기습 침투에 즉각 대응하는 기술 확보

미래 해전은 무인 전력이 큰 역할을 할 것으로 예상된다. 무인 전력 중 해상에서 활약을 살펴볼 수 있는 자리가 마련됐다.

적 수상정 해상 침투 대응

진해 해군사관학교 앞바다에서 무인수상정의 집단 운용 기술 시연이 진행됐다. 시연에서는 붉은 깃발을 단 적함 5척이 우리 영해로 기습 침투를 시도하는 상황이 설정됐다. 인근에서 3열 종대로 감시 정찰 중이던 해군의 무인수상정 10척이 적함의 기습 침투에 즉각 출격했다. 출격한 무인수상정은 탐지 센서를 통해 정보를 수집하고, 인공지능을 활용해 전장 상황을 인식한 뒤 원격통제소에 사격 승인을 요청했다. 적함이 사정거리로 들어오자, 원격통제소에서 사격 개시 명령이 내려졌고, 무인수상정은 신속하게 사격을 시작했다. 그 순간 적함에서 붉은 연기가 피어오르는 장면이 펼쳐졌다.

이번 시연은 군집 무인수상정 운용 기술 개발이 완료된 지 5년 만에 이루어진 첫 해상 시연으로, 강화 학습을 거친 인공지능이 적용된 시나리오를 기반으로 했다. 이 기술은 서북도서 및 남북 접경 해역에서의 감시 정찰, 적 강습 대응을 위해 개발된 미래도전국방기술개발 사업의 일환이다.

투입된 무인수상정은 길이 6.5m, 폭 2m로 최대 속도는 20노트(시속 37km)에 달한다. 무인수상정은 원거리 표적을 탐지하는 레이더와 적을 추적·확인하기 위해 표적을 인공지능으로 인식하는 전자광학(EO) 장비, 근거리 장애물을 식별하고 무인수상정 간 충돌을 방지하는 라이다 장비를 장착하고 있다. 또한 360도 카메라를 활용해 무인수상정 간의 거리를 측정하는 인공지능 센서와 아군의 상대 위치, 방위각을 활용해 지도를 작성하는 슬램(SLAM, Simultaneous Localization and Mapping) 기법도 적용되어 적의 GPS 신호 교란에 대비할 수 있는 능력을 갖추고 있다.

군집 무인수상정 운용기술 획득

무인수상정을 군집 형태로 개발한 이유는 유인 함정에서의 센서 탐지 거리, 무장 종류와 발사 거리, 운용 장비 범위 등 운용에 제약이 있기 때문이다. 군집으로 운용함으로써 이런 제약을 효과적으로 극복할 수 있다. 각 무인수상정에는 역할에 맞는 기술들이 각각 탑재되어 있다. 탑재된 기술은 군집 자율운항 기술, 군집 임무계획 기술, 군집 통신 네트워크 기술이다. 군집 자율운항 기술은 레이더, 라이다, 카메라, 전자광학 장비 등으로 획득한 정보를 식별하고 전장 상황 인식 정보를 획득한다. 군집 임무계획 기술은 자율운항 알고리즘으로부터 얻은 전장 상황 인식 정보를 활용해서 인공지능 강화학습을 통해 군집 무인수상정에 임무(명령)를 부여는 방식이다. 군집 통신 네트워크 기술은 통신 거리 변동에 따라 자동으로 군집 통신 네트워크 유형을 설정해 다양한 임무 계획을 수행하도록 지원한다.

무인수상정은 평상시에 NLL 부근에서 탑재된 센서를 활용해 정보를 수집하고, 군집 자율운항 기술을 통해 자율적으로 감시정찰을 수행한다. 적의 침투나 남하하는 물체가 탐지되면 의도 추론 알고리즘을 통해 물체의 의도와 침투 경로를 예측해 방호전투 임무로의 전환이 이뤄진다. 방어전투 임무 모듈로 변경되면 군집 임무계획 기술을 통해 침투하는 물체를 지속해서 추적 관리해 군집 무인수상정에 목표 물체를 할당한다. 무인수상정은 해당 물체를 확인한 후 사격 위치로 이동하며, 사격 거리 내로 들어온 적함에 대해 원격통제부의 승인 후 사격을 실시한다. 이 모든 과정은 수백만 번의 학습을 통해 발전한 군집 임무계획 알고리즘에 의해 이뤄진다.

이러한 군집 무인수상정 운용 기술은 앞으로 북한의 공기부양상륙정(공방 II, III)과 같은 다수의 비대칭 침투 세력에 대해 우리 군의 인명 피해 없이 효과적인 방호 전투가 가능할 것으로 기대된다. 또한 무인 잠수정이나 무인기 등 무인체계와 유인 함정 간의 협업을 통해 유무인 복합전투체계 구축에도 기여할 전망이다.