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미래전에서 자율 윙맨이 어떻게 전투 조종사를 도울 것인가

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출처 https://www.defensenews.com/air/2022/02/...-next-war/

다음 10년 중 언젠가는 오랫동안 두려워해오던 중국과의 전쟁이 발발했다고 상상해 보자. 중국 방어선을 파괴하고 영공을 돌파하기 위해 미 공군은 첨단 전투기와 폭격기를 수십 년 동안 직면한 가장 적대적인 영토로 보낸다.


하지만 이번 미션은 기존 미션과 다르다. 각 유인 항공기 옆에는 동반하는 조종사의 최소한의 지시로 작동하는 소수의 소형 드론 윙맨이 모여 있다 . 그들은 목표물을 정찰하기 위해 미리 정찰하고, 전자전 기능을 사용하여 적의 신호를 방해하고, 자체 미사일을 발사하여 공습을 수행하고 목표물을 파괴함으로써 한 명의 조종사가 전투에서 가질 수 있는 효과를 배가시키는 것이다. 


이것은 공군 최고 지도자들, 특히 Frank Kendall 공군 장관이 구상한 전쟁의 미래다. 그리고 그는 이것이 공상과학 영화의 꿈이 아니라고 확신한다.


Kendall은 1월 19일 미국 신미국안보센터(Center for New American Security)와의 포럼에서 "이 기술은 이제 여러 대의 무인 항공기를 제어하는 유인 항공기의 형성에 대해 이야기할 수 있게 되었다."라고 말했다. "우리가 이미 수행한 프로그램에서 충분한 기술이 존재하며, 그것이 미친 생각이 아니라는 것을 확신한다."


수년 동안 공군은 드론과 유인 항공기를 팀으로 구성할 가능성을 제기해 왔습니다. 특히 비밀스러운 차세대 Air Dominance 플랫폼의 가능한 기능이다.


그러나 이제 이를 위한 공군의 계획에 초점이 맞춰지고 있으며 유인 및 무인 시스템을 결합한 수년간의 작업이 결실을 맺기를 희망하는 방위 회사에 활력을 불어넣고 있다. 


노드롭그루만 경영진인 Richard Sullivan은 "우리는 지금 생성되고 있는 물결을 포착하고 있다."라고 말하고 Kendall의 최근 발언에 대해 "매우 흥분했습니다"라고 덧붙였다.


전략, 통합 및 요구 사항 담당 부참모장인 Clint Hinote 중장은 공군이 세부 사항을 실험하기 위해 아직 실험 중이라고 주의를 줬지만 11월 패널에서 공중 전투는 이러한 팀 구성 방식으로 향하고 있다.


히노테 장군은 “아직 이것이 어떻게 전개될지 정확히 알지 못한다”고 말했다. "하지만 우리가 즐겨 부르는 자율 협업 플랫폼 또는 무인 시스템이 미래 전쟁의 주요 부분이 될 것이 분명하다."


전문가들은 미군이 중국과 같은 선진 적과의 전쟁에서 승리하는 데 초점을 이동하면서 유인-무인 팀 구성 개념이 미국의 승리에 중요할 것이라고 말한다. 


공군연구소(ARFL)은 지난 4월 드론으로 첫 비행시험을 마친 인공지능 윙맨인 스카이보그(Skyborg) 프로그램을 통해 미래 유인·무인팀 구성의 토대를 마련했다. 보다 최근에 국방고등연구계획국(DARPA)은 비행 중인 화물기에서 센서가 탑재된 소형 드론 떼를 배치하고 회수하는 X-61A Gremlins 프로그램을 진행했다. 지난 10월, 기관은 처음으로 소형 그렘린 무인 항공기를 비행하여 공중에서 성공적으로 회수했다.


호주 공군은 Airpower Teaming System으로도 알려진 Loyal Wingman 프로그램을 통해 발전을 이루었다. 2021년 3월 호주 공군은 보잉과 3대의 자율주행 Loyal Wingman 무인 항공기에 대해 1억 1,500만 달러 계약을 발표했으며, 이는 언젠가 유인 전투기와 함께 비행하기를 희망하는 총 6대의 항공기를 보유하게 될 것이다. 


'자연적 진화'


이전에 공군전투사령부(Air Combat Command)를 이끌었던 퇴역 장군인 Hawk Carlisle는 AI 주입 윙맨으로 항공기의 범위를 확장하는 능력이 공중전의 다음 단계라고 말했다.


현재 국방산업협회 회장인 Carlisle은 "이것은 특히 오늘날 AI, 시스템, 특정 크기에 넣을 수 있는 컴퓨팅 성능 및 기능과 관련하여 기능을 볼 때 자연스러운 진화다."라고 말했다. 


지난 20년 동안 공군은 중동과 아프가니스탄의 허용된 환경에서 MQ-9 Reaper와 같은 무인 항공기를 비행하여 공습을 수행하고 정보, 감시 및 정찰에 대한 군의 끝없는 요구를 충족시켰다.


그러나 다음 전쟁에는 훨씬 더 많은 것이 필요할 것이다다. Carlisle씨는 중국과 같은 경쟁국과의 충돌에서 환경이 크게 경쟁적이게 될 것이며 전투기와 함께 추가 용량이 필요하고 추가적인 딜레마와 혼란을 의미한다고 말했다.


이 드론 윙맨은 여러 역할을 수행할 수 있다고 전문가들은 말하고 있다. 적외선, 전자기, 레이더 또는 시각 센서로 앞으로 비행하여 "모체" 항공기의 상황 인식을 확장할 수 있다. 이것은 인간 조종사의 상황 인식을 향상시키고, 표적을 매핑하거나, 유인 항공기를 위한 명확한 회랑을 제공하기 위해 레이더 및 방공 시스템의 위치를 ​​식별할 수 있다.


그들은 또한 아군을 위한 통신 노드 역할을 하거나 적의 레이더, 통신 또는 기타 신호를 방해하여 전자전 작전을 수행할 수 있다. 자체 무장을 탑재할 수 있을 만큼 크면 유인 항공기와 함께 자체 공대공 또는 공대지 공격을 수행하여 적에게 여러 위협을 제공할 수 있다. 


그러나 탑재된 무기가 없더라도 드론 떼는 적을 당황하게 하는 미끼 역할을 하여 적이 유인 항공기와 무인 항공기를 구별하기 어렵게 만드는 잘못된 신호를 보낼 수 있다.


전 F-16 조종사인 Heather Penney는 현재 미첼 항공우주 연구소(Mitchell Institute for Aerospace Studies)의 선임 레지던트 펠로우로 디펜스 뉴스에 자율 드론 윙맨이 부업을 맡게 하면 조종사가 더 큰 그림에 집중할 수 있다고 말했다.


그는 "그것은 ... 인간이 인간의 인지 능력이 정말로 능숙한 것, 즉 정말 복잡한 종류의 직관적인 작업을 더 많이 할 수 있게 해줄 것입니다."라고 말했다.


그러나 공군은 또한 오케스트라를 지휘하는 동안 조종사가 과부하되지 않도록 해야 한다고 덧붙였다. 조종사가 이 윙맨을 어떻게 조종할지는 불분명하다. 


공군은 이 이야기에 대해 논평을 거부했지만, 고위 관리들은 최근 그들이 구상하는 것에 대한 세부 사항을 제공했다.


12월 9일 Defense One과의 포럼에서 Kendall 장관은 자신의 최우선 과제 중 하나가 유인 항공기와 함께 실제 작전에서 전투 드론을 비행할 준비를 갖추는 방법을 식별하는 것이라고 말했다. 이것은 단일 전투기가 제어하는 최대 5대의 무인 항공기를 수반할 수 있다.


Kendall 장관은 공군이 이를 NGAD 개념의 일부로 구상하고 있지만 운용 중인 F-22 및 F-35 제트기에 적용할 수도 있다고 말했다.


Kendall은 "이 아이디어는 유인 항공기가 본질적으로 연극을 부르고 있으며, 그는 기본적으로 이러한 다른 무인 전투기를 대형으로 사용하여 전술적으로 의미가 있는 일을 하고 있다는 것입니다."라고 말했다. "이것은 많은 기회를 열어준다." 


Kendall은 또한 이 개념을 개발 중인 B-21 Raider로 확장하고 적에 대해 느슨한 편대에서 폭격기의 통제 하에 이러한 무인 항공기를 네트워크화할 가능성을 제기했다.


그러나 그는 항공기, 무인 항공기 탑재체 및 무인 시스템에 사전 프로그래밍될 "재생"의 혼합을 포함하여 더 세부적인 사항이 아직 결정되지 않았다고 인정했다.

 

 

사업 기회


자율 팀 구성 시장의 성장은 또한 Kratos 및 General Atomics와 같은 회사(록히드 마틴 및 보잉과 같은 국방 대기업보다 작은 회사)에게 국방부와 함께 비즈니스를 성장시킬 수 있는 기회를 제공한다고 Penney는 말했다. 


Kratos와 General Atomics는 Skyborg 프로그램의 자율 드론 윙맨으로서 각각 XQ-58A Valkyrie 및 MQ-20 Avenger 프로그램에서 계속 작업하기 위해 공군과 계약을 체결했다. Penney는 "그들은 주요 선수가 될 수 있고 자율적 팀 구성을 통해 국방부를 위한 강력한 방위 산업 파트너가 될 수 있습니다."라고 말했다.


Kratos의 무인 시스템 사업부 사장인 Steve Fendley는 Defense News에 회사가 이 주제에 대한 Kendall의 점점 더 집중되는 발언을 큰 관심을 갖고 지켜보고 있다고 말했다.


Fendley는 "우리는 이미 비행 중이며 ... 여러 중요한 기능 측면에서 이미 입증된 ... [그리고] 합리적인 가격의 시스템을 제공한다."라고 말했다. “우리는 이 방어 애플리케이션과 관련된 기회에 최선을 다하고 있다. DoD 요구 사항이 발전함에 따라 DoD 요구 사항과 함께 진화하고 있다.” 


보잉의 임시 부사장이자 자율 시스템 총괄 책임자인 Steve Nordlund는 이메일 성명을 통해 보잉이 자율 기능에 대한 공군의 강조를 환영한다고 말했다. 그는 Boeing이 제공할 수 있는 제품의 예로 MQ-25, Airpower Teaming System, Extra Large Unmanned Undersea Vehicle 및 X-37B Orbital Test Vehicle과 같은 운영 자율 비행체에서 자율 기능을 테스트하는 작업을 지적했다.


Nordlund는 "우리는 빠르게 진화하는 기술이 전쟁의 승패를 결정짓는 새로운 시대로 접어들고 있으며, 자율 기술이 모든 영역에서 인간의 능력을 확장하고 연결할 수 있는 새로운 시대에 진입하고 있다."라고 말했다.


그러나 이 개념이 작동하려면 1월에 Kendall이 이 드론이 저렴하거나 최소한 유인 항공기보다 저렴해야 한다고 말했다. 그는 비용 절감이 공군을 이러한 방향으로 이끄는 요인 중 하나라고 말했다. 왜냐하면 공군이 값비싼 유인 항공기만 구입한다면 전쟁에서 승리하는 데 필요한 전력을 감당할 수 없기 때문이다. 또는 저가 드론을 사용하면 예산 범위 내에서 기능을 확장할 수 있다. 


Kendall은 또한 이러한 드론은 재사용이 가능해야 하지만 완전히 소모되지는 않더라도 공군이 전투에서 잃어버릴 수 있을 만큼 충분히 저렴해야 한다고 말했다. 이를 통해 공군은 기본적으로 자살 임무에 조종사를 보내는 것을 두려워하여 고려하지 않을 더 위험한 임무를 시도할 수 있다.


Carlisle은 드론에 대한 다른 질문이 남아 있다고 말했습니다. 전투 환경에서 드론을 어떻게 배치하고 복구할 수 있을까요? 그들이 짝을 이룬 항공기에서 회수될까요? 그들은 스스로 착륙할 것인가, 아니면 물에 낙하할 것인가? 그들은 어떻게 회복될 것인가?


배치 방법은 또 다른 질문이다. Carlisle는 이러한 드론이 반드시 짝을 이루는 항공기에 의해 전투에 참가할 필요는 없다고 말했다. 대신 그는 공군 연구소가 테스트 중인 팔레트화된 탄약 개념과 유사한 대형 화물 항공기의 만에서 발사될 수 있다고 설명했다.


그는 B-21의 폭탄 베이는 이러한 무인 항공기를 운반할 수 있지만 전투기는 탄약을 위한 제한된 철탑 공간을 보존해야 할 것이라고 덧붙였다.


그리고 모든 사람이 이러한 시스템의 기능을 이해하고 신뢰하는 공군 문화를 구축하는 데는 시간이 걸릴 것이라고 Penney는 말했다.


Penney는 "경쟁이 심한 환경에서 iPad를 다리에 묶고 거기에서 나가는 것만으로는 충분하지 않을 것이다."라고 말했다. "우리는 이러한 비행 지휘관과 임무 지휘관에게 스틱 및 방향타 제어가 아니라 자율 팀 항공기를 감독, 지시 및 제어할 수 있도록 완벽하게 통합되고 우아한 인터페이스를 제공해야 할 것이다."


Hinote는 전투에서 적이 미군의 통신 능력을 "파괴"할 가능성이 항상 존재하기 때문에 그런 일이 발생한다면이러한 무인 시스템에 할당된 임무를 제한 내에서 수행할 수 있는 "자율 계층"이 필요하다고 말했다. 


예를 들어 군대는 인간이 거부권을 행사할 수 있는 행동을 하는 자율 시스템을 원하지 않을 것이며 자율적으로 수행할 타이밍, 지리적 범위 및 임무에 제한이 있어야 한다고 그는 말했다.


데보라 리 제임스 전 공군 장관은 합동 전 영역 지휘 및 통제 아키텍처에 대한 공군의 작업이 이러한 무인 시스템과의 네트워킹과 동기화 및 제어 상태를 유지하는 데 필수적이라고 말했다.


마찬가지로 자율 시스템이 "오작동"하기 시작하면 공군은 데이터를 자동으로 다운로드하지 않고 집에 돌아가 착륙하도록 지시하는 프로토콜이 필요하다고 Penney는 말했다. 그녀는 전문가들이 무엇이 잘못되었고 어떻게 고칠 수 있는지 알아낼 때까지 시스템을 격리해야 한다고 덧붙였다.


그러나 자율 장치로 전쟁을 수행하고 잠재적으로 사람을 죽일 수 있는 윤리적 문제를 고려해야 한다고 James가 말했다. 


AI 시스템은 위협이 나타나면 회피 조치를 취하는 것과 같이 독립적으로 학습하고 행동하도록 설계될 것이라고 James는 말했다. 그러나 그녀는 새로 획득한 목표가 잠재적으로 인명 피해를 수반할 경우 군이 자율 시스템이 한 목표에서 다른 목표로 이동할지 여부에 대한 자체 결정을 내릴 수 있도록 권한을 부여할 것인지 의심한다.


Penney는 또한 자율적으로 작동하는 경우에도 이러한 무인 항공기에 대한 인간 감독의 중요성을 강조했다.


Penney는 "이것은 이러한 자율적인 팀원이 인간의 통제나 감독 없이 '킬러 봇'이 될 것이라는 의미는 아니다."라고 말했다. “많은 사람들은 우리가 스카이 봇, 킬러 로봇의 세계로 이동하고 있으며 실제로 우리의 도덕, 윤리, 가치를 시스템에서 빼내고 그것을 수학적 알고리즘으로 축소하고 있다고 생각한다. 단순히 그렇지 않다.” 
 

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