미국에서는 자율주행 트럭 기술 개발 경쟁이 한창이다. 미국은 국토 면적이 넓어 대형 화물 트럭이 물류 운송의 핵심수단인데 전자상거래의 비약적인 성장으로 시장은 화물 처리 용량, 교통량 문제, 인간의 허용 가능한 운전 시간, 물류 교란 현상 등 물리적인 한계와는 무관하게 주문에서 배송까지 더욱 신속한 서비스를 요구하고 있다. 운전자 없이 연중무휴 운행이 가능한 완벽 자율주행 기술이 탑재된 트럭이 등장한다면 앞으로 물류 유통에 큰 변화를 가져다줄 것으로 기대된다.

미국 트럭 주요 기업

자율주행 트럭을 도시에서 사용하려면 지리적·정적·동적 교통환경 정보의 정확한 인지와 분석이 필요하다. 현재 미국의 자율주행 트럭 기술은 국제자동차공학회(SAE) 기준 레벨 4(Level 4)에 해당한다. 레벨 4는 완전한 자율주행이 가능한 단계이며, 시스템이 차량의 모든 기능을 온전히 제어한다. 단, 시스템이 작동하도록 설계되지 않은 환경에서는 작동할 수 없다. 현재는 고속도로, 산업도로, 교통량이 적은 지역 등 통제된 환경에서만 자율주행이 가능하다.

광활한 영토 특성상 미국은 고속도로 직진 구간의 비중이 높다. 이에 고속도로 주행 환경은 일반적으로 도심 주행보다 단조롭다. 고속도로 상에 위치한 물류기지 데이터를 완벽히 시스템화한다면 물류 트럭은 운전자의 개입 없이도 레벨4 자율주행이 상당 부분 가능하다. 현재 미국 주요 자율주행 기술 기업은 TuSimple, Waymo, Aurora, Plus, Torc Robotics, Embark Trucks, Kodiak Robotics, Locomotion 등이 있다.

<SAE 규정 자율주행 단계별 정의>

단계		정의
레벨 0	비자동화	자율주행기능 없음.
레벨 1	운전자 지원기능 Single Function Automation	자동 브레이크 및 속도 조절 등 운전 보조기능 탑재
레벨 2	부분적 자율주행 Combined Function Automation	운전자가 운전하는 상태에서 2가지 이상 자동화 기능이 동시에 작동. 운전자 상시 감독 필요
레벨 3	조건부 자율주행 Limited Self-Driving Automation	인공지능에 의해 제한적 자율주행 가능. 특정 상황에 따라 운전자의 개입 반드시 필요
레벨 4	고급 자율주행 Autonomous Mode with Driver Controls	시내 주행을 포함한 도로 환경 주행시 운전자 개입이나 모니터링 필요
레벨 5	완전 자동화(무인 주행) No driver Controls	모든 환경에서 운전자 개입 필요 없음.

[자료: SAE]

주요 기업1: TuSimple

TuSimple은 Nvidia, UPS, Navistar 등의 초기 투자로 2015년 설립된 샌디에이고에 소재한 중국의 자율주행 트럭 기술기업이다. 자율주행 스타트업으로서 미국 나스닥에 최초로 상장된 기업이기도 하다. TuSimple는 물류기지 간 레벨4 장거리 자율주행 화물 운송을 실현하기 위해 노력 중에 있다. 이미 8500개의 매핑된 경로에 따라 460만 마일 이상을 테스트 마쳤으며 자율주행 트럭 기술과 관련해 318개의 특허를 보유하고 있다.

TuSimple은 강력한 기술과 자본을 바탕으로 기업과의 많은 협업을 끌어낸 기업이기도 하다. 자율주행 트럭 개발에서 TuSimple의 입지는 상당히 큰 편이며 향후 미국 시장에서도 상당한 시장 점유율을 확보할 수 있는 좋은 위치에 있다. Navistar, Traton과 같은 대형 트럭 제조사와 파트너십을 맺고 있다. Wabco, Knorr-Bremse 등 자동차 부품 공급사와도 파트너십을 맺었으며 물류회사 UPS, DHL, Ryder를 포함해 미국 우체국 USPS와도 파트너십을 맺고 있다. 2021년 12월, DHL과는 자율주행(레벨4) 트럭 100대 공급계약을 맺었다. 

2021년 12월에는 업계 최초로 인간의 개입없는 Class 8 트럭 자율주행에 성공했다. TuSimple의 무인 Class 8 트럭은 2025년부터 양산할 것으로 알려졌다.

<미국 트럭 분류>

(단위: Lbs)

분류	크기
Class 1	6,000
Class 2	6,001 ~ 10,000
Class 3	10,001 ~ 14,000
Class 4	14,001 ~ 16,000
Class 5	16,001 ~ 19,500
Class 6	19,501 ~ 26,000
Class 7	26,001 ~ 33,000
Class 8	33,001 이상

[자료: U.S. Department of Energy]

주요 기업 2: Waymo

2009년 설립된 Waymo는 캘리포니아 소재 자율주행 차량 개발 기업으로, Alphabet(Google의 모회사)의 자회사이기도 하다. Waymo는 승용차용 자율주행 벤처기업으로 출발해 화물운송 자율주행 분야까지 사업을 확장했다. Waymo의 자율주행 트럭 프로그램은 장거리 트럭 운송 중 최종 목적지 도달 부분에 중점을 두고 있다.

Waymo의 자율주행 소프트웨어 솔루션 Waymo Driver는 150억 마일 이상의 시뮬레이션 주행 테스트를 진행했으며, Class 8 트럭 등으로 13개 이상의 주에서 2000만 마일 이상의 실제 주행 테스트를 진행했다. 라이더, 레이더, 카메라, 관성 측정장치, 보조 센서 시스템 등을 포함하는 Waymo의 자율주행 시스템은 300m 전방의 환경 인식이 가능하다. 운행 중 수집된 데이터 일체는 시스템이 지속적으로 학습하고 적용할 수 있도록 Waymo 클라우드에 저장된다. 최근 Waymo는 자율주행 시스템이 탑재된 Class 8 대형 트럭으로 댈러스와 휴스턴의 UPS 시설을 오가는 시험주행 서비스를 6주간 실시한 것으로 알려졌다.

Waymo는 유지보수, 검사, 긴급출동 등의 차량 관리 서비스를 위해 Ryder와 파트너 관계를 맺었으며 최근에는 Daimler와도 파트너십을 맺었다. Freightliner의 트럭에 자율주행 테스트를 위한 초기 계획을 수립했다. 물류회사 J.B. Hunt와도 협력관계를 맺고 있다.

<Waymo 트럭>

[자료: Waymo 홈페이지]

주요 기업 3: Aurora

2017년에 설립된 Aurora는 펜실베이니아에 본사를 둔 자율주행 기술기업 중 하나이다. Aurora는 지금까지 450만 마일의 실제 주행과 60억 마일의 가상 주행을 통해 테스트를 진행해왔다. Aurora의 자율주행 기술 핵심은 크게 3가지로 구성된다. 자율주행 소프트웨어, 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 Aurora Computer, 센서이다. 센서에는 레이더, 카메라, 3D 구현용 라이더가 있으며, Aurora Atlas HD 소프트웨어를 사용하여 차량 주행상태를 모니터링한다.

 

Aurora는 미국 트럭 제조기업 절반 이상과 파트너십을 맺었다. Paccar, Toyota, Volvo 등 주요 트럭 제조기업뿐만 아니라 Denso 등 딜러사와도 계약을 맺었다. 또한, 물류업체 FedEx와도 자율주행 시범운행을 진행할 계획인데 Paccar의 자율주행 플랫폼(AVP·Autonomous Vehicle Platform)을 탑재한 물류 트럭에 Aurora의 자율주행 기술을 시범 적용한다.

Aurora는 5단계 상용화 계획을 세웠으며 기반 마련(2017-2020), 개발 및 개선(2021-2022), 검증(2022-2023), 출시(2023-2024), 확장(2024년 이후) 순이다.

<Aurora 트럭>

[자료: Aurora 홈페이지]

주요 기업 4: Plus

Plus는 2016년에 설립된 캘리포니아에 위치한 자율주행 트럭 기술 기업이다. 미국 투자회사 Sequoia Capital, 중국의 자동차 제조사 SAIC, FAW 등으로부터 투자를 받았다. Plus는 2024년까지 물류기지 간 완전 자율주행(레벨4)을 목표로 장거리 트럭용 자율주행 소프트웨어를 개발하고 있다.

Plus는 2019년 미국 해안을 따라 자율주행 소프트웨어 첫 테스트를 실시했으며, 2021년에는 자율주행 플랫폼 1000대를 아마존에 공급하는 계약을 체결했다. Plus의 핵심기술은 센서, 액추에이터, 컴퓨팅 플랫폼 등의 하드웨어와 실제 주행을 통해 수집된 데이터에 따라 의사 결정을 하는 AI 알고리즘 소프트웨어 등이다.

현재 Plus는 자율주행기술 관련 200개 이상의 특허를 보유 중이며, 중국의 FAW, 유럽의 IVECO 등의 자동차 제조사와 기술 파트너십을 맺고 있다. 미국 제조사와의 기술 파트너십은 아직 확보하지 못한 상황이다.

<Plus 트럭>

[자료: Plus 홈페이지]

주요 기업 5: Torc Robotics

2005년에 설립된 Torc Robotics는 버지니아에 본사를 둔 자율주행 트럭 기술 기업이다. 2019년 Daimler가 회사를 인수하면서 Daimler의 독립 자회사가 됐다. Torc Robotics는 Daimler에 레벨 4 트럭 기술을 독점 제공한다. 

Torc Robotics의 자율주행 시스템은 See(센서), Think(예측), Action(안전주행)으로 구분된다. 2019년 처음으로 도로주행 테스트를 시작했으며, 현재 미국 트럭 제조사 Freightliner와 협력해 Torc Robotics의 레벨 4 자율주행 기술인 젠2를 테스트하고 있다.

<Torc Robotics 트럭>

[자료: Torc Robotics]

주요 기업 6: Embark Trucks

2016년에 설립된 Embark Trucks는 샌프란시스코에 본사를 둔 자율주행 트럭 기술 기업이다. 2021년 6월 기준, Embark는 완벽 자율주행 트럭을 개발하고 상용화하는 데 필수적인 16개의 핵심기술 중 11개를 개발했으며 나머지 5개는 2023년까지 완료할 예정이다. Embark의 자율주행 시스템은 최대 60초 후 상황 예측, 초당 최대 1,200개 시나리오의 시뮬레이션 검토, 5cm 이내의 정확도를 갖춘 제어 카메라를 포함하여 라이더, 레이더, GPS 시스템 등으로 구성된다.

현재 Embark는 Werner Enterprises, Mesilla Valley Transportation, Bison Transport, Anheuser Busch InBev 등의 물류기업과 파트너십을 맺고 있다.

<Embark Trucks 트럭>

[자료: Embark Trucks 홈페이지]

주요 기업 7: Kodiak Robotics

2018년에 설립된 Kodiak Robotics는 실리콘밸리에 본사를 둔 자율주행 트럭 기술 기업이다. Kodiak Robotics는 BMW i Ventures, Bridgestone 등의 투자를 받았다. SK그룹도 Kodiak Robotics에 투자했다. 

Kodiak Robotics는 ZF(독일)의 레이더, Hesai(중국) 라이다, Bridgestone(일본)의 스마트 타이어 시스템 기술, Nvidia(미국)의 자율주행 솔루션 플랫폼을 사용한다. 여기에 Kodiak Robotics으로 불리는 자체 인식시스템을 통해 자율주행 시스템을 총괄적으로 관리한다.

현재 Kodiak Robotics는 파트너십을 맺고 있지 않다. 여타 자율주행 기술 기업의 상용화 진척도를 따라잡기 위해서는 개발 속도를 끌어올려야 하며 물류업체 파트너십도 확보해야 하는 것으로 평가된다.

<Kodiak Robotics 트럭>

[자료: Kodiak Robotics 홈페이지]

주요 기업 8: Locomotion

2018년에 설립된 Locomotion은 피츠버그에 본사를 둔 자율주행 트럭 군집주행 기술 기업이다. Locomotion은 다른 레벨 4 자율주행 기술 기업과 달리 여러 대의 차량을 동시에 운전할 수 있는 군집주행 시스템 개발에 중점을 두고 있다. Locomotion은 카네기 멜론 국립 로보틱스 엔지니어링 센터(National Robotics Engineering Center)에서 설립했으며 자율주행 차량, 로봇공학, AI 등의 전문기술을 보유하고 있다. 교통연구센터(Transportation Research Center)와도 협력관계에 있다.

Locomotion의 주요 기술인 Autonomous Relay Convoy는 트럭 1대를 운전사가 조종하고 나머지 2~3대의 트럭은 자율주행 시스템이 적용돼 운전사 트럭의 운행에 따라 움직이는 방식이다. 다만, 아직 군집주행은 레벨2 수준 기술력으로 간주되며 군집주행 모든 트럭에 운전자가 배치돼야 하는 것으로 알려졌다.

Locomotion은 기술 테스트·통합·상용화를 위해 디젤엔진 전문기업 Cummins와 파트너십을 맺었다. Locomotion은 물류업체 Wilson Logistics과도 파트너십을 맺었으며 올해 첫 군집주행 물류 서비스를 개시할 예정이다.

<Locomotion 트럭>

[자료: Locomotion 홈페이지]

시사점 

완전자율주행 단계인 레벨5 트럭이 상용화되기 전까지는 레벨4 자율주행 트럭의 수요가 많을 것으로 예상된다. 산업전문 리서치기관 Frost&Sullivan은 2030년까지 레벨4 자율주행 트럭이 미국 일반화물 수송량의 약 6.4%를 차지할 것이며, 연간 47억5000만 달러의 운임비를 절감할 수 있을 것으로 전망했다.

시카고 소재 컨설팅 업체 관계자는 KOTRA 시카고 무역관과의 인터뷰에서 “레벨4 이상의 자율주행 트럭이 화물운송 산업에서 사용량 기반 주문형 서비스 등 새로운 물류 비즈니스 모델 구축에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

우리 기업은 미국의 주요 자율주행 기술 기업과의 협력관계 구축을 고려해 볼 수 있다. 자율주행 하드웨어 관련 미국 벤처기업들이 성장할 수 있었던 이유 중 하나도 포드, BMW, GM 등 완성차 업체들이 자율주행 기업에 대해 과감히 투자하고 협업했었기에 가능했다.

한국도 자율주행 분야에서 하드웨어·소프트웨어 기술 모두 외국기업에 비해 기술력에서 뒤처지지 않는 것으로 평가된다. 국내에서도 자율주행 트럭 기술력이 발전하는 모습이다. 카카오모빌리티는 한국도로공사 주관 하에 자율 군집주행 기술을 선보였으며 현대자동차는 2018년 고속도로에서 화물트럭 자율주행을 성공적으로 이끌었다.

자료: 각사 홈페이지, SAE, U.S. Department of Energy, Frost&Sullivan, KOTRA 시카고 무역관 자료 종합