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로봇들의 한 판 대결... 미래전장 승자는?

첨단무기 속 과학 <국방 로봇>

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최근 미국의 경제매체 CNBC는 로봇이 2030년까지 전 세계 일자리 2천 만개를 대체할 수 있다는 연구결과를 내놨다. 인간의 손이 필요로 했던 일자리를 로봇이 대체하고, 자율 주행차가 도심을 질주하는 세상…. 공상과학 영화 속에서나 가능했을 법한 상상이 우리 일상 속에 펼쳐질 날이 임박한 것이다. 이처럼 로봇은 과학 분야를 넘어 4차 산업혁명의 최전선에서 우리의 삶을 뒤흔들 존재로 다가왔다. 그렇다면 4차 산업혁명 시대에 스마트 혁신을 추진 중인 국방 분야에는 로봇기술이 어떻게 적용되고 있을까. 스마트하고 강한 군대 건설을 위해 야전에서 활약하거나 투입 예정인 국방 로봇의 모든 것을 알아보자

지난 7월 서울 강남구 코엑스에서 국방부가 주최한 '2019 무인이동체 산업엑스포' 육군 홍보 전시관에서 관람객들이 육군 드론 시뮬레이터를 살펴보고 있다.

모든 분야의 지식이 집대성된 로봇



로봇은 과학, 공학, 수학, 의학 등 모든 분야의 지식과 기술이 적용된 인간의 창조물이다. 로봇은 부착된 센서로부터 주변 환경과 상황에 대한 데이터를 수집하고 분석한다. 그리고 이렇게 인지한 결과를 기반으로 위치를 판단하고 경로를 계획한다. 나아가 이 판단 결과를 기반으로 주어진 시스템을 움직이는 기능으로 구성된다.


로봇은 사람이 직접 하기 힘든 업무나 단순 반복 작업을 수행하는 제조용, 문화·교육·홈 서비스 등 개인 편의를 위해 사용되는 개인 서비스용, 국방·건설·교통·의료·사회 안전 등 특수목적에 사용되는 다양한 용도로 나뉜다.


국방 로봇은 일반적인 로봇의 기능을 기본적으로 모두 갖고 있으며 군사용 목적을 고려해 병사의 기존 수행 임무나 새로운 임무를 수행 또는 지원하는 기계 장치, 장비를 통칭한다.


예를 들어 지상, 해상·수중, 공중·우주를 포함하는 무인화 전투장비와 전투 지원을 목적으로 하는 비전투 장비, 병사 임무를 대체하는 인간형 병사로봇, 병사 지원형 근력지원로봇, 생체모방 로봇과 같은 특수형 로봇이 있다.


무엇보다도 국방로봇은 기존 장비에서 불가능한 임무를 대체 수행하고, 인간이 위험한 환경에서 불가능한 임무를 수행하는 것이 특징이다. 그렇기에 열악한 기상 환경에서도 정상적인 동작이 가능해야 하고, 군이 원하는 다양하고 복잡한 임무를 원활히 수행해야 한다. 이밖에 단독으로 임무를 수행하는 경우 뿐만 아니라 여러 형태의 로봇들이 협업해 수행하는 임무도 갖고 있다.    

국방과학연구소 곽기호 박사가 국방로봇에 대해 설명하고 있다.

일반로봇과 국방로봇은 어떻게 다를까


그렇다면 이렇게 막중한 임무를 띄고 있는 국방 로봇은 일반로봇과 기술적으로 어떤 차별성을 갖고 있을까.


국방 로봇은 강한 전투력을 가진 병사처럼 강해야 한다. 그렇기에 어떤 환경 조건에서도 시스템의 기능과 성능에 대한 신뢰성을 보장할 수 있어야 한다.


예를 들어 비가 내리는 야간에 정찰과 감시 임무를 할당 받았을 경우 라이트를 켜지 않고 스스로 기동해 적군의 움직임을 파악하고 이를 실시간으로 통제센터에 보고할 수 있어야 한다. 이를 위해 주변 환경 정보를 주·야간 상황에서도 획득할 수 있는 센서의 기술이 필요하다. 즉 서로 다른 센서들의 데이터를 상황에 따라 융합하는 기술이 요구하는 것이다.


또한 병사와 장비의 임무를 대체하는 역할이기에 다양한 기능이 추가돼야 한다. 자율주행이 가능한 자율차량과 같은 기본 플랫폼에 전차의 포탑과 같은 장비를 추가 장착해 무인 전차 또는 전차 로봇이 탄생할 수 있다. 아울러 포탑 대신에 지뢰탐지기를 장착해 무인 지뢰탐지 차량 또는 로봇으로 활용될 수도 있다. 이를 위해 기본 플랫폼과 추가 장비 들의 자동 또는 자율 운용에 다양한 기술을 필요로 한다.


협업 임무를 수행하기 위한 기술도 눈여겨봐야 한다. 예를 들어 무인항공기가 특정 지역에 대한 정보를 실시간으로 원격 통제센터로 보내면 이를 지상 로봇, 유인 전차, 병사에게 실시간으로 공유하고 갱신해 작전을 수행하게 된다. 이 때 각 장비별로 획득한 지형과 추가 정보들은 통제 센터로 보내져 모든 시스템이 활용할 수 있는 정보로 재가공돼 진다.


또한 국방 로봇은 다양한 임무의 수행을 위해 일반 로봇이 갖는 기능 외에도 통신, 데이터 암호화, 보안 등의 추가적 기능 식별이 요구된다.

견마로봇

국내 국방로봇 기술, 어디까지 왔을까


그렇다면 국내 국방로봇 기술의 수준은 어디까지 발전됐을까.


국방과학연구소(ADD) 곽기호 박사는 "국내 국방 로봇 핵심기술은 성숙된 단계로서 선진국과 어깨를 견줄 만 하다"고 단언하면서도 "센서나 범용 소프트웨어, 자율기술 인프라는 갈 길이 멀다"고 평가한다.


그동안 ADD는 4차 산업혁명 시대에서 요구되는 자율주행기술과 관련된 연구를 지속해 왔고, ‘견마 로봇’ 탄생의 성과를 거뒀다.


견마 로봇이란 말 그대로 개처럼 감시·정찰하면서 말처럼 짐을 수송하는 로봇으로 네트워크 기반의 다목적 로봇이다. 특히 바퀴 형태의 견마 로봇은 효용성 면에서 좋은 평가를 받고 있다.


또한 ADD는 이에 만족하지 않고 기술력을 확대해 ‘기지방호로봇’ 연구로 확장했다. 군 기지 또는 주요 기반 시설 방호의 목적을 띈 기지방호로봇은 민군기술실용화연계사업으로 추진해 군으로부터 적합 판정을 받은 뒤 현재 소요를 추진 중이다.


기지방호로봇은 군에서 사용하게 최적화된 차량 외관에 거의 모든 로봇기술이 접목돼 기지를 방호할 수 있다. ADD 연구진은 견마로봇 사업에서 개발된 원격통제, 자율주행, 원격감시·무장, 무선통신 등 핵심 기술을 기지방호 분야에 적용했다. 


또한 항법, 무선통신, 감시·영상전시, 햅틱, 구조동력주행제어, 지형감시·자율, 무장 등 기술을 로봇에 집약시켰다. 스스로 움직이며 감시 정찰하는 기지방호로봇이 완성된 것이다. 

구난로봇

처음 이 사업을 제안한 곳은 공군이었다.


활주로를 끼고 있는 공군의 기지는 타 군에 비해 방대한 규모다. 그동안 넓은 기지를 방호하기 위해 인력과 감시 카메라가 담당해 왔지만 여러 고충이 있었다. 많은 인력이 필요했고, 고정형 감시 카메라의 사각지대가 발생 할 수 있다는 한계도 있었다.


이에 공군은 이런 점을 보완하기 위해 기지방호로봇에 주목했다. 기지방호로봇에 장착된 감시장치는 360도 회전하며 매의 눈으로 기지를 방호할 수 있었고, 무장장착까지 가능했다. 또한 자율주행기술을 도입한 만큼 로봇은 기지내에서 스스로 움직이다가 주변을 감시 정찰하고 또 스스로 이동해 같은 업무를 수행할 수 있다.


장착된 주·야간 카메라는 감시 기능을 돕는다. 아울러 플랫폼을 소량 중량화 시켜 중량 1톤급에 최고속도 50kph, 저소음 가솔린 엔진을 사용한 10시간 이상 지속 운용과 자율주행 4레벨 성능을 갖췄다.


전투사격로봇

국방 로봇의 야전 투입은 언제?


이같이 개발된 국방 로봇이 야전에 본격적으로 투입되는 때는 언제일까.


국방 로봇은 육·해·공군 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 자율 주행·운항·비행 뿐만 아니라 수색·감시·정찰 등은 각 군에서 공통적으로 수행할 수 있다. 무엇보다도 지뢰 탐지나 제거 등의 무인화 추진으로 과거 ‘지뢰도발’ 사건으로 인한 수색대 장병들의 희생 같은 악몽은 피할 수 있을 것이다.


하지만 실전에 투입하기 까지는 ‘개념 연구-탐색개발-체계 개발-최적화-시험평가-기술성능시험평가-운용성시험평가-투입’의 철저한 과정을 필요로 한다. 

무인수색차량

ADD 연구팀이 진행한 기지방호로봇사업 역시 군에서 실시하는 철저한 검증과정을 거쳐 군 사용에 적합하다는 판정을 받았다.


그러나 그 과정까지는 순탄치 않았다. 우리 군에서 군수로 사용되는 부품이나 제품 오작동률은 제로에 가까워야 한다. 기지방호로봇의 경우 20가지 넘는 적합 판정 기준을 통과해야 했다. 지정된 경로에서 무인으로 주행할 수 있어야 함은 물론이고, 이동 감시와 취약지역에서 고정감시 기능, 사람 또는 물체와 충돌했을 때 방지대책도 요구됐다.


또한 원격 감시와 동시에 원격제어능력이 용이한 기동성과 생존성도 검증을 거쳤다. 물론 우리 군이 완벽한 무기체계를 갖추고 있는 상황에서 이같은 검증과정은 당연하다. 하지만 군사력을 갖춘 다른 나라의 사례에서 보듯 보다 유연하게 국방 로봇을 수용해야한다는 의견도 있다.


즉 실전에서 적합성을 시험해보고, 적합하면 사용하고, 아니면 폐기하는 식으로 신속하게 이뤄져야 한다고 본다. 빠른 기술력의 발전 속에서 검증 과정이 지속돼 적용이 늦어지면 막상 실전에서 큰 효과를 거둘 수 없을 수도 있기에 이 모든 과정을 다시 한번 재점검해야 할 것으로 보인다.

소형정찰로봇

미래 전장에서 병사들의 역할은


그렇다면 국방 로봇이 야전에 투입됐을 때 병사들의 역할은 축소될까.


로봇이 감시 정찰을 하고, 감시 카메라가 전방을 주시하고 있기에 병사들의 임무를 완전히 대체한 것일까. 결론적으로 말하면 방호로봇이 작동한다고 병사가 필요 없어지는 것은 결코 아니다. 로봇은 사람이 할 수 있는 역할을 뛰어넘는 전천후는 아니다. 병사들은 기계들이 작동하는 것을 지켜본다. 또한 기계의 오작동을 점검하고 정비 작업도 수행해야 한다. 기지를 정찰하던 병사의 역할이 달라졌을 뿐이다.


즉 시스템이 개발되면 고장·수리에 대한 매뉴얼과 이를 위한 전담팀이 구성돼야 한다. 또한 전담팀에 소속된 병력이 요구된다. 즉 새로운 일에 사람의 역할은 필요하다.


곽 박사는 "영화를 보면 로봇이 지나치게 완벽하게 표현되는 것을 보고 있지만, 로봇 센서 기술은 100% 완벽하지 않다. 비가 오거나 눈이 오는 환경 변화 앞에서 작동이 원활하지 않을 수 있고, 주변을 완벽하게 인식 못할 수 있다. 그리고 아직까지 로봇의 지능이 떨어져 다양한 예외 상황을 모두 판단할 수도 없다. 기계가 사람을 이길 순 없다. 기계는 조금씩 천천히 진화할 뿐"이라고 말한다. 

구난드론.

제독(의무)드론.

직층돌형 타격 드론.

투발형 타격 드론.

향후 도입될 국방로봇 기술


스마트 국방혁신을 향한 군에 노력은 활발히 이뤄지고 있다.


육군은 내년까지 총 18개소의 드론교육센터를 구축해 연간 1천여명의 드론전사를 양성하겠다는 계획을 세웠다. 드론과 로봇이 합쳐진 드론봇 전투체계를 구축해 미래 전장에서 병력 대신 전투를 벌인다는 것.


이미 2년 전 개소한 정보학교 드론교육센터의 경우 필요 교관을 양성하고 운용을 총괄하는 컨트롤 역할을 수행 중이다. 또한 야전에서 적용할 전투수행 기능별 드론 고등기술도 개발해 지원하고 있다.


로봇 개발과 야전 투입에 대한 노력도 진행형이다.

무인수색차량이 지난 2018년 후반에 체계 개발을 시작했고, 앞서 언급한 기지방호로봇도 공군에서 소요를 내려하고 있다. 또한 향후 2028년까지 수색과 정찰을 담당할 무인수색차량을 야전에 배치하겠다는 야심을 갖고 있다.

글·사진=노성수 기자 

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