d라이브러리

'프라울러-70'은 탱크와 장갑차를 탐지하고 피아식별 후 적으로 판단되는 경우는 이를 파괴하는 임무도 수행한다.

한낮의 치열한 전투가 끝나고 전장(戰場)에는 칠흙같은 어둠이 깔려있다. 종일토록 공격을 감행했던 공자(功者)는 내일 계속될 공격전투를 위해서 재무장과 휴식을 취하고 한편으로는 내일에는 기필코 공격작전을 성공시키기 위해 필수적인 정보수집을 성공시키기 위해 로봇 정찰대를 출동시킨다.

이런 경우에는 지난 하루의 전투로 기진맥진한 병사들을 다시 투입하기 보다는 로봇 정찰대의 투입이 훨신 효율적이다. 그것도 분대 혹은 소대규모의 정찰대가 아니고 한대의 로봇이 정찰에 나선 것이다. 탱크와 유사한 모습이 90mm 이상의 주포를 가지고 있지 않고, 전투병력을 수송하는 점에서 장갑차와도 다르다. 그보다는 오히려 사람의 머리처럼 생긴 부분에 설치된 각종 카메라 렌즈로 인해 ET에 나오는 머리가 큰 기괴한 모습의 우주인을 더 닮은 것 같다. 분명히 사람이 타고 있지 않은 이 로봇 정찰대의 뒤를 따라가 보자.

야음을 이용해 오솔길을 따라 전진하던 이 로봇은 적이 수목을 잘라 설치해 놓은 장애물 앞에서 잠시 머뭇거리더니 슬그머니 옆으로 돌아서 전진을 계속한다. 전진을 게속하는 동안 기괴하게 생긴 머리는 마치 사람이 사방을 두리번 거리듯이 계속 전방을 살피는 모습이다. 로봇이 숨듯이 수풀속으로 몸을 감추자 30~40명 규모로 보이는 적 정찰대가 그 옆을 스쳐간다. 적이 완전히 시야에서 사라지자 로봇이 다시 나타나 정찰을 계속한다.

그러면 이 로봇은 적이 접근하는 것을 알고 자신을 숨긴 것인가? 좀더 그 뒤를 밟아 보자. 전진을 계속하던 로봇, 부서진 독립가옥 뒤로 몸을 숨기자 이번에는 10명 정도의 적병력이 다시 접근한다. 그러자 숨어있던 로봇의 무성기관총 총구에서 환한 빛이 몇번 빛나니 접근하던 적병력은 그자리에서 소리도 없이 무너지고 만다. 아마도 초전도(Super Conductivity)를 이용한 자기총(Magnetic Coil Gun)이거나 고출력의 레이저 빔을 이용한 기관총인가 보다.

로봇은 접근하는 적의 규모를 확인하고 이들과 충분히 대적할 수 있다는 판단이 서자 바로 교전에 들어간 것이다. 하기는 교전이 아닌 일방적인 싸움이다. 적이 모두 쓰러지자 이들 옆에 다가선 로봇은 옆에 흩어진 적의 병기와 몇개의 군번을 거두어 자기 몸체에 쓸어 넣는다. 그리고 마치 아무일 없었던듯 한동안을 더 적방어선을 따라 횡으로 정찰을 계속한다.

로봇은 임무를 마친듯 다시 우군진지로 돌아온다. 물론 우군진지 전방에서의 신원확인 과정을 통과해서.

로봇의 정찰이 계속되는 동안 아군상황실에는 지휘관및 참모들이 모여 앉아 이 로봇이 보내오고 있는 정찰 내용을 유심히 살펴보고 있다. 정면에 걸려있는 대형스크린(LSD)의 한쪽에는 적방어진지의 모습이 TV화면을 보듯이 나타나고, 다른 한쪽에는 작전 상황도가 있다. 로봇이 정찰하는 동안 보내오는 첩보가 바로 실시간(realtime) 정보로 처리되어 군대보호로 표현된 각종 적상황이 스크린에 나타난다. 로봇이 정찰을 끝내는 순간 적상황도가 완성되고, 지휘관 참모들이 이를 주시하는 동안 잠시 시간이 흐르자 화면구석에 '공격명령 작성완료'라는 메시지가 나타난다.

지휘관이 타이프라이터처럼 생긴 터미널을 향해 '작명도시'하고 말을 하자 상황 임무 실시로 이어지는 공격명령이 차례로 도시된다. 지휘관이 고개를 갸웃하고 '주공방향이 왜 좌측연대인가?'하고 묻자 스크린에는 적사단장의 인정사항, 경력, 성향, 과거작전에서 즐겨 택하였던 방어형태 등을 포함하여 우군의 주공을 좌측에 두어야하는 이유가 나타난다. 동시에 동일한 내용이 음성으로도 들려온다.

다시 '다음'이라는 지휘관의 명령에 지휘 및 통신으로 이어지는 명령이 계속된다. 부록까지 모두 도시되자 지휘관, 참모들은 약간의 토의시간을 가진 후 각자의 임무를 새기며 자신의 부대로 복귀한다. 내일의 필승을 다짐하며.

전자두뇌의 출현

조금은 황당무계한 이 이야기는 공상과학 영화나 만화의 한 장면이 아니다. 짧게는 5년, 길게는 15년내에 대부분의 내용이 현실화될 수 있는 이야기이다. 인공지능(Artifical Intelligence)을 이용함으로써 가능한 이 이야기는 전문가시스팀, 로보틱스, 영상해석, 자연어처리, 컴퓨터비전 및 컴퓨터 소프트웨어와 하드웨어기술의 종합적인 발전에 따른 응용의 산물인 것이다.

최근 우리는 거의 매일같이 신문이나 잡지 TV 전문지 등에서 인공지능이라는 말을 보고 또 듣고 있다. 갑자기 인공지능의 홍수에 휩쓸린듯한 느낌마저 든다. 물론 다른 학문분야에 비하면 짧은 역사를 가지고 있지만 근대적인 의미의 인공지능이 태동한 것은 1950년대로 거슬러 올라갈 수 있다.

군대 컴퓨터의 시조로 불리우는 '노이만'(John Von Neumann)박사는 멀지않은 장래에 인간의 지능과 유사하거나 오히려 능가하는 계산기가 등장할 것이라고 1950년대에 이미 예고하였으며 그의 판단이 옳았음을 이제 보고 있다. 인간의 인식에 관한 연구, 지식의 실제와 학습능력에 관한 연구 등 인간의 지능에 대한 이해가 쌓이고 여기에 놀랄만한 속도로 발전되어온 컴퓨터기술, 즉 컴퓨터의 처리속도의 증가와 엄청난 기억능력이 확보됨에 따라 머지않은 장래에 전자두뇌의 출현이 가능하게끔 된 것이다. 한마디로 인공지능이라함은 인간이 태어나며 가지는 본래의 지능에 경험과 학습을 통해 발전되는 자연지능(Natural Intelligence)에 대칭되는 개념으로 컴퓨터로 하여금 이러한 인공적인 지능을 갖도록 하는 것이다.

따라서 인공지능연구의 목표는 바로 인간의 사고과정(Thought Prosess)을 이해하여 이를 모방함으로써 인간의 마찬가지로 생각하는 컴퓨터를 만들어 내는데 있다고 하겠다.

국방에의 활용

인공지능에는 인간의 지능에 의해 통제되는 감각분야에 따라 비전(vision), 자연어처리, 전문가시스팀, 로보틱스, 영상인식 및 음성인식처리 등 많은 분야로 나누어져 연구가 진행되고 있으나, 이 모든 분야가 국방과학에 크든 작든 응용되고 있다. 실제로 인공지능분야의 발전은 국방분야에 투자함으로써 가능해졌다고 볼 수 있다. 1960년대 미(美)국방성은 MIT, 카네기 멜론, 스탠퍼드대학에 인공지능연구센타의 설립을 지원하였고, 인공지능의 장래에 대한 부정적인 시각으로 인해 암울했던 60년대말 70년대에도 재정지원을 계속했다.

점차 폭주해가는 군사 정보의 양, 날로 복잡해져가는 현대장비, 육해공군의 합동작전뿐만 아니라 국가간의 연합작전 수행능력의 필요성 등이 앞으로의 추세이다. 반면에 위험하고 흥미없는 일은 회피하려는 인간의 본성으로 인해 이러한 일들을 수행할 수 있는 전문인력은 더욱 부족하게 된다. 이러한 장래 전쟁의 모습을 예견한 국방부의 판단이 인공지능에의 자원을 가능하게 했던 것이다. 여기에서는 인공지능에 관한 전문적인 검토보다는 실제적으로 이루어지고 있는 국방관계 연구프로젝트를 로보틱스 및 전문가시스팀 분야를 알아본다.

AI의 종합예술, 로보틱스

영화를 종합예술이라고 말하듯이 로보틱스분야는 인공지능의 모든 분야가 종합적으로 응용된 결정체이다. 지난 수십년동안 로봇은 공상작가의 소설테마에 불과하였으나, 1960년대 말부터 빛을 보기 시작한 마이크로프로세서의 출현은 컴퓨터두뇌의 형태로 로봇에 생명을 불어넣게 되었다.

지난 15년 동안 로봇은 'Pick and Place' 기계로 사용되기 시작하여 주물용접 도색 등에 이용되어 왔다. 수치제어(NC)방식을 이용한 이러한 작업은 사전에 로봇이 취해야 할 행동을 프로그램화 하여 기계적인 반복을 계속하여 한 것이다. 인간의 지능을 요구하는 작업을 스스로는 수행할 능력이 없는 눈먼 로봇(Blind Robot)에 불과하였다.

그러나 앞으로 수년내 스스로 걷고, 말하고, 듣고, 냄새를 맡고, 보고 느끼는 능력을 갖춘, 스스로의 판단이 가능한 영리한 로봇(Intelligent Robot)으로 발전해 나갈 것이다. 인간의 감각, 지각 행동에 필요한 엄청난 양의 데이타와 지식을 저장하고 필요시 짧은 시간내에 이를 이용할 수 있는 컴퓨터 처리능력의 급속한 발전이 이를 가능케 한다.

현재 널리 사용되고 있는 1메가비트 메모리는 대략 64페이지에 타이핑된 정보를 손톱크기의 실리콘 칩에 담을 수 있다. 개발노력이 집중되고 있는 16, 64 메가비트 칩이 실용화되면 인파가 가득한 서울거리를 춤추며 다니는 로봇을 보게 될 것이다. 하루 24시간 내내 아무런 피로를 느끼지 않고 조금의 오차도 없이 위험한 일, 귀찮은 일을 추울 때나 더울 때나 한결같이 해낼 수 있는 로봇이 국방에 어떻게 이용되고 있는지를, 현재 진행되고 있는 미(美)국방부 프로젝트를 통해서 알아본다.

■자동지상이동차량(ALV)
ALV(Autonomous Land Vehicle) 는 8륜의 차량으로 험난한 지형에서도 독자적인 기동능력을 보유하고 있다. 시각센서를 통해 입수된 정보는 비전시스팀과 영상인식시스팀, 그리고 적절한 코스를 선택할 수 있도록 준비된 시스팀 등에 의해 주어진 임무를 수행한다. 마틴마리에타에서 개발중인 사업이다.

■ASV-화물수송전담
ASV(Adaptive Suspension Vehicle)는 차량이동이 곤란한 지형에서의 화물수송을 위한 로봇으로 6개의 다리를 가진 반자종 이동체이다. 현재 '오하이오'주립대학에서 수행중인 이 프로젝트는 1차적으로 시속 8마일의 이동속도와 2백30kg의 화물수송, 그리고 자동적으로 인간처럼 발을 떼어놓을 수 있도록 해주는 비전시스팀의 개발을 목표로 하고 있다.

■전투용 로봇(PROWLER)
6륜의 장갑차량인 이 로봇은 원격조정에 의해 정찰임무를 수행하도록 2정의 M-60기관총을 정착한 프라울러-50모델이 있고, 수록된 디지틀 지도데이타와 수개의 센서를 통해 얻어지는 주변정보를 이용하여 자체적인 기동능력을 주변정보를 이용하여 자체적인 기동능력을 보유하고 전투정보수집과 소규모 전투행동이 가능한 프라울러-60, 그리고 현재 미(美)육군에서 시험중에 있는 프라울러-70에 이르기까지 시리즈로 개발하고 있다.
프라울러 70은 기본적으로 탱크와 장갑차를 탐지하고 피아식별 후 적으로 판단되는 경우에는 이를 파괴하는 임무를 수행할 수 있도록 설계되었다. 기본 임무 이외에도 장착되는 장비의 특성에 따라 수행할 수 있는 임무로는 다음과 같은 것들을 들 수 있다.
○정찰
○전자전
○화생방 탐지
○이동무선중계소
○원거리 표적탐지
○전방지역 보급수송
이외에도 로보틱스에 관련된 프로젝트는 다음과 같다.
○전술정찰차량(TVR) : 정찰, 소규모 전투, 연막, 화생방탐지
○장애물 제거차량(ROBAT) : 지뢰지대 통로개척
○대전차시스팀(RAS) : 대전차유도탄 TOW 탑재, 원격조정에 의해 대전차전수행.
○수중정찰로봇(URS) : 심해(深海)표적획득을 위한 수중자유이동시스팀

가장 실용적인 전문가시스팀

전문가시스팀은 인공지능의 여러분야 중에서도 국방에의 활용면에서 가장 많은 관심을 끄는 분야이며 이제 비록 초기이긴 하지만 현실문제해결에 성공적으로 이용되고 있다. 전문가시스팀은 의료진단이나 전화선로 고장 구간 판단과 같이 매우 좁은 영역, 특정문제영역에서 복잡한 현상을 모델화하고 해당 영역의 전문가가 가지고 있는 지식과 경험을 포함하는 룰(Rules)을 이용하여 문제를 해결한다.

이 시스팀은 실제로 지식과 경험 그리고 그때 그때 상황에 따라 변하는 사실을 포함하는 지식베이스(Knowledge Base)와, 문제를 해결하는 인간의 사고과정을 모방하여 지식베이스를 실제로 이용하는 방법을 제시하는 추론기관(Inference Engine)으로 구성된다. 1970년대에 개발되어진, 혈중감염정도를 진단해내는 마이신(MYCIN), 물질의 분자구조를밝혀내는텐드랄(DENDRAL)등 초기 시스팀에 이어, 현재에 이르러서는 XCON XSITE 시시즈(과학동아 87년 6월호 참조)에 의해 적정 컴퓨터시스팀의 구성 및 설치 레이아웃까지 일련의 작업을 전문가시스팀에 의뢰하는 단계에까지 이르렀다.

일본내에서 전문가시스팀(XCON, XSITE등) 이용하는 DEC America의 매출이 그렇지 못한 DED Japan의 매출을 크게 앞서자 비지니스의 귀신이라고 불리우던 일본의 기업들, 그래서 비지니스에서는 미국은 일본을 배우라던 캐치프레이즈는 오히려 미국을 배우라는 캐치프레이즈로 바뀌었다.

현실적으로 고급전문인력을 사용하는데 비용은 날로 높아가고 있다. 비용뿐만 아니라 시간적, 공간적으로 아무런 제한없이 이들 전문가를 사용한다는 것은 거의 불가능하다. 더욱이 오랜 경험을 쌓은 전문가들이 은퇴나 전직하므로 인해 생기는 공백을 메꾸기가 어려울뿐만 아니라 이를 위해 교육 훈련에 소요되는 비용도 엄청나다. 또한 시스팀의 복잡성이 점차 증대되고, 신속하고도 정확한 의사결정, 객관적인 판단이 요구되는 현실 여건 아래서 '컴퓨터 전문가'의 이용은 필수불가결한 것이다. 실제로 미국의 '드리마일아일랜드' 원자력 발전소에서 있었던 대형사고는 바로 운영의 판단착오에 기인됐던 것으로 그 원인이 밝혀졌다. 아래에 국방에 응용내지는 개발되고 있는 전문가시스팀의 예를 들어본다.

■ARES(군단장 보조참모)
군단급의 작전계획 작성을 위한 전문가시스팀으로 1985년부터 미(美)통신전자사령부 예하 인공지능 기술연구부에서 개발되어 왔다. 전투의 궁극적인 목표는 승리하는데 있으며 작전계획이나 명령은 이를 보장하는 시발점이다. 그러나 이를 준비하는데 지나치게 많은 시간이 소요 되거나 객관성, 가용한 전투력의 판단 등이 부정확하다면 현대전투에서의 승리란 기하기 어렵다. ARES는 실제로 군단장이 결심하는데 도움을 주는 보조수단, 의사결정 자원수단으로 개발되고 있다.

물론 ARES는 관련된 많은 부속시스팀들을 가지고 있다. 작전계획의 첫부분이랄 수 있는, 상황중에서도 전문가를 대신하여 지형분석을 해주는 시스팀, 적전투서열(EOB)이나 각종 수집원으로 부터 입수된 첨보를 처리하여 획득된 정보 등을 통합하여 적상황을 판단해 주는 시스팀, 아군의 가용 전투력을 고려한 실시란의 내용 등을 정해주는 시스팀들이 ARES를 완성하는데 필요한 부속시스팀들이다. 현재는 고착된 상황하에서 장차작전을 계획하는 기능과 전투간 상황변화에 신속하게 대처할 수 있는 기능 등 1, 2단계로 나누어 ARES 시스팀의 개발이 추진되고 있다. ARES의 개념이 더욱 발전되고 완전하게 될 때에는 전문가 시스팀이 모든 작전을 계획하고 그 실시를 통제할 수 있게 될 것이다.

■FCCBMP(함대지휘소 전투관리시스팀)
1984년 8월에 체결된 미(美)태평양 함대사령부와 국방연구개발사업단(DARPA) 간의 양해각서에 의해 시작된 이 프로젝트는 함대사령관에게 적절한 해상 전투관리능력을 줄 수 있는 전문가시스팀의 개발을 목표로 하고 있다. 5개분야로 나누어 추진하고 있는 이 시스팀중 전력평가전문시스팀(CASES : Cap ability Assessment Expert System), 전장모의전문가시스팀(CAMPSIM : Campaign Simulatkon Expert System), 작전계획작성전문가시스팀(OPGEN : Operations Plan Generation Expert System) 및 전략분석 및 평가전문가 시스팀( ATUS : Strategic Genration and Evaluation Expert System) 등은 계획작성을 지원하기 위한 시스팀들이며 전력소요관단전문가 시스팀 (FRESH : Force Requirements Expert System)은 현재 진행되고 있는 작전을 지원하기 위한 것이다.

FRESH는 아군의 전투준비태세를 파악하고 전장의 상황변화가 미치는 영향을 분석하여 수개의 방책을 우선순위별로 작성하며 이들 방책에 따른 사용가능 전력의 재배치가 미치는 영향을 평가한다. CASES는 피아전투력을 비교분석하며 주어진 상황과 시나리오에 따라 각각의 방책을 중심으로 모의전투를 실시한다. CAMPSIM은 작전계획을 발전시키는데 도움을 줄 수 있도록 사용되며 OPGEN은 선정된 방책에 기초를 두고 작성된 작전개념을 발전시키고 이를 평가한다.

해군용의 이 시스팀은 육군에서 개발하고 있는 ARES시스팀과 유사한 것으로 볼 수 있다.

첨단장비의 고장진단과 수리

군의 전투준비상태를 기본적으로 장비의 준비상태와 직결된다. 지난 25년간 미(美)육군 공군 예산의 25%가 정비 비용으로 사용되었다는 사실은 정비의 중요성을 직접적으로 설명하고 있다. 더욱이 정교한 현대무기의 정비에는 더 많은 인력과 노력 시간 비용이 요구된다. 동계에 의하면 6백66명의 탱크정비병이 정확하게 고장원인을 발견한 경우 15~30%에 불과하고 또 정확한 원인을 찾은후에 이를 올바르게 정비할 확률은 33~58%에 불과하다.

F-14정비시 인간의 실수로 인한 손실이 연간 3억달러이상에 달하고 있다는 사실은 장비정비의 어려움과 중요성을 말해주고 있는 것이다. 전문가시스팀은 정비전문가를 대신하여 이러한 현실적인 문제를 해결하여 줄 수 있다.

■MACHⅢ
'호크'(HAWK)유도탄의 레이다 정비요원 교육훈련용 전문가시스팀으로 1987년말 완성되어 현재 미(美)방공학교에서 시험평가중에 있다.

■IMTS
SH-3헬리콥타의 접는 날개부분의 고장진단, 및 정비기술 습득을 위한 시스팀이다.

지금까지 인공지능의 여러분야 중 로보틱스와 전문가시스팀을 중심으로 이들이 국방과학에 응용되는 사례들을 살펴보았다. 이외에도 각종 센서입력을 종합평가하여 전장상황을 종합분석하거나 영상정보를 직접 해석해내는 시스팀, 타이프라이터의 키보드를 직접 두드리지 않고 음성으로써 직접 타이핑 하거나 컴퓨터에 입력할 수 있는 시스팀 등 국방분야에 인공지능기술을 응용하는 방법은 무궁무진하다고 하겠다.

마지막으로 분명히 해야 할 사항은 국방에서 인간요소의 중요성이다. 최신 현대과학의 결정체들이 국방에 응용되는 사례가 이야기될 때마다 많은 사람들은 언젠가는 로봇이 전투의 주인공이 되는 무인전쟁의 시대가 오리라고 상상한다. 그러나 전투능력을 가진 로봇의 의지를 심어주는 주체가 바로 사람이라는 사실, 그리고 실제 전투상황은 냉방기가 돌아가는 깨끗하고 쾌적한 연구실이나 사무실의 환경과는 전혀 다르다는 사실을 이해한다면 궁극적으로 전장에서는 인간의 역할이 절대적이라는 사실 역시 쉽게 이해가 될 것이다.

포탄이 나르고 정보수집수단, 화력수단을 통제하는 컴퓨터가 먼지를 뒤집어 쓴채 땅에 구르며, 거미줄같이 연결된 현대식 통신체계가 단 한발의 포탄에 의해 그 기능이 마비되는 상황하에서 작전의 주체가 누가 되어야 하는가 하는 물음에 대한 답은 자명하리라고 본다.