AI가 군사용 드론을 만나다
군사용 드론에 적용되는 인공지능 기술
글,사진_아나드론
ANA DRONE, MAY 2020
드론의 진화 과정을 기술적인 측면에서 이야기한다면 그 자체로는 새로운 분야의 정보를 얻기 어려울 것이다. 태생적으로 군사용 목적에서 출발한 드론이니 '군사' 또는 '방위산업'만으로 경로를 한정할 이유도 없다. 하지만 그동안 군사를 주무해온 엔지니어들과 방위산업체들이 시초부터 드론과 인공 지능을 결합하기를 원했다는 이야기로 넘어가면 사정은 달라진다.
오랫동안 그들이 원해온 드론의 능력도 실상은 재래적인 의미에서 인간으로 구성된 부대가 지닌 역량을 '뛰어넘는' 데 집중했을 것이니까. 실제로 그 뛰어넘기를 수행한 몇몇 연구 결과가 AI와 군사의 접점을 이루고 있기도 하다. AI 드론을 활용하면 인간 병력을 동원해 임무를 수행하는 것보다 훨씬 더 효율적일 뿐만 아니라 더 나은 임무수행을 기대할 수 있을 테니까 말이다.
AI를 활용한 군사용 드론
군대는 드론이 스스로 비행할 수 있도록 인공 지능을 활용하고, 그러한 목적을 실현하기 위해 '머신 비전'의 적용이 필요하다고 주장한다. '머신 비전'이란 사람이 인지하고 판단하는 기능을 하드웨어와 소프트웨어의 시스템이 대신 처리하는 기술을 말한다. 인간이 가지고 있는 시각과 판단 기능을 기계에 부여한다. 2000년대 초부터 이미 미국에서, 그리고 더 많은 다양한 나라와 지역에서 군사적 이점을 얻기 위해 드론에 AI를 적용하기 시작했다. 사람이 직접 수행하기 어려운 정찰, 보안 임무에 드론을 사용해 AI 드론을 구현하려면 특히 내비게이션(navigation) 도구와 머신 비전이 필요하다.
그 둘의 조합을 통해 이뤄질 수 있는 것이 AI 드론이다. 드론 파일럿은 드론에 장착된 카메라를 통해 시각 및 공간데이터를 수집하고 기록한다. 또 산이나 절벽과 같은 물체에서 만나는 장애물을 표시해 그 표시부를 머신 러닝 알고리즘을 통해 드론에게 전달한다. 전달된 정보는 훈련을 통해 드론이 시야에서 물체를 인식하고 구별하도록 만드는 데 쓰인다. 이제 소개할 AI와 머신 비전을 기반으로 한 군사용 드론 기업들이야말로 이러한 훈련에 가장 능숙한 이들이라고 말할 수 있다.
에어로 바이런먼트(Aero Vironment)
에어로 바이런먼트가 개발한 레이븐(Raven) 드론은 컴퓨터 비전 및 GPS 조정을 이용해 지정하는 경로를 따라 비행한다. 군사 작전을 위한 극소형 무인정찰기로, 손으로 던져 올려 임무를 수행한다. 2002년 미 육군 중대 및 소대급 정찰용 무인기로 채택됐다. 1988년 최초로 나타난 소형 무인기 'FQM-151Pointer'이 무인항공 정찰 시스템으로 가능성을 보이자 미 육군과 공군이 전술운용 요구 사항에 맞도록 개량했다. 1999년 개발에 착수해 2001년 10월 시험비행에 성공한 뒤, 2004년부터 양산을 시작해 실전에 배치됐다. 미 육해공군과 해병대 모두가 레이븐 시리즈를 사용하는 것으로 알려져 있다.
레이븐 드론 시스템은 2012년 초까지 무려 1만 9000기가 전 세계 20여 개국에서 운용중이다. 세계에 가장 널리 배치된 무인 항공기 시스템으로, 빠른 배치와 정확한 기동성에 의존하는 저고도 감시 및 정찰 임무에 이상적인 기능을 갖추고 있다. 가볍고 조작하기 쉬워 배낭에 넣고 휴대할 수 있으며, 손으로 직접 하늘에 띄워 밤낮을 가리지 않고 정찰할 수 있다. 촬영에 필요한 안정된 짐벌을 장착하고, 지상 제어 및 원격 관측소에 실시간 동영상과 이미지를 전송하며 적외선 이미지까지 제공한다. 또 GPS 컨트롤러를 통해 드론의 경로를 매핑(mapping)할 수 있다.
레이븐 시리즈를 포함한 대부분의 에어로 바이런먼트의 드론 제품군은 현장에서 한 명의 사람이 전투 상황에서 직접 드론을 작동하고 제어하며 사용할 수 있도록 설계되어 있다. 에어로 바이런먼트의 주장에 따르면 현장의 드론 운용병들은 5분 안에 드론을 직접 조립하고 공중으로 던져서 신속하게 배치할 수 있다고 한다. 전장에서 드론 작전팀은 임무를 위해 서로 협력한다. 어떤 팀은 드론을 유지하고 어떤 팀은 드론의 비행 코스를 조종하거나 계획한다.
레이븐은 전장의 적으로부터 위치를 파악당할 위험 없이 전술 정찰, 추적, 전투 평가 및 지도 제작 임무 중에 병사들이 더 빨리 포착할 수 있고 확인할 수 있는 데이터를 수집할 수 있도록 도와준다. 비행범위 10km, 비행지속 시간은 60-90분으로 시속 32~81km로 비행이 가능하다. 비행고도는 일반적으로 100~500피트(30~152m) 특수 발사대를 이용하면 최대 1만 4,000피트까지 발사 가능하다. 날개는 0.9m, 무게는 1.9kg 밖에 되지 않아서 전용 백팩을 이용하면 편리하게 휴대가 가능한 장점이 있다.
록히드 마틴(Lockheed Martin)
세계 방위산업 부문에서 오랫동안 세계 1위를 지키고 있는 록히드 마틴은 에어로 바이런먼트의 레이븐 시리즈와 비슷한 드론 데저트 호크(Desert Hawk) 시리즈를 개발해 단일 운영자가 현장에서 사용하도록 제공했다. 록히드 마틴의 주력 드론인 데저트 호크는 사막과 같은 극한온도의 환경에서도 안정적으로 운용할 수 있다는 특징을 지닌다. 강풍, 높은 고도에서도 작동하기 때문에 아프가니스탄과 같은 지역에서 매우 효과적이다.
운용방식은 레이븐과 비슷해서 병사들이 등에 매는 휴대용 백팩에 넣어 이동하다가 필요할 때 그 자리에서 조립해 손으로 던져 하늘에 띄우는 형태이다. 실전에서 능력을 입증한 데저트 호크Ⅲ는 비행경로를 미리 계획할 수 있으며 작전 현장에서 새로운 조종자를 훈련시켜 즉시 투입할 수 있을 정도로 간편한 운용법을 자랑한다. 영국 국방부는 2005년 아프가니스탄 전쟁 당시 록히드 마틴과 데저트 호크Ⅲ을 계약했으며, 현재 전장에 실전배치하고 있다.
쉴드 AI (Sheild AI)
미 국가안보국에 인공지능(AI) 시스템을 납품하고 있는 쉴드 AI는 자사가 개발한 하이브마인드(Hivemind) 소프트웨어를 기반으로 하는 첫 번째 AI 드론 Nova를 개발했다. 군용 드론에서 많이 쓰이는 고정익 형태의 드론이 아니라 4개의 프로펠러를 채택한 쿼드콥터 드론이다. Nova는 GPS가 잘 잡히지 않는 건물이나 동굴 정찰에 특화된 드론이다. 적군이 매복하고 있는 건물이나 폭탄이 설치되어있는 시설 등, 사람으로 구성된 병사들이 직접 잠입하기에는 위험한 시설에 투입할 수 있다. 병사들이 탐색 경로를 컨트롤러를 통해 지정해 주면 별다른 조종이 필요 없이 스스로 비행하며 필요한 정보를 수집해준다.
조종자가 원할 때에는 매뉴얼로도 비행이 가능하며 Nova와 연동되는 스마트 폰 앱은 건물 맵을 실시간으로 아군에게 제공하여 간단하고 쉽게 정보를 공유 할 수 있다. 4 개의 8 메가 픽셀 카메라로 360도에 가까운 시야를 확보 할 수 있어 뛰어난 상황 인식 기능을 제공한다. 열화상 카메라가 장착되어 있어서 밤이나 어두운 건물 속에서도 탐색과 촬영이 가능하다. Nova는 운용자와 팀을 이루어 자동으로 건물을 탐색하고 실시간 영상을 제공함으로써 임무의 효율성을 높이고 혹시 발생할 수 있는 위험을 완화해준다.
고대로부터 현재에 이르기까지, 여러 분야에서 의사 결정과 판단은 인간의 고유한 능력에 따르는 것이라는 믿음이 흔들린 적은 없다. AI는 인간의 고유한 사고 능력인 '판단'을 대신 해 준다는 측면에서 새롭고도 유용한 분야일 것이다.
AI와 결합한 군사용 드론은 스스로 위험요소(폭발물, 무기 등등)나 적군을 식별해내고 군사적으로 유용한 정보들을 제공하며 사람이 가기 힘들거나 위험한 임무를 대신 수행할 것이다. 군사용 드론을 전장에 활용함으로써 기존 투입 병력의 손실을 줄일 수 있다는 점이야말로 지휘관들에게는 상당히 매력적인 요소이다. AI가 발전함에 따라 군사용 드론도 더불어 끊임없는 진화를 시도하는 동안 의사 결정과 판단의 주체가 인간이라는 인류의 오랜 믿음이 흔들릴 수도 있을 것이다.
WRITER 아나드론
대한민국 최초 드론 전문 매거진
