[밀리터리 인 테크] 전쟁의 승패 가르는 척후병…국방 자율주행 로봇 볼께요

피곤한 낮 출근길에 차 안에서 뒹굴며 잠이 부족해 앞서 회사 앞에 도착했습니다라는 목소리가 과민하게 들린다. 버스와 노선된 지하철로 출근한 것은 아니다. 내가 자고 있는 동안 승용차가 직접 와인을 회사까지 바래다줬다. 꿈같은 이야기지만 머지않아 현실이 될 것이다. 최근 구글, 테슬라 같은 민간 기업들이 앞 다퉈 자율주행 자동차와 자율주행 기술을 선보이고 있다. 운전자가 목적지를 입력하면 자동차가 운전자의 도움 없이 스스로 움직여 목적지까지 도착할 것이다. 물론 자동차는 미리 학습된 환경 및 상황정보 및 주행하고자 하는 도로에 대한 정확한 정보 및 지도로써 자율주행을 한다. 만약 자율주행자동차가 사전에 도로정보과 지도가 주어지지 않은 차소리가 본지역으로 간다면 과연 자율주행이 가능할까. 아니면 자율주행차가 새로운 곳으로 가기 위해 평소처럼 도로를 건설하고 도로정보를 구축해서 지도를 만들어야 하는가? ​

20일 2년 8월 51미국 항공 우주국(NASA:National Aeronautics and Space Administration)에서 개발한 화성 탐사기 큐리 어시티 로버(Curiosity Rover, 이하의 큐리오 시티)이 지구를 떠난 지 약 7개월 만에 미지의 행성, 화성에 착륙했습니다. 그 때문에 최근까지 큐리오 시티는 인류가 가보고 없는 화성에서 사람의 눈 역할을 하는 스테레오 카메라를 이용하고 주변 환경을 인식하고 하루에 200m이상을 스스로 이동하고 탑재된 카메라, 화학 분석 장비, 방사선 측정 장비 등을 이용하고 화성의 토양, 바위, 공기 등의 환경 조건을 분석하고 미생물의 존재 가능을 연구하고 있다.

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그렇다면 큐리오 시티는 어떻게 길도 아니며 한번도 가서 보지 않은 화성에서 지도도 없이 홀로 탐사를 실시할 수 있는 것 1? 그 해답은 현재 국방과학연구소가 개발하고 있는 국방 자율주행 로봇에서 찾을 수 있다.

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국방자율주행로봇은 열악한 환경 조건에서 개략적인 사전정보와 탑재된 센서를 통해 얻는 정보를 활용해 처음을 내는 군 작전지상에서 목적지까지의 자율주행, 경로개척, 감시정찰, 물류수송, 부상자 구출 등 다양하고 복잡한 임무를 수행한다. 국방 자율 주행 로봇은 작전 임무가 부여되면 크게 3단계 인지-판단-행동의 사이클을 통해서 운용된다. 즉,보고판단하고,움직인다는것.

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사람의 눈으로 보는 것처럼 국방 자율주행 로봇은 다양한 환경조건에서 주변 환경을 인식하기 위해 물리적으로 다른 특성을 가진 주.night 카메라, LIDAR, 레이더 등의 센서 정보를 융합하여 사용합니다. 사람의 눈은 기후나 주night 등 환경의 변화나 주변 환경에 대한 색, 질감, 거리 등에 대한 정보를 한꺼번에 얻을 수 있지만 센서는 그렇지 않다. 이러한 문재를 극복하기 위해 국방 자율주행 로봇은 서로 다른 센서 정보를 시간(SW·HW 기반 시간의 동기화)과 공간(캘리브레이션) 상에서 융합해 인간의 눈처럼 주변 환경정보를 얻는다.로봇이 환경의 변화의 영향을 받지 않고 주변 환경을 인식할 수 있다면, 갈 수 있는 길이 있는지 없는지는 로봇 스스로가 판단할 수 있다. 국방 자율주행 로봇은 환경인식 결과에 따라 지표의 종류(class), 지표의 거(roughness), 지표의 경도(hardness) 등을 한번에 파악할 수 있는 길인지 확률치로 표현합니다. 즉, 확률이 높을수록 육지는 단단하고 평탄한 일반적인 도로의 특징을 갖는다는 것을 의미하며, 확률이 moning일수록 현재의 로봇 상태로는 가기 어려운 길을 의미하게 된다. 이런 기능 때문에 국방 자율주행 로봇은 가보지 못한 곳에서도 정확한 지도 없이 주행할 수 있다. 갈 수 있는 영역을 파악하면 로봇은 본인의 기동능력(기구학, 동역학적 특성)을 기반으로 해당 영역에서 목표 지점에 도달할 수 있는 최적 경로가 발생하고 이를 따라갈 것입니다. 국방 자율주행 로봇은 민간의 일반 자율자동차와 달라야 시험지와 같은 정형화되지 않은 곳에서도 운용되기 때문에 로봇이 운용되는 환경에 대한 모델링을 확신시키기가 쉽지 않다. 따라서 해당 환경에서 로봇은 우리가 예측한 행동과 다르게 움직일 수 있다. 이를 극복하기 위해 국방 자율주행 로봇은 주변 환경의 변화에 강하며, 주변 환경의 변화를 보상할 수 있는 실시간 적응형 제어 시스템을 적용합니다. 역시, 시각 센서를 활용해, 지표면을 인식한 정보와 실제의 플랫폼을 구동해 획득하는 정보와의 차이를 극복하고 있다.​

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국방 자율주행 로봇은 군의 운용 요건을 충족해야 하지만 군사용 장비로 활용이 가능하기 때문에 지도와 사전 정보가 충분히 정형화된 도로뿐 아니라 군사작전이 벌어지는 처소음 지역에서도 운용이 가능해야 한다. 최근 들어 인공지능 기술의 진화로 국방 자율주행 로봇의 학습·판단 지능도 진화하고 있다. 우리 군이 국방 자율주행 로봇의 도움을 받아 작전을 수행하는 영화 같은 일도 멀지 않은, 가까운 미래를 만날 수 있을 것이다. ​ 글/그와크키호 박사·국방 과학 연구소 책임 연구원)텍 플러스 에디터금 요즈음 유행 tech-plus@naver.com

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