MOSA와 합성훈련환경: 개방형 모듈 아키텍처의 지향
MOSA가 가져온 변화: 재사용성, 협력 그리고 혁신

미국 육군이 추진 중인 합성훈련환경(Synthetic Training Environment, STE)은 미래 군사 훈련의 핵심으로 꼽히며, 미 의회는 국방수권법(NDAA)을 통해 STE에 모듈형 개방형 시스템 접근법(MOSA) 적용을 법적으로 요구하고 있다. STE 프로그램을 총괄하는 PEO STRI(미 육군 프로그램집행국 – 시뮬레이션·훈련·계기체계) 측은 STE를 “스타십 프로그램”이라고 부를 정도로 중시하며, 처음부터 MOSA 원칙을 내장하여 미래 육군 훈련체계를 정의하려 하고 있다. 이러한 배경에서, 본 칼럼에서는 MOSA가 실제 합성훈련환경에 어떻게 구현되고 있는지를 MUSE 기반의 RVCT-A 개발 사례와 플랫폼 개발 키트(PDK) 공개 사례를 통해 살펴보고, 이를 통해 MOSA가 재사용성, 산업 협력, 민간 혁신 수용을 어떻게 촉진하는지 분석한다.

MOSA와 합성훈련환경: 개방형 모듈 아키텍처의 지향

MOSA(Modular Open Systems Approach)는 말 그대로 모듈화된 개방형 아키텍처를 지향하는 기술·비즈니스 전략으로, 국방 체계에서 상호 운용성과 확장성을 높이기 위해 표준화된 인터페이스와 모듈식 설계를 채택하는 것이다. 미 육군 연구기관 DEVCOM AvMC(항공미사일센터)의 JSIL(Joint Simulation Integration Laboratory) 팀은 “소프트웨어를 구성 요소별로 분해하여 재사용”하고 “가능한 모든 표준 프로토콜을 도입”함으로써, 자사 시스템뿐 아니라 외부와도 쉽게 통합할 수 있는 구조를 10여 년간 추구해왔다고 설명한다. 이러한 MOSA 철학은 합성훈련환경 STE에도 처음부터 적용되어, 실제 운용 현장의 무기체계가 아니더라도 가상·증강현실을 활용해 전투원을 훈련시키는 방대한 시뮬레이션 생태계를 보다 유연하고 신속하게 구축하는 동력이 되고 있다. MOSA의 목표는 궁극적으로 폐쇄적이고 단절된 “스톱파이프(stovepipe)식” 솔루션을 지양하고, 공통 표준과 모듈 재사용으로 중복 개발을 줄이며 비용 효율적이고 신뢰성 높은 시스템을 구현하는 데 있다. 미 육군은 이러한 MOSA 원칙을 STE 개발 전반에 녹여냄으로써, 미래 훈련체계에 다양한 최신 기술과 파트너들의 역량을 유연하게 통합할 수 있는 열린 생태계를 지향하고 있다.

MUSE와 RVCT‑A: 모듈화 재사용의 성공 사례

미 육군 병사가 가상현실 고글과 조종 장치를 사용하여 항공기 가상훈련(합성훈련환경 사용자 평가)에 참여하고 있다. STE 프로그램의 Reconfigurable Virtual Collective Trainer-Air (RVCT-A)는 이러한 가상훈련을 제공하는 모듈식 시스템으로, MUSE(Multiple Unified Simulation Environment) 소프트웨어를 기반으로 개발되었다. MUSE는 원래 정보감시정찰(ISR) 훈련용 시뮬레이션으로 정부가 개발·유지해온 지휘관/참모 훈련용 소프트웨어인데, 현재는 무인기(UAS) 운용을 비롯한 다양한 시스템의 시뮬레이션 모듈로 활용되고 있다. 예컨대 JSIL은 MUSE를 통해 섀도우(Shadow), 그레이 이글(Gray Eagle), 리퍼(Reaper), 글로벌 호크(Global Hawk) 등 여러 무인항공기 훈련 시스템을 지원해왔으며, MUSE 소프트웨어 기반을 20여 년간 지속적으로 개량하여 고객 요구 기능을 추가하고 산업 표준에 맞춰 발전시켜왔다. 이러한 모듈화·재사용 노력 덕분에 새로운 기능을 신속히 통합할 수 있었고, 육군이 일일이 처음부터 개발했다면 충족하지 못했을 능력을 적시에 제공할 수 있었다는 평가다.

RVCT-A는 바로 이 MUSE 모듈식 기반을 활용하여 개발된 대표적 사례다. RVCT-A는 STE 프로그램 산하에서 개발된 가상 공중 합동훈련 시뮬레이터로, JSIL 팀이 공군과 협업한 기술까지 통합해 UAS 훈련용 소프트웨어 기반을 구축한 것이다. JSIL 소프트웨어 책임자인 제임스 보우먼 III는 “RVCT-A 개발과 같은 높은 작전템포(op-tempo)의 사업을 수행하기 위해 MOSA 구조의 MUSE를 활용하지 않았다면 불가능했을 것”이라며, MUSE 및 수십 년간 축적된 UAS 모델링·시뮬레이션 도메인 지식을 재활용함으로써 현재와 미래 요구사항을 충족하는 데 큰 도움이 되었다고 밝혔다. 이는 MOSA의 재사용성이 실질적인 개발 속도 향상으로 이어진 사례로 꼽힌다. 모듈화된 공통 구성요소를 여러 시스템에 공유함으로써 중복 개발을 방지하고, 만약 한 모듈에서 버그가 수정되면 그 모듈을 쓰는 모든 시스템이 동시에 혜택을 보는 선순환 구조를 구축했다. 이러한 구조에서는 각 개별 훈련 장비를 따로 관리할 때보다 유지보수 비용과 개발 기간이 크게 절감된다. 실제로 보우먼은 “MOSA 구현은 어떻게 육군의 비용을 절감하고 솔루션을 병사들에게 신속히 제공하는지에 대한 유형적 증거”라며, 잘 검증된 기존 기반(MUSE)에 계속 빌드업해가기 때문에 가능한 일이라고 강조했다. 요컨대 MUSE와 RVCT-A 사례는 모듈화된 오픈 아키텍처가 이끌어낸 효율성을 보여주며, 하나의 소프트웨어 자산을 다양한 목적으로 재사용하여 얻는 비용·품질상의 이점을 입증하고 있다.

플랫폼 개발 키트(PDK): 개방형 인터페이스와 산업 협력

STE 프로그램에서 MOSA의 또 다른 구현 사례는 플랫폼 개발 키트(PDK)의 공개와 활용이다. PEO STRI는 2021년 처음 STE 정보체계(STE-IS)용 PDK를 선보인데 이어, 2023년 3월에 그 업데이트 버전을 공개하였다teamorlando.org. 이번 업데이트에서는 STE 핵심 구조(데이터 패브릭 등)에 대한 기술 자료를 보강하고, 최초로 소프트웨어 개발 키트(SDK)를 포함하여 산업계가 STE의 시뮬레이션 데이터 분배 인프라(일명 STE 데이터 패브릭)에 능동적인 시뮬레이션 서비스를 통합할 수 있는 환경을 제공했다. 한마디로, PDK는 산업 파트너들이 자신들의 기술과 기능을 ‘플러그 앤 플레이’ 방식으로 STE에 제출하여 연동할 수 있게 해주는 협업 도구다. 이를 통해 업체-업체 간, 업체-정부 간, 정부 내 기관 간에도 표준화된 데이터 체계 위에서 손쉽게 플랫폼 통합과 협업이 이루어질 수 있다.

PDK 2023 업데이트의 의미는, 육군이 자체 훈련 생태계의 문을 산업계에 대폭 개방했다는 데 있다. 업데이트된 PDK는 STE 관련 인터페이스 사양과 API 정보를 공개함으로써, 산업계 업체들이 STE 요구사항에 부합하는 솔루션을 개발하고 손쉽게 연계할 수 있도록 지원한다. PEO STRI 산하 STE 통합팀의 수석 엔지니어 마이클 라이트는 “이번 PDK 업데이트를 통해 산업계가 STE-IS의 MOSA, API, 인터페이스에 대한 귀중한 통찰을 얻어 초기 단계부터 STE에 연결되는 기능을 구현할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 또한 그는 PDK가 문서와 초기 소프트웨어를 함께 제공하여 업체들의 진입 장벽을 낮추고 STE와의 상호운용성을 높이는 역할을 한다고 강조했으며, 앞으로 SDK가 새 버전 나올 때마다 PDK도 업데이트되어 STE의 MOSA 인터페이스와 구조에 대한 추가 인사이트를 제공할 것이라고 밝혔다. PEO STRI의 Amit Kapadia 수석 엔지니어도 “업계가 PDK와 초기 소프트웨어 인프라를 활용해 STE 플랫폼 전반에 걸쳐 협업할 수 있을 것”이라고 언급했다. 정리하면, PDK의 공개로 산업계가 STE의 모듈식 개방형 아키텍처에 직접 참여할 수 있는 창구가 마련되었고, 이를 통해 더 다양한 업체와 기관이 STE 생태계에 기여할 수 있는 기반이 확보되었다.

이러한 개방형 플랫폼 전략은 산업계의 혁신적인 기술을 군 체계에 신속히 도입하는 데에도 크게 기여할 전망이다. PEO STRI는 PDK를 통해 STE 요구사항과 표준을 명확히 제시함으로써, 업체들이 초기 단계부터 이를 준수하는 STE 호환 제품을 개발하도록 유도하고 있다. 나아가 PDK에 포함된 공용 소프트웨어 컴포넌트와 툴들은 업계·학계·정부 기관 모두가 활용할 수 있어, 누구나 가치 있는 정보를 공유받고 기여할 수 있는 투명한 협업 환경을 제공한다. 그 결과 새로운 모의훈련 기능의 개발과 적용이 빨라지고, 우수한 민간 기술(COTS)도 손쉽게 군 훈련체계에 플러그인 형태로 접목시킬 수 있게 된다. 예를 들어, 게이밍 업계의 그래픽 엔진이나 민간의 VR/AR 기술, AI 기반 훈련 분석 도구 등을 가진 기업들이 PDK를 통해 자신들의 서비스를 STE 데이터 패브릭에 연동하기 쉽다면, 육군은 그런 첨단 기술을 빠르게 흡수하여 훈련 효과를 극대화할 수 있을 것이다. 실제로 PEO STRI는 “PDK 인프라가 산업·정부·학계 전반의 모의훈련 개발·배치를 간소화하여, 모든 참여자에게 유용한 정보를 제공하고 미래에 신속한 기능 삽입(rapid capability insertion)을 촉진한다”고 밝히고 있다. 이는 곧 민간 혁신 수용성을 한층 높여준다는 의미다.

MOSA가 가져온 변화: 재사용성, 협력 그리고 혁신

MUSE와 RVCT-A 사례, 그리고 PDK 공개 사례를 통해 알 수 있듯이, 모듈식 개방형 접근(MOSA)은 합성훈련환경에서 세 가지 주요 이점을 가져오고 있다. 첫째, 소프트웨어 재사용성과 효율성이 극대화된다. 과거처럼 각 훈련 시뮬레이터를 개별적으로 개발·유지하는 대신, 공통 모듈을 공유하고 표준 인터페이스를 통해 연계함으로써 개발 중복을 피하고 전체 시스템의 업그레이드 주기를 단축시킬 수 있었다. DEVCOM AvMC의 JSIL 팀은 오랜 기간 축적된 MUSE 컴포넌트를 활용하여 여러 무인기 훈련 시스템을 한 기반 위에서 운영함으로써 “한 번 구축한 기능을 여러 곳에 활용하고” “한 번의 수정으로 다수 시스템에 개선 효과를 전파”하는 MOSA의 강점을 입증했다. 이러한 재사용성은 단지 코드 차원의 문제가 아니라, 축적된 도메인 지식과 알고리즘 자산까지 공유함으로써 훈련 효과의 일관성을 높이고 품질 향상과 비용 절감을 동시에 달성하게 해준다.

둘째, 산업 협력과 파트너십이 강화된다. 과거 군사용 훈련 체계는 폐쇄적인 독자 개발이 많았지만, MOSA 원칙 하에서 육군은 개방형 표준을 제시하고 외부 파트너들과 적극 소통함으로써 더 나은 솔루션을 함께 만들어가는 방향으로 전환하고 있다. PDK를 통한 STE 인터페이스 공개는 중소기업을 포함한 다양한 업체들이 동일한 규격 하에서 자신들의 혁신적 기술을 제안하고 연결 테스트를 수행할 수 있게 만들었다. 이는 정부와 주계약업체 외에도 다양한 민간 주체들이 참여하는 훈련 생태계를 육성하며, 산업계-학계-정부 간 협업 커뮤니티를 형성한다는 의의를 지닌다. 실제 JSIL 팀은 MOSA 표준을 준수함으로써 육군 내 여러 사업부(PM Aviation, PEO STRI 등)는 물론 공군 시뮬레이션 기관, 나아가 연합군 파트너 국가와도 훈련 시스템 통합 및 지원 협력을 원활히 하고 있다고 전한다. 이러한 개방형 협력은 기술 발전의 시너지를 극대화하고, 군 훈련체계가 업계 전반의 발전 흐름과 함께 진화하도록 만드는 추동력이 되고 있다.

셋째, 민간 혁신 수용과 신속한 기술 갱신이 가능해진다. MOSA 환경에서는 새로운 기능 추가나 기술 교체가 비교적 용이한데, 이는 표준화된 모듈 인터페이스 덕분에 새로운 구성요소를 기존 체계에 꽂아 넣기(plUG-&-play)만 하면 되기 때문이다. 그 결과 상용기술(COTS)이나 최신 연구 성과를 즉각적으로 군 체계에 시험·적용해볼 수 있는 여지가 커지고, 군은 민간의 혁신 속도를 훈련 환경에 빠르게 반영할 수 있다. 예를 들어, 앞서 언급한 PDK를 통해 업체들이 첨단 VR/AR 디바이스, 3D 엔진, AI 교관 시스템 등을 STE와 연동시키면, 육군 훈련은 곧바로 그 혜택을 누릴 수 있을 것이다. MOSA를 통한 이러한 빠른 기술 삽입(rapid insertion) 능력은 미래 다영역작전 환경에서 군사 훈련이 최신 위협과 기술 추세에 뒤처지지 않게 하는 필수 요소다. 뿐만 아니라 MOSA는 특정 벤더에 종속되지 않는 개방형 경쟁 환경을 조성함으로써, 더 많은 혁신 기업들이 국방 분야에 참여하도록 유도하는 긍정적 효과도 기대된다. 경쟁과 협업을 통해 혁신의 풀이 넓어지면, 결과적으로 군은 더욱 창의적인 솔루션을 얻고 병사들의 훈련 환경은 지속적으로 개선될 것이다.

맺음말: 열린 훈련환경이 만드는 미래

미 육군 합성훈련환경(STE)에 적용된 MOSA 사례들을 통해, 개방형 모듈 아키텍처의 위력을 확인할 수 있다. MUSE 기반의 RVCT-A 개발은 코드 재사용과 신속 개발로 비용·시간을 절약하고 성능을 향상시켰으며, PDK의 개방은 폭넓은 산업 참여와 기술 혁신 유입을 가속화하고 있다. 이는 빠르게 변화하는 전장 환경과 기술 발전 속도에 대응하여 군의 훈련체계도 유연하고 민첩하게 진화해야 한다는 요구에 부합하는 방향이다. IT 및 메타버스 분야에 종사하는 우리에게도 이러한 움직임은 시사하는 바가 크다. 개방성과 모듈화는 군사 훈련뿐 아니라 산업 전반의 메타버스 플랫폼이나 대규모 시뮬레이션 시스템에서도 성공의 열쇠가 될 수 있기 때문이다. 서로 다른 조직과 기업이 공통 표준 위에서 협력하며 각자의 강점을 모을 때, 우리는 훨씬 더 풍부하고 강력한 가상훈련 생태계를 만들어낼 수 있다. 미 육군 STE의 사례는 “미래 훈련환경은 MOSA에 달려 있다”는 말을 증명해 보이고 있으며, 이러한 스타십 프로그램의 성공은 곧 향후 메타버스 기반 훈련·교육 분야 전반에 귀중한 선례가 될 것이다. 군사훈련의 영역에서 시작된 MOSA 혁신이 산업과 기술 전반의 협업 문화로 확산되어, 개방형 메타버스 생태계 구축에 일조하길 기대한다.

출처: 미 육군, Shepard Media, Team Orlando News 등

이주경 칼럼니스트