인하대 A.I.M팀, 자율주행 휠체어로 '호반 K-과학인재 아카데미' 1위

인하대학교 전기전자공학부 원종훈 교수가 지도하는 학생 연구팀 A.I.M팀이 인공지능(AI)으로 자율주행 휠체어가 스스로 길을 찾아가도록 하는 기술을 개발해, 호반그룹과 호반장학재단이 주최한 '호반 K-과학인재 아카데미 대학생 프로젝트'에서 1위를 차지했다. 서울대, 고려대, 광주과학기술원(GIST) 등 국내 주요 대학 학생들이 참여한 이번 대회에서, 실외 환경에서도 목적지까지 안전하고 편리하게 이동하도록 돕는 자율주행 휠체어 플랫폼으로 최고 자리에 올랐다.

A.I.M팀은 스마트모빌리티공학과 최재원·윤서연 학생과 전기전자공학부 김지섭·김예린 학생으로 구성됐다. 이들은 인하대 미래자동차사업단의 동아리 경진대회 지원을 받아 이번 프로젝트를 진행했다. 연구 주제는 '스마트 단지 실외 자율주행 휠체어 플랫폼'으로, 휠체어를 탄 사람이 아파트 단지 같은 실외 공간에서 스스로 운전하지 않아도 원하는 곳까지 이동할 수 있게 하는 기술이다. 실내와 달리 실외는 노면 상태나 보행자·차량 같은 변수가 많아 자율주행 난도가 높은 환경으로 꼽힌다.

핵심 기술은 강화학습이다. 강화학습은 사람이 일일이 규칙을 정해주지 않아도 AI가 여러 번 시도해보고, 잘한 행동에는 보상을 주고 잘못한 행동에는 벌점을 주는 방식으로 스스로 최적의 행동을 익히도록 하는 학습법이다. 연구팀은 이 방식을 자율주행 알고리즘에 적용해 휠체어가 장애물을 피하고 안전한 경로를 스스로 찾도록 훈련시켰다.

개발 과정이 순탄하지만은 않았다. 컴퓨팅 자원이 제한된 데다, AI 학습이 불안정하게 흔들리는 문제가 반복됐다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 실제 환경 대신 컴퓨터 안에서 가상으로 자율주행을 연습시키는 시뮬레이션 환경을 개선했다. 또 처음에는 쉬운 과제부터 훈련시키고 점차 복잡한 과제로 난도를 높여가는 '커리큘럼 학습' 방식을 적용했다. 사람이 걸음마부터 배워 점차 어려운 동작으로 나아가듯, AI에게도 단계별로 과제를 부여해 학습이 한쪽으로 치우치거나 중간에 멈추지 않도록 완성도를 높인 것이다.

A.I.M팀은 이 프로젝트를 인공지능을 다른 분야와 결합하는 이른바 'AI+X' 부문에 출품했다. 휠체어 이용자의 실제 생활 속 이동 편의를 높일 수 있다는 점에서 응용 가능성을 인정받았다.

A.I.M팀은 원종훈 교수가 이끄는 자율항법연구실 소속 학생 연구팀이다. 이 연구실은 앞서 2025년 6월에도 한국ITS학회 춘계학술대회 학부생 논문경진대회에 자율주행·AI 관련 논문 4건을 출품해 성과를 낸 바 있다. 당시 다른 팀원들이 낸 연구 중 상대 차량의 경로를 예측해 차간 거리를 조절하는 기술은 기존 방식보다 충돌까지 남은 시간을 0.46초, 차간 거리를 1.45m 더 확보해 약 20.4% 더 긴 대응 거리를 제공한 것으로 나타나 대상을 받기도 했다. 이번 수상팀과 구성원은 다르지만, 같은 연구실이 자율주행 분야에서 연구 성과를 꾸준히 내고 있다는 배경을 보여준다.

미래자동차사업단은 2021년부터 미래자동차 컨소시엄에 참여해 미래자동차공학 융합전공과 부전공, 11개 마이크로전공을 운영해왔다. A.I.M팀 학생들도 이 융합전공 또는 부전공 과정에 참여하며 관련 전문성을 쌓아왔다. 학과 수업 밖에서 이뤄진 동아리 활동이 학회 성과와 대외 수상으로 이어졌다는 점에서, 학생 스스로 문제를 설정하고 해결해나가는 융합형 교육의 사례로도 볼 수 있다.

자료: 인하대학교