테슬라에 카메라 기반 비전만 있는 이유

테슬라 웹사이트에 게시된 완전 자율 주행 모드의 테슬라 동영상.

월터 아이작슨은 베스트셀러(뉴욕 타임즈 베스트셀러 목록 2위) 전기의 자료를 얻기 위해 2년 동안 일론 머스크를 따라다녔습니다. 그는 세계에서 가장 부유하고 아마도 가장 바쁘게 활동하는 이 사람의 정신과 사업에 거의 무제한적으로 접근할 수 있었습니다. 

트위터의 비하인드 스토리와 최근 인수, 그리고 무자비한 직원 감축에 대해 알아봤습니다. 

엔지니어를 가장 고귀한 직업으로 여기는 그가 왜 최고의 엔지니어들의 권고를 무시하기로 결정했는지 알아보고, 보복에 대한 두려움 때문에 익명을 전제로 증언한 테슬라 근무자 19명이 레이더의 필요성을 언급한 뉴욕타임스 조사 이후 머스크가 왜 카메라 시스템만 고집하는지에 대해 궁금해했습니다.

머스크는 제품을 단순하게 만들기 위해 "첫 번째 원칙으로 돌아가야 한다"는 확고한 신념을 가지고 있었습니다. 그 원칙 중 하나가 바로 사람의 시력이었습니다. 

다른 모든 자율주행차 제조업체가 사용하는 최첨단 감지 방식이 다중 센서라는 사실은 머스크에게는 중요하지 않았습니다. "시력이 너무 좋아져서 레이더가 실제로 SNR(신호 대 잡음비)을 감소시켜 레이더가 꺼졌습니다."라고 머스크는 2021년 10월에 트윗을 통해 말했습니다. 

"인간은 눈과 생물학적 신경망으로 운전하므로 카메라와 실리콘 신경망이 자율주행을 위한 일반화된 솔루션을 달성하는 유일한 방법이라는 것은 당연한 일입니다."

미국 자동차 엔지니어 협회(SAE) 자율주행 수준

따라서 테슬라는 카메라 비전만 사용하는 레벨 2 또는 레벨 3 자율 주행 기능을 갖춘 유일한 차량으로 남아 있습니다. 

다른 모든 자동차 제조업체의 운전자 보조 시스템은 카메라와 함께 레이더, 초음파 등의 센서 기술을 조합하여 사용합니다. 레벨 5 자율성(로보택시 관련)을 지향하는 회사는 LiDAR를 사용합니다.

첫 번째 원칙

머스크는 2016년 레이더와 카메라가 장착된 테슬라 모델 S가 트랙터 트레일러와 치명적인 충돌을 일으켰을 때 트레일러의 흰색과 그 뒤의 하늘에 속은 비전 시스템을 보고 레이더 활용에 관심을 갖게 되었습니다. 

뉴욕 타임즈에 따르면 생산 차량에 레이더를 배치하기 위해 팀이 구성되었지만 팀장은 16개월 만에 팀을 떠났고 나머지 레이더 팀은 얼마 지나지 않아 해체되었습니다.

월터 아이작슨의 "일론 머스크" 전기. Image: Simon and Schuster.

아이작슨은 수년 동안 테슬라 엔지니어들과 머스크 사이에 벌어진 '줄다리기'를 공개합니다. 

엔지니어들은 때때로 머스크를 옆으로 끌어당겼고, 머스크는 모델 S에 8개의 카메라와 12개의 초음파 카메라, 1개의 전방 레이더 장치를 장착할 수 있도록 허용하는 등 여러 센서를 사용하는 것을 고집하기도 했습니다. 

이를 통해 테슬라의 고급 세단은 어둠, 비, 안개, 연기 속에서도 '볼 수 있게' 되었지만, 머스크는 결국 한 발 물러나 카메라 전용 시야를 고집하며 오토파일럿 팀에 개선을 지시했습니다. 그는 로스앤젤레스 고속도로를 테스트 장소로 사용했습니다.

테슬라가 사인펠드 에피소드였을 때

캘리포니아 호손에 위치한 9,300평방피트 규모의 현대식 저택에서 스페이스X로 출퇴근하는 머스크의 출퇴근길 중 한 부분이 그를 괴롭혔습니다. I-405의 한 구간은 차선 표시가 희미해져 자율주행 테슬라 모델 S를 다른 차선으로 보낼 수 있었습니다. 

소프트웨어에서 이 문제를 해결할 수 없었던 테슬라 엔지니어들은 아이작슨이 키스톤 캅스 코미디에 비유한 방법을 사용했는데, 이 방법은 사인펠드 에피소드2와 더 비슷했습니다. 

엔지니어들은 새벽 3시에 고속도로를 폐쇄하고 차선 표시를 다시 칠하기 위해 라인 페인팅 기계를 동원하고, 주 교통부의 한 머스크 팬이 스페이스X 투어를 대가로 페인팅을 해주기로 동의할 때까지 기다렸습니다. 

머스크는 처음에는 알파벳(구 구글)의 자율주행차 회사 웨이모와 동일한 감지 시스템을 사용하는 것을 고려했지만 구글의 설립자 중 한 명인 래리 페이지와 의견이 맞지 않자 아이디어를 포기하고 카메라 전용 비전으로 돌아갔습니다.

레이더 삭제

'제1원칙' 접근법의 근간에는 자동차에서 로켓에 이르기까지 제품을 가능한 한 단순하고 저렴하게 만들려는 지속적인 노력이 있었습니다. 

머스크는 모든 노력에서 코드의 줄 수, 자동차의 부품 수, 로켓의 무게, 또는 나중에 살펴보겠지만 불필요한 규제 등 복잡하다고 생각되는 모든 요소와 전쟁을 벌였습니다.

상단에 라이다 유닛이 포함된 웨이모 센서 스택은 처음에는 75,000달러에 달했지만 이후 가격이 내려갔다고 전해진다. Image: Waymo.

비용 절감은 기괴하고 극단적일 수 있습니다. 하지만 머스크에게는 비용 절감에 대한 실존적인 이유가 있었습니다. 

웨이모의 로보택시에서 주행할 때 사용하는 라이다, 레이더, 초음파 등 모든 센서 스택을 장착하면 차량 생산 비용이 1만 달러 이상 추가됩니다. 웨이모나 샌프란시스코에서 흔히 볼 수 있는 다른 로보택시의 모든 센서 중에서 라이다는 가장 눈에 잘 띄고 가장 비싼 센서입니다.

웨이모의 재규어 I-Pace 순수 전기 SUV(위)에서 볼 수 있는 회전 거울이 달린 커피 캔 크기의 장치입니다. 움직이는 부품이 없는 솔리드 스테이트 라이더 장치(일명 칩 위의 라이더)는 라이더 추가 가격을 크게 낮출 수 있습니다. 

IEEE 스펙트럼 2023년 9월호에 따르면 아날로그 포토닉스는 프로토타입 단계에서 이러한 디자인을 개발 중이지만, 대량 생산은 2025년에 시작될 예정입니다. 하지만 일론 머스크는 인내심이 없습니다.

카메라는 충분히 성능이 좋아야 했습니다. 소프트웨어는 하드웨어를 추가하지 않고도 이미지를 인식하고 거리를 계산할 수 있어야 했습니다. 

머스크는 일부 모델 연도에 일부 차량에 레이더를 유지하거나 추가하는 것을 고집했지만, 결국 "첫 번째 원칙"을 포기하고 모든 테슬라 모델에서 레이더를 "삭제"했습니다. 

테슬라 사이트의 날짜가 표시되지 않은 "비전 업데이트"에 따르면 2021년부터 모델 3 및 모델 Y에 대해 카메라 비전 전용으로 돌아가고 나머지 모델인 모델 S 및 모델 X에 대해서는 2022년에 동일하게 적용된다고 발표했습니다.

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물리학 기반

머스크는 모든 규제에 맞서 싸우라고 테슬라 엔지니어들에게 반복해서 말했습니다. 규정을 인용하면서 그 규정을 만든 사람이나 그 규정의 존재 이유를 말하지 못하는 것보다 머스크를 화나게 하고 때로는 그 자리에서 직장을 잃게 하는 더 좋은 방법은 없었습니다. 

예를 들어, 인공위성에 왜 안테나가 3개나 있는지에 대한 질문을 받으면 규정에 따른 것이라고 답한 엔지니어는 날카로운 질문으로 공격을 받습니다:

"누가 이 규정을 만들었나요?" "왜 이런 규정이 존재하나요?"

"이 규정을 무시하면 어떻게 되나요?"

머스크는 종종 갑판 전체에 경보가 울리는 '서지' 상황에서는 규정을 전면적으로 폐지해야 한다고 주장했습니다. 규정의 10%만 다시 추가하면 꼭 필요한 규정만 남을 수 있습니다.

머스크가 의심 없이 허용할 수 있는 유일한 규정은 물리 법칙에 의해 부과된 규정뿐입니다. 악천후 사이에 열리는 발사 창과 같이 안전을 보장하기 위한 규정을 포함한 다른 모든 규정은 무시할 수 있습니다. 

머스크는 펜실베이니아 대학에서 물리학 및 재료학을 전공했습니다. 그는 공학 학위는 없지만 회사에서 수석 엔지니어로 일하고 있습니다. 그는 물리학에 대한 지식이 공학의 모든 원리를 제공한다고 믿습니다. 

머스크가 엔지니어들에게 부품 하나하나의 원가를 따지고 대체 재료를 제안하는 일은 드문 일이 아니었습니다. 그가 가장 좋아하는 소재는 스테인리스 스틸로, 로켓 연료 탱크의 탄소 섬유보다 더 선호했습니다. 

머스크는 "10달러 상당의 알루미늄으로 만든 부품에 1,000달러를 지정할 사람은 바보밖에 없다"는 식으로 부품의 재료비보다 최종 비용이 더 많이 드는 것을 바보 요소라고 표현했습니다. 

설계에서 바보 계수가 가장 높은 부품이 무엇인지 고민하던 한 엔지니어는 그 자리에서 그 부품을 만들 수 없었습니다. 그는 이 일을 겪은 후 몇 년 동안 외상 후 스트레스 장애 증상을 겪었습니다.

세계에서 가장 부유한 사람이 자동차와 로켓 비용에 집착하여 한 푼이라도 아낀다고 생각하면 이상할지 모르지만, 한 푼 아끼기 주사위는 테슬라와 스페이스X가 모두 큰 손실을 입고 파산에 직면했을 때 던져졌습니다.

스페이스X의 처음 몇 개의 로켓은 발사대에서 또는 발사 직후 폭발했습니다. 테슬라 프리몬트 공장은 손익분기점 생산량에 도달하지 못했습니다. 

몇 년이 지난 후에야 머스크는 코로나19 당시 저점의 10배까지 치솟은 주가로 현금화할 수 있었고, 제프 베조스를 제치고 세계 최고 부호로 등극했습니다.

https://www.engineering.com/story/now-revealed-why-teslas-have-only-camera-based-vision

Now Revealed: Why Teslas Have Only Camera-Based Vision