디지털 검증환경: 전장에 나서기 전, 자율시스템의 신뢰를 쌓다
Applied Intuition의 디지털 검증환경 (Digital Proving Grounds)은 하드웨어가 실제 현장에 투입되기 전부터 여러 제조사의 자율 시스템을 실제 임무 규모에 맞춰 가상 환경에서 지속적으로 검증합니다.
군은 자율시스템이 중심이 되는 미래를 향해 빠르게 나아가고 있습니다. 이제는 드론, 무인 선박, 지상 차량과 같은 다양한 시스템이 주변 환경을 인식하고, 상황을 이해하며, 스스로 다음 행동을 계획하는 시대입니다. 특히 이러한 시스템은 개별적으로 움직이는 것을 넘어 서로 협력하며 임무를 수행하는 방향으로 발전하고 있으며 이러한 변화는 이미 시작되었습니다.
하나의 예시로 수백 대의 소형 드론이 여러 기업의 기술과 부품을 결합해 하나의 팀으로 움직이며, 광범위한 지역에서 특정 목표물을 찾아야 하는 임무를 들어보겠습니다.
실제 현장에 투입하기 전에 해결해야 할 과제는 분명합니다. 서로 다른 업체의 카메라, 항법 시스템, 인지 소프트웨어가 하나의 시스템에서 제대로 작동하는지, 그리고 수백 대의 드론이 함께 움직이며 안전하고 효과적으로 임무를 수행할 수 있는지를 검증해야 합니다.
오늘날 이러한 검증은 대부분 실제 차량을 실제 환경에 투입해 어떤 일이 발생하는지를 직접 확인하는 방식으로 이루어집니다.
하지만 실제 환경에서의 훈련은 차량 한 대당 수십만 달러의 비용이 들 수 있고, 연간 몇 차례만 진행되는 경우가 많습니다. 그마저도 임무 수행에 필요한 수많은 시나리오 중 극히 일부만 테스트할 수 있습니다. 결국 통합 과정에서 발생하는 문제는 너무 늦게 발견됩니다. 가장 많은 비용이 발생하는 실제 훈련 현장에서야 문제가 드러나는 경우도 있습니다.
각 제조업체가 서로 독립적으로 시스템을 개발하는 상황에서, 서로 다른 시스템이 실제로 통신하고 연동되는 첫 순간이 현장 훈련이 되는 것입니다.
그 결과, 테스트와 검증의 병목이 자율 시스템을 대규모로 현장에 배치하는 데 가장 큰 제약으로 작용하고 있습니다. 전투원에게 필요한 역량이 필요한 시점보다 늦게 제공되고, 실제 임무 환경에서 충분히 검증되지 않은 통합 및 협업 방식이 그대로 현장에 투입될 수 있습니다. 임무에 필요한 것은 더 뛰어난 자율 시스템이며 우리는 이를 더 빠르게 현장에 제공할 수 있어야 합니다.
Applied Intuition의 디지털 검증환경(DPG)은 팀이 자율시스템을 가상으로 구축, 연결 및 테스트 할 수 있는 상시 가동되는 벤더 중립적 시뮬레이션 환경을 제공함으로써 이러한 우려를 해소하며, 시스템이 가상 검증 단계에서 실제 검증 단계로 넘어갈 때 현장 테스트의 중추적인 역할을 수행합니다.
DPG는 서로 다른 제조사의 시스템이 함께 작동할 수 있도록 지원합니다. 순수 시뮬레이션부터 HIL(Hardware-in-the-Loop) 그리고 실제 환경에서의 실기동 훈련까지 전체 검증 과정을 하나의 환경에서 지원할 수 있습니다. 이를 통해 정부는 특정 업체에 종속되지 않는 중립적인 플랫폼에서 제3자 자율시스템을 평가하고, 서로 다른 시스템 간 통합 준비 상태를 지속적으로 확인할 수 있습니다.
또한 DPG는 하나의 가상 전장 환경에서 서로 다른 영역의 수백~수천 개 이기종 에이전트를 동시에 검증할 수 있습니다. 이는 여러 업체가 각각 진행하던 수주간의 개별 테스트를 단 몇 시간 안에 수행할 수 있도록 테스트와 검증의 속도를 크게 높여줍니다.
각 캠페인은 새로운 시나리오, 검증된 행동 양식, 테스트 데이터를 제공하며, 이는 향후 프로그램에 활용될 수 있습니다. Applied Intuition은 상업용 자율주행차 개발사들과의 협업을 통해 거의 10년에 걸쳐 해당 접근 방식을 정교화해 왔습니다. 그리고 자동차 분야에서 수백만 마일에 달하는 시뮬레이션을 통해 얻은 교훈이 이제 국방 분야로 이전됨에 따라, 자율주행 산업 기반을 가속화하는 듀얼유스의 이점이 창출되고 있습니다.
최근 Applied Intuition은 미 국방부 연구·공학 담당 차관실과 협력하여 VREX (Virtual Readiness and Experimentation) 라는 DPG 프로젝트를 진행했습니다. 해당 프로젝트의 목표는 모두 각기 다른 회사에서 제작된 공중, 해상, 수중에서 활동하는 서로 다른 자율주행체들을 단일 통합 임무에 통합하는 것을 시험해 보는 것이었습니다.
무인 시스템의 군집 운용이 현대 전쟁의 핵심 요소로 자리 잡으면서, 군은 여러 자율시스템이 서로 협력하며 임무를 수행하도록 하는 새로운 과제에 직면하고 있습니다. 우리는 이를 협업 자율성이라고 합니다.
여러 자율 시스템이 서로 협력하며 임무를 수행하는 협업 자율성을 구현하는 것은 하나의 자율주행 차량이 단독으로 원활하게 작동하도록 만드는 것과는 전혀 다른 과제입니다. 이것이 바로 기존의 테스트 방식만으로는 더 이상 충분하지 않은 이유입니다.
VREX에서 검증한 것과 같은 군집이 실제 환경에서도 제대로 협력하는지 확인하려면, 지금까지는 수십 명의 엔지니어와 실제 하드웨어를 물리적인 테스트 현장으로 이동시켜야 했습니다. 높은 준비 비용과 복잡한 운영 과정 때문에 이러한 테스트는 1년에 몇 차례만 진행할 수 있습니다. 더욱이 대규모 현장 테스트가 서로 다른 시스템이 실제로 통신하고 협력하는 첫 번째 기회가 되는 경우도 많습니다. 그 결과, 현장에서 예상하지 못한 문제가 발생하거나 치명적인 오류가 뒤늦게 발견될 수 있습니다.
바로 이러한 문제를 해결하기 위해 DPG가 필요합니다. DPG는 이러한 초기 검증 과정을 물리적 테스트 현장의 시간, 비용, 자원 제약에서 벗어난 디지털 환경으로 옮겨 놓습니다.
이러한 DPG를 활용한 접근 방식은 현재 미 국방부 전역으로 확대되고 있으며, 이는 최고 디지털 및 AI 사무국(Chief Digital and AI Office)의 ‘오토노미 팩토리’ 프로그램을 통해 이루어지고 있습니다. 해당 프로그램에서 Applied Intuition의 플랫폼은 미 국방부(DOW) 프로그램들을 위한 공유 테스트 및 통합 인프라 역할을 수행할 것입니다.
DPG는 다양한 정밀도 수준에서 테스트를 수행할 수 있게 해주는 시뮬레이션에서 실제 상황으로 이어지는 연속체입니다:
VREX는 다양한 유형의 차량을 아우를 수 있는 공통 지휘·통제 인터페이스가 필요했습니다. Applied Intuition은 이를 DPG의 일부로 제공했습니다. 또한 실제 임무 규모에서 신속하게 테스트를 수행할 수 있는 검증 플랫폼도 필요했습니다.
DPG는 ‘탐지-수정-재비행(find-fix-fly)’의 반복 주기를 근본적으로 단축합니다. 테스트 중 문제가 발견되면, 팀은 현장에서 한 시간 이내에 문제의 원인을 파악하고 수정 사항을 적용한 뒤 플랫폼을 다시 비행시킬 수 있습니다. 이전에는 수주가 걸렸던 과정을 단 한 시간 안에 완료할 수 있는 것입니다. DPG는 이처럼 중요한 반복 주기를 실전 훈련에서도 실질적인 성과를 만들어낼 수 있을 만큼 빠르게 단축합니다.
VREX에서는 Applied Intuition이 DPG를 운영하며 각 공급업체와 협력하고, 군 관계자들은 시스템 간 통합 진행 상황을 지속적으로 확인할 수 있습니다. 첫 번째 주요 행사에서는 여러 정부 기관에서 참석한 수십 명의 방문객이 여러 공급업체의 지상 및 항공 시스템이 하나의 임무에서 성공적으로 통합되어 작동하는 모습을 직접 확인했습니다.
모든 시뮬레이션 결과와 실제 테스트에서 발생한 이벤트는 하나의 공유 정보 라이브러리에 지속적으로 축적되며 새롭게 발견된 문제는 이후 테스트 시나리오에 자동으로 반영되기 때문에, 다음 단계의 테스트는 이전 단계에서 얻은 지식을 바탕으로 더욱 정교해집니다.
시간이 지날수록 테스트 방식 자체도 달라집니다. 일회성 테스트의 반복이 아니라, 새로운 결과가 다시 다음 테스트를 개선하는 피드백 플라이휠 구조로 발전하는 것입니다. 시스템을 더 많이 테스트할수록 더 많은 지식과 데이터가 축적되고, 그만큼 시스템의 신뢰성도 높아집니다. 새로운 테스트를 수행할 때마다 이전 테스트에서 확보한 지식을 활용할 수 있기 때문입니다. 이러한 검증 과정은 엔지니어들이 실제 하드웨어를 통합하기 시작한 이후에도 계속됩니다.
DPG를 통해 전투원들은 더 신뢰할 수 있고 검증된 역량을 확보할 수 있습니다. 기존의 테스트 방식에서는 시스템이 미처 발견하지 못한 극한 상황이나 통합 문제를 안고 전장에 투입되는 경우가 있었습니다. 그리고 이러한 문제는 실제 작전이 시작된 뒤에야 드러나기도 합니다.
DPG를 활용하면 시스템은 수천 가지 시나리오를 통해 사전에 검증되고, 여러 시스템이 함께 임무를 수행하는 협업 동작까지 확인된 상태로 전장에 투입될 수 있습니다. 전투원들은 전장에 도착한 뒤 처음 성능을 확인하는 것이 아니라, 이미 수많은 시나리오를 통해 성능을 입증한 자율 시스템을 가지고 임무에 나설 수 있습니다.
기존 방식에서는 테스트가 끝나면 합격 또는 불합격 여부를 판단하고, 그 결과를 기록으로 남기는 데 그치는 경우가 많았습니다. 반면 DPG는 지속적으로 테스트를 실행하고 그 과정에서 얻은 지식을 축적합니다. 따라서 테스트는 일회성 검증을 넘어, 향후 개발 방향을 결정하고 새로운 기능을 현장에 더 빠르게 적용할 수 있도록 하는 지속적인 인사이트의 원천이 됩니다.
DPG는 과거 대부분 수작업에 의존해 느리게 진행되던 테스트와 개발 사이의 연결 고리를 완성합니다. 이를 통해 궁극적으로 두 가지 중요한 목표를 달성할 수 있습니다. 더 많은 자율 시스템을 더 빠르게 현장에 배치하고, 전투원에게 더 뛰어난 역량을 제공하는 것입니다.
자세한 내용은 applied.co/defense를 방문하세요.
