美 공군 XQ-58A 발키리, AI 자율 비행 시험 성공：공중 전투 과제 해결

AI가 전투기를 직접 조종하는 시대가 실험실을 넘어 실제 하늘에서 펼쳐지고 있습니다.

미 공군은 8월 3일, 플로리다주 에글린 공군기지에서 스텔스 무인 전투기 'XQ-58A 발키리'의 자율 비행 시험을 7월 25일 성공적으로 마쳤다고 발표했습니다. 공군연구소(AFRL) 팀이 개발한 AI/머신러닝 에이전트의 제어로 약 3시간 동안 멕시코만 상공을 비행하며, 전술적으로 유의미한 전투 과제를 성공적으로 완수했습니다.

공군 AI 시험·운용 부서장인 터커 해밀턴 대령은 이번 비행이 다층 안전 프레임워크를 성공적으로 검증했으며, 현대 공대공 및 공대지 전투 기술을 수행할 AI 에이전트 개발을 본격화하는 이정표라고 밝혔습니다.

시뮬레이션에서 수백만 번 훈련한 AI

AI 신경망을 훈련하기 위해 실제 전투기를 띄우는 것은 천문학적인 비용이 듭니다. 공군 시험비행학교의 수석 조종사 빌 그레이는 F-16을 한 시간 띄우는 데 수만 달러가 들어가기 때문에 실제 비행기로 수백만 번의 시행착오를 겪는 것은 불가능하다고 설명합니다.

대신 연구진은 고정밀 시뮬레이션 환경에서 수백만 시간 동안 알고리즘을 단련했습니다. 시험 조종사인 로스 엘더 소령은 현실에서 한두 번 볼 법한 극한의 전투 상황을 시뮬레이터 안에서는 단 24시간 만에 수백만 번 반복 훈련할 수 있었다고 전했습니다.

가상 환경에서 검증을 마친 코드는 F-16D를 대대적으로 개조한 X-62A 시험기에 탑재되어 10차례 실비행 검증을 거쳤습니다. 이후 지상 하드웨어 연동 시험까지 모두 통과한 뒤 마침내 XQ-58A 기체에 올라탄 것입니다. 이는 2019년 공개된 스카이보그 프로젝트부터 이어진 4년간의 기술 축적이 만들어낸 성과입니다.

1000대의 무인 편대기 계획

이번 시험은 단순한 일회성 시연이 아닙니다. 미 공군이 야심 차게 추진 중인 협업전투기(CCA) 사업과 차세대 공중 지배(NGAD) 전력 구축의 핵심 퍼즐입니다.

공군은 현재 최소 1000대 이상의 CCA 도입을 구상하고 있습니다. 6세대 유인 전투기 200대와 F-35A 500대에 각각 2대씩 무인 편대기를 짝지어 운용하겠다는 계획입니다. 사람이 탄 전투기가 후방에서 지휘하면, 자율 무인기가 전방에서 정찰이나 전자전, 미사일 발사를 맡는 구조입니다.

다만 공군은 고도의 자율 무인기를 실전에 배치하더라도, 무기 사용을 승인하는 최종 판단 권한에는 반드시 사람이 개입하는 방침을 당분간 유지할 것이라고 거듭 강조했습니다.

왜 중요한가

우리가 주목하는 부분은 3시간의 비행 기록보다 미 공군이 구축한 시뮬레이션 기반의 군사 AI 개발 체계입니다.

비용이 많이 드는 실기 비행을 최소화하고, 가상 공간에서 대규모 실패를 거듭하며 고도화한 뒤 시험기를 거쳐 실전에 투입하는 파이프라인을 완성했습니다. 이 방식이 자리 잡으면 새로운 전술이나 적의 위협에 대응하는 비행 소프트웨어 업데이트 주기가 비약적으로 단축됩니다.

방위산업 관점에서도 공중전의 패러다임이 바뀌고 있습니다. 수억 달러짜리 초고가 스텔스 유인기 소수에 의존하던 방식에서, 비교적 저렴한 자율 무인기를 대규모로 엮는 편대 중심 작전으로 무게중심이 이동하고 있습니다. 중국 인민해방군 역시 전술 공중전에 AI를 접목하는 데 속도를 내고 있어, 무인 자율 비행을 둘러싼 기술 패권 경쟁은 더욱 치열해질 전망입니다.

관건은 통제의 신뢰성입니다. 군은 인간의 개입을 약속하고 있지만, 마이크로초 단위로 생사가 갈리는 초음속 전장에서 인간의 반응 속도는 가장 큰 병목이 될 수밖에 없습니다. 자율 알고리즘의 즉응성과 인간 지휘관의 통제권 사이에서 균형을 맞추는 일은 군사 AI가 풀어야 할 가장 까다로운 숙제입니다.