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VR·AR 훈련체계 과연 그 효과는?

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현실의 물리적 한계를 뛰어넘다!
새롭게 주목받는 가상·증강현실(VR·AR) 훈련체계


21세기 국방/군사 분야의 최대 화두는 단연 제4차 산업혁명일 것이다. 이번에는 제4차 산업혁명의 영향으로 변화하고 있는 군의 모습, 그 중에서도 최첨단 기술이 빠르게 도입되고 있는 가상·증강현실(VR·AR) 훈련체계에 대한 흥미로운 내용을 소개한다.

가상현실(VR) 훈련장치의 도입은 이제 선택이 이닌 필수로 인식되고 있다. 사진은 폴란드에서 개최된 MSPO 2017에서 선보인 가상현실(VR) 훈련장치의 모습.

요즘 국내 국방/군사 분야에서도 제4차 산업혁명(Fourth Industrial Revolution, 4IR)에 대한 관심이 높아지고 있다. 제4차 산업혁명을 통해 등장하고 있는 최첨단 과학기술은 군의 전통적인 훈련 및 임무영역은 물론 전쟁방식, 나아가 군의 정체성까지도 변화시키고 있기 때문이다.


일례로 최근 등장하고 있는 최첨단 과학기술은 군의 임무영역을 땅과 바다, 하늘에서 우주와 가상공간(cyber world)으로까지 빠르게 확장시키고 있으며 상상 속에서나 존재하던 무기들을 실용화시키고 있다. 제4차 산업혁명을 미국을 중심으로 주요 선진국들이 주목하는 이유는 다양한 신기술을 자유자재로 융합해 상상 속에서나 가능했던 전혀 새로운 기술을 상용화할 수 있기 때문이다.


이러한 이유로 미국을 중심으로 주요 선진국들은 제4차 산업혁명을 통해 등장하고 있는 최첨단 과학기술을 빠른 속도로 국방/군사 분야에 흡수, 적용하고 있다. 그중에서도 특히 현재 가장 주목받고 있는 분야가 바로 가상·증강현실(VR·AR) 훈련체계다.

영화 아이언맨(Iron Man) 시리즈에서 주인공이 착용한 헬멧에 각종 정보가 시연되는 장면은 증강현실(AR) 기술의 가장 상징적 장면 중 하나다.

출처마블스튜디오 홈페이지(https://www.marvel.com/)

주목받는 VR·AR 훈련체계

가상현실(Virtual Reality, VR)이란 글자 그대로 컴퓨터 등을 활용해 만든 상상의 공간을 의미한다. 가상현실 기술의 가장 큰 특징은 다양한 장치를 활용, 체험자의 오감을 자극해 실제와 유사한 공간적, 시간적 체험을 가능케 한다는 것이다.


한편 증강현실(Augmented Reality, AR)이란 가상현실(VR)의 한 분야로 실제 존재하는 환경에 가상의 사물이나 정보를 합성하여 사용자에게 시각적 정보를 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.


스마트 폰과 다양한 스마트기기들이 등장하면서 상용화된 기술로 완전한 가상세계를 전제로 하는 가상현실(VR)과 달리 영상기기로 촬영한 모습에 다양한 정보를 융합해 시연하는 것이 특징이다.


그렇다면 VR·AR 훈련체계가 미국을 비롯한 선진국을 중심으로 빠른 속도로 확산되는 이유는 무엇일까? 간단히 요약하면 VR·AR 훈련체계는 현실 세계의 물리적 한계를 뛰어 넘을 수 있기 때문이다.


여기에 더해 시각정보를 통해 더 빨리 정보를 습득하는 신세대 장병들의 인지능력 변화 역시 군이 VR·AR 훈련체계를 도입하고 활용하는 이유가 되고 있다.


훈련체계에 따라 차이가 있지만 경우에 따라 저렴한 비용으로도 구축 가능하다는 점 역시 VR·AR 훈련체계의 매력이다.


VR·AR 훈련체계를 통해 구축, 검증된 낮은 단계에서의 네트워크 통제 기술을 무인무기체계의 원격통제 등 고급 군사기술로 확대, 적용할 수 있다는 것 또한 빼놓을 수 없는 장점이다.

현재 미 공군은 상용 PC기반 시뮬레이션 훈련 시스템에 HMD를 결합한 저비용 훈련시스템을 조종사 입문과정의 장병들에게 적극 권장하고 있다.

출처미 공군 홈페이지(http://www.af.mil/News/Photos/)

물리적 한계를 뛰어넘다

현재 등장하고 있는 VR·AR 훈련체계는 기존 시뮬레이터(Simulator)를 기반으로 하거나 이와 밀접한 관계가 있다. 다만 기존 시뮬레이터 훈련체계와 차이점이 있다면 흔히 VR Gear로 불리며 안경처럼 착용하는 HMD(Head Mounted Display)를 활용해 훈련체계의 기계적 구성은 간소화하면서도 훈련 효과는 더욱 배가 시킬 수 있다는 점이다.


VR·AR 훈련체계를 지지하는 이들은 현실처럼 느껴지는 가상훈련 상황 속에서 전투력 향상은 물론 안전사고 예방, 예산 절감 등의 효과를 거둘 수 있다고 주장한다.


더욱이 초고속 네트워크 기술이 보편화되면서 과거에는 상상할 수 없던 연합훈련이 가능해질 전망이다. 일례로 미국 주방위군을 중심으로 도입되고 있는 지정사수(marksmanship) 훈련 시스템의 경우 교전기술훈련기(EST, The Engagement Skills Trainer) II를 기반으로 하고 있으며 지정사수의 기본 사격능력 향상은 물론 실사격장 전 가장 기초적이고 기본적인 사격훈련 반복, 숙달을 위해 고안되었다. 하지만 향후 미 육군은 이러한 일련의 훈련체계를 네트워크를 통해 하나로 연결시킬 계획이다.


쉽게 설명하면 VR·AR 훈련체계를 더욱 발전시켜 미국 본토 루이지애나 주방위군과 이라크에서 미 육군이 교육훈련 중인 이라크 육군 병사들이 동시에 훈련시스템에 접속해 사격훈련을 펼치고 서로의 기량을 비교할 수 있게 된다는 뜻이다.


이것이 전부가 아니다. 현재 미 공군의 경우 상용 PC기반 시뮬레이션 훈련 시스템에 HMD를 결합한 저비용 훈련시스템을 조종사 입문과정의 장병들에게 적극 권장하고 있다. 사전에 저비용 훈련시스템을 활용한 충분한 연습 및 적응으로 향후 각 단계별 시뮬레이터 훈련과정 및 교육시간을 더욱 효율적으로 활용할 수 있다는 것이 확인되었기 때문이다.


향후 이러한 훈련시스템을 활용해 무인무기를 원격으로 제어하거나 AR기술이 적용된 최첨단 조종사 헬멧으로 전투기들의 가상공중전 훈련도 계획하고 있다. 태평양과 대서양 상공에서 전투기들이 AR기술과 초고속 네트워크 기술을 활용해 서로 공중전을 펼치고 여기에 지상에 있는 시뮬레이터까지 추가한다는 것.


궁극적으로는 이를 통해 가상의 공간에서 레드플래그와 같은 대규모 훈련을 주기적으로 실시하는 것이 목표다. 물론 기술적으로 해결해야 할 문제가 많지만 만약 이러한 훈련체계가 실용화된다면 전 세계에 전개한 미 공군 전력이 한 곳에 집결하지 않더라도 주기적인 대규모 가상공중전 훈련이 가능해 진다.

가상·증강현실(VR·AR) 훈련체계는 물리적, 기술적 한계를 극복하기 위해 계속 진화하고 있다.

VR·AR 훈련체계의 한계

대다수 국방·안보 전문가들은 VR·AR 훈련체계가 장병들의 기초 군사훈련 및 전술훈련에 큰 도움이 된다고 긍정적으로 평가한다.


그럼에도 불구하고 VR·AR 훈련체계만으로는 작게는 전투, 크게는 전쟁에서 승리할 수는 없다고 단언한다. 왜 그럴까?


아무리 최적화된 VR·AR 훈련체계가 등장한다고 해도 아직은 장병들이 직접 야전에서 몸을 움직이며 체험하는 물리적 훈련이 여전히 더 효과적이기 때문이다. 이것은 두 가지 이유 때문인데 첫 번째는 기술적 한계, 두 번째는 인간의 뇌가 갖고 있는 특징 때문이라고 한다.


실제로 미국을 비롯한 선진국의 최첨단 VR·AR 훈련체계 조차도 조사결과 그 효과는 야전에서 진행되는 실제 훈련 대비 50~60% 수준에 머물러 있는 수준이다. 아무리 완벽하게 훈련체계를 구축한다 해도 실제로 야전에서 몸을 움직이며 체험하는 물리적 훈련보다 그 효과가 떨어진다는 것이다.


또한 VR·AR 훈련체계로 반복해서 훈련을 받을 경우 활성화되는 인간의 뇌 영역이 달라진다는 연구보고도 있다. 보고서에 따르면 우리의 뇌가 무의식적으로 VR·AR 훈련체계를 활용한 훈련 상황을 영화를 보거나 게임을 할 때와 마찬가지로 인식해 외부자극을 차단하고 뇌 기능을 최소화시킨다고 한다.


결국 훈련에 참여하는 장병들의 뇌가 실제 훈련에 필요한 영역은 비활성화시키고 훈련에 불필요한 다른 영역을 활성화시켜 훈련효과가 실제 상황에서는 전혀 도움이 되지 않는다는 것이다.


이러한 이유로 아직은 VR·AR 훈련체계가 장병들의 효율적인 훈련을 돕기 위한 하나의 도구(혹은 수단)일 뿐이며 적용 범위나 효과 역시 아직은 제한적이라는 평가가 지배적이다.


또한 VR·AR 훈련체계가 값비싼 전자오락 게임기일 뿐이라는 비난을 극복하기 위해서는 실전과 같은 훈련 시나리오의 지속적인 연구, 개발 및 시행착오는 필수다.


그럼에도 불구하고 VR·AR 훈련체계의 발전 가능성과 그 미래는 매우 밝다.

향후 가상·증강현실(VR·AR) 훈련체계는 하늘의 전투기와 지상의 시뮬레이터가 현실과 가상의 공간에서 동시에 공중전을 펼칠 수 있는 수준까지 발전할 전망이다.

출처미 공군 홈페이지(http://www.af.mil/News/Photos/)

향후 가상·증강현실(VR·AR) 훈련체계는 하늘의 전투기와 지상의 시뮬레이터가 현실과 가상의 공간에서 동시에 공중전을 펼칠 수 있는 수준까지 발전할 전망이다.

출처미 공군 홈페이지(http://www.af.mil/News/Photos/)

한계는 오직 인간의 상상력뿐

무궁한 발전 가능성에도 불구하고 아직까지 VR·AR 훈련체계는 기본적인 훈련 혹은 교육 수준에 머물러 있다. 또한 VR·AR 훈련체계라고 하면 보통 병사들의 사격훈련이나 각종 장비를 활용한 전투훈련만 생각할 수 있다. 그러나 무기체계의 정비 분야나 장병들의 특기교육 등 다양한 분야에서도 VR·AR 훈련체계가 활용되고 있다. 또한 미국을 비롯한 선진국의 사례에서도 확인할 수 있듯이 VR·AR 기술과 이를 활용한 훈련체계는 별개의 독립된 개념이 아니며 기존 훈련체계와 상호 보완적으로 작용할 때 최상의 결과를 거둘 수 있다.


이제 관심은 구현 가능한 기술 수준 즉 하드웨어의 문제가 아니라 VR·AR 훈련체계를 어떻게 활용하고 어떻게 발전시켜 나갈 것이냐는 소프트웨어의 문제로 집중되고 있다.


대다수 전문가들은 새로운 개념의 다양한 VR·AR 훈련체계를 100% 활용하기 위해서는 훈련장비에 대한 이해는 물론 적극적인 활용과 시행착오를 두려워하지 않는 일관된 자세가 중요하다고 조언한다.


VR·AR 훈련체계 구축에 군사마니아들의 관심이 집중되고 있는 것도 이러한 배경 때문이다.

기사 및 사진자료 : 계동혁 전사연구가

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