베테랑 조종사를 5대0으로 누른 AI 무인기, 공중전 강자로 부상 [웨펀]

영화 스텔스, 2005. [Columbia Pictures]

1500억 원 넘는 제작비를 투입했으나 흥행에 실패한 할리우드 영화 ‘스텔스’(2005)에는 미 해군의 차세대 전투기 F/A-37 탤런(Talon)과 여기에 적용된 기술을 더욱 발전시킨 무인 전투기 EDI(Extreme Deep Invader)가 등장한다. 

영화에서 F/A-37 전투기는 기존 F/A-18과는 차원이 다른 미래형 전투기로 묘사된다. 현재 차세대 전투기로 각광받고 있는 F-35는 명함도 내밀지 못할 만큼 우수한 스텔스 성능과 기동성, 무장 능력을 갖춘 이 전투기는 영화 속에서 무인 전투기 EDI에 철저히 유린당한다. 

EDI는 고도로 발달한 인공지능(AI)이 얼마나 무서운 위력을 발휘하는지 보여줬다. 인공지능이 조종하는 무인 전투기 EDI는 인간의 신체적 한계 때문에 유인기는 절대로 불가능한, 묘기에 가까운 공중 기동을 자유자재로 구사했다. 인간이 탑승한 전투기는 중력가속도 7G에서도 기절할 가능성이 있지만, 인공지능이 조종하는 전투기는 기체가 버틸 수 있는 한계치인 9G까지 기동이 가능하다.

살상용 무기에 대한 도덕성 논란

영화 스텔스, 왼쪽(EDI)_오른쪽(TALON). [Columbia Pictures]

인공지능은 정보 접수와 처리, 반응 속도 역시 인간을 압도한다. 이 모든 것이 결합한 무인 전투기는 인간이 조종하는 유인 전투기와는 비교 자체가 불가능한, 압도적인 퍼포먼스를 발휘할 수 있는데, 영화에서 EDI는 인공지능과 무인기 기술이 결합하면 어떤 결과물이 나오는지 충실히 묘사하고 있다. 

영화 ‘스텔스’가 그린 시대적 배경은 2016년이다. 그로부터 4년이 지난 오늘날 다행스럽게도 아직 EDI 같은 무인 전투기는 등장하지 않았다. 사실 인류는 EDI 같은 무기를 만들어낼 수 있는 충분한 기술을 가지고 있지만, 아직 이러한 무기가 등장하지 않은 것은 인공지능을 사용한 살상용 무기에 대한 도덕성 논란 때문이다. 



이러한 논란으로 세계 각국은 ‘무인 전투기’와 ‘인공지능’ 기술을 분리해 대단히 조심스럽게 관련 연구개발을 진행해오고 있다. 미국은 F-35 전투기와 연동해 운용하는 무인 전투기 XQ-58A 발키리를, 러시아는 Su-57 전투기와 연동해 운용하는 오호트니크(Okhotnik)를 개발 중이다. 

이 무인 전투기들은 이착륙과 비행 등 많은 면에서 자율화가 이뤄졌지만, 무장 투발을 비롯한 주요 조작과 결정은 사람이 한다. 모든 것을 스스로 결정하고 시행할 인공지능 소프트웨어가 아직 개발되지 않았기 때문이다. 

만약 인간의 통제가 필요 없이 인공지능이 스스로 이륙과 착륙, 비행을 제어하고 인간 통제관이 전송해준 임무를 수신해 전투 임무를 수행할 수 있게 된다면 전투기는 기존 유인 전투기와는 비교할 수 없을 정도로 강력한 능력을 갖추게 될 것이다. 일단 사람이 탈 필요가 없어 기체 구조 자체가 달라질 테고, 인간의 신체적 한계 때문에 제약이 따르던 다양한 공중 기동도 자유자재로 할 수 있게 될 것이다. 이렇게 향상된 성능의 전투기는 기존 유인 전투기를 압도하는 가공할 능력을 발휘할 가능성이 높다. 그런데 최근 이것을 현실화할 수 있는 인공지능 기술이 개발됐다.

알파 도그파이트 트라이얼

알파 도그파이트 트라이얼. [DARPAtv 유튜브채널]

미 국방부 산하 방위고등연구계획국(DARPA)은 2018년 ACE(Air Combat Evolution)라는 프로젝트명으로 재미있는 실험에 나섰다. 이 프로젝트에는 미 공군과 세계 최대 방산업체 록히드마틴, 존스홉킨스대 응용물리학 연구소, 인공지능 개발업체 헤론시스템즈 등이 참가했는데, 이 실험의 목적은 인공지능이 인간 조종사 수준의 공중전 수행이 가능한지를 알아보는 것이었다. 

마하 1에 가까운 천음속 영역에서 극히 짧은 시간의 판단과 조작이 승부를 가르는 공중전은 그동안 기계가 할 수 없는 인간만의 영역으로 인식됐다. 그도 그럴 것이 기존 센서와 인공지능 알고리즘 기술로는 기계가 인간만큼의 상황 인식과 판단, 반응 조작 능력을 따라올 수 없었기 때문이다. 

그러나 최근 인공지능 기술의 급격한 발달은 “이제는 인공지능이 인간 파일럿을 대체할 수 있지 않을까”라는 의문을 확산시켰고, 미군은 이러한 질문에 대한 답을 얻기 위해 ACE 프로젝트를 진행했다. 

현지시각으로 8월 20일 오후 유튜브를 통해 ‘알파 도그파이트 트라이얼(Alpha Dogfight Trial)’이라는 제목으로 전 세계에 생중계된 이번 대회에는 8개 업체와 연구소가 참가했으며, 참가자들이 만든 인공지능 프로그램들이 서로 대결을 벌여 우승자를 가린 뒤 우승자가 미 공군 교관 조종사와 맞붙었다. 

시뮬레이션으로 진행된 이 대회는 F-16 전투기를 이용해 근접 공중전 상황에서 기관포만 사용해 승부를 가리는 규칙으로 진행됐고, 참가자 간 대결에서는 중소기업 헤론시스템즈가 개발한 인공지능이 우승했다. 헤론시스템즈의 인공지능은 곧바로 미 공군 병기학교에서 나온 베테랑 조종사 콜사인 ‘뱅거(Banger)’와 시뮬레이션으로 맞붙었다. 결과는 헤론시스템즈 인공지능의 5-0 완승이었다. 

헤론시스템즈 인공지능은 첫 대결부터 뱅거를 몰아붙였다. 풍부한 실전 경험을 가진 뱅거는 다양한 기동으로 헤론시스템즈 인공지능의 꼬리를 물고 조준선을 정렬하기 위해 필사적으로 움직였지만, 헤론시스템즈 인공지능은 인간 조종사의 움직임을 훤히 읽으며 단 한 번도 조준 기회를 허용하지 않았다. 

뱅거는 오랜 기간 F-16 전투기를 몰던 경험이 있고 현역 조종사들에게 다양한 공중전 전술과 기동법을 가르치는 베테랑 교관 파일럿인 데 비해, 헤론시스템즈 인공지능은 인간 파일럿이 가진 전술적 지식에 대한 알고리즘이 전혀 입력돼 있지 않았지만, 최적의 비행 코스를 취하며 뱅거의 조준선을 요리조리 피해나갔다. 

헤론시스템즈 인공지능은 인간의 인지·반응 속도와는 비교할 수 없는 속도로 뱅거를 덮쳤으며, 모의 공중전 결과는 헤론시스템즈 인공지능의 완승으로 끝났다. 미 공군은 적잖이 당황했고, 헤론시스템즈 인공지능을 공군 병기학교로 가져가 관련 연구와 훈련에 사용할 것이라고 밝혔다. 

헤론시스템즈 인공지능을 개발한 수석디자이너는 대회 직후 인터뷰를 통해 “비록 이번 대결은 가상현실 공간이라는 점에서 인공지능에게 유리할 수밖에 없기는 했지만, 인공지능이 베테랑 파일럿을 상대로 일방적인 승리를 거뒀다는 점에서 미래 공중전 환경에 많은 시사점을 던진다”고 평가했다. 이번 프로젝트를 주관한 DARPA 전략기술사무소 역시 “승패와 관계없이 이번 대회는 인공지능에 대한 신뢰를 높이는 데 기여했다”고 평가했다.

글로벌 군비 경쟁

인공지능이 인간 베테랑 파일럿을 압도했다는 소식은 전 세계 공군과 국방 관계자들에게 구글 인공지능 알파고가 ‘바둑황제’ 이세돌 9단을 4-1 스코어로 꺾었을 때만큼 상당한 충격을 안겼다. 이러한 인공지능 기술이 무인 전투기에 접목될 경우 이착륙과 일정한 패턴의 비행, 특정 조건하에서 무장 투발 등 간단한 자율 동작만 가능하던 무인 전투기의 기술 혁신을 가져올 수 있기 때문이다. 

물론 이번 프로젝트 결과만으로 곧바로 인공지능이 적용된 무인 전투기가 등장하는 것은 아니다. 그러나 이번 프로젝트를 통해 증명된 인공지능 기술은 현재 개발 중인 발키리 같은 무인 전투기는 물론, 유무인 병행 운용이 가능한 기체로 개발될 미군의 차세대 전투기와 폭격기 등에 광범위하게 활용될 가능성이 커졌다. 

미국은 이번 인공지능 공중전 실험 외에도 육군과 해군, 해병대 전군에서 인공지능과 무인화 기술을 이용한 다양한 무인 무기체계를 개발하고 있다. 2020년대 중반에 등장할 육군 차세대 전투차량은 자율주행과 표적 획득·식별, 공격이 가능하며, 비슷한 시기 미 해군은 중국에 대한 해상 차단선 구축의 선봉에 설 이른바 ‘유령함대(Ghost fleet)’용 무인 수상정을 선보일 계획이다. 

1990년대 이후 도덕성 시비에 휘말려 기술적 진보가 더뎠던 인공지능과 무인 무기체계 분야가 최근 급속도로 발전하고 있는 것은 4차 산업혁명의 여파와 더불어 최근 심화하는 미·중 갈등과 여기서 촉발된 글로벌 군비 경쟁이 가장 큰 영향을 미쳤다. 

시대적 흐름을 타고 무섭게 발전하고 있는 이들 무인 무기들은 15년 전 영화 속 EDI처럼 인간과는 비교할 수 없는 상황 인식, 반응 속도를 가지고 전장을 지배하게 될 것이다. 현재와 같은 기술 발전과 전력화 추세라면 10~20년 이내에 강대국들의 군사력은 무인 무기체계를 중심으로 빠르게 재편될 공산이 크다.

우리나라는 정보기술(IT), 인공지능 분야에서 세계적 기술을 가진 기술강국이지만, 인공지능을 활용한 무인 무기체계 개발에서는 강대국들보다 상당히 뒤떨어지는 기술 수준에 머물러 있다. 우리나라가 인공지능 기반의 무기체계 기술 경쟁에서 뒤처진 것은 관련 분야에 대한 투자가 미진한 점도 있지만, 인공지능을 이용한 살상무기 개발에 대한 도덕적 시비와 그로 인한 규제가 가장 큰 걸림돌이었다. 

전쟁은 명분이나 도덕으로 하는 것이 아니다. 주변 강대국이 모두 무인 무기체계 개발에 열을 올리고 있다면 우리 역시 이에 대응할 수 있는 대칭적 수단을 갖춰야 한다. 인공지능과 무인 무기체계에 대한 국가 차원의 투자 및 규제 완화, 그리고 인식 변화가 시급하다.