전투원 생존성 높이는 '국방로봇'…軍 8개 사업 본격화

[이데일리 김관용 기자] 미래 전장(戰場)은 어떤 모습일까. 로봇과 컴퓨터가 지배할 것이라는 데에는 이견이 없다. 인공지능(AI)을 기반으로 한 로봇이 자율적으로 판단해 전투 임무를 수행할 것이라는 얘기다. 전투로봇은 노면이나 차선, 장애물을 정확하게 감지할 수 있는 첨단센서를 장착하고 있을 것이다. 제동과 가속을 자율적으로 할 수 있는 첨단 자율주행 시스템으로도 무장한다.

특히 실제 전투에선 무인체계 단독의 임무 수행보다는 무인 체계간 군집을 이뤄 작전을 수행할 것으로 전망된다. 유인 또는 무인체계의 제약을 극복할 수 있는 유·무인 복합체계로 발전할 가능성도 크다.

우리 군이 이같은 미래 전장 환경에 대응하기 위한 ‘국방로봇’ 사업을 본격화하고 있다. 지난 24일 방위사업청이 한화디펜스와 약 180억 원 규모의 폭발물 탐지·제거 로봇 체계개발 계약을 체결하는 등 국방로봇 사업에 속도를 내고 있어 주목된다.

(그래픽= 김정훈 기자)

◇급변하는 환경…국방로봇 도입 필요성

국방로봇은 기존 지능형 로봇이 갖고 있는 ‘이동성+지능’에 더해 병사가 수행하는 임무나 기존에 불가능했던 새로운 임무를 무인자율 기술 및 원격제어를 통해 수행하는 군사용 무인·로봇 장비다.

현재 저출산과 인구 고령화로 병력 자원이 크게 줄어들고 있는 상황이다. 병력 위주의 양적 구조에서 기술 위주의 질적 구조로 군 구조를 바꾸고 있는 이유다. 그 중심에는 국방로봇이 있다. 특히 국방로봇은 인명피해는 최소화하고 전투 효율은 극대화 할 수 있어 인명중시 사상에 부합한다.

게다가 상호 연결된 네트워크 중심의 동시·통합 작전과 복합 정밀 타격전, 비대칭 전쟁, 사이버·우주·전자전 공간으로의 확장 등 미래 전장 환경이 급변하고 있는 상황이다. 병력이 운용하는 유인 체계만으로는 한계가 있을 수밖에 없다는 얘기다.

이와 함께 인공지능(AI), 첨단센서, 신소재, 소형·경량화, 고출력 에너지, 정보통신기술(ICT) 등 로봇에 적용될 첨단기술 또한 획기적으로 발전하고 있다. 군 당국이 국방로봇의 도입을 서두르고 있는 이유다.

국방과학연구소가 개발한 견마로봇이다. 견마는 개 견(犬)과 말 마(馬)의 합성어로, 말 그대로 개처럼 냄새를 맡으며 수색을 하고 말처럼 물건을 옮기는 로봇이라는 의미다. (사진=국방과학연구소)

◇지상로봇과 해양·공중 무인체계

국방로봇은 운용 환경에 따라 지상로봇, 해양 무인체계, 공중 무인체계 등으로 구분할 수 있다.

우선 지상로봇은 기존에 사람이 탑승하는 차량을 무인으로 변형한 형태가 대표적이다. 이와 함께 병사가 착용하면 그의 신체 의도를 예측해 움직임을 극대화 해주는 근력증강 플랫폼 제어 로봇도 있다. 인간의 형태를 가지면서 인간이 하는 일을 대신하는 휴머노이드 로봇 개념의 전투로봇과 동물·파충류·곤충의 생체를 갖는 생체모방로봇 등도 지상로봇에 속한다.

해양무인체계의 경우에는 무인수상정과 무인잠수정 등이 있다. 기존 함정과 잠수함의 작전이 제한되는 연안지역이나 위험지역 등에서 감시·정찰 임무를 수행하고 적 함정과 잠수함, 기뢰 등을 탐색해 대응할 수 있도록 하는 무인 무기체계다.

공중무인체계는 운용목적에 따라 정찰·전자전·기만(회피)·공격·전투·표적 등으로 분류할 수 있다. 다양한 목적에 맞춰 기술이 개발되고 있다. 특히 다양한 능력을 탑재한 다목적 무인 전투기로 진화하고 있는 상황이다.

지상분야 국방로봇 사업으로 체계개발을 시작한 폭발물 탐지·제거 로봇. (사진=방위사업청)

◇로봇기술, 무기체계 적용 단계 이르러

우리 군의 국방로봇이라고 부를 만한 프로젝트는 지난 2005년 국방과학연구소(ADD)가 개발한 야지자율주행 실험로봇 ‘XAV’가 최초다. XAV는 전기차량을 개조한 무인 자율 주행 차량이다.

이어 시설감시경계용 견마로봇(2012년)과 감시경계 및 매복 작전용 초견로봇(2014년), 부상자 긴급 수송 및 위험물 제거용 구난로봇(2016) 등을 개발하며 자율제어 기술과 표적탐지 및 환경인식 기술 등을 발전시켰다. 이에 더해 임무장비의 다양화·자동화와 구동 및 에너지 기술, 네트워크 기반의 통신기술 등 로봇기술을 융·복합해 무기체계에 적용하는 단계에 다다랐다.

현재 군 당국이 추진하고 있는 국방로봇 사업은 △무인 경전투 차량 △폭발물 탐지·제거 로봇 △소형 정찰 로봇 △다목적 무인 차량 등 지상분야 4개와 △무인 기뢰 처리기-Ⅱ △수중 자율 기뢰 탐색체 △무인 수상정 △정찰용 무인 잠수정 등 해양분야 4개다. 이들은 군에 전력화 될 예정으로 소요가 결정돼 개발이 진행되고 있다.

◇폭발물 탐지·제거 로봇, 공병부대 능력↑

이번에 한화디펜스가 수주한 폭발물 탐지·제거 로봇은 지상분야 국방로봇 프로젝트 중 하나다. 이 로봇은 야지 주행과 장애물 극복이 가능한 기동력, 땅 밑의 지뢰를 찾아내고 철판 속의 폭발물을 탐지하는 능력, 로봇 팔과 물포총 및 산탄총으로 폭발물을 제거할 수 있는 능력 등을 갖고 있다. 지난해까지 2년간의 탐색개발 과정을 거쳐 필요한 기술을 확보했다. 이번 체계개발 이후 양산 사업을 통해 군에 전력화 될 예정이다.

무인 경전투 차량의 경우 통제차량에 의해 원격 제어와 자율주행이 가능한 무기체계다. 기계화 부대의 선두에서 정찰, 화력 유도, 중요시설 경계 등의 임무를 수행한다. 이 사업은 2022년 체계개발에 착수할 예정이다.

다목적 무인 차량은 보병대대 이하 전투현장에서 경계와 탄약 운반, 식량·식수 보급, 환자 후송 등의 임무를 지원할 수 있는 플랫폼이다. 현재 선행연구 단계로 관련 조사·분석이 이뤄지고 있다.

소형 정찰 로봇은 비무장지대(DMZ) 작전과 대테러 작전 등 고위험 작전 환경에 투입되는 무기체계다. 적 지역 정찰과 매복 진지 전방 및 사각지역 감시 임무 등을 수행한다. 테러 진압을 위한 감시장비와 조작 팔, 화기, 섬광 폭음탄 등을 장착한다. 35㎏ 이하의 소형 로봇으로 개발될 예정이다. 현재 선행연구를 마치고 소요를 구체화 하기 위한 작업이 이뤄지고 있는 단계다.

군 당국은 이같은 차량형 로봇 이외에도 지상분야 국방로봇 사업으로 험지나 지하 등 특수지역에서 군사 임무를 수행할 △착용형 근력증강 로봇 △방호전투 착용 로봇 △초소형 군집 로봇 △곤충 로봇 △다족형 로봇 등에 대한 핵심기술도 개발하고 있다.

국방과학연구소 민군협력진흥원이 지원하는 민군기술적용연구 사업을 통해 LIG넥스원이 개발한 무인수상정 항진 모습이다. (사진=LIG넥스원)

◇해상에서도 위험 임무 로봇이 대신한다

해양분야 국방로봇 사업 중 가장 속도가 빠른 사업은 무인 기뢰 처리기-Ⅱ다. 음탐기와 TV카메라 등을 통해 물 속의 기뢰를 폭약으로 폭발시키거나 계류삭(홋줄)을 절단해 제거하는 장비다. 해외에서 도입해 운용하고 있는 노후화한 무인기뢰처리기를 국내 기술로 개발해 현재 해군에 전력화가 진행되고 있다.

이와 함께 수중 자율 기뢰 탐색체 사업은 기뢰 탐색뿐만 아니라 수중 감시정찰 전력으로 운용이 가능한 국내 최초의 수중 자율 무인체계를 개발하는 프로젝트다. 기존 무인 기뢰 처리기는 소해 함정과 유선으로 연결해 운용하는 형태지만, 수중 자율 기뢰 탐색체는 무선 원격 조정과 수중 자율 주행이 가능하다. 소나(수중 음파 탐지기), 수중 초음파, 수중 광학 카메라 등을 장착해 탐지 능력이 강화됐다. 장애물 회피와 자동 복귀 기능 등도 갖추고 있다. 올해 12월 체계개발에 착수할 예정이다.

무인 수상정은 북방한계선(NLL) 근해와 주요 항만 등 연안 해역에서 감시·정찰 임무를 수행하는 장비다. 해저에 침강한 착저 잠수함이나 기뢰 탐색 임무를 수행하기 위해 수중 탐색 음탐기와 각종 탐지 장비를 탑재하고 있다. 항해 레이더와 레이저를 통해 거리를 측정하는 라이다, 관성항법장치 등도 장착한다. 현재 군 당국은 장애물 회피와 자동 복귀 등 자율 운항 기능도 갖고 있는 10톤급의 무인 수상정을 도입하기 위한 방안을 검토하고 있다.

무인 잠수정은 한반도 인근 해역과 기지 근해, 집결지 등에서 주변국 잠수함이나 수상함을 은밀히 감시하는 임무를 수행하는 체계다. 30일 이상 수중에서 체류할 수 있는 것이 특징으로 이를 구현하기 위한 핵심기술을 개발하고 있다.