음성 제어 위해 빔 포밍 기술을 적용한 MEMS 마이크로폰 등 도입

앤디 맥클린(Andy McLean) 자동차 실내 경험 담당 부사장,
아나로그디바이스(Analog Devices)


오늘날 자동차 기술 회사들에게 중요한 과제의 하나는, 어떻게 하면 디지털화와 개인화를 결합해서 몰입적이면서도 안전한 실내 경험을 달성할 것인가 하는 것이다. 바로 이러한 과제를 해결하도록 아나로그디바이스(Analog Devices)는 혁신적이면서 흥미로운 해결책들을 제시한다.

세련된 터치스크린 인터페이스를 통해 다양한 엔터테인먼트, 정보, 내비게이션 기능을 제공하고 5G 망을 통해 언제든 모바일 광대역 인터넷에 접속할 수 있는 모바일 디바이스를 상상해 보자. 이것은 최신 스마트폰을 말하는 것일까, 아니면 첨단 자동차의 실내 경험을 말하는 것일까?

이는 조만간 출시될 첨단 자동차의 실내 경험을 설명하는 데 딱 들어맞는 말이 되었다. 미래의 자동차는 주행 성능, 디자인, 편의성 같이 자동차 제조사들이 전통적으로 중시해왔던 요소들뿐 아니라 앱, 사용자 인터페이스, 오디오와 비디오 기능 같은 실내 경험 또한 중요해졌다.

차량의 실내 경험이 진정한 디지털 경험으로 전환하고 있다. 차내 소프트웨어 환경은 사용자가 자신의 집이나 사무실에서 하던 일들을 차 안에서도 매끄럽게 이어갈 수 있게 해주며 동일한 엔터테인먼트, 생산성 도구, 통신 기능을 사용할 수 있게 한다. 스마트폰으로 하듯, 차 안에서도 써드파티 앱을 실행할 수 있게 될 것이며, 차 안으로까지 커넥티비티를 매끄럽게 이어갈 수 있을 것이다.

45%
2026년까지 차량 내 AI 시장의 연 평균 성장률(CAGR)¹


그렉 헨더슨(Greg Henderson) 자동차 통신 항공우주 그룹 선임 부사장
아나로그디바이스


스마트폰과 자동차라고 하는 서로 다른 두 영역이 융합하고 있다. 하지만 두 영역 간에는 큰 차이가 존재한다. 스마트폰은 사용자 개인의 디바이스이고, 자동차는 흔히 나 외의 여러 사람이 함께 사용하고 차량 내부의 공간도 여러 탑승자가 공유하는 편이다. 여러 탑승자들의 음악 플레이리스트가 저마다 다르고 음악 취향도 다르고 주소록의 전화번호 목록도 모두 다를 수 있다. 각 탑승자들은 차 바깥에서 그러는 것처럼 자신만의 개인화된 디지털 세상에 몰입하기를 원할 수 있다.
 
오늘날 자동차 기술 회사들에게 중요한 과제의 하나는, 어떻게 하면 디지털화와 개인화를 결합해서 몰입적이면서도 안전한 실내 경험을 달성할 것인가 하는 것이다. 바로 이러한 과제를 해결하도록 아나로그디바이스(Analog Devices)는 혁신적이면서 흥미로운 해결책들을 제시한다.

"미래의 자동차 실내 경험은 세 가지 트렌드로 요약할 수 있다. 첫째, 지도, 주소록, 미디어 같은 콘텐츠의 디지털화이다. 둘째, 운전자와 탑승자의 개인 맞춤화와 집 안에서의 환경을 차 안으로까지 이어가도록 하는 것이다. 셋째, 몰입형 실내 경험으로서, 소음 제거를 통해서 차내 오디오와 음성을 향상시키는 것을 예로 들 수 있다."

나만의 실내 경험 - 개인 맞춤화

기술이 발전함에 따라 차량의 디지털 설정을 각자의 선호도에 따라서 독특하고 흥미롭고 새로운 방식으로 재구성할 수 있게 되었다. 사람이 운전석에 앉으면 운전자 모니터링 시스템의 카메라가 그 즉시 얼굴 인식 동작을 수행하고 운전석에 앉은 사람을 식별한다. 음성이나 지문 인식 같은 여러 방식들을 사용해서 사용자를 인식할 수도 있다.

70%
젊은 밀레니얼 세대가 차를 구입할 때 테크놀로지/인포테인먼트가 필수라고 응답한 비중²

사용자를 인식했으면 의자 위치와 실내 온도 같은 개인 맞춤형 편의 설정에 따라 자동으로 맞춘다. 자동차는 커넥티드 디지털 디바이스로서, 사용자의 콘텐츠와 정보를 매끄럽게 동기화할 수 있다. 차의 시동을 켜면 오디오 시스템은 사용자가 듣고 있던 팟캐스트를 마저 끝낸 다음, 사용자의 음악 플레이리스트를 실행한다.

스마트폰과 마찬가지로 자동차의 엔터테인먼트, 생산성, 그 밖에 다른 앱들 역시 OTA 업데이트를 통해서 새롭게 업데이트할 수 있다. 이것은 테슬라(Tesla)가 처음으로 시도한 것인데, 자동차 업계 전반에서 표준이 될 것으로 보인다. 이러한 소프트웨어 업데이트는 자체 앱과 써드파티 앱 모두 마찬가지일 것이며, 스마트폰의 소프트웨어 환경처럼 실내 경험을 개인화 할 것이다.

자신만의 콘텐츠에 몰입

자동차의 디지털 환경이 개인 맞춤형 콘텐츠 라이브러리를 제공한다면, 차내 공간은 이 라이브러리를 실행할 수 있는 무대를 제공해야 한다. 지금까지는 운전자의 인포테인먼트 기능 선택을 모든 탑승자들이 받아들여야 했다. 예컨대 차량의 오디오 시스템으로 탑승자들이 다 같이 베토벤을 듣거나 아니면 비욘세를 듣는 것이었지, 둘 다 듣는 것은 불가능했다. 하지만 오늘날 첨단 자동차의 실내 경험은 모든 것을 변경하려고 한다.

이미 고급형 모델들에는 각 탑승자마다 개인적인 디스플레이 화면을 제공하고 있다. 더 나아가 이제 자동차 제조사들은 첨단 기술을 적용해서 각 탑승자에게 개인화된 오디오 영역까지 제공할 수 있게 되었다. 이것은 헤드폰 사용자들에게 친숙한 노이즈 제거 기술을 활용한 것으로서, 각 탑승자를 감싸는 오디오 버블을 생성하는 것이다. 각 탑승자는 이 영역 안에서 다른 사람을 방해하지 않으면서 자기가 좋아하는 음악을 듣고 영상 통화할 수 있다.

자동차의 엔터테인먼트 유닛은 사용자가 자신의 집에 소유하고 있는 것보다 더 우수한 최고의 하이파이 시스템일 수 있다. 놀랍게도 어떤 사용자들은 자동차 오디오 시스템 품질이 자동차 브랜드를 선택하는 기준으로 삼기도 한다. 개인화 오디오의 등장으로 자동차 하이파이(Hi-Fi)의 중요성이 어느 때보다 더 높아졌다.

개인 디지털 비서로서 자동차

오늘날 사용자들은 집에서 편의성 기능이나 엔터테인먼트 기능을 제어하기 위해서 개인 디지털 비서(personal digital assistant, PDA)와 대화하는 것에 익숙해지고 있다. “시리, 지금 몇 시야?” “알렉사, 록 음악 플레이리스트 틀어줘!” 같은 식이다. 운전 중 음성으로 제어하는 것은 전통적인 사용자 입력 방식(터치스크린이나 버튼)보다 편리할 뿐만 아니라 더 안전하다. 운전자가 전방을 주시하다가 눈을 뗄 필요가 없기 때문이다.

제스처 인식 제어 방법 역시 운전자가 오디오, 환기, 그 밖에 다른 시스템과 상호작용하기 위한 보다 안전한 방법일 수 있다. 자동차에 이 같은 몰입형 디지털 경험을 실현하기 위해서는 첨단 기술과 자동차 동작 환경에 대한 이해가 결합되어야 하며 안전성, 신뢰성, 효율을 중요하게 고려해야 한다.
 
아나로그디바이스(ADI)는 이미 자동차 OEM들과 협력하면서 음성 제어를 위해 빔 포밍 기술을 적용한 MEMS 마이크로폰을 도입하도록 돕고 있으며, 국부적 음성 인식을 위한 AI 소프트웨어 기술을 지원하고 있다. ADI의 첨단 소음 제거(ANC) 시스템은 노면 소음을 억제하고 개인화된 오디오 버블을 생성하며, 그러면서도 안전과 관련된 소리는 운전자가 들을 수 있게 한다. 마이크로폰, 디지털 오디오 시스템, 첨단 DSP를 결합하고 가속도계 같은 센서의 지원을 받아 자동차 실내에서 새로운 몰입형 디지털 경험을 실현하도록 정숙한 환경을 만들어 준다.

더 많은 기능, 더 적은 케이블

자동차에 소프트웨어 제어 기능들이 계속해서 추가됨에 따라 차량의 네트워크 노드 수와 이를 통해 전달해야 하는 신호 양이 폭발적으로 증가하고 있다. 전통적인 자동차 네트워킹 기술은 노드와 배선이 추가될 때마다 새로운 케이블을 설치해야 했다. 케이블 하네스는 자동차에서 상당한 무게와 비용을 차지하는 요소이다.

발전된 버스 네트워크 기술로서 ADI의 A2B® 기술을 활용하면 자동차의 케이블 길이를 줄일 수 있다. 이는 차량의 무게를 줄이고, 그 결과 에너지 소모를 줄이는 것으로 이어진다. 또한 자동차 데이터와 엔터테인먼트 시스템에 새로운 무선 네트워크를 도입함으로써 물리적 케이블의 무게와 비용을 완전히 없앨 수 있다.
 
ADI의 GMSL(Gigabit Multimedia Serial Link) SerDes 기술은 발전된 ADAS 및 인포테인먼트 기능에 사용되는 다양한 형식의 데이터를 대량 전송하는 데 필요한 높은 대역폭을 제공한다. GMSL은 데이터를 신속하게 취합하고, 안전과 관련한 애플리케이션에 데이터 무결성을 유지하고, 차 안의 여러 화면에 걸쳐 다양한 콘텐츠들이 매끄럽게 표시될 수 있도록 한다.

미래의 자동차: 세상을 연결하다

미래의 자동차에 고도의 디지털화를 구현하기 위해서는 끊김 없는 고속 네트워크 커넥티비티가 중요하다. ADI가 새롭게 개발한 이더넷-대-에지 버스(E2B)는 차량용 이더넷 10BASE-T1S 기술을 적용해서 센서와 엑추에이터에 이더넷-대-에지 커넥티비티가 가능하게 한다. 이는 존(zone) 기반 아키텍처로 손쉽게 전환할 수 있게 하고, 케이블을 크게 줄이며, ECU 수를 크게 줄일 뿐 아니라, 새로운 기능 또는 향상된 기능을 제공하기 위한 OTA 업데이트가 가능하게 한다.

자동차 제조사들은 새로운 차원의 실내 경험을 실현하기 위한 혁신적인 개발을 지속하고 있다. 이러한 개발은 스마트폰 기술로부터 많은 것을 차용하면서도 자동차 업계의 안전과 신뢰성 요구를 우선적으로 고려해서 이루어지고 있다.

각주
1 In-Cabin Automotive AI Market - A Global and Regional Analysis: Focus on Product Types, Applications, and Country Assessment - Analysis and Forecast, 2020-2026 (researchandmarkets.com)
2 How do we get consumers to love connected cars? | IoT Now News & Reports (iot-now.com)