견마로봇-Dog Horse Robot / 犬馬 robot(4족 보행 로봇)

견마로봇 네트워크 기반의 다목적 로봇-4족보행로봇

2006~2012년 연구결과 3종 개발

좌: 해외 견마 로봇, 우:2010년 국방과학연구소에서 견마로봇을 연구 중인 모습

 

견마형 로봇, 또는 견마로봇은 말 그대로 개(犬)처럼 감시 정찰하면서 말(馬)처럼 짐을 수송하는 로봇으로 네트워크 기반의 다목적 로봇이다.

 

들판이나 험한 지형에서 바퀴나 다리(足)로 보행 또는 주행하면서 감시·정찰, 지뢰를 포함한 위험물 탐지, 수송 기능 등의 임무를 수행한다. 네트워크에 기반을 둔 지능 제어 기술에 의해 자율적으로 기동하거나 원격 제어되며 여러 대의 로봇이 협동하며 임무를 수행할 수도 있다.

우리 군에서 견마형 로봇은 국방과학연구소(ADD)가 2006년부터 2012년까지 연구개발을 통해 철책선/해안선 감시경계, 야지/험지 수색정찰, 부대/주요시설 감시장비와 지뢰탐지 등의 임무를 수행할 수 있게 제작한 ‘국방무인로봇’을 일컫는다.

 

국방무인로봇 개발과 관련, 군에서 그 핵심기술을 개발하는 연구과제는 2003년 국방중기계획에 처음 반영되었으며, 본격화된 계기는 2005년 9월 21일 제10회 과학기술 관계 장관 회의에서 ‘국방부·정보통신부 간 연구개발 협력 추진 현황과 계획’이 심의·확정되고, 이어 ‘국방부와 정보통신부의 견마형 로봇 등 신기술 무기 개발과 군 정보화 사업 추진 계획’이 수립되면서부터이다.

 

이 같은 국방부·정보통신부의 협력 사업은 정부 부처 간 중복 투자 방지와 개발 기간 단축, 경쟁력 제고 등의 이점을 가져오고 민수 분야·방위산업 분야 간 인적·정보 교류 증가로 국가 기술 경쟁력 향상과 산업 활성화에 기여하기 위함이었다.

2005년 9월에 발표된 국방부·정보통신부의 추진계획에 따르면, 견마로봇 개발은 총 334억 원의 예산을 투입, 2단계로 진행된다. 2006년부터 2009년까지 1단계 연구를 끝낸 후, 2단계로 2012년까지 군의 요구사항을 수용하여 크기와 무게를 응용 분야에 적합하도록 줄이고 성능 향상을 도모하는, 실용성 확보가 가능한 ‘견마형 로봇’을 개발키로 한 것이다.

 

견마로봇은 연구 출범 당시 바퀴형 견마로봇에 대해 야지를 시속 30km, 도로를 시속 50km로 기동하고 6족형은 딱딱한 평지를 시속 1.8km, 비평탄 야지를 시속 1.2 km 이상으로 기동할 수 있게 개발한다는 목표가 제시됐다.

2005년 네트워크 기반의 견마형 로봇 연구개발 착수 발표시 보도자료를 통해 제공된 견마형 로봇의 다양한 모습들.

 

이를 위해 국방부와 정보통신부는 주행·보행 기술을 공동 개발하되 국방부는 효용/효율성 면에서 더 좋게 평가를 받는 차륜형 견마로봇에 중점을 두고 견마로봇의 기구부와 구동 기술, 감시 기술, 탐지·지형 모델링 기술, 시스템 통합 기술을 개발하고 정보통신부서는 원격 제어 기술, 대용량 정보 고속통신 기술, 원격 디스플레이 기술, 통신 기술과 URC 기술을 활용한 네트워크 분산 제어·보안 기술 개발 등을 담당하는 것으로 발표됐다.

국방과학연구소는 연구개발을 진행하면서 미국의 미래전투체계(FCS)와 같이 미래 지상군의 핵심 전력이 될 지상무인전투체계를 개발하기 위해 수립한 종합발전계획 중 기술시범과제 일환으로 개발한 실험용 무인자율차량(XAV : eXperimental Autonomous Vehicle)을 활용했다.

 

이 XAV는 경전투용 1호기와 보병지원용 2호기, 2종류로서 미래 자율화 기술 중 가장 난이도가 높은 자율 주행 가능성을 단기간 내에 확인하기 위해 기존의 전기 차량을 개조한 것이다.

 

1.2톤의 무게에 길이 3.1m, 높이 1.5m, 폭 1.7m이며 시속 30㎞로 주행할 수 있었다. 전후방 구동이 가능한 4×4 플랫폼을 가지며, 조종사가 직접 운전하거나 필요에 따라 무인 운용이 가능하도록 한 ‘반무인’ 개념으로 설계됐다.

2005년 10월 6~9일 열린 지상군페스티벌 일환으로 대전 엑스포과학공원에 마련한 ‘국방과학관’에서 최초 대외적으로 공개 전시되고, 이어 11월 제13회 지상무기체계 발전세미나에서 기동시연을 보여 큰 관심을 불러모았다.

좌: 2006년 국방로봇 기술시범·워크숍에서 야지 자율주행을 시연하고 있는 XAV 3호기 우: 군 장비를 싣고 이동중인 무인 견마 로봇

 

이듬해인 2006년 6월에는 ‘국방로봇 기술시범·워크숍’에서 경전투용 로봇 연구플랫폼인 8×8 차륜형으로 XAV 3호기의 시연을 보였다.

 

1·2호기가 가시지역 내에서 저속 원격제어 주행 등 기술 위주로 간략히 시연했던 것과 달리 3호기는 나무 등에 가려 눈에 보이지 않는 비가시권 지역에서도 원격제어로 기동이 가능하고, 평지가 아닌 굴곡의 야지에서도 스스로 전방의 장매물 등 상황을 탐지·판단하면서 지정된 장소까지 기동하는 자율주행도 실시했다. 이는 과학기술적으로 국내 최초의 야지 자율 주행이라는 점에 큰 의의가 있다.

ADD는 2008년 10월 9일, 한국과학기술원(KAIST)과 함께 7·8일 경남 창원의 기동시험장에서 제3회 군사용 로봇 워크숍을 개최하면서 개발목표에 부응하는 형태를 갖춘 견마형 로봇과 휴대용 소형지상로봇, 소형항공로봇(무인헬기) 등 4종의 군사용 로봇이 네트워크 환경에서 입체적으로 기동하는 시범을 보였다.

견마형로봇과 소형무인헬기

 

특히 길이 2.8m에 1톤급 중량을 갖는 견마형 로봇이 원격제어와 함께 임의의 경로점을 자율적으로 주행하는 능력을 선보이는 등 3~4년에 불과한 연구개발 역사를 가진 국내 군사용 로봇이 향후 미래전에 대비한 한국형 미래지상전투 체계로 발전할 수 있는 가능성을 확인시켜 주는 자리였다.

 

ADD는 2012년에 견마형 로봇의 시험개발을 성공적으로 종료하고 ‘국방무인로봇’을 군수용 타입 A형과 B형, 민수용 타입 C형 등 3종으로 내놓았다.

2006~2012년 연구를 통해 개발된 견마형 로봇의 구성도

 

A형은 가변현수장치가 적용된 차륜형으로 길이 2.7m, 폭 1.8m, 최대높이 2.7m에 중량은 2톤 미만이다. 차체에 축이 없어 바퀴속에 내장형 모터를 넣었고 가솔린 엔진과 배터리에 의한 동력이 직접 전달되어 구동하는 방식이다.

국군의날 행사에서 공개된 견마형로봇

 

최대속도 50kph. 배터리로 구동하면 거의 무소음이다. 60cm 높이의 수직장애물과 폭 80cm의 참호 통과 능력이 있으며 원격조종 기관총, 적외선 및 안정화 감시장비, 지뢰탐지장비를 장착한다.

 

철책선/해안선 감시경계, 야지/험지 수색정찰, 부대/주요시설 감시장비와 지뢰탐지 등의 임무를 수행할 수 있으며, 1명의 운용자가 무선기반 원격통제를 통하여 여러 대를 동시에 운용할 수 있다.

ADD는 견마형 로봇 연구 종료 이후 이를 통해 확보한 핵심기술들을 기반으로 공군 기지에서 활용될 수 있는 실용적인 ‘기지방호용로봇’을 개발, 평가에서 군사용 적합 판정을 받았다. 또 2014년에는 제한적인 속도에서 자율 주행이 가능한 경전투를 수행할 수 있는 기술단계인 ‘자율레벨 6’에 이르는 기술시험을 성공적으로 수행했다.

 

■ 용어해설

견마 로봇 Dog Horse Robot / 犬馬 robot

무인전투체계를 구성하는 단위 요소로 근접 전투간 감시 정찰, 주요 시설 감시 경계, 지뢰 탐지 및 물자 수송 등의 임무 수행이 가능한 로봇. 기동 방식에 따라 차륜형 또는 족(足)형으로 구분된다.

 

임무를 위한 탑재 장비로는 원격 무장, 수직 확장형 열영상 조준경, 금속·비금속 지뢰 탐지 장비가 있으며, 네트워크 기반의 이동형 무선 통신을 통해 인접 및 상하급 제대 간의 실시간 정보 공유를 가능하게 한다.