미국 방위고등연구계획국 실험
자율로봇, 적 위치 감지 통보
드론 촬영 영상 분석·처리·활용
전장상황 가시화·네트워크 공유
대대규모 작전도 효과적 수행

현대전의 전투는 한 번에 여러 방향에서 공격이 발생할 수 있는 복잡하고 불확실한 전장에서 이뤄진다. 또 눈에 보이지 않는 전자기 스펙트럼과 사이버 영역에서 점점 더 많이 발생한다. 최소 전투단위인 분대(Squad)의 시각에서 보면 미래전에 필요하다고 개발된 체계들이 너무 무겁고 번거롭기 때문에 개별 전투원이 까다로운 현장 조건에서 운반하거나 사용하기가 너무 어렵다.

이런 문제점을 해결하기 위해 한국의 국방과학연구소(ADD)와 같은 임무를 수행하는 미국의 방위고등연구계획국(DARPA·Defense Advanced Research Project Agency)은 차세대 분대 프로그램(Squad X Experimentation Program)을 계획하고 전투 실험을 하고 있다. 인공지능(AI)기술과 미군이 기존부터 개발해 왔던 전장의 자동화 체계(AS)와의 상호연결을 통해 긴박한 전장 상황에서 신속한 결정과 판단을 제공하고 최소 지상군 전투단위인 분대 전투력을 획기적으로 향상하는 프로그램이다.

이 프로그램은 새로운 무인 시스템을 개발하는데 기반이 되는 핵심 기술 개발에 중점을 두고 있다. 분대원과 자율 무인 로봇과의 정보유통과 전장에서 얻어지는 각종 데이터를 이용한 인공 지능 시스템(AI) 개발에 집중하고 있는 것이다. 이 프로그램에 참여해 시스템을 제공했던 대표업체는 록히드마틴(Lockheed Martin)과 CACI사다.

록히드마틴은 각종 센서 시스템이 구비된 자율로봇을 지원해 전장을 감시했다. 또 분대원들은 자신의 위치정보를 로봇에게 제공토록 개발된 야전 조끼를 입어 자율로봇과 위치정보를 공유한다. 아울러 자율로봇은 감시기능을 이용해 분대보다 먼저 이동해 적의 위치를 감지, 분대에게 통보하는 등의 역할을 수행한다.

CACI사는 시중에서 판매되는 장비 중 가장 소형의 전자공격시스템을 개발해 적이 사용할 수 있는 작고 정교한 현대식 드론 및 관련 통신 장치를 감지·식별·탐지해 공격할 수 있는 능력을 제공했다. 특히 소형 전자공격시스템은 전투현장의 무선환경을 조사해 현장에 배치된 아군 부대의 무선사용을 보장하도록 했다.

이렇게 자율로봇과 전자공격시스템이 제공하는 정보를 전투원들은 지형과 함께 개인용 전술 단말기(핸드폰 및 패드)로 실시간 보면서 작전을 할 수 있었다. 특히 인상 깊은 것은 실험에 사용됐던 모든 단말기가 삼성 제품이라는 점이다.



전투실험 목적

전투실험 목적은 분대(Squad) 전투력 및 임무 수행 능력을 향상하기 위해 드론이 공중에서 촬영한 영상을 분석·처리·활용하는 기술을 개발하는 것이다. 또 분대원들과 함께 운용할 수 있는 지상 무장로봇(Armed Ground Robots)의 전술적 운영개념 도출, 전장에서 발생하는 전자파 및 음향 감지기 개발, 실시간 수집된 사진을 자동으로 종합해 전장 상황을 가시화하고 네트워크로 공유하는 기술의 개발에 있다.

Squad-X 프로그램 매니저인 필 루트(Phil Root) 중령은 “전투실험 중인 시스템에는 무기가 포함돼 있지 않다”며 “인간은 모든 치명적인 행동에 관여하고 있지만, 현재로서는 우월한 상황 인식을 확립하는 것이 중요하다”고 말했다. 이 시스템이 의도하는 것은 관련 정보를 수집해 처리한 다음 군인과 분대가 습득한 것에 따라 행동하도록 하는 것이다. DARPA는 단순히 병사들을 위한 도구를 개발하는 것이 아니라 지상의 근접 전투 환경에서 원활하게 작동하도록 하는 하드웨어와 전술을 개발하는 것이라고 설명했다.



전투실험 목표

전투실험의 목표는 다음과 같은 네 가지로 정리할 수 있다.

첫째, 1㎞ 범위에서 소총 분대의 정밀교전 능력을 향상하는 것이다. 보병 무기시스템과 호환성을 유지하면서 임무 수행에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 무게의 부담을 덜 수 있으면서 정확하게 교전할 수 있는 능력을 향상하는 것이다.

둘째, 눈에 보이지 않는 전자기 스펙트럼과 관련된 교전 능력 향상으로 적의 지휘 및 통제, 통신 및 무인기와 같은 자산 사용을 방해하는 것이다.

셋째, 분대용 전투 센서 개발로서, 분대와 관련된 운영속도로 잠재된 위협을 감지하는 것이다.

마지막은 분대 자율화다. GSP 신호를 받지 못하는 환경에서 무인항공기 및 지상시스템과의 협업을 통해 분대원과 팀원의 위치에 대한 실시간 정보 공유능력을 향상하는 것으로 구체적으로는 300m 범위에서 인간과 무인 장비 간의 강력한 협업 능력을 향상하는 것이다.

이 실험에 사용되는 인공지능을 이용한 자율로봇은 분대원과 생사를 함께 하는 전우와 같은 개념으로 운영되고 있다. 하지만 아직은 로봇의 한계점으로 인해 인간처럼 독립적으로 판단하고 행동하는 것은 힘들다. 예를 들면 상황에 따라 드론을 날려 의심스러운 지역을 관찰하는 것은 가능하나 로봇이 취약지역을 스스로 판단해 순찰하는 것은 곤란하다.

이 실험의 궁극적인 목표는 과거 대대 규모가 돼야 정찰이 가능했을 정도의 지역을 실험에 참가한 각종 무인체계 및 감지기를 가지고 분대만으로도 효과적인 작전 수행을 가능하게 하는 것이다. 요약하면 기계와 인공지능의 힘을 빌려 소규모의 인원으로 더 많은 작전을 효율적으로 수행하게 만들겠다는 것이다.



교훈

DARPA가 이번 전투실험을 통해 얻은 교훈은 인공 지능은 전투원보다 더 빠른 결정을 내리는 데 도움이 되지 않을 수 있지만, 계획수립에서는 도움을 줬다는 점이다. 또 적신호를 감지하고 전자적으로 공격할 때 시스템은 인공 지능 없이도 현명한 결정을 내릴 수 있었고, 군사용으로 설계된 인공지능(AI)시스템을 훈련하기 위해서는 군사데이터로 훈련돼야 한다는 교훈을 얻었다.

한국군 기계화사단 최초로 드론봇 전투체계 전투실험

우리 군도 2020년 6월 승진과학화훈련장에서 미래 전장 환경에 최적화된 기계화부대의 전투 수행 방법을 모색하기 위해 장병 500여 명과 K21 보병전투장갑차, K2 전차 등 기갑전력 70여 대가 드론봇 전투체계의 효과를 확인하기 위한 전투실험을 했다. 훈련은 3단계로 시행됐으며 1단계에서는 각 드론을 동시에 전개시켜 다중적·입체적으로 정찰하는 전장 가시화 작업을 했다. 2단계는 다목적 무인차량을 추가해 정찰한 뒤 화력과 연계해 주요 표적을 타격했다. 마지막 3단계는 가용한 기갑전력을 총동원한 고속기동전으로 종심 진지를 공격하고, 최종 목표를 확보하는 임무 완수 절차로 진행됐다.

특히 드론봇 전투체계 실험은 보병이 장갑차에서 내려 애로 지역의 견부(교두보)를 확보해야 하는 기존 기계화부대 작전의 단점을 극복할 수 있다는 것을 확인해 의미가 크다고 사단은 설명했다. 또 분대급부터 대대급까지 제대별 드론 운용으로 대대급 전투에서는 제한적이었던 전장 가시화 능력이 한 차원 격상됐다고 평가했다.

우리 군도 오래전부터 전투실험을 통해 미래전을 준비하고 있다. DARPA의 전투실험을 참조, 사용 가능한 모든 첨단기술을 집약해 기존 분대보다 몇 배의 전투력을 발휘할 수 있는 디지털 분대를 만들어 인구급감에 따른 전투력 손실에 대비하자.