미래 전장의 개념을 바꾸는 8대 신기술은 와해·돌파·전환 3가지 개념에 따라 도출됐다. 와해 기술은 비교적 적은 비용으로 적 무기체계의 첨단기능을 무력화할 수 있는 기술, 돌파 기술은 기술 한계를 돌파해 기존 운용개념에서 진화가 가능한 기술, 전환 기술은 기존 무기체계로는 대응할 수 없는 기술이다. 지난 회에 소개한 ‘고출력 레이저 무기체계 대응용 경량방호소재 기술’은 와해 기술에 해당한다. 또 초실감 모의전장 환경 구현 기술, 태양발전위성(Solar Power Satellite) 기반 중·장거리 무선전력전송 기술, 시공간 초월 전술 맵 수립 기술은 돌파 기술이라고 할 수 있다. 지난 회에 이어 전환 기술에 해당하는 나머지 4대 신기술을 소개한다.


로봇이 수집한 촉·질감 정보 공유·제어

‘감각센서 네트워킹 기반 능동제어 기술’은 국방기술진흥연구소(국기연)가 센서 분야에서 도출한 미래 신기술이다.

사람 수준의 촉·질감을 감지하는 고해상도 센서와 획득한 촉·질감 정보를 재현하는 액추에이터(Actuator)를 이용해 멀리 떨어진 병력·무인로봇과 실시간으로 촉·질감을 공유·제어하는 기술이다. 기존의 시청각 통신 대비 높은 보안성을 바탕으로 작전 지시나 신속한 상황 인지, 원격 제어 지원 등을 할 수 있다는 장점이 있다.

이를 구현하기 위해서는 △복합 촉·질감 획득·재현을 위한 다차원 광대역 입체 촉각 센서-액추에이터 모듈화 기술 △착용·부착을 위한 유연 폼팩터 패널화 기술 △다차원 입체 촉각 센싱 신호처리 및 양방향 무선 연동 플랫폼 기술 △인공지능(AI) 기반 감각 패턴 분석 및 증강 기술 △고보안·저지연 통신을 위한 촉·질감 데이터 압축 및 암호화 기술 등이 필요하다고 국기연은 분석했다.

미래 전장에서는 사람이 직접 전투하지 않고 자율적으로 행동하는 무기체계가 사람의 역할을 대신해 작전을 수행하고, 사람은 지휘통제 및 전투를 지원할 것으로 예상된다. 우리 육군도 ‘육군 비전 2050’에서 게임체인저(Game Changer)로 지능형 자율전투 로봇을 꼽았다. 특히 육군은 지능형 휴머노이드 전투 로봇을 미래 전장 지상 전투 핵심 전력이자 인간을 대체하는 가장 효과적인 무기체계로 예상했다.

이에 국기연은 원격으로 전장에서 노획한 장비를 활용하거나 미확인 물체를 식별·제거할 때, 우주 환경에서 위성 수리 및 성능 개량 등 고도의 임무 수행을 위해 사람 수준의 촉·질감을 획득하는 고감도 센서와 재현기술이 필요하다고 판단해 ‘감각센서 네트워킹 기반 능동제어 기술’을 미래 신기술로 도출했다.


초고속·장거리 우주비행체 개발에 핵심

신추진 분야에서 선정된 미래 신기술은 ‘차세대 우주 고기동·장수명 추진 기술(우주 원자력 추진 기술)’이다. 이 기술은 핵분열 반응으로 만든 열을 이용해 우주비행체의 추진력을 얻는 기술이다. 기존 우주 탐사선이나 로버(행성 탐사 로봇)에 활용돼 온 원자력 전지 기술과는 구분되는 차세대 기술이다. 고도화된 원자력 열우주추진기술(NTP)과 원자력 전기우주추진기술(NEP)이 뒷받침돼야만 이를 구현할 수 있다. 원자력 열우주추진기술을 성숙시키려면 추진원자로 계통설계 및 출력제어기술, 노심 설계 및 서멧(CERMET) 핵연료 개발, 추진제 연료공급계통 설계기술, 극한 우주환경용 원자로 재료 및 고온구조설계 기술개발 등이 요구된다. 원자력 전기우주추진기술은 원자로 및 노심 설계 기술, 히트 파이프와 스털링 변환기를 이용한 동력변환계통 기술, 이온 플라즈마 추력기 개발 등이 필요하다.

국기연이 이 기술을 미래 신기술로 도출한 이유는 미래 우주작전에서 우주비행체의 초고속·장거리 추진 기술이 필요하다고 분석했기 때문이다. 더불어 ‘우주 원자력 추진 기술’을 무기체계에 적용할 경우 게임 체인저의 역할이 가능할 것으로 예측한 점도 크게 작용했다.


메타버스 공간에서 아바타가 신원 확인

‘인공지능 기반 아바타 신원 인식 및 인증 기술’은 국기연이 사이버보안 분야에서 도출한 미래 신기술이다. 이 기술의 핵심은 사이버·물리 환경에서 수집된 사용자 복합 행위 정보를 인공지능 기술로 분석하고, 이를 기반으로 아바타를 생성해 사용자 신원을 인증하는 것이다.

기술의 정확도 향상에는 사용자 생체정보·행동 특징·기기 유전자(DNA) 정보를 기반으로 인공지능 기술을 활용한 사용자 인증 기술이, 보안 강화에는 온·오프라인 서비스 경계 없이 비접촉·무자각 지속 개체 인식 및 인증 기술이, 도용방지 등을 위해서는 사이버·물리 환경에서 상황인지 기반 아바타 인증 기술 등이 필요하다. 이 기술은 최근 증강현실(AR)·가상현실(VR)·혼합현실(MR) 등과 메타버스에서 아바타를 활용한 사회적·경제적 활동이 급격히 확산함에 따라 미래 신기술로 부상했다. 국기연에 따르면 2050년 육군의 미래 작전환경을 제시한 ‘육군 비전 2050’의 미래 전투 가상 시나리오에서도 메타버스 아바타를 활용한 긴급 작전회의 장면이 등장한다. 이 아바타가 회의장에 입장하기 위해서는 생체신호와 비밀 코드를 입력하는 절차가 필요하다.

국기연은 ‘육군 비전 2050’의 미래 전투 가상 시나리오와 같이 메타버스 아바타를 활용한 가상회의를 국방에 적용하기 위해서는 강력한 보안을 가진 아바타 신원 인증 기술이 필수라고 판단해 미래 신기술로 선정했다.


환경 제한 없이 로봇작전 수행 가능

‘하이브리드 라이다(LiDAR)·광학카메라통신(OCC) 기반 군사 로봇 전용 통신 기술’은 악천후 등 다양한 기상 조건에서도 물체 탐지·추적과 로봇 간 양방향 통신을 모두 지원하는 신개념 기술이라는 점에서 무인로봇 분야 미래 신기술로 꼽혔다. 특히 전장의 환경적 요인에 구애받지 않으면서 실시간 로봇작전을 수행하는 데 반드시 필요한 기술이라는 점도 크게 작용했다.

기술 구현을 위해서는 라이다를 지원하는 광학카메라통신용 채널 모델 개발과 단거리·단방향 라이다 광학카메라통신 기술 개발, 장거리·다중링크와의 양방향 라이다 광학카메라통신 기술 개발 등을 선행해야 한다.

국기연은 하이브리드 라이다 광학카메라통신 기술이 미래 전장 환경에서 로봇이 외부 환경을 인식하고, 표적을 탐지·추적함과 동시에 아군과 통신할 수 있는 신개념 기술로서 기존 센서 기술을 대체하거나 성능을 향상할 수 있는 기술이 될 것이라는 분석 아래 이 기술을 미래 신기술로 도출했다.

글=임채무 기자/사진 제공=국기연