지상 로봇무기체계 개발에 대한 소고

(02490) 서울시 청량리우체국 사서함 250호 Tel: (02) 967-4911 Fax: (02) 961-1171 2016년 3월 알파고와 이세돌의 세기의 바둑대결

로 인해 ‘ 인공지능’ 이 많은 사람들에게 회자되고 있 다. 또한, 올해 초 다보스포럼에서는 인공지능을 기

반으로 한 제4차 산업혁명을 공식적으로 언급함으 로써 인공지능에 대한 대중들의 관심이 점점 고조되 고 있다.

지상 로봇무기체계 개발에 대한 소고

어하준

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이현무

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전투에서 인간을 대신할 수 있는 로봇무기체계에 대한 필요성은 지속적으로 제기되어 왔다. 이미 1990년대부터 세계 각국은 초보적인 단계의 로봇을 실전 배치하여 운영하고 있다. 현재 육군은 2022년까지 10만 명 이상의 병력 감축을 계획함에 따라 인간을 대신할 수 있는 지상 로봇무기체계 에 대한 전력화가 무엇보다 시급한 실정이다. 그래서 육군은 지상 로봇무기체계 발전계획을 수립하고 선도적으로 폭발물 탐지･제거 로봇과 무인수색차량 개발을 추진하고 있다. 이처럼 관련 사업을 착수 하는 시점에서 선도국들의 개발 및 운영 현황을 조사하여 효율적인 사업 추진을 위한 정책적 제언을 제시하였다. 첫째, 지상 로봇무기체계는 민간 분야의 확보된 기술을 최대한 활용해야 한다. 둘째, 개 방형 플랫폼 구조로 개발해야 한다. 셋째, 기존 획득절차를 과감히 탈피하여 신속한 획득절차를 통한 빠른 전장 배치가 필요하다. 이와 같은 시사점들을 면밀히 검토하여 지상 로봇무기체계 개발에 활용 하기를 기대한다.

산업혁명은 혁신적인 기술개발을 통해 인간의 생 활을 획기적으로 변화시키는 것으로, 18세기 영국의 증기기관을 이용한 제1차 산업혁명, 19세기 전기를 이용한 제2차 산업혁명, 20세기 IT 기술을 이용한 제3차 산업혁명이 인간의 생활에 많은 변화를 가져 왔다. 이제는 로봇과 인공지능의 결합을 통한 제4차 산업혁명이 인간의 생활에 많은 변화를 가져올 것이다.

로봇이란 새로운 개념이 아니고, 이미 1921년 체 코의 소설가 카렐차페크(Karel čapek)의 희곡에서 인간의 특정한 노동을 대신하도록 고안된 기계에 노 동을 의미하는 체코어 ‘ ROBATA’ 를 붙이면서 유래 되었다.

고도의 산업사회가 진행되면서 인간의 노동 중 반 복적(Dull)이고, 지저분(Dirty)하고, 위험한(Dangerous) 3D 작업을 대신하는 산업용, 의료용, 서비스용 로봇 이 등장하였으며, 이미 우리 생활에 보편화되어 있다.

인간이 수행할 수밖에 없는 반복적이고, 지저분하 고, 특히 위험한 작업 중 대표적인 작업이라 할 수 있 는 전투에서 인간을 대신할 수 있는 로봇무기체계에 대한 필요성은 지속적으로 제기되어 왔다. 이미 1990년대부터 세계 각국에서 개발이 진행 중이며, 초보적인 단계의 로봇이 실전에 배치･운용되고 있다.

로봇공학연구자들이 인용하고 있는 아시모프 (Isaac Asimov)의 3원칙, 즉 ①인간에게 무해, ②인 간명령 복종, ③로봇 자신 보호에서의 공학적 안정 장치와 내재적 윤리의식을 기준으로 볼 때, 로봇무 기체계의 출현은 윤리적 측면에서 주요 논쟁거리가 되고 있다. 기본 플랫폼에 임무장비를 장착하여 임 무를 달성하도록 제작된 로봇무기체계는 인간을 해 치는 살상무기의 장착 여부에 따라 나눌 수 있으나, 인간의 필요에 의해 로봇무기체계는 정찰, 관측, 폭

발물 제거 등의 비살상 임무에서 살상용으로 옮겨가 고 있으며, 가속화될 것이 확실하다. 윤리적 논란을 비켜가기 위해서 로봇무기체계 개발을 선도하는 국 가에서는 의도적으로 로봇이라는 용어 대신에 무인 (Unmanned)이라는 용어를 쓰고 있지만, 결국 무인 체계는 로봇무기체계이다.

우리나라의 경우 병역자원 대상인 남자 20~24세 인구가 현재 190만 명에서 2030년 119만 명으로 감 소할 것이라는 예측 속에서 2022년까지 육군 병력 10만 명 이상 감축을 계획하고 있다. 따라서 육군의 입장에서는 전투에서 편의성도 중요하지만, 근본적 으로 인간을 대신할 수 있는 지상 로봇무기체계의 전력화가 무엇보다 시급한 실정이다.

현재 육군은 지상 로봇무기체계 발전계획을 수립 하고 선도적으로 폭발물 탐지･제거 로봇과 무인수 색차량 개발을 추진하고 있다. 본고에서는 지상 로 봇무기체계 개발을 착수하는 시점에서 선도국들의 개발 및 운영 현황을 살펴봄으로써, 효율적인 사업 추진을 위한 정책적 제언을 제시하고자 한다.

폭발물 탐지･제거 로봇

폭발물 탐지 및 제거 로봇은 이름 그대로 전장에서 폭발물, 특히 급조폭발물(IED)¹⁾을 탐지하고 제거하 는 임무를 수행함으로써 병사들의 생명을 보호하는 대표적인 지상 로봇무기체계이다. 지난 아프가니스 탄전과 이라크전에서 다종의 폭발물 탐지･제거 로 봇이 급조폭발물 제거 작전에 투입된 바 있으며, 매 설되어 있는 지뢰 탐지 임무까지 그 영역을 확대해 가고 있다.

대표적인 폭발물 탐지 및 제거 로봇으로는 미국 아 이로봇(iRobot)사의 팩봇(Packbot), 키네티크 (QinetiQ)사의 탈론(Talon) 그리고 독일 코브햄 (COBHAM)사의 텔레맥스(Telemax) 등이 있다.

아이로봇사의 팩봇

아이로봇(iRobot)사는 MIT의 인공지능연구팀이 1990년에 설립한 회사이다. 바퀴벌레형 로봇을 연 구하던 MIT 인공지능연구팀은 아이로봇사를 설립 하여 1991년에 징기스(Genghis)라는 벌레형 로봇 시제품을 개발했다. 징기스 개발 기술은 2003년에 발사된 화성 탐사로봇 스피릿(Spirit)에도 적용되었 다.²⁾

아이로봇사는 우주 탐사로봇의 축적된 기술을 활 용하여 재난구조에 적합한 팩봇(Packbot)을 개발하 였다. 팩봇이 널리 대중에게 알려진 것은 2001년 9.11 테러 때이다. 유독가스로 뒤덮여 있는 세계무 역센터 내의 잔해 속에서 인명구조작전에 투입되었 고, 이러한 모습이 방송되면서 전 세계 사람들에게 알려지는 계기가 되었다.

아프가니스탄에 배치된 미군은 복잡한 부비트랩 등이 설치된 동굴 여러 곳을 정찰해야 했었는데, 병 사들은 이 임무를 위해 위험을 감수하고 동굴 내부 를 기어다녀야 했다. 그때 펜타곤은 아이로봇사에 도움을 요청했고, 팩봇이 그 임무를 대신 수행하게 되었으며, 이를 계기로 팩봇은 많은 군사작전에 투 입되었다. 이는 민간기술을 군에 활용한 대표적인 사례이다.

팩봇이 군작전 임무가 가능했던 것은 기본적으로 눈의 역할을 하는 전자광학장비(Electro Optical)와 적외선영상장비(Infra Red)를 장착하고 있고, 임무 에 따라 각종 센서 및 장비를 추가적으로 탈부착할

수 있었기 때문이다. 또한, 플랫폼의 무게가 11kg(조작팔 및 배터리 제외)에 불과하여 휴대가 가 능한 것도 군사작전을 가능케 한 주요 요인이다.

아이로봇사는 팩봇을 개발할 때 개방형 아키텍처 개념을 적용하여 필요에 따라 임무를 광범위하게 확 장시킬 수 있도록 플랫폼을 설계하였다. 팩봇은 2001년 실전 배치된 이래 사용자 의견을 바탕으로 새로운 위협에 대응하기 위해 지속적으로 진화되어 왔으며, 현재는 팩봇 510이 최신형 모델이다.

아프가니스탄전과 이라크전에서 미군과 다국적군 에게 큰 인기를 얻었던 팩봇은 미국뿐만 아니라 영 국, 중동 및 아시아태평양 지역 국가 등 35개 동맹국 에 약 6,000기가 판매되었다.

국군도 특전사와 동명부대(이라크 파병부대)에서 팩봇을 획득하여 폭발물 탐지 및 제거 작전에 활용 한 경험이 있다.

키네티크사의 탈론

탈론(Talon)은 최근 폭발물 탐지･제거 임무 중 매 설폭발물, 특히 지뢰 탐지 기능을 추가한 로봇으로 알려져 있다.

탈론도 아이로봇과 마찬가지로 민수용 재난구조 로봇으로 개발되었으나, 미군과 영국군이 아프가니 스탄에서 폭발물 탐지 및 제거 작전을 수행하기 위 해 실제 작전에 최초로 투입되었다.

그 후 아프가니스탄과 이라크의 전쟁 당시인 2000

<표 1> 아이로봇사의 팩봇 510

년대 초반에 광범위하게 배치･운용되었으며, 사용 자의 의견을 반영하여 현시점에도 계속 진화하는 모 델로 개발되고 있다. 현재는 탈론 V가 가장 최신 모 델로 알려져 있으며, 세계적으로 4,000대 이상이 판 매되었다

탈론은 기본 플랫폼에 지뢰탐지장치를 장착하고 있는데, 이것은 이라크전 당시 전면에 지뢰탐지기 (VISOR 2500)를 부착한 차량(허스키)의 효과를 인 정한 미군이 협로에서 지뢰제거작전을 수행하기 위 하여 소형 지뢰탐지기를 장착한 폭발물 탐지･제거 로봇을 요구한 데서 기인한다.³⁾ 차량용 지뢰탐지장 치를 개발한 나이텍(NIITEK)사는 탈론에 장착할 수 있는 소형 지뢰탐지기(R-VISOR) 개발에 성공한 것 으로 알려져 있으나,⁴⁾ 전쟁 종료에 따라 전력화는 불 확실한 상태이다.

코브햄사의 텔레맥스

코브햄(COBHAM)사의 텔레맥스(Telemax)는 현 존하는 폭발물 제거 로봇 중 가장 많은 연동장비를 장착할 수 있는 로봇으로 알려져 있다.

텔레맥스의 전신인 테오도르(Teodor)⁵⁾는 민간인 을 상대로 발생하는 테러에 대응하기 위해 개발된 로봇으로서, 다양한 임무 수행을 위해 최대 20kg의 물체 인양 및 다수의 연동장비 장착이 가능하였다.

그러나 크기 300kg 이상의 무게로 인해 운반이 곤 란하였으며, 협소한 공간에서 운용하는 데 많은 제 약을 받았다. 이러한 테오도르의 단점을 보완하고자 로봇을 소형화한 것이 텔레맥스이다.

텔레맥스는 무게를 약 80kg, 폭을 40cm로 축소함 에 따라 이동 및 공간의 제약을 보완하게 되었다. 기 존의 테오도르는 폭이 68cm로 버스와 지하철, 항공 기 등에서는 활용이 불가능하였다. 그러나 텔레맥스 는 폭을 40cm로 줄임으로써, 시민의 교통수단에서 발생할 수 있는 테러를 예방하는 분야에도 활용이 가능하게 되었다. 그리고 조작팔의 높이를 최대 2m 까지 연장할 수 있음에 따라, 차량과 지하철, 항공기 내의 선반에 있는 폭발물 탐지 및 제거가 가능하게 되었다.

또한, 화생방 임무 수행을 위해 화학 및 생물학 작 용제 탐지, 독성물질, 폭발성 물질 등을 탐지할 수 있는 센서를 장착할 수 있어, 최근 강조되고 있는 화 생방 테러에도 많이 활용될 것으로 예상하고 있다.

텔레맥스는 이처럼 장비의 확장성이 광범위하기 때문에, 최초 개발 시 테러에 대비하기 위해서 개발 되었다. 그러나 군으로까지 사용을 확장하였고, 군 에서도 개조한 부분이 거의 없이 상용 장비를 그대 로 구매하여 사용 중에 있다.

<표 2> 키네티크사의 탈론

지상전투용 로봇

지상전투용 로봇은 정찰, 관측, 폭발물 제거 등의 비살상 임무에서 살상용 무장을 장착함으로써 윤리 적 경계를 넘어가는 로봇이다. 지상전투용 로봇은 전장에 배치되어 운영된 사례는 미미하며, 현재 개 발이 진행 중인 것으로 알려져 있으나, 비밀로 분류 되어 정보 획득이 어려운 실정이다.

지상전투용 로봇을 선도하는 것은 수색로봇으로, 감시정찰용 센서와 무장을 동시에 장착하고 원격조 종을 넘어 자율주행 능력을 개발의 목표로 하고 있 다. 자율주행 기술은 인터넷 검색 업체로 출발한 구 글에서 개발을 주도하고 있다. 구글은 2009년부터 본격적으로 자율주행차를 개발해서 미 네바다주, 플

로리다주, 캘리포니아주 등에서 계속 시험을 하고 있 으며, 미 특허청에 관련 특허를 등록하고 있는 상태 이다.

미군에서도 민수에서 먼저 개발된 자율주행 기술들 을 이미 활용하고 있으며, 추가적으로 야지에서도 자 율주행이 가능한 로봇체계를 개발하는 데 주력하고 있는 것으로 알려져 있다.

미 육군은 TACOM(Tank –automotive and Armaments COMmand)을 주축으로 UGCV(Unmanned Ground Combat Vehicle) 체계를 구축하고, 세부 사업을 지 원하기 위하여 ARDEC(Army Armament Research, Development and Engineering Center)에서 다종 의 하부체계에 대한 연구개발 과제를 진행 중이다.

현재 일부 공개된 수색로봇으로는 이스라엘 지니어

<그림 1> 코브햄사의 텔레맥스

게를 증가시킨 궤도형 로봇체계로, 완전자율전투 능 력을 보유할 예정이다.

베이스10사의 게코

게코(Gecko)는 수색차량 2대와 지휘통제차량 1대 로 구성된 수색로봇체계로서, 독일군에 전력화될 예 정이다. 국내에서는 로봇스카웃(RobotScout)으로 알려져 있지만, 사실 로봇스카웃은 게코를 개발하는 팀의 이름이다.

게코는 개방형 플랫폼에 모듈형 임무장비를 탈부 착할 수 있도록 설계되었으며, 정보 수집, 정찰, 방 호, 수송 등의 임무를 수행할 예정이다.

베이스10(Base10)사는 수색로봇의 신뢰성 높은 통 신 능력 확보에 중점을 둠에 따라, 미국 RTI(Real- Time-Innovations)사에서 개발한 실시간 미들웨어 를 적용하였다. 이것은 전쟁환경 속에서 자율주행을 하며 수색작전을 펼칠 수 있을 것으로 기대하고 있다.

게코는 3.8톤의 하이브리드 차량으로, 10대의 카 메라, 6대의 스캐너로 구성되어 있고, 무장은 장착되 어 있지 않다. 국제방산전시회인 유로사토리(Eurosatory) 2012에서 시제품이 첫선을 보였고, 완전자율화를 스(G-nius)사의 가디엄(Guardium), 독일 베이스

10(Base10)사의 게코(Gecko), 러시아의 우다르 (Udar) 등이 있다. 이 중 가디엄만 소량 전력화되어 운영 중에 있으며, 나머지 체계는 시제품 수준의 개 발이 진행 중인 것으로 알려져 있다.

지니어스사의 가디엄

가디엄(Guardium)은 이스라엘의 엘빗(Elbit)사와 IAI사가 합작하여 설립한 지니어스(G-nius)사에서 개발한 지상 수색로봇이다. 기본 플랫폼은 민수 분 야에서뿐만 아니라 군수 분야에서도 활용하고 있는 톰카(Tomcar)라는 다목적 차량을 사용하였으며, 도 로 및 야지에서 시속 80km 속도로 이동할 수 있고, 300kg까지 적재할 수 있는 능력을 보유하고 있다.

가디엄은 톰카에 경장갑을 부착하여 방호력을 높 혔고, 열영상카메라 및 영상센서, 전술항법시스템 등을 장착하여 위험지역에서 스스로 감시정찰 임무 가 가능하도록 설계되었다. 그러나 현재는 완전자율 주행은 불가능하고 통제소 요원이 차량을 원격조종 하는 방식으로 운용하고 있다. 이뿐만 아니라, 원격 으로 운용 가능한 소형 무장까지 탑재하여 실시간 위협에 즉각적으로 대응하는 능력을 갖추게 되었으 며, 개방형 플랫폼을 사용하여 모듈형 임무장비의 탈･부착을 가능하게 하였고, 이를 통해 임무의 확장 성을 용이하게 하였다.

이처럼 가디엄을 장갑차 형태의 개방형 플랫폼 구 조로 개발한 이유는 유사시 공항이나 국경지대에서 발생할 수 있는 테러에 신속하게 대응하고, 감시정 찰 임무뿐만 아니라 추후 전투용 로봇으로 확장하기 위함이다.

현재 이스라엘은 가디엄의 후속작으로 나손 (Nahshon)을 개발하고 있다. 나손은 가디엄보다 무

<표 3> 지니어스사의 가디엄

목표로 여전히 개발 중에 있다.

기타

러시아는 2015년 로봇무기체계 우다르(Udar)를 공개 시연하였다. 우다르는 기존 장갑차 BMP-3 플 랫폼 및 기술을 활용한 전투용 로봇체계로서, 2A42 30mm 자동포와 7.62mm 기관총을 탑재하고 원격 조종을 통해 움직이는 전투용 로봇체계이다. 무장 또한 원격으로 통제할 수 있는 원격사격통제체계 (RCWS)를 장착하였고, 다향한 종류의 센서를 보유 하고 있어 최대 5.5km 이격된 표적에 대한 정보 획 득 및 공격도 가능하다. 이외에도 최근 러시아는 표 준 주력 전차 T-90을 개조하여 무인화시키는 개발 작업을 착수한 것으로 알려져 있다.

중국은 기존의 장갑차 플랫폼을 활용하여 개발한 샵클로(Sharp Claw)1을 중국 주하이 에어쇼에서 2014년에 선보였다. 샵클로1은 노린코(Norinco)사 에서 개발한 로봇무기체계로, 7.62mm 기관총을 장 착하고 있다. 그리고 궤도형 로봇체계로, 대부분의 지형 조건에서 기동이 용이하다. 또한, 전자광학장 비 및 적외선 야간투시경 등을 탑재하고 있어, 1km 내 표적에 대한 탐지 식별이 가능하다. 그러나 샵클

로1은 기존 로봇무기체계와 달리 원격제어로 작동 되는 것으로 알려져 있다.

맺음말

육군은 본격적인 지상 로봇무기체계 개발을 앞두 고 있다. 지상 로봇무기체계는 일반 재래식 지상 무 기체계와 달리 기술 발전 주기가 빠른 첨단 민간기 술을 활용하여 개발해야 하는 무기체계이다. 앞에서 기술한 선도국들의 지상 로봇무기체계의 개발 및 운 영 실태를 통해 다음과 같은 시사점들을 도출할 수 있었다.

첫째, 지상 로봇무기체계는 우선 민간의 확보된 플 랫폼, 하이브리드 엔진, 자율주행 및 통신 기술 등을 최대한 활용하는 방식으로 개발해야 한다. 민간기술 을 바탕으로 극한 환경에서의 운영, 야지 및 험지에 서의 고속주행, 야지에서의 원격 및 완전자율 주행, 전술상황 처리 등에 한하여 군요구를 충족시키는 수 준으로 개발이 진행되어야 한다. 군의 과도한 요구 성능과 개발 및 양산에 소요되는 비용을 적절히 절 충하여 적정 수준으로 개발할 필요가 있다. 일부 폭 발물 탐지･제거 로봇의 경우 상용품을 그대로 전장

<표 4> 베이스10사의 게코 <표 5> 러시아와 중국의 전투로봇

에서 운영하는 것을 참고할 필요가 있다.

둘째, 주계약자의 독점적 수직계열화를 방지하면 서 저비용 및 고상호운용성을 갖춘 로봇의 신속한 전력화를 위하여, 개방형 아키텍처에 기반한 로봇을 개발해야 한다. 개발된 로봇은 필요에 따라 지속적 인 성능 개량 및 임무 확장이 필요하게 된다. 이 경우 로봇이 폐쇄형 인터페이스로 개발되었다면, 성능 개 량이나 임무 확장 시 독점적 폐쇄형 인터페이스만을 사용할 수밖에 없어 경쟁 배제에 따른 비용 상승 및 전력화 지연이 발생하게 된다.

마지막으로, 일반 재래식 지상 무기체계와 다른 신 개념의 무기체계인 지상 로봇무기체계는 관행적으 로 적용되어 온 과거의 무기체계 획득절차에서 과감 히 탈피하여 신속한 획득절차를 통한 빠른 전장 배 치가 필요하다. 현 체제상에서는 당장의 변화를 기 대하기는 어렵겠지만, 민간기술을 최대한 활용하고 저비용 개발 및 성능 개량이 용이한 개방형 아키텍 처로 개발된 로봇을 우선 전력화하여 운영해 본 다 음, 추가적인 요구사항이나 임무 확대를 위한 성능 개량을 진행할 필요가 있다.

이와 같은 시사점들을 면밀히 검토하여 지상 로봇 무기체계 개발에 활용하기를 기대한다.

1) IED: Improvised Explosive Devices

2) http://www.irobot.com/AboutiRobot/CompanyInformati on/History.aspx (검색일: 2016. 9. 20.)

3) http://www.army-technology.com/projects/husky- vehicle-mounted-mine-detector/ (검색일: 2016. 8. 27.) 4) http://www.niitek.com/~/media/Files/N/Niitek/ docu-

ments/r-visor.pdf (검색일: 2016. 9. 2.)

5) http://www.armytechnology.com/contractors/mines/tel erob/ (검색일: 2016. 8. 17.)

본지에 실린 내용은 집필자의 개인적 의견이며, 본 연구원의 공식적 견해가 아님을 밝힙니다.

저자 소개

어하준

한국국방연구원 국방획득연구센터 [email protected]

이현무

한국국방연구원 국방획득연구센터 [email protected]

최근호 및 차호 소개

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