AI 전투기 조종사가 인간 베테랑 해군 조종사에게 모의 전투에서 완승, AI가 인간보다 뛰어난 점은?

AI 전투기 조종사가 인간 베테랑 해군 조종사에게 모의 전투에서 완승, AI가 인간보다 뛰어난 점은?

2020년 8월 18일 미국 국방고등연구계획국(DARPA)이 전투기 F-16에 탑재하는 AI 시스템 콘테스트를 개최했다. 그 중 가장 성적이 좋았던 AI가 베테랑 미 해군 조종사와 시뮬레이터의 모의전투를 5차례 치른 결과 5연승했다. 이에 따라 미 해군 비행대 사령관을 맡고 있는 콜린 파바가 AI 조종사가 인간 조종사보다 뛰어난 점에 대해 설명하고 있는 내용이다. 


DARPA에 의한 AI 파일럿과 해군 조종사의 모의 전투 모습은 YouTube로 라이브 방송되었으며, 다음은 아카이브 4시간 39분 50초 정도에서 볼 수 있다. 

Alpha Dogfight Trials Final Event - YouTube
https://youtu.be/NzdhIA2S35w

미 해군에서는 조종사들이 'Basic Fighter Manuva(BFM)'로 불리는 공중전투용 훈련을 매일 받는다고 한다. BFM은 조종사가 육체적으로 가혹한 3차원 공간 속에서 적과의 위치관계와 상황을 파악하기 위한 것으로 전투기를 적극적으로 조종하는 방법을 이해할 뿐만 아니라 무기시스템을 정확하게 이해하고 무기를 발사하는 트리거를 끌 필요가 있는지 판단하는 능력도 훈련한다. 파바는 역동적이고 스트레스가 많은 환경이 더 뛰어난 전투기 조종사를 만들어 낸다고 말한다. 

다만 파바는 조종사가 적과 맞대결을 벌이는 상황은 몇 가지 있다. 전쟁터에서 적과 조우한다면 목표는 단 하나다. 즉 적이 쏘기 전에 첫 방에 적을 쓰러뜨리는 것이다라고 말해 훈련과 실전은 크게 다르다고 말했다. 

예를 들어 모의 전투훈련에서 2대가 접촉해 바로 맞았다고 해도 어느 한쪽이 분명히 승자로 나타날 때까지 도그 파이팅은 계속될 수 있다. 그리고 결말이 나면서 서로의 조종사가 훈련결과 영상을 봤을 때 비로소 첫 번째 맞대결에서 서로 날개나 엔진에 총알이 스치고 있었다는 것을 알게 된다. 모의전투에서는 흐릿한 정도라도 실전에서는 미사일의 충격으로 날개나 엔진이 상실될 가능성도 있기 때문에 모의전투의 결판이 실전과 같지 않다고 파바는 지적했다. 

한편, 「전투기 조종사들에게 진정한 스포츠는, 기총만을 사용한 BFM 교전 훈련이다」라고 파바는 주장하고 있다. 기총뿐인 BFM 교전훈련에서 조종사들은 전투기의 연료소비를 고려하면서 다양한 움직임을 활용할 수 있을지 시험대에 오른다는 것이다. 조종사는 상대의 움직임에 맞추어 항상 2개에서 3개의 움직임을 생각하고 있다고 하며, 기총만의 BFM 교전훈련은 그야말로 공중의 체스라고 할 수 있다. 

DARPA 콘테스트 내에서 진행된 AI 파일럿과 인간 조종사의 모의전투도 이 기총만의 BFM 교전훈련형식이었다. 파바는 이 모의전투에서는 다음과 같은 3가지 점에서 AI가 인간보다 뛰어났다고 판단하고 있다. 

· 정확한 기총 사격
사격 명중률을 높이기 위해 조종사는 전투기의 조종 중에 동작 평면이나 사정거리, 상대와의 거리를 항상 생각해야 한다. 파바에 의하면, 상대를 정면으로 잡았을 때 사격이 유효한 시간은 불과 3초라고 하며, 조종사는 그 3초 이내에 상대의 추적과 평가, 정신집중을 하고, 게다가 상대에게 충돌하지 않도록 회피의 움직임도 계산하면서 방아쇠를 당길 필요가 있다. 하지만 DARPA 콘테스트에서 우승한 방위기업 Heron Systems의 AI는 이 계산을 한순간에 끝내버린다. DARPA에 의해 진행된 5차례 모의 전투에서는 AI에 의한 유효사격이 대략 15차례 있었던 반면 인간 조종사에 의한 유효사격은 한 번도 없었다고 한다. 

· 효율적인 비행
전투기에 연료는 생명줄 그 자체이다. 연료소비를 가급적 적게 하면서 날기 위해서는 조종사는 콕핏에 있는 기기에서 기체의 각도와 대기속도, 중력가속도를 체크해야 하고 베테랑 조종사라도 항상 연비를 최고로 유지하기란 쉽지 않다는 것이다. 하지만 AI에게 이러한 데이터의 처리는 손쉬운 것이며 필요에 따라 전투기의 속도와 방향을 미세 조정하면서 효율적인 비행을 실현한다. 

· 생리적 제한으로부터의 해방
이번 AI와 인간의 모의전투에서 5차전 마지막에서는 서로가 서로를 쫓아가며 빙글빙글 원을 그리듯 날아다니는 도그 파이팅이 전개됐다. 이때 현실이라면 조종사의 몸에는 9G나 중력 가속도가 걸리게 된다. 9G라는 중력가속을 견디기 위해 조종사는 다리와 복부근육에 상당한 힘을 주면서 조종에 계속 집중해야 한다. 파바는 "인간은 항상 항공기의 성능을 제한하는 요인이 된다"고 말한다. 하지만 AI는 아무리 G가 걸리더라도 아무런 영향 없이 전투기를 계속 조종할 수 있으며, 인간의 육체에는 불가능한 궤도에서 계속 날아갈 수도 있다. 

파바는 "이미 AI를 조종석에 탑승시킬 준비는 돼 있다"며 AI가 전투기 조종사로 배치되는 것은 머지않은 미래일 것으로 예상됐다. 언젠가 내 손자를 안고 말하기 위해 그때는 좋았다. 할아버지는 해군에서 사상 최고의 조종사였다는 꿈 이야기를 준비하자고 말했다. 

덧붙여 이번에는 시뮬레이터에 의한 모의전투였지만, 자율형 무인전투기를 사용한 현실의 도그 파이팅은 진행될 예정이라고 밝혔다. 

Navy F/A-18 Squadron Commander's Take On AI Repeatedly Beating Real Pilot In Dogfight - The Drive
https://www.thedrive.com/the-war-zone/35947/navy-f-a-18-squadron-commanders-take-on-ai-repeatedly-beating-real-pilot-in-dogfight

Navy F/A-18 Squadron Commander's Take On AI Repeatedly Beating Real Pilot In Dogfight