의 대부분은 소프트웨어에 의해 초래된다」. 자동차의 미래를 이렇게 표현하는 기업이나 전문가가 늘어났다.

자동차의 부가가치가 하드에서 소프트로 급속하게 이동하고, 차량탑재 소프트를 둘러싼 경쟁이 자동차 전체에서 발생하고 있다. 그 움직임은 크게 2개다. 거대화하는 소프트의 개발 부담을 줄이기 위한 표준화 움직임과, 소프트에 의해 자동차의 가치 그 자체를 높이고자 하는 움직임이다.

도요타의 AGL 채용은 전자에 해당한다. 차량탑재 정보시스템의 소프트 기반을 표준화하면, 그 위에서 움직이는 어플리케이션 소프트의 개발 효율을 높일 수 있다. 도요타는 AGL의 채용을 통해 개발 효율을 10% 이상 개선할 수 있었다고 한다.

-- 역사는 반복된다 --

Part 2. AI가 지원하는 자율주행
소프트 기능의 추가는 멈추지 않는다

AI나 자율주행은 자동차회사의 경쟁력에 직결되는 중요한 테마다. 반도체 등의 하드가 주목을 받기 쉽지만, 실제로는 소프트가 부가가치를 쥐고 있다. 자율주행의 알고리즘은 매일 진화를 거듭하고 있고, 소프트 기능의 추가는 멈추는 일이 없다. 뛰어난 소프트를 계속 창출하는 기술력이 자율주행 시대의 승자를 결정한다.

AI를 사용한 자율주행 기술 개발은 구글, 애플 등 많은 IT기업이 격전을 벌이고 있다. 그 중에서 큰 주목을 받고 있는 것이 반도체 기업인 미국의 NVIDIA다. 엔비디아가 만드는 GPU는 자율주행에 반드시 필요한 심층학습의 처리를 크게 고속화할 수 있다.

그 강점을 살린 엔비디아의 차량탑재 AI 컴퓨터「DRIVE PX 2」는 이미 아우디, 다임러, 테슬라, 볼보(스웨덴) 등이 개발에 채용하고 있다. 17년 5월에는 도요타도 엔비디아와 제휴하였다. 도요타는 엔비디아의 차세대 GPU를 탑재한 SoC(System on Chip)「Xavier」를 사용하여, 수년 이내에 자율주행 시스템을 개발, 양산하는 것을 목표로 한다.

-- 기술자의 대부분은 소프트웨어 --
엔비디아의 기술을 많은 자동차회사가 채용하는 이유는 뛰어난 소프트웨어 때문이다. 엔비디아는 반도체 제조업체지만 소프트에 주력하고 있다. 약 11,000명의 사원 중 기술자 8,000명의 56%에 상당하는 4,500명이 소프트웨어 기술자다. 뛰어난 소프트로 고객을 유치하고, GPU(하드)로 수익화하는 사업 모델이다. 엔비디아가 현재 개발을 추진하고 있는 레벨3의 자율주행 기술은, 주로 6개의 어플리케이션 소프트로 구성된다.

제1의 앱은, 주변의 보행자나 차량 등을 AI로 인식하는「디텍션」이다. 이미 단안카메라와 DRIVE PX 2의 조합으로, 다수의 보행자나 차량을 고속으로 식별할 수 있는 데모를 나타낸다. 보행자, 자동차, 트럭, 바이크(자전거), 교통표식(신호)의 5종류를 30프레임/초의 속도로 거의 실시간으로 인식할 수 있다. AI 학습에는 미국의 데이터세트를 이용하고 있지만,「일본에 적용해도 높은 확률로 물체를 식별할 수 있었다」(엔비디아 시니어 솔루션 아키텍트의 무로카와(室河) 씨)라고 한다.

제2의 앱은, 자차의 위치를 특정하는「로컬리제이션」이다. AI로 식별한 하얀 선과 표식 등의 정보와, 고정밀 지도의 데이터를 조합하여 자차 위치를 특정한다.

제3은, 그러한 정보를 사용하여 3차원적인 공간의 점유 상황을 파악하는「Occupancy Grid」라는 앱이다.

제4는, 공간의 점유 상황을 바탕으로, 보행자나 차량을 피하면서 자동차를 어떠한 궤적으로 움직이는가를 결정하는「Path Planning」이다. 여기서는 GPU를 사용하여 수천 개의 경로를 계산하여 최적의 경로를 선택한다. 장기적으로는 AI를 사용하는 것도 상정하고 있다. 예를 들면, 횡단보도에 있는 보행자가 스마트폰을 보고 있는 경우는 자동차를 보지 못할 가능성이 있기 때문에, 되도록 그쪽을 통과하지 않도록 하는 처리가 가능해진다고 한다.

제5는, Path Planning의 정보에 따라 실제로 차량을 움직이는「Vehicle Dynamics」이다.

-- 50배의 처리능력이 필요 --
-- 단가의 70~80%는 소프트 --
-- 일본용으로 19년에 양산 --
-- 개발기간이 1/10로 --

Part 3. 표준화가 이끄는 진화
IT 거인에게 자동차 거인이 도전하다

시스템의 소프트웨어 기반을 제어한 기업이 그 후의 주도권을 잡는다. 이것은 컴퓨터나 스마트폰의 세계에서는 이미 상식이 되었다. 그 주도권 쟁탈전이 지금 차량탑재 시스템 안에서 발생하고 있다. 싸우는 상대는 이미 자동차회사가 아니다. IT업계의 거인들이다.

아우디와 볼보는 17년 5월, 차세대 차량탑재 정보시스템에 구글의 소프트웨어 기반「안드로이드」를 채용한다고 발표하였다. 구글의 개발자회의「Google I/O」에서 아우디와 볼보는 각각 안드로이드 베이스의 정보시스템을 데모 전시하였다.

아우디의 데모에서는 대쉬보드 중앙의 대형 터치 디스플레이로 음악 스트리밍 서비스「Spotify」등을 실행 가능하다. 또한 그 정보를 미터 패널에도 표시할 수 있다는 사실을 나타냈다. 볼보는 2년 이내에 안드로이드 베이스의 정보시스템을 탑재한 차량을 출하할 예정이다.

지금까지 구글이 제공하고 있었던 차량탑재용 소프트「안드로이드 오토」는 스마트폰의 앱을 내비게이션 화면에 투영하는 기능이 중심이었다. 이에 반해, 이번 소프트 기반은 에어컨이나 선루프, 창문 조작 등 바디 제어를 일부 담당한다는 점이 큰 특징이다. 명칭도 안드로이드 오토가 아니라 안드로이드가 되었다.

IT업계의 거인이 차량탑재 소프트 기반의 De Facto Standards(사실상의 표준)를 노리고 참여하고 있다. 구글만이 아니다. 안드로이드 오토를 닮은 스마트폰 화면의 투영 기능을 갖고 있는 애플의「CarPlay」도, 앞으로는 차량탑재 소프트 기반으로 변할 것이라는 견해가 있다.

차량탑재용의 실시간 OS「QNX」를 가진 캐나다 BlackBerry나, 카 내비게이션을 제조하는 미국의 하먼을 인수한 삼성전자의 움직임에도 이목이 집중되고 있다.

-- AGL을 선택한 도요타 --
이러한 가운데 도요타자동차는「차량탑재 정보시스템의 소프트 기반을 특정 기업에 조종 받고 싶지 않다」라고 생각하고 있다. 도요타자동차는 17년 여름에 발매하는 미국용 2018년형「캠리」의 차량탑재 정보시스템에, 리룩스 베이스의 AGL을 채용하는 것을 결정하였다. 구글에 의한 지배를 회피할 목적이 있다.

AGL은 리룩스재단이 추진하는 프로젝트로, 10개의 자동차회사가 참여하고 있으며, 특정 기업에 방침이 좌우되기 어렵다. 10개사는 포드, 혼다, 재규어 랜드로버(영국), 마쓰다, 다임러, 미쓰비시자동차, 닛산자동차, 스바루, 스즈키, 도요타다. 이번에 도요타가 채용을 결정하면서 타사도 따를 것 같다.

「커스터마이즈하는 자유가 확보되는 것도 중요하다」(무라타 씨). AGL은 요건이나 기능을 경우에 맞춰서 변경할 수 있다. AGL의 새로운 버전이 나오는 타이밍도 컨트롤하기 쉽다. 차량탑재 정보시스템은 소프트를 장기간 사용하기 때문에, 소프트 기반이 장기에 걸쳐서 지원되는 점도 중요하다.

-- 목적은 앱 개발의 효율화 --
-- 스마트폰 연계는 SDL을 이용 --
-- 표준화 물결은 차량제어계에도 --
-- AUTOSAR은 차세대판으로 --

Part 4. OTA의 앞에 있는 것
차량의 거대 데이터를 활용할 수 있을까?

스마트폰과 같이 자동차도 인터넷으로 이어지는 것이 상식이다. 인터넷 경유로 차량탑재 소프트를 최신판으로 경신하고, 새로운 기능을 제공하는 방법이 확산되고 있다. 자동차로부터 나오는 방대한 데이터는 클라우드에 축적된다. 그 무궁무진한 데이터를 어떻게 활용할 것인가, 자동차회사의 지혜가 중요해진다.

차량탑재 소프트웨어를 무선으로 경신하는 OTA(Over The Air)를 채용하는 움직임이 활발화되고 있다. OTA를 선행적으로 도입한 대표 사례는 테슬라다. 테슬라의 차량은 소프트 경신의 준비가 정비되면, 센터 디스플레이에 통지가 표시되고, 바로 인스톨하거나 나중에 인스톨할지를 선택한다. 테슬라 차량은 이러한 경우가 이제는 일상이다.

테슬라에 뒤쳐진 지 약 7년. 2019년 이후에 도요타자동차나 폭스바겐, BMW 등이 OTA를 잇달아 도입할 방침이다. 도요타는 OTA에 이용하는 차량탑재 통신모듈(DCM)을 공통화하여, 2020년까지 일본∙중국∙미국에서 거의 대부분의 승용차에 표준 탑재한다고 밝혔다. 독일 보쉬는 OTA에서 필요한「센트럴 게이트웨이」라고 부르는 ECU(전자제어유닛)를 2019년에 발매되는 일본 제조업체의 차량에 출하한다는 계획을 밝혔다.

OTA는 차량탑재 정보시스템의 지도 경신이나 앱 변경과 같은 용도에서는 지금까지도 사용되어 왔다. 2019년 이후에 많은 자동차회사가 도입하는 OTA는 차량제어계의 ECU의 소프트를 추가∙경신하는 것을 시야에 넣고 있다. 테슬라와 비교하여 도입이 늦어진 것은, 소프트 경신에 대응할 수 없는 구식 ECU라는 “굴레”를 안고 있었기 때문이다. 2019년 이후의 ECU 아키텍처의 변경으로 드디어 OTA가 본격적으로 이륙한다.

-- 자율주행에 OTA는 필수 --
자동차회사가 OTA의 도입을 서두르는 이유는, 미국 도로교통안전국(NHTSA)이 2016년 9월에 발표한 자율주행 차에 대한 가이던스「Federal Automated Vehicles Policy」의 영향 때문이다. 이것은 법적인 강제력은 없지만, 미국 시장에서 자율주행 차의 시험이나 시장 투입을 계획하는 자동차회사에 있어서는 무시할 수 없는 것이다.

그 안에는「차량은 제품 수명 안에서 소프트웨어 경신에 의해 자율주행의 레벨을 바꾼다」라는 표현이 있어, 자율주행과 OTA는 세트로 논의하지 않으면 안 된다는 인식이 자동차 업계에 퍼져 있다고 한다. 미국뿐 아니라, 독일에서도 자율주행 차에 OTA의 탑재를 의무 지우는 법률안이 논의되고 있다. 자율주행을 목표하는 제조업체에 있어서, OTA는 피할 수 없는 것이 되고 있다.

이 이외에도 자동차회사가 OTA를 도입하는 의의는 크다. 우선, 오류 수정을 저비용으로 신속하게 처리할 수 있다. 예를 들면, 2015년 1월에 BMW의 차량탑재 온라인 서비스「커넥티드 드라이브」에서, 외부에서 도어락이 해제되는 취약성이 발견되었을 때는 OTA가 활약하였다. 대상 차량은 220만 대로 많았지만, BMW는 OTA를 사용하여 문제를 조기에 해결하고, 브랜드 이미지의 저하를 막을 수 있었다.

-- OTA로 20% 증수 --
-- 일본∙미국∙유럽에서 OTA 표준화 --
-- 문제는 시큐리티 --
-- 이스라엘 기업이 강하다 --
-- 차분데이터(Difference Data)를 작게 만든다 --

  -- 끝 --