실제 자동차 1/18 크기 '모형차' 강화학습 적용해 자율주행차로 개발
모형 자율주행차 '이보', 스테레오 카메라와 라이다센서 탑재
아마존 세이지메이커 활용해 자율주행차 개발하고 실제 경주 대회까지
‘모형’ 자율주행차 경주 대회인 ‘아마존웹서비스 딥레이서(AWS DeepRacer, 이하 딥레이서)’ 2021시즌이 개막했다.
1일(현지시간) 아마존웹서비스 블로그에 따르면 올해 딥레이서는 3월 1일부터 10월 31일까지 개최된다.
딥레이서는 2018년 처음 시작된 모형 자율주행차 경주 대회다. 참가자는 ‘아마존 이보(Evo)’라는 모형차에 강화학습(RL)을 적용해 최대한 빨리 트랙을 완주하도록 만드는 게 목표다.
이보는 실제 자동차 1/18 크기로 축소된 모형차다. 스테레오 카메라와 라이다(LiDAR)센서를 탑재하고 있다. 아마존에서 598달러에 구매 가능하다. 하지만 대회 초반은 3D 시뮬레이션 경주로 진행돼 이보를 구매하지 않아도 참가할 수 있다. 대회에서 성적이 좋아 상위 리그로 진출하면 상품으로 지급받을 수도 있다.
이보 전면부에는 2개의 스테레오타입 카메라가 왼쪽과 오른쪽에 장착돼있다. 사람이 양쪽 눈으로 서로 다른 시각정보를 얻어 사물의 ‘심도’ 파악하듯 이보도 양쪽에 달린 카메라로 대상을 보다 입체적으로 인식한다.
12m 거리를 360도로 스캔 가능한 라이다센서는 이보 후방에 탑재된다. 뒤와 옆에서 접근하는 다른 차량을 인식할 수 있다. 이에 이보는 경주 트랙과 장애물을 인식해 주행하고 접근하는 상대팀 차량을 피한다.
이보 개발의 핵심은 강화학습 알고리즘 구축이다. 강화학습은 기계학습(ML)의 한 영역이다. 에이전트가 ‘현재 상태 인식-행동-보상’ 과정을 거듭하며 최상의 보상을 얻는 방법을 학습한다. 에이전트는 스스로 행동을 결정할 수 있는 주체를 뜻한다.
주행 시 이보는 1초에 15번 트랙 주변을 사진을 찍어 주변 환경으로부터 현재 상태를 인식한다. 사진을 기반으로 상태를 인식해 다음 행동을 결정한다. 이때 이보는 두 가지 행동을 취할 수 있다. 핸들의 각도를 바꾸거나 속도를 조절한다. 행동 변화로 트랙 위 이보의 위치가 바뀌면 다시 사진을 찍어 상황을 인식하며 과정을 반복한다.
이때 이보의 행동이 적절했는지 ‘보상 함수’ 알고리즘을 적용해 판단한다. 보상 함수는 개발자들이 자체적으로 구축한다. 코너를 돌며 트랙을 벗어났을 때 곧바로 되돌아올 경우 더 높은 점수를 줄지, 아니면 좀 더 우회해 앞선 차량을 추월할 때 점수를 줄지 등.
알고리즘 구축은 ‘아마존 세이지메이커(SageMaker)’를 통해 진행한다. 세이지메이커는 아마존이 2017년 출시한 클라우드 기계학습 플랫폼이다. 클라우드에 접속해 기계학습 모델을 생성·튜닝·배포하는 게 가능하다. 아마존웹서비스가 제공하는 데이터 축적 알고리즘을 활용해 초보자도 쉽게 이보 구축에 접근할 수 있다.
대회는 ‘공개 부문(Open Division)’, ‘프로 부문(Pro Division)’, ‘프로 부문 피날레(Pro Division Finale)’, ‘챔피언십컵 리그(Championship League)’ 4단계로 치러진다.
대회는 3월부터 10월까지 월 단위로 성적을 산출해 상위권 참가자가 다음 단계로 진출하는 식이다. 공개 부문에서는 상위 10% 참가자가 선발돼 프로 부문에 진출한다. 프로 부문의 경우 상위 16인을 선발해 프로 부문 피날레를 진행한다.
각 프로 부문 피날레에서 상위 3명의 참가자가 챔피언십컵 출전 자격을 얻게 된다.
챔피언십컵에 오른 참여자는 ‘아마존웹서비스 리인벤트 2021(AWS re:Invent 2021)’ 행사에 초정 받아 ‘최종’ 결승전을 치른다. 리인벤트 행사는 아마존 클라우드 서비스 신기술 등을 소개하는 중요 행사다.
8개월간 매월 상위 3명을 선발해 챔피언십컵에 출전한 24명은 모두 ‘우승 상품’으로 리인벤트 참여 항공권, 행사 기간 호텔 숙박 등 혜택과 함께 350달러 상당 선불 신용카드를 제공 받는다.
AI타임스 장희수 기자 heehee2157@aitimes.com
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