ARM, 소프트웨어 정의 차량을 위한 새로운 휴먼 인터페이스 가능성을 UltraTouch가 열다

ARM, 미래차 인테리어 혁신 이끌 ‘스마트 터치’ 기술 공개 자동차 창문 여는 방식은 어떻게 진화해왔을까. 수십 년 전에는 수동식 크랭크가 일반적이었지만, 이제는 도어 패널이나 대시보드에 장착된 물리적인 토글 스위치가 대세를 이루고 있습니다. 그렇다면 미래에는 어떨까. Cambridge Touch Technologies(CTT)가 개발한 ‘UltraTouch’ 스마트 표면 기술은 이러한 질문에 대한 답을 제시합니다. 압전 소재와 정교한 인공지능(AI) 및 소프트웨어를 결합한 이 기술을 통해, 미래에는 도어 패널 어디든 스와이프하는 것만으로도 창문을 열 수 있게 될 전망입니다. 기술 발전 속도는 놀랍습니다. 5년 전 차량의 실내 경험은 현재 차량과 비교할 수 없을 정도입니다. 내비게이션만 보더라도, 안드로이드 오토나 애플 카플레이 이전 시대의 내장 GPS 시스템을 갖춘 구형 차량 소유주들은 이제 대부분 스마트폰을 사용합니다. 하지만 엔진, 구동계, 차체 등 차량의 핵심 부품은 훨씬 더 긴 수명을 갖도록 설계됩니다. 수십 년 된 차량 중에도 여전히 새것처럼 보이거나 주행 성능을 유지하는 경우가 많지만, 구식(또는 없는) 내비게이션, 안전 및 엔터테인먼트 시스템, 불편한 물리적 인터페이스는 그 연식을 여실히 드러냅니다. 단순히 ‘자동차 본연의 기능’만을 원한다면 이러한 점이 문제가 되지 않을 수도 있습니다. 하지만 전기차(EV)로의 전환이 가속화되면서, 소비자들은 모델과 제조사를 차별화하는 요소에 대해 재고하기 시작할 것입니다. 레벨 3 및 레벨 4 자율주행 시대로 나아가면서, 자동차 소유주들은 순수한 주행 경험보다는 차량을 ‘궁극의 모바일 기기’로 인식하며 실내 경험에 더욱 집중하게 될 것입니다. 이는 제조사들에게 있어 차량 내부는 새로운 차별화 경쟁의 장이 될 것임을 의미합니다. 차량 내 경험, 새로운 경쟁의 장으로 동시에 미래의 자동차는 더 오랜 기간 사용될 가능성이 높습니다. 따라서 이러한 새로운 실내 경험을 지원하는 소프트웨어는 5년, 혹은 10년 후에도 부드럽고, 유능하며, 매력적인 경험을 제공하기 위해 이를 뒷받침할 하드웨어가 필수적입니다. 이미 BMW, Daimler와 같은 기업들이 선도하고 있는 ‘소프트웨어 정의 차량(Software-Defined Vehicle)’으로의 전환이 시작되었습니다. 이러한 전환은 자동차 제조사와 딜러 네트워크에 여러 가지 이점을 제공합니다. 차량이 시간이 지남에 따라 성능이 향상되는 서비스 모델은 반복적인 수익 창출 기회를 제공하고, 브랜드 충성도를 높이는 새로운 방법을 제시합니다. 이를 위해서는 중앙 집중식 ‘두뇌’ 역할을 하는 컴퓨터부터 차량 곳곳에 분산된 도메인 및 구역별 컨트롤러, 그리고 인간과 차량 간의 상호작용을 가능하게 하는 인간-기계 인터페이스(HMI)에 이르기까지, 적절한 온보드 하드웨어가 필요합니다. 그리고 바로 이 지점, 즉 인간의 터치가 전자적 프로세스로 변환되는 곳에서 CTT의 UltraTouch 기술이 세상을 바꿀 수 있다고 믿습니다. 스마트 표면, 사용자와 함께 진화하다 더 높은 수준의 자율주행에 도달하더라도, 터치는 여전히 차량과 상호작용하는 가장 자연스러운 방식이 될 것입니다. 앞서 언급한 자동차 창문 예시로 돌아가 봅시다. 현재 대부분의 운전자는 물리적인 스위치를 눌러 창문을 엽니다. 하지만 UltraTouch 스마트 표면 기술을 사용하면, 도어 패널 전체가 터치와 힘을 감지할 수 있게 됩니다. 이를 통해 적절한 압력과 제스처를 사용하여 잘못된 터치를 방지하면서 도어 패널 어디든 스와이프하거나, 혹은 창문 자체를 스와이프하는 것만으로도 창문을 열 수 있게 됩니다. 차량의 도메인 컨트롤러 ECU는 CTT의 알고리즘을 통해 이러한 입력을 해석하고 창문의 서보 모터에 신호를 보냅니다. UltraTouch는 다른 표면 아래에서도 작동합니다. 예를 들어, 운전대 가죽 아래에 적용될 수 있습니다. 운전대를 좌우로 톡톡 치는 것이 방향 지시등을 켜는 새로운 방식이 될 수 있으며, 운전대를 강하게 쥐는 것은 ‘고도 경고’ 상태를 트리거하여 차량이 미끄러지거나 충돌하는 상황에서 더 많은 제어권을 갖도록 할 수 있습니다. UltraTouch는 추가적인 안전 요소도 제공합니다. 운전 중 터치스크린을 조작하는 것은 본질적으로 주의 산만 위험을 수반하지만, 현재의 패널은 과도하게 민감하여 잘못된 터치가 발생하기 쉽습니다. UltraTouch 기술은 위치 및 힘 추적, 햅틱 피드백을 활용하여 상호작용을 최소화하고 정확도를 극대화하여 운전자 주의 산만을 줄입니다. 완전히 맞춤화 가능한 경험 이러한 기능들은 모두 잠재적인 사용 사례이며, 이 외에도 무수히 많은 가능성이 있습니다. 이것이 바로 UltraTouch가 미래의 소프트웨어 정의 차량에 적합한 이유입니다. 모든 것이 차량의 수명 주기 동안 맞춤화될 수 있기 때문입니다. 제스처나 가상 버튼의 위치(및 수행하는 동작)는 소프트웨어로 정의되므로, 사용자가 업데이트하거나 변경하거나 맞춤 설정할 수 있습니다. 예를 들어, 사용자가 도어 패널을 스와이프하여 창문을 여는 방식을 선호하지 않는다면, UltraTouch 패널이 있거나 그 아래에 있는 차량 내 다른 위치에 해당 버튼을 정의할 수 있습니다. 이는 UltraTouch의 무선(Over-the-Air) 프로그래밍 및 엣지(Edge) 기능을 통해 가능하며, 운전자가 차량과 상호작용하는 방식을 개인화할 수 있도록 합니다. 이를 통해 OEM은 구독 기반의 ‘인터랙티브 패키지’와 같이, 예를 들어 겨울철에만 장갑 착용 상태에서의 조작 기능을 제공하는 등 고객이 필요로 할 때 새로운 가치를 제공할 수 있습니다. 더 나아가, 미래의 공유 모빌리티 개념과 함께라면, 사용자의 ‘상호작용 프로필’이 휴대되어 UltraTouch 지원 모빌리티 기기를 사용할 때마다 개인화된 사용자 경험을 유지할 수 있을 것으로 예상됩니다. UltraTouch의 기술 이 모든 것이 어떻게 가능할까. 이는 자체적으로는 ‘어리석은’ 완전히 투명한 소재인 압전 필름에서 시작됩니다. 이 필름은 누르면 아주 작은 전기 신호를 자체적으로 생성하는 놀라운 특성을 가지고 있습니다. 하지만 이 신호는 어떻게 활용해야 할지 알지 못하면 무용지물입니다. 여기서 알고리즘과 AI의 역할이 중요해집니다. 이 실시간 인간 상호작용 데이터를 분석함으로써, CTT는 필름이 어디를, 어떻게, 어떤 압력으로 터치되었는지 식별할 수 있습니다. 이는 타이핑보다 훨씬 빠른, 수십 밀리초(ms) 단위로 이루어집니다. CTT는 압전 필름에서 생성되는 미세한 신호를 증폭하는 데 적합한 상용 기성(COTS) 실리콘을 찾기 시작했지만, 만족스러운 솔루션을 찾지 못했습니다. 설령 적합한 것을 찾더라도, 가격이 너무 비싸거나(개당 $45~100) CTT의 알고리즘을 완전히 활용하기에는 부족했습니다. 이에 CTT는 실리콘 설계 경험이 제한적인 소프트웨어 회사로서 과감한 결정을 내렸습니다. 바로 필요한 모든 기능을 갖춘 자체 칩을 설계하는 것입니다. CTT는 매우 작은 아날로그 신호를 디지털로 변환할 수 있는 혼합 신호(mixed-signal) 칩이 필요했습니다. 또한, 현재의 알고리즘뿐만 아니라 사용자 데이터를 통해 학습하고 더욱 정교해질 미래의 알고리즘을 실행할 수 있을 만큼 강력하면서도 초저전력이어야 했습니다. UltraTouch는 엣지 네이티브 솔루션이며, 지능의 대부분 또는 전부가 엣지에서 독립적으로 처리되기를 원했습니다. 물론, 시장에서 찾았던 어떤 솔루션보다 훨씬 저렴한 저비용도 필수적이었습니다. 이러한 모든 요구 사항을 고려했을 때, CTT에게 남은 유일한 현실적인 선택지는 Arm Flexible Access를 활용한 맞춤형 시스템 온 칩(SoC) 설계였습니다. Arm Flexible Access는 광범위한 Arm IP, 도구 및 교육에 대한 사전 액세스를 제공하여, CTT가 다양한 Arm 코어를 평가할 수 있도록 했습니다. 그 결과, Arm Cortex-M 제품군 내의 Arm 저전력 코어가 DSP 및 알고리즘 처리 측면에서 필요한 모든 기능을 충족한다는 사실을 빠르게 파악할 수 있었습니다. 더 중요한 것은, 투자자와 기타 이해관계자들에게 Flexible Access를 통해 벤처 지원 기업인 CTT가 막대한 비용을 들이지 않고도 시제품을 설계, 구축 및 최적화하여 생산에 돌입할 수 있도록 했다는 점입니다. CTT의 SoC는 UltraTouch와 같은 차세대 엣지 네이티브 센서에 Arm 기술이 얼마나 적합한지를 보여주는 완벽한 예시이며, 소프트웨어 정의 차량, 특히 인테리어 인터페이스 및 사용자 경험을 차세대 핵심 기술로 발전시키려는 양사의 노력을 강조합니다. UltraTouch의 다음 행보는? 자동차 분야는 UltraTouch의 단 하나의 사용 사례일 뿐입니다. CTT는 웨어러블 기기부터 가전제품, 의료 기술에 이르기까지 다양한 시장에서 자사 기술을 기기에 통합하려는 고객들을 보유하고 있습니다. UltraTouch는 비가 오거나 물속에서도 작동하며, 금속이나 플라스틱 아래에 설치해도 성능을 발휘합니다. 심지어 장갑을 낀 상태에서도 작동하는 오랜 문제를 해결합니다. 추운 겨울 아침 출근길에 라디오 채널을 바꾸는 것이 더 이상 문제가 되지 않습니다. UltraTouch는 여기에 나열된 것보다 훨씬 더 많은 사용 사례에 적용될 잠재력을 가지고 있지만, CTT는 자동차 분야의 응용 가능성이 특히 매력적이라고 생각합니다. 소프트웨어 정의 차량은 현실이 되고 있으며, 인간의 상호작용과 미래 자동차의 모든 기능을 연결하는 동등하게 최첨단적인 센서, AI 및 엣지 기술이 필요합니다. Cambridge Touch Technologies의 UltraTouch는 이제 Arm으로 구동되는 최첨단 UTA3221 포스-터치 컨트롤러 SoC를 통해 고객 샘플링이 가능합니다. Arm Flexible Access를 통한 혁신의 자유 Arm Flexible Access는 스타트업에게 광범위한 Arm IP, 도구 및 교육에 대한 사전 저비용 액세스를 제공합니다. 전체 포트폴리오를 실험하고 설계할 수 있으며, 라이선스 비용은 제조 시점에만 발생하며 최종 SoC 설계에 포함된 IP에 대해서만 계산됩니다.