Live(실기동훈련),

Virtual(가상훈련),

Constructive(워게임모의훈련),

Game(게임)

오슨 스콧 가드의 동명의 소설을 영화화한 “엔더스 게임”(2013년 개봉)에서 주인공 엔더 위긴은 우주함대의 사령관으로 선발되기 위해 동료들과 함께 어려운 훈련을 이겨나간다. 마침내 최종 테스트를 받는 날, 엔더는 그동안 수많은 시뮬레이션 훈련을 통해 갈고닦은 기량과 전술로 적을 격멸하는데 성공하지만, 사실 최종 테스트는 시뮬레이션이 아닌 실제 전투였고, 자신의 지휘로 아군의 희생과 적군이 말살되었다는 사실에 경악을 금치 못한다.

영화 엔더스 게임에서 주인공 엔더 위긴은 우주함대의 사령관이 되기 위해 모의훈련센터에서 시뮬레이션과 맞춤형 심리게임 등 다양한 훈련을 수행한다.

<출처 : https://www.imdb.com/title/tt1731141/mediaviewer/rm2264914944>

영화에서 주인공 엔더는 현실과 구분이 어려운 가상현실 속에서 실전과 비슷한 상황을 반복적으로 훈련하거나 개인용 태블릿을 이용해 맞춤형 심리게임 등을 하기도 하는데 이와 같은 첨단과학기술을 활용한 훈련이 현실에서도 가능할까? 과연 현실 세계의 과학화훈련의 수준은 어느 정도이며 우리 육군의 과학화훈련의 수준은 어디까지 왔을까?

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과학화훈련은 Live(실기동훈련), Virtual(가상훈련), Constructive(워게임모의훈련), Game(게임) 등 4가지로 구분되며 이를 통칭하여 LVCG라고 한다. 사실 육군이 하고 있는 모든 훈련은 실제 전투가 아니기 때문에 모의훈련(simulation)이라고 볼 수 있다. (미 육군의 과학화훈련 체계 획득을 담당하는 PEO-STRI의 모토는 “All but war is simulation -'전쟁을 제외한 모든 것은 시뮬레이션”이다.)

LVCG 훈련의 대표적인 사례들. (위에서부터) KCTC(Live), 전차 시뮬레이터 TMPS(Virtual), BCTP훈련(Constructive), VBS3(Game)

<출처 : 국방부, 국방일보, 보헤미아 인터랙티브 시뮬레이션>

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세계적으로 현대 과학기술을 이용한 LVCG 중에서 가장 먼저 등장한 것은 가상훈련체계, 즉 시뮬레이터이다. 세계 최초의 시뮬레이터는 1929년에 미국의 에드 링크가 개발한 “Link Trainer”라고 알려져 있으며, 이 Link Trainer를 통해 15개국에서 약 50만 명의 조종사들이 훈련을 받았다고 한다.

에드 링크가 개발한 “Link Trainer”는 2차 세계대전을 전후하여 50만 명의 조종사를 훈련시켰으며, 항공전자장비와 시뮬레이터로 유명한 L3사는 Link Trainer를 개발한 Link Company의 후신이다.

<출처 : https://en.wikipedia.org/wiki/Link_Trainer#/media/File:LinkTrainerSeymourIndiana.jpg>

그러나 미 육군이 본격적으로 과학화훈련을 주목하기 시작한 것은 베트남전쟁과 4차 중동전 이후였다. 베트남 전쟁의 실패를 경험한 미 육군은 몇 가지 중요한 개혁을 진행하였는데 그중의 하나는 바로 교육사령부(TRADOC : Training and Doctrine Command)를 창설한 것이다. 교육사령부의 초대 훈련참모부장(DCST : Deputy Chief of Staff for Training) 폴 고먼 장군은 전투의 참가하는 횟수가 늘어날수록 조종사들의 생존율이 급격히 상승한다는 공군의 연구결과를 기초로, 개전 초 단시간에 대규모의 피해가 발생하는 현대전의 전투에서 승리하기 위해서는 전쟁 이전에 “실전과 같은” 가상 전투를 여러 번 경험해야 한다는 사실을 깨달았다. 실전과 같은 훈련을 위한 방법을 찾던 고먼 장군은 당시 미 해군이 레이저를 이용한 훈련장비를 연구하던 것을 알아내고 이를 활용하여 레이저를 이용한 전술 교전 시스템(TES : Tactical Engagement System)을 개발하였다. 이것이 오늘날 널리 사용되고 있는 마일즈(MILES : Multiple Integrated Laser Engagement System)의 효시이며 이를 활용하여 구축한 최초의 훈련장이 캘리포니아 주 포트 어윈에 있는 유명한 국립훈련센터, 즉 NTC(National Training System)이다. NTC와 마일즈는 실기동훈련(Live)을 위한 대표적인 훈련체계이다.

레이저를 이용한 마일즈 훈련과  미 육군 NTC에서의 훈련 장면   <출처 : 미 육군 Flickr, NTC facebook >

마일즈 장비를 활용하여 여단급 부대가 동시에 훈련할 수 있는 훈련체계를 구축한 미 육군은 사단급 이상의 부대를 훈련할 수 있는 방법을 찾기 시작했다. 그러나 사단의 모든 병력과 장비를 마일즈로 훈련하는 것은 비효율적이었으므로 실제 병력을 움직이지 않고도 사단급 이상의 전투를 모의할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 훈련의 필요성이 제기되었다. 그 결과 유명한 NASA의 제트추진 연구소(JPL : Jet Propulsion Laboratory)가 개발한 JESS(Joint Exercise Simulation System)를 군단 및 사단 전투지휘훈련에 적용한 것이 BCTP 훈련의 시작이며, JESS는 후에 CBS(Corps Battle Simulation)라는 이름으로 불리게 되었다. 우리 군과 미군이 매년 실시하는 연합연습이나 전투지휘훈련(BCTP)은 모두 여기에 뿌리를 두고 있으며 대표적인 Constructive(워게임모의훈련)이다.

CBS의 후속 워게임 모델인 WARSIM   <출처 : 미 육군 PEO-STRI >

한편 시뮬레이터로 대표되는 가상훈련(Virtual)은 공군에서 먼저 발전하였지만 미 육군도 베트남전 이후 개발한 Big Five(M1 에이브럼스 전차, M2 브래들리 보병전투차, 아파치 헬리콥터, 블랙호크 헬리콥터, 패트리어트 미사일)의 훈련을 위한 시뮬레이터들을 갖추어 나가기 시작했다.

1980년대 초 미 국방고등개발연구원(DARPA)에 근무하던 공군 대위 잭 소프(Jack A.Thorpe)는 미 본토에 흩어져 있는 시뮬레이터들을 연결하여 분산 네트워크 하에서 여러 장비들을 동시에 연결하여 훈련하는 프로젝트를 제안하였다. 많은 반대와 우려 속에서 DARPA의 젊은 프로젝트 매니저였던 소프는 더 젊은 엔지니어들과 함께 이 프로젝트를 성공시켰는데 이것이 바로 SIMNET(SIMulator NETworking)이라는 훈련체계로, 오늘날의 분산 시뮬레이션 시스템에도 많은 영향을 끼치고 있다. SIMNET을 통해 미 육군은 그동안 단 한 번도 상위권에 들지 못했던 캐나다 전차 전투 경연대회(Canadian Army Trophy)에서 우승을 거두었으며, 걸프전쟁 이후에는 유명한 73이스팅 전투를 재연하기도 했다.

SIMNET은 미 육군의 전차와 장갑차, 헬리콥터 등의 시뮬레이터를 원거리에서 연동하여 함께 훈련할 수 있도록 개발된 훈련체계로 오늘날까지 가상훈련체계와 가상전장환경 기술에 많은 영향을 끼치고 있다.

<출처 : https://www.youtube.com/watch?v=eLkZaj536Fg>

재미있는 것은 SIMNET 프로젝트를 이끈 잭 소프가 미래 과학화훈련의 비전으로 “엔더스 게임”을 언급하였다는 점이다. 2010년도에 발표한 논문에서 잭 소프는 “엔더가 훈련한 가상전투학교와 훈련환경이야말로 새로운 기술을 통해 지향해야 할 도전과제”라고 언급하고 있다. 많은 반대와 우려가 있었지만 SIMNET은 과학화훈련에 많은 공헌을 하였다고 평가받고 있다.

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LVCG의 마지막은 게임(Game)으로 말 그대로 “게임”을 훈련에 사용하는 것이다. 군에서 최초로 사용된 게임은 FPS의 고전이며 불후의 명작인 Doom II를 미 해병대에 맞게 개선한 “Mirine Doom”으로 알려져 있다. Marine Doom 이후 2000년대 초반부터 게임을 훈련에 활용하려는 많은 시도가 있었는데 잘 알려진 “America’s Army”나 “Operation Flashpoint”, “Steel Beasts” 등이 대부분 이 당시에 탄생하였다. 즉 기능성 게임(Serious Game)을 군의 훈련에 사용하기 시작한 것이다. 게임을 훈련에 사용하는 것이 효과적인가? 하는 문제에 대해서는 미국과 NATO, 오스트레일리아 등에서 상당히 많은 연구가 있었으며, 특히 인지적 훈련에 효과가 높다고 알려져 있다. 지금은 미국, 영국, 프랑스와 NATO 등 대다수의 서방세계 국가들이 VBS3(Virtual BattleSpace3)와 같은 기능성 게임을 사실상의 표준(defacto standard)으로 삼아 교육훈련에 활발히 사용하고 있다.

Marine Doom의 플레이 장면

<출처 : https://www.youtube.com/watch?v=JzxJkZ4lN8k>

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1990년대 다양한 LVCG 훈련체계들이 등장하면서 다양한 종류의 과학화훈련 체계를 통합한 가상훈련환경을 만들고자 하는 요구가 등장했으며, 특히 SIMNET의 탄생을 주도한 DARPA는 SIMNET의 기술을 바탕으로 인공합성전장을 구축하는 프로젝트를 시작하였는데 바로 유명한 STOW(Synthetic Theatre of War)이다.

STOW의 구체적인 모습은 마일즈와 워게임모델, SIMNET 등 서로 다른 LVC 훈련체계를 네트워크로 묶어 동시에 훈련하는 것으로 이를 통해 훈련체계의 재사용성을 높이고 훈련능력을 확장하고자 하였다. STOW의 노력은 오늘날 미 육군이 사용하고 있는 LVC-ITE(LVC-Integrated Training Environment)라는 개념으로 이어져 마일즈와 워게임모델, 시뮬레이터를 결합한 훈련을 실시하고 있다.

서로 성격이 다른 LVCG 훈련체계를 통합하여 훈련하는 LVC-ITE의 개념도

<출처 : 미 육군 제병협동훈련센터(Combined Arms Center - Training>

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그러나, LVC-ITE는 근본적으로 SIMNET에 기반한 1980~90년대 기술이며, 서로 다른 성격의 훈련체계를 연동하는 것이기 때문에 훈련 준비와 운용에 많은 인력과 비용이 필요하는 등 많은 제한사항을 노출하고 있다.

이에 따라 2016년부터 STE(SyntheticTraining Environment : 합성훈련환경)라는 개념이 등장하였다. STE는 원래 1990년대에도 잠시 등장했었으나 당시에는 기술의 부족으로 구현하지 못하던 것을 급격히 발달한 게임 기술과 네트워크의 연결성 확장 등에 힘입어 실현이 가능하게 되었다. 비약적으로 발전한 게임 기술로 시뮬레이터와 워게임모델을 대체하고, 증강현실 기술을 통해 실기동훈련체계와 연결하며, 여기에 전 지구의 3차원 가상지형과 첨단 학습과학을 덧붙인 것이 바로 STE이다.

미 육군의 STE 소개 동영상

<출처 : https://www.youtube.com/watch?v=zzEXBPGKsgY >

STE는 과거 방대한 시설과 하드웨어를 필요로 하는 과학화훈련 체계들과 달리 소프트웨어 중심의 클라우드 기반 훈련체계이다. 사용자들은 기존처럼 실물과 똑같은 시뮬레이터에 의존하지 않고 VR기술을 적용한 HMD를 착용하거나, 상용 모니터와 햅틱 기술 기반의 시뮬레이터를 통해 STE에 접속하여 누구나 자신이 원하는 장소에서 훈련할 수 있다.

미 육군이 STE를 기반으로 VR기술과 HMD를 적용한 신개념의 시뮬레이터 RVCT(Reconfigurable Virtual Collective Trainer)를 테스트하는 모습

<출처 : https://www.army.mil/article/222722/army_testing_synthetic_training_environment_platforms>

최근 마이크로소프트사는 '홀로렌즈2'를 미 육군에 대량으로 공급할 계획을 밝힌 바 있는데, 홀로렌즈는 미 육군이 추진 중인 개인별 병사체계의 전시장치인 IVAS(Integrated Visual Augmentation System)의 일부로 사용될 가능성이 높으며 이를 통해 병사들은 궁극적으로 STE에서 제공하는 가상 전장 상황 안에서 가상 대항군과 함께 훈련하거나 지능형 교관(Intelligent Tutor)을 통해 훈련 결과에 대한 피드백을 듣게 될 것이다.

미 육군이 마이크로소프트 홀로렌즈를 개발하는 IVAS는 STE와 결합하여 장병들에게 증강현실 기반 가상훈련환경을 제공해 줄 것이다.

<출처 : https://www.cnbc.com/2019/04/06/microsoft-hololens-2-army-plans-to-customize-as-ivas.html>

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육군의 과학화훈련은 미 육군의 훈련체계를 비교적 빨리 받아들여 특정 분야에서는 상당한 수준에 올라 있다. 대표적인 사례인 과학화전투훈련단(KCTC : Korea Combat Training Center)은 육군의 유일한 여단급 과학화훈련장이다. 처음에는 대대급 훈련장으로 만들어졌으나 체계를 확장하여 2018년에는 최첨단 통제시설과 마일즈 장비를 갖춘, 세계에서 3개국만이 보유한 여단급 실기동 과학화훈련장이 되었다. 미 육군의 NTC를 벤치마킹하여 과학화훈련을 시작한 우리나라는 이제 그 본산인 미 육군도 감탄하는 첨단 과학화훈련 시설을 갖게 되었으며, KCTC의 최신 기술들을 활용, 야전부대가 자신의 주둔지에서 훈련할 수 있는 마일즈 장비들을 표준화하여 보급하는 수준에 이르렀다.

육군 장병들이 마일즈 장비를 활용하여 과학화훈련을 실시하고 있다.

<제공 : 대한민국 육군 >

이에 비견할 수 있는 또 하나의 과학화훈련 부대로는 전투지휘훈련단(BCTP : Battle Command Training Program)이 있다. BCTP는 워게임모델에 의해 이루어지는 시뮬레이션 훈련으로 KCTC에 비해 잘 알려져 있지 않으나, 주로 사단과 군단의 지휘관과 참모, 예하부대가 함께 가상으로 훈련을 하기 때문에 더 상위 제대의 훈련이라고 볼 수 있다. KCTC는 여단급 부대 전체가 실제 환경에서 자신의 화기를 들고 훈련해야 하기 때문에 방대한 규모의 훈련장과 훈련장비가 필요한 반면, BCTP는 오직 컴퓨터만 있으면 되기 때문에 규모나 시설은 KCTC보다 작으면서도, 군단 및 사단 전투지휘훈련뿐만 아니라 연합연습에도 활용되기 때문에 그 중요성은 더 말할 필요가 없을 것이다. 연합연습에서는 미군은 미군의 워게임모델을, 우리는 육해공군이 각각 보유한 국내 개발 워게임모델을 사용하는데, 세계에서 자신이 개발한 워게임모델을 이용해서 미군과 어깨를 나란히 하고 훈련하는 나라는 그렇게 많지 않다고 한다.

BCTP단이 워게임모델을 이용하여 전투지휘훈련을 실시하는 모습

<출처 : 국방일보 http://kookbang.dema.mil.kr/newsWeb/20150127/5/BBSMSTR_000000010023/view.do>

또한 KCTC나 BCTP에 비해 더 알려지지 않은 다양한 시뮬레이터들이 존재한다. 육군은 다른 나라의 육군과 마찬가지로 항공부대가 시뮬레이터를 가장 먼저 사용한 것을 시작으로, 전차와 장갑차, 방공무기 등의 다양한 시뮬레이터를 보유하고 있다. 대표적인 시뮬레이터로는 기갑병과 승무원이라면 누구나 거쳤을 전차 시뮬레이터(TMPS), 육군항공 전술훈련 시뮬레이터, 신궁과 현궁 등 휴대용 유도무기의 시뮬레이터 등이 있다.

육군 항공부대 훈련을 위한 전술 시뮬레이터

<출처 : http://kookbang.dema.mil.kr/newsWeb/20150528/1/BBSMSTR_000000010023/view.do>

아파치 공격 헬기 시뮬레이터

<출처 : https://www.shephardmedia.com/news/defence-helicopter/south-korea-gets-apache-longbow-trainer>

육군 기계화부대 훈련을 위한 전차포술 시뮬레이터

<출처 : http://kookbang.dema.mil.kr/newsWeb/20140411/11/BBSMSTR_000000010023/view.do>

사격과 훈련 등에서 발생할 수 있는 소음과 민원, 안전사고를 예방하면서도 더욱더 효과적인 훈련방법으로 과학화훈련이 부각되고 있으며, 여기에 때를 맞추어 4차 산업혁명의 과학기술이 가시화되면서 육군은 4차 산업혁명 기술을 적용한 첨단 과학화훈련 체계를 갖추기 위한 준비를 하고 있다. 그 전략은 바로 “한국형 합성훈련환경”을 구축하는 것이다. 비약적으로 발전한 게임 기술을 기반으로 전 세계를 3차원 합성지형으로 구축 후 AR • VR 기술을 적용한 신개념의 시뮬레이터와 훈련체계를 2030년까지 완비하여 육군의 전 장병이 통합된 가상공간에서 언제 어디서나 원하는 훈련을 할 수 있도록 추진할 예정이다. 통합된 가상훈련 환경에서 장병들은 무기의 사용법과 조작 절차를 익히고 분대에서 여단까지 다양한 제대의 가상훈련에 참여하여 실전과 유사한 전투를 여러 번 체험할 수 있게 될 것이다. 이렇게 가상환경에서 갈고닦은 기량은 합성훈련환경과 연동된 미래 여단급 KCTC 훈련체계가 제공하는 증강현실 상황 하 훈련을 통해 발휘하게 될 것이다.

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미래에는 AR • VR과 클라우드를 기반으로 언제 어디서나 훈련이 가능해지고, 장병들이 훈련한 모든 훈련 계획•결과는 빅데이터로 저장될 것이다. 이 데이터들은 다양한 방법으로 실시간 분석되어 인공지능과 결합된 지능형 학습체계(Intelligent Tutoring System)에 의해 개인별로 결과를 제공받게 될 것이다. 지능형 학습체계는 모든 장병들에게 가상인간(Virtual Human)이나 챗봇 등을 통해 개인별로 훈련 분석결과를 피드백하거나 맞춤형 훈련(Personalized Adaptive Learning)을 추천하는데 활용될 것이다. 과학화훈련 체계와 E-러닝을 활용한 연속적인 학교교육, 부대훈련(Continuos Learning) 결과는 개인별로 축적되어 궁극적으로 별도의 평가가 필요 없는 평가 체계가 구축될 것이다.

앞에서 언급된 내용들은 먼 장래의 이야기처럼 들릴 수 있지만 선진국에서는 가시적인 체계를 획득하는 단계에 와 있으며 국내에서도 상당한 수준의 기술연구가 이루어지고 있다. 육군의 모든 장병들이 첨단과학기술로 구축된 세계적인 수준의 과학화훈련체계로 훈련하는 날을 멀지 않은 장래에 보게 될 것이다.

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