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    (연구자 인터뷰)

    연구자 인터뷰는 기계.건설공학 분야의 종사자의 추천 및 자체 선정을 통해 선발된 우수 연구진을
    직접 방문하여 연구 정보를 취합하여 제작하고 있습니다. 주변에 알리고자 하시는 분이 계시면
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    • 김시호 교수
      블록체인 기반 자율 주행차 사고방지 기술 연구
      김시호 교수(연세대학교 글로벌융합공학부)
      이메일:shiho at yonsei.ac.kr
      장소:연세대학교 신촌캠퍼스 4공학관 304호
      2039 1 2
    안녕하세요. 메트릭 회원 여러분!

    커넥티드 카(Connected car)는 보통 무선랜이 장착되어 차량 밖에서는 물론 차량 내에서도 인터넷과 무선랜 접속뿐만 아니라 자동 충돌 알림, 과속 및 안전 경보 알림 등 추가적인 혜택을 제공하는 특별한 기술이 들어가 있는 미래형 자동차입니다.

    오늘 인터뷰에서 만나 보실 김시호 교수님(연세대학교, 글로벌융합공학부)은 커넥티드 카(Connected Car)를 연구하면서 데이터 신뢰 확보를 위해 블록체인 기술을 시도하고 있습니다. 해당 기술을 사용하면 수 천대의 자동차 운행 정보를 기록할 수 있고, 위조와 변조, 해킹 등이 불가능하다고 하는데요.

    그럼 교수님을 직접 찾아뵙고 자세한 이야기 나눠보도록 하겠습니다.







    1. 지금 교수님께서 하고 계시는 주요 연구에 대한 간단한 소개 부탁드립니다.

    인공지능하고 자율주행 자동차, 블록체인 이 세 가지를 크게 하고 있는데요. 세 개가 다른 분야인 것 같지만 우리가 자율주행 자동차를 제대로 만들기 위해서는 제일 중요한 게 인공지능이고요. 그다음에 자율주행 자동차가 구현됐을 때, 가장 문제가 되는 것이 기능의 구현 이후에 항상 보안이 문제가 되거든요. 특히 Cyber security라고 하는 문제가 생기는데요. 그걸 해결할 방법이 블록체인이라고 생각하여 블록체인을 이용한 Cyber security를 해결하기 위한 문제를 연구하고 있습니다.


    2. 자동차 운행 정보에 대한 기록은 지역동적장부(LDB,Local Dynamic Blockchain)와 주장부(MB,Main Blockchain)에 기록하는 것이라고 하는데요. 어떤 방식(과정)으로 기록이 되는 건지 자세히 설명 부탁드립니다.

    사실 이것을 간단하게 설명하기는 쉽지는 않습니다. 블록체인 전체에 대해서 이해를 해야 하고, 블록체인이 가지고 있는 큰 문제가 뭔지를 이해해야 됩니다. 조금 간략하게 말씀드리면, 블록체인에서 가장 큰 문제가 scale ability라고 전문적으로 말합니다. 얼마나 많은 생성된 정보를 기록할 수 있느냐에 대한 건데요.

    블록체인의 대표적인 비트코인 경우, 그게 몇 분에 하나씩 하나의 블록이 만들어집니다. 그 블록이 1MB밖에 안 되기에 저장할 수 있는 정보가 많지 않거든요. 그다음에 Ethereum 경우, 2초마다 하나씩 블록이 만들어지는데, 블록 사이즈가 큽니다. 그래도 저장할 수 있는 용량의 한계가 있죠. 그것들을 우리가 Scale ability라고 합니다. 얼마나 데이터가 커질 수 있느냐에 대한 문제가 있습니다.

    또한, 기존의 블록체인과 자동차가 다른데요. 지역에 한정되는 locality라는 게 문제가 됩니다. 블록체인의 정보는 지구상의 어디서 일어났든 간에 거래정보는 사이버공간에서 보면 다 등록이 되고 기록이 돼야 하지만 자동차는 우리나라에서 운행된 자동차에 대한 정보가 예를 들면 건너편에 있는 미국이나 유럽에서는 해당 사항이 없거든요. 미국과 유럽은 다른 지역이기 때문에 locality(소재지)라는 게 문제가 생기게 되죠. 그래서 주장부와 지역장부를 나누게 된 거죠. 지역 장부에는 어떤 지역에서 일어난 모든 정보를 다 기록하기 때문에 Scale ability 이슈가 없이 정보를 기억할 수 있고, 그중에서 중요한 이벤트들만 주장부에 모아서 저장하니까 Scale ability와 locality 문제를 푸는 방법이 되겠습니다. 이러한 방법으로 블록체인 기술을 자동차에 적용하기 위해서 새로운 아이디어를 개선한 것입니다.


    3. 자율 주행차는 기존 자동차들이 운행했던 기록을 바탕으로 운전하는데요. 악의적으로 운행기록을 바꿀 수 있고, 해킹도 가능할 것 같습니다. 교수님께서는 데이터 신뢰 확보를 위해 블록체인 적용이 필요하다고 말씀하셨는데요. 블록체인 기술은 어떤 것이며, 어떤 식으로 활용이 되는 건가요?

    우리가 먼저 보안 문제를 생각해보면, 정통적으로 컴퓨터 PC에서 사용하는 보안, 스마트폰의 보안 방법은 암호화라는 방법을 하게 됩니다. 암호화를 256bit나 128bit의 암호 코드를 넣어서 평문을 암호문으로 바꿔서 주고받는 방법이 있고, Fire wall(방화벽)을 만들어서 이 안에 들어오는 패킷을 검사하는 방법도 있으며, 공인인증서 같은 인증서를 쓰기도 하는데요. 그런 방법들은 언젠가는 풀립니다. 우리가 PC나 스마트폰이나 공인인증서 같은 것도 짧게는 6개월에 한 번, 길게는 1년에 한 번씩 새로 업데이트를 해야 하잖아요.

    그런데 자동차는 특징상 한 번 사면 수명 동안 그렇게 할 수가 없는 특징이 있죠. 그래서 영구적인 방법으로 보안의 알고리즘을 준비하지 않으면 중간에 뚫려 버리게 되는 걷잡을 수 없는 사태가 생기는 것입니다. 결국 할 수 있는 방법이 어떻게 보안을 확보할 것이냐, 보안의 문제를 해결하기 위해서 주로 암호화라든지 Fire wall이라든지 이런 방법을 써서 해결하는데, 그런 방법은 기존의 기술들이 계속 발전하기 때문에 한 1년 정도가 되면 결국 뚫려버립니다. 자동차는 한 번 나오면 거의 10년 이상, 어떻게 보면 영구적으로 도로에 적용되기 때문에 암호화를 하던가 해도 언젠가는 풀리게 돼 있어요.

    그러므로 지금 사용하고 있는 중앙 집중형의 관리방식이나 암호방식으로는 자동차의 Cyber security를 보장할 수가 없다는 게 가장 큰 문제가 됩니다. 그 대안으로 블록체인을 적용하는 방법을 생각할 수 있는데요. 우리가 사람을 판단할 때 신뢰를 하잖아요. 믿을 수 있는 사람과 믿을 수 없는 사람으로 이야기합니다. 블록체인이란 것은 철학적으로 봤을 때 굉장히 이기적이고, 자기만을 위해서 일하는 사람들이 어떻게 보안을 확보할 것인지에 관한 문제를 해결하는 것입니다. 사람들이 서로 이기적이기 때문에 자기만을 위해서 일하기에 오히려 신뢰 안정성이 높아지는 것인 거예요. 역으로 되는 알고리즘상의 특징이 있어요.

    결국 보안을 확보하기 위해서 우리가 합의 알고리즘이라는 것을 하게 돼요. 만약 우리 둘이 돈을 거래했어요. 내가 돈을 1억 원 빌려줬어요. 그런데 나중에 그 돈을 빌린 적이 없다고 부인할 수가 있잖아요. 서로 이기적이기 때문에 그러는 거죠. 내가 1억 원을 빌려주고, 1억 원을 빌려준 사실을 모든 세상 사람들에게 다 알렸다면, 지구에 사는 사람의 반이 1억 원을 빌려준 걸 알았다고 도장을 찍었다고 한다면 1억 원을 받은 적이 없다고 부인할 수가 없는 거죠. 이게 블록체인의 합의 알고리즘입니다. 그런 방법으로 신뢰를 확보하는 거죠.

    자동차에서도 어떤 Connected car가 있다고 했을 때, 어떤 Connected car에서 어떤 차에 정보를 보냈는데 그 정보가 거짓 정보라든지 해킹을 하려는 의도가 있다면, 이 사람이 보낸 메시지가 있다는 것을 저장하고, 모든 차에 알리는 거죠. 그럼 다른 차는 ‘저 차는 나쁜 의도를 가진 차구나’를 생각해서 그 차가 보내는 정보는 받지 않는 것입니다. 거부하게 되면 그 차는 커뮤니케이션이 있지만, 서비스를 받지 않기 때문에 고립이 돼버리는 거죠. 신뢰를 확보하지 못하면 참여할 수 없게, 우리가 신용이 없으면 은행에 가서 계좌를 못 만들 듯이 그러한 방법으로 진행하게 된다면 모든 사람이 이기적이며 자신을 위해 활동하기 때문에 신뢰가 없는 사람은 믿지 않고, 다른 차를 해킹할 수 있을지 몰라도, 그다음에는 해킹을 연속해서 할 수가 없게 되는 거죠. 그런 방법으로 보안을 확보하는 방법입니다.






    4. 급제동한 차의 정보를 5G 통신으로 빠르게 뒷 차로 전달된다면 사고도 많이 줄겠습니다.


    우리가 지능형 교통 시스템에서 ITS(Intelligent Transport Systems(지능형 교통체계)를 구현하는데요. 굉장히 오랫동안 ITS 구현하기 위해서 특히 미국 유럽에서 많이 노력하는데요. 한국 시장에선 잘 받아들여지지 않고 있습니다. 물론 5G 기술이 나오면서 많이 하게 될 텐데요. 5G 기술이 나오면서 걱정되는 게, 통신이란 거는 끊어질 수 있잖아요. 통신 불능이 되었을 때 5G 기술로 자율 주행 자동차가 운행된다면, 통신이 결함 되는 그 상황에서 굉장히 심각한 문제가 발생하겠죠.


    4-1. 확실히 쉽지만은 않을 기술 같은데요. 오작동을 줄일 수 있는 대안이 무엇인지 궁금합니다.


    예를 들면, 우리가 스마트폰이 있어야만 일을 한단 말이죠. 그런 스마트폰이 고장이 나거나 없어졌어요. 그럼 아무것도 못 하나요? 그건 아니죠. 우리는 기본적으로 일을 할 수 있는데 핸드폰이 일을 더 효율적으로 할 수 있도록 도와주는 것입니다.

    사람은 지능이 있습니다. 그럼 자동차도 기본적으로 지능이 있어서 어떤 운행을 하거나 자기의 기본적인 역할은 진행이 된다고 할 수 있고, 나아가 Connected car가 되면 주변으로부터 정보를 받아서 감지할 수 있는 범위가 넓어져 차의 기능이 확산하는 것입니다. 차가 순간적으로 통신이 끊어진다고 하더라도 기본적인 지능에 따라서 좀 더 조심스럽게 운전을 하겠죠. 지능화가 되지 않은 상태에서 통신 기능이나 5G만을 이용한 자율 주행 자동차가 구현될 수 있다는 것은 굉장히 위험한 발상이고요. 그런 식으로는 기술이 개발될 수 없습니다.


    5. 커넥티드 카(Connected car)는 차 안에 있는 분의 안전을 먼저인지, 차밖에 있는 분의 안전이 먼저인지 어떤 식으로 인식하나요?


    다 중요하죠. 사람은 이 사람이 어떤 의도를 가지고 운행했는지 알 수가 없어요. 그 행동을 보고 추측할 뿐이죠. 그런데 기계는 알고리즘을 넣거나 코드를 넣으면 나중에 다 볼 수가 있거든요. 이 코드가 어떻게 이걸 회피하는지 다 알 수가 있잖아요. 그래서 일단 안전을 위해서 최선을 다한다. 그럼 어떻게 보장할 것인가

    결국 ISO 같은 곳에서 현존하는 인류가 가진 모든 지식으로 최선을 다했다면 설사 나중에 문제가 밝혀지더라도 제조자의 책임이 아니다. 현존할 수 있는 모든 방법으로 안전조치를 다 했지만, 그때의 지식으로 모르는 일이 생긴 것은 어떻게 하겠어요? 신의 영역이잖아요. 그러므로 그 기술 안에서 최선을 다한다면 그럼 제조자의 책임에서도 형사상으로는 면책이 되겠죠. 민사상의 문제는 따로 되겠지만.


    6. 지난해 10월 SK텔레콤과 손잡고 국내에서 처음으로 경차에 딥러닝 기반 자율주행 기술을 적용해 임시운행 허가를 취득했다고 들었습니다. 현재 진행상황과 임시운행 결과에 대해서 이야기 듣고 싶습니다.














    자동차 임시운행 허가는 상업적으로 차를 사용하는 게 아니고, 차를 연구용으로 일반 도로에서 운행할 수 있다는 허가를 국토부로부터 받는 것을 말합니다. 국내에 한 50대 정도 운행허가를 받은 차량이 있고요. 미국에는 구글 웨이브(wave)만 해도 250대 이상의 차량을 운행하고 있습니다. 우리나라가 구글 웨이브 운행하는 차의 5분의 1밖에 안 돼요. 우리나라 모든 연구기관이 가지고 있는 차량이 그 정도밖에 되지 않고요.

    저희가 허가를 받으면 주기적으로 국토교통부에 운행기록을 보고하게 되어있습니다. 현재 운행보고를 하고 있고, 저희가 계속해서 성능을 높이기 위한 연구를 하고 있으며, 최근에는 서울시에서 하는 자율주행 페스티벌에 나가서 운행 시연도 했습니다. 저희 차 안에서 실시간으로 YTN 리포터가 시승하여 생방송을 나간 적도 있어요.
    아직 사람들이 신기해하는 단계이고요. 그렇지만 자율 주행 자동차가 갈 길이 굉장히 멀고, 학교에서도 아직 개발할 게 많습니다.


    7. 연구 진행 중 어려운 점이 있었다면 어떤 점이었으며, 어떻게 해결해 오셨는지 알려주세요.

    일단은 기술적으로도 어려운 점이 매우 많습니다. 사람의 지능과 우리가 구현하는 인공지능의 차이를 보면 아직 매우 많은 과제가 있거든요. 얼마 전 바둑이 크게 이슈가 되면서, 인공지능이 굉장히 어려운 기술을 넘은 것처럼 발표되어있지만 기계적 입장에서 보면 실제로 운전이 바둑보다 어렵습니다.

    비행기를 자동으로 조종하고 이착륙하는 것은 이미 다 자동화가 되어 있어요. 무인 드론도 가능합니다. 그런데 자동차는 굉장히 혼잡한 상황에서 여러 가지 상황에서 운전하기 때문에 해결할 문제들이 많이 있습니다. 차 한 대만의 문제가 아니고 다른 차와의 교행, 혼잡한 도로에서 어떻게 할 것인지, 악천후가 됐을 땐 어떻게 할 것인지 등 이런 여러 가지 문제들이 있어서 아직 해결해 나가야 할 문제들이 많이 있고, 하나하나 해결해가는 연구를 하고 있습니다.





    8. 산업경제 보고서에 따르면 글로벌 커넥티드카 시장은 2018년부터 2022년까지 270% 성장 할 것으로 전망하고 있는데요. 지난해 커넥티드카 시장은 중국과 미국이 약 45%를 차지했고, 유럽에서도 자동 긴급 호출 시스템 ‘이콜’이 의무화되면서 커넥티드카 보급률이 급격히 증가하고 있습니다. 교수님께서 생각하시는 커넥티드 카 시장에 대한 국내 상황과 국외상황을 구체적으로 비교해 주신다면 어떤 실정인가요?

    Connected car가 정확하게 정의하기에 따라 다른데요. 시장조사기관에서 말하는 Connected car는 차가 인터넷이나 통신에 물려있으면 Connected car로 분류합니다. 그래서 3G나 4G에 물려있으면 Connected car라고 분류를 하는데, 우리가 생각하는 고도의 자율주행 Connected car보다는 낮은 수준의 자동차부터 Connected car로 분류해서 계속 성장해가는 단계에 있다고 보고요.

    우리나라가 오히려 스마트폰이나 이런 보급이 높기 때문에 우리나라에서의 Connected car의 수요는 오히려 미국 나라보다 낮을 수가 있어요. 미국에 가 보시면 중부에 사람이 많이 살지 않는 곳에 가면 4G가 많이 안 터지거든요. 그런 곳에서도 긴급 상황에서 차가 호출을 해줘야 하고 이런 기능이 있어야만 하므로 그런 곳에 수요가 먼저 나오고, 우리나라 내에서는 아직 수요가 많지 않지만, 스마트폰이 나왔을 때 그 이후에 엄청나게 많은 기술이 매번 새로 적용되어 나오잖아요. Connected car도 이제 비로소 시작되었다고 생각합니다. 차가 인터넷에 물리는 게 시작이 됐다, 3G가 됐든 4G가 되었든. 이제 자율주행 차가 되었을 때는 5G 안에 물리게 되고, 그 단계가 앞으로 계속 발전되리라 예측할 수 있습니다.


    9. 이런 연구에 힘입어 앞으로 연구 계획 중인 연구나 또 다른 목표가 있으신지 궁금합니다.




    지능에 대해서 많이 연구할 게 있어요. 지금 자율주행차에서 저희가 개발하고 있는 게 3단계라고, 운전석에 운전자가 앉아있지만 차가 자율주행으로 갈 수 있는데, 차가 해결할 수 없는 상황을 만나면 운전자에게 제어권을 가져가라고 하는 상황입니다. 4단계, 5단계가 된다면 자동차가 스스로 알아서 하는 단계가 되거든요. 그렇게 됐을 때 예를 들면 어떤 도로에 나갔는데 신호등은 파란불이에요. 근데 경찰관이 가지 말라 지시합니다. 경찰관의 수신호가 신호등보다 우선하지 않습니까? 그럼 운전자가 사람이라면 운행을 하지 않겠죠. 자동차는 그 상황을 이해해야만 합니다. 또한 경찰관이 하복이 있고, 동복도 있잖아요. 하복과 동복이 다릅니다. 그럼 경찰관인지 아닌지를 자동차가 먼저 인식해야만 합니다.

    경찰관이 아닌 비슷한 사람이라면 자동차가 무시해야 하잖아요. 그런데 가령 헌병이 군복을 입고 나와요. 그럼 저 헌병이 하는 게 적법한 통제인지 아닌지 이해해야 하겠죠. 그러한 복잡한 단계를 이해하는 지금의 일반적으로 기계적인 신호등을 인식하는 것을 극복한다 해도, 일상적이지 않은 상황에서 차가 상황을 이해해서 운행해야 하는 다음 단계에 필요한 지능이 구현되어야만 합니다. 그런 여러 가지의 기술들을 연구하고 있습니다. 비정규적인 상황에서 차가 대응할 수 있는 것을 연구해야지만, 비로소 차가 사람과 비슷한 수준의 지능을 가지고 운행을 할 수 있게 되는 거죠.


    10. 지금 이 영상을 보고 공부하고자 하는 학생들이 많을 것 같은데요. 최근 대학들이 융합학부를 신설하여 궁금증이 많습니다. 그 분들에게 글로벌융합학부에는 어떤 전공이 있으며, 조언 말씀 부탁드리겠습니다.

    대학의 학과는 굉장히 경직돼있어요. 학과마다 칸이 나뉘어 있는데요. 예를 들면, 화학공학을 전공한 사람이 있고, 전자공학을 전공한 사람이 있고, 기계공학을 전공한 사람이 있어요. 대학교를 처음에 들어오면 같은 수학, 물리를 배우는데 졸업을 하고 나가면 칸이 쳐져 있어요.
    예를 들어 배터리를 연구한다면 화학이 필요하다고 생각을 하잖아요. 그런데 배터리가 스마트폰에 쓰일 수도 있고, 자동차에 쓰일 수도 있겠죠. 그러면 스마트폰의 배터리를 연구하는 사람은 통신에 대해서도 알아야 하고, 스마트폰에 대해서도 알아야 합니다. 자동차용 배터리를 연구하는 사람은 자동차에 대해서 알아야 하죠.

    그래서 배터리 회사는 굉장히 여러 학문을 이해할 수 있고, 전공하지 않은 학문도 배워서 이해할 수 있는 사람이 필요합니다. 화학공학만 하는 사람한테 자동차의 배터리를 만들라고 하면 자동차에 대한 기본 용어도 모르잖아요.

    저희 융합과는 학제 간의 장벽을 두지 않는 다학제로 운영을 합니다. 같은 수학을 배우면 이 공업 수학은 화학에서의 공정에 쓸 수도 있고, 기계공학에서는 운동 방정식에 쓸 수도 있고, 회로에서는 회로의 동작을 설명하는 방정식이 쓰일 수 있습니다. 이런 식으로 사고의 틀을 높이는 방식으로 진행하고 있죠. 저희 학과는 여러 학문을 전공한 교수님들이 섞여서 유기적으로 칸을 치지 않는 다학제로 운영되는 게 특징이라고 할 수 있겠습니다.

    공학이 인기가 있었던 적도 있고, 없었던 적도 있었지만, 앞으로 공학이라는 게 산업혁명이 일어나는 지금 굉장히 중요하고 특히 그중에서도 인공지능의 분야가 앞으로 새로운 기술로 나와서 새로운 산업혁명이 일어나고 있습니다. 지금 꿈을 가지고 있는 고등학생들이나 젊은 학생들이 본다면 공학에서의 새로운 공부를 하고 꿈을 키워서 앞으로 훌륭한 과학자, 공학자로 성장하는 후학들이 많이 나왔으면 좋겠습니다.







     
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    전체댓글 2

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    사용자 프로필 이미지
    |2019.08.19
    블록체인은 사람들이 서로 이기적이기 때문에 자기만을 위해서 일하기에 오히려 신뢰 안정성이 높아진다. 뭔가 역발상인듯하면서도.. 재미있는 논리네요.
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    |2019.08.14
    상당히 재미있는 연구인 것 같아요. 앞으로의 연구가 더욱 더 기대되요.
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