항공 산업은 새로운 시대로 접어들고 있습니다. 기존 소프트웨어 관행과 수년에 걸친 업데이트 주기에서 벗어나, 신속한 배포를 통해 핵심 임무를 수행할 수 있는 현대적이고 모듈식이며 확장 가능한 소프트웨어 시스템으로 전환되고 있습니다. 이러한 변화는 군용 및 상업용 항공기용 소프트웨어의 개발, 테스트, 배포 방식을 근본적으로 바꾸고 있습니다.
수십 년간 방위 산업은 정교한 플랫폼에 집중해 왔습니다. 지난 10년간의 전투기는 고도로 전문화되었으며 주계약업체에 의해 완전히 통합되었는데, 이는 벤더 종속성을 초래했고 주로 소프트웨어 관련 결함으로 인한 지연을 자주 발생시켰습니다. 당시에는 효과적인 접근법이었지만, 오늘날의 역동적인 위협 환경은 더 유연하고 빠르게 진화하는 솔루션을 요구합니다.
무인 시스템이 표준화됨에 따라 새로운 아키텍처가 필요합니다. 이러한 새로운 아키텍처는 이질적인 시스템 간 상호운용성을 지원하는 System of Systems (SoS) 를 현장에 배치할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 플랫폼에 구애받지 않으면서도 모듈화된 자율성 솔루션이 필요하며, 이는 소프트웨어 설계 및 배포 방식의 패러다임 전환을 의미합니다.
이러한 복잡한 시스템을 더 빠르게 현장에 배치하기 위해 국방부는 Applied Intuition의 자율주행 스택인 Acuity와 자율주행 개발 툴체인인 Axion을 활용하고 있습니다.
하이브리드 자율성 접근을 위한 Acuity
Acuity는 자율 시스템이 담당하는 임무화된 작업을 이해하고 분해하는 것에서 시작합니다. 전투기 조종사, 공중전투 관리자, 비행 시험 엔지니어 등 Applied Intuition 팀의 전직 군인들은 실리콘밸리 제품 엔지니어링 팀과 긴밀히 협력하여 임무를 개별 행동 모듈로 분해합니다. 전문가의 분해 과정을 통해 모듈이 확립된 교리와 전술을 반영하도록 보장함으로써 운영자와 사용자의 신뢰를 구축합니다. 이후 엔지니어들은 핵심 Acuity 모듈을 활용하고 필요한 경우 추가 모듈을 통합하여 확장 가능한 솔루션을 구축합니다.
모듈식 아키텍처는 자율성에 대한 하이브리드 접근법도 가능하게 합니다. Acuity는 명확한 이점을 제공하는 특정 영역에서 머신 러닝(ML)과 강화 학습(RL)을 활용합니다. 여기에는 센서 태스킹 최적화, 기동 실행 정교화, 다중 차량 협업 강화 등이 포함될 수 있습니다. 이러한 최적화된 모듈은 규칙 기반 또는 휴리스틱 기반의 다른 모듈과 원활하게 연동되어 핵심적이고 보장된 행동의 신뢰성을 확보합니다.
또한 Acuity는 휴리스틱 (Heuristics)의 신뢰성과 학습된 행동의 적응성을 통합합니다. 각각은 별도의 가치를 지니며, 이를 지능적으로 결합함으로써 기본적인 안전성을 확보하는 동시에 학습 기반 최적화를 가능하게 합니다.
전체 라이프사이클 툴링을 위한 Axion
모듈식 아키텍처 구축에는 새로운 도구 세트가 필요합니다. 복잡한 하이브리드 시스템의 성능을 보장하기 위해서는 하위 구성 요소를 개별적으로 테스트하는 것만으로는 충분하지 않습니다. Axion은 이러한 시스템을 신속하게 구축, 검증 및 배포할 수 있는 강력한 인프라를 제공합니다.
워크플로는 Axion Sim에서 시작되며, 엔지니어들은 폐쇄 루프 환경에서 자율적 행동을 모델링합니다. 개발 과정은 조정, 타이밍, 결과를 테스트하기 위한 고수준 임무 시뮬레이션과 레이더, EO/IR, RF 페이로드를 위한 심층적이고 고충실도 센서 수준 시뮬레이션 사이를 오가며 진행됩니다.
이러한 시뮬레이션은 통신 지연부터 기동 성공률에 이르기까지 핵심 지표를 평가하는 데 엔지니어가 활용하는 데이터를 생성합니다. 이러한 통찰력은 자율주행 스택 업데이트에 반영되며, 수동으로 수행하거나 당사의 Axion RL 플레이그라운드를 통해 반복적으로 개선할 수 있습니다. 검증된 새로운 행동은 유연한 지휘통제(C2) 인터페이스인 Axion Mission Control을 활용해 실제 자산 또는 실제 자산과 모의 자산의 조합으로 테스트할 수 있습니다.
이 전체 수명 주기 툴링을 통해 팀은 임무 범위 전반에 걸쳐 안정적으로 작동하는 자율 시스템을 신속하게 반복 개발하고 배포할 수 있습니다.

자율성에 완성이란 없습니다
자율성은 결코 완전히 '완성'되거나 '즉시 사용 가능'한 상태가 아닙니다. 새로운 전술과 위협이 등장함에 따라 자율성은 변화하는 작전 환경에 대응하기 위해 진화해야 합니다. Acuity의 모듈식 설계는 급변하는 경쟁 작전에서 큰 장점으로 작용합니다.
DARPA 공중전 진화 프로그램에서 Applied Intuition 팀은 전술적 공대공 교전 중 성능 저하를 관찰했습니다. Acuity의 모듈식 설계를 활용하여 24시간 이내에 문제를 식별, 수정하고 실제 자산에 패치를 배포할 수 있었습니다. 이러한 속도는 우리 전투원에게 계속해서 결정적 우위를 제공하기 위해 필요합니다.
이는 단일 교전이나 영역에 국한된 사례가 아닙니다. 핵심 아키텍처에 이러한 민첩성을 구축하는 것이 우리 시스템이 관련성과 효과성을 유지하는 방법입니다. Acuity의 핵심 아키텍처는 지상, 해상, 항공 시스템 전반에 공유되어 팀이 모든 환경에서 얻은 교훈을 활용할 수 있게 합니다. 이러한 전 영역 기반은 중복을 줄이고, 납품 일정을 단축하며, 상호운용성을 지원합니다. 이는 다중 작전 영역에 걸친 자율성을 요구하는 방위 프로그램에 필수적입니다.
단일화된 블랙박스 시스템에서 모듈식 조합형 자율 시스템으로의 전환은 현대적 자율성의 결정적 변화입니다. Acuity의 아키텍처는 Axion의 전체 수명주기 도구와 결합되어 임무 수행 준비가 완료되고 운영자가 신뢰할 수 있을 뿐만 아니라 무한히 적응 가능한 프레임워크를 제공합니다. 이는 끊임없이 변화하는 세상에서 관련성과 효과를 갖춘 자율성을 구축할 수 있는 유일한 방법입니다.
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