지상무인차량(Unmanned Ground Vehicle, UGV)은 원격 조종 또는 자율주행 방식으로 고난도 작업을 수행하는 차량을 말한다.
군사용으로는 인명피해 감소, 방호력 및 기동력 보강 등에 따른 유인전투차량의 높은 획득비 절감, 유‧무인 복합 전투체계 활용 가능성 등에서 장점이 있다. 작동 방식 측면에서 사람이 원격지에서 이미지나 센서 정보를 바탕으로 조종하는 방식과, 인공지능 기술 기반으로 스스로 판단하여 움직이는 자율주행 방식으로 구분된다.
세계 지상무인차량 시장은 2021년 미화 31억 달러(약 4조 원)에서 2030년 미화 56억 달러(약 7.3조 원)로 확대될 전망이며, 특히 자율주행 기술 발전과 맞물려 높은 성장 잠재력을 보유하고 있다.
특히 자율주행 방식의 군용 지상무인차량은 정형화된 도로가 아닌 야지(open fields)에서 주로 활용되므로, 상용 자율주행 기술과 상호 보완적으로 발전할 수 있어 그 가치가 높다.
세계 주요국은 수송·전투·정찰 등에 특화된 군용 지상무인차량을 앞 다투어 개발 중이다. 미국 육군은 분대용 다목적지원차량(SMET), 로봇전투차량(RCV-L,M,H)과 수송차량을 위한 '리더-팔로어'(Leader-Follower) 체계를 시험 중이다.
다목적형인 SMET(Squad Multi-Purpose Equipment Transport)는 2018년부터 제10 산악사단에서 시험 중이며 일반수송용, 보병전투용, 대전차용, 공병용 등으로 계열화 예정이다. 전투용인 RCV(Robot Combat Vehicle)-L(10톤 이하)은 이미 시험평가를 완료하였으며, RCV-M(20톤 이하)과 RCV-H(30톤 이하)은 시험평가 중이다.
리더-팔로어 체계는 3대의 무인차량을 1대의 유인차량에 연결하여 이동하며 자율주행을 위한 AMAS(Autonomous Mobility Applique System)를 적용하여 2027년까지 전력화를 끝낼 예정이다. 호주 육군은 수송차량 종속주행을 위한 리더-팔로어 체계, 선택적 승무원 탑승 전투차량 OCCV(Optionally Crewed Combat Vehicle), 사족보행 로봇을 개발 중이다.
이스라엘 육군은 국경 감시로봇인 가디엄(Guardium)을 비롯한 다수의 지상무인차량을 운용 중이며, 최근 AI 기반의 자율무인차량 ‘ROOK’을 공개했다. 독일은 라인메탈(Rheinmetall)사에서 미션마스터 자율무인차량에 정찰 및 화력지원 임무를 수행하는 계열화 차량을 개발 중이다.
러시아는 전투용 로봇인 URAN-9과 정찰용 로봇인 네레흐타(Nerekhta) 등 다수의 지상무인차량을 시험 중이며 특히 자율형 무인전차 마커(Marker)를 시험운용하고 있다. 다만 URAN-9은 시리아 내전에 투입되어 운용된 이후 실전 운용사례는 없다.
우리나라 군은 육군부대를 기동화, 네트워크화, 지능화하는 '아미 타이거 4.0'(Army TIGER 4.0) 개념과 연계하여 다양한 지상무인차량 개발, 진행중이다.
아미 타이거 4.0은 육군이 지향하는 미래 과학기술이 구현된 지상전투체계의 총칭을 말한다. TIGER는 ‘Transformative Innovation of Ground forces Enhanced by the 4th industrial Revolution technology’의 약어이며, 4.0은 다양한 위협에 대응할 수 있는 4세대 수준 이상의 군사력 건설을 지향한다는 의미다. 드론, 로봇, 전투차량 등이 통합된 1개의 아미 타이거 시범여단을 운용하고, 2040년까지 모든 보병여단을 아미 타이거 4.0부대로 전환할 예정이다.
국방과학연구소(ADD)와 한화디펜스가 개발하여 기갑수색부대에서 운용 예정인 무인수색차량은 2021년 탐색개발을 종료하고 체계개발 추진중이다. 탐색개발은 무기체계의 공학적 구현 가능성을 분석하여 체계개발로의 전환 여부를 확인하는 단계이며, 체계개발은 설계 및 시제품을 제작하고 시험평가하여 양산할 수 있는 무기체계를 개발하는 단계다.
현대로템에서 개발한 다목적 무인차량은 2022년 시범운용 완료 후 전력화 예정이며, 한화 디펜스가 개발한 지능형 다목적 무인차량은 현재 시범 운용 중이다. 국방과학연구소는 미국 지상군 차량체계 연구소(GVSC, Ground Vehicle System Center)와의 공동연구를 통해 지형정보가 없는 지역에서 운용가능한 자율탐사로봇 개발하고 있다.
군용 지상무인차량의 향후 과제는 기술수준을 고려한 운용개념 정립, 공용 플랫폼과 SW 공통 프레임워크를 통한 비용/시간 절감, 지형 및 기상 제약을 극복하는 것이다. 야지 자율주행 기술과 상황인식 기술의 수준에 따른 운용개념 정립이 선행되어야 하며, 개발 초기 단계부터 시험평가 기관과의 협력이 중요하다. 자율무인차량에 적용되는 기술수준에 따라 사람이 어느 단계에서 개입하여 임무를 수행할 것인지 구체화되어야 장비 전력화에 따른 인력소요를 판단할 수 있기 때문이다.
공용 플랫폼 및 공통 프레임워크를 개발하고 임무에 따라 용도에 맞는 장비를 탑재, 운용하면 개발/생산비를 줄이고 운영유지비용도 절감할 수 있다. 이를 위해 전투용, 전투지원용, 작전지속지원용 지상무인체계의 종합적인 추진계획을 수립해야 한다.
지상무인체계 개발에 필요한 상호운용성 확보 및 표준화를 위해 소프트웨어의 공통 프레임워크를 정립해야 한다. 지형 및 기상 제약을 극복하고 무인차량과 무인차량, 무인차량과 유인차량 간 데이터 통신을 위한 기술 개발 또한 필요하다.
공중무인체계는 가시선(LOS, Line of Sight)이 확보된다면 통신 제한이 없다. 이와 달리, 지상무인체계는 지형과 기상에 따른 통신 사각지역이 발생하여 작전거리 확대가 제한된다. 이같은 기상·지형 제약을 극복하기 위해서는 광학 카메라 통신 및 라이다 기술을 결합한 하이브리드 LiDAR-OCC(Optical Camera Communications) 기술 등 첨단 통신기술을 적용해야 할 것이다.
자료 제공 : 한국자동차연구원
