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지상무인전투차량 원격제어 인터페이스 운용 요구사항 개발
Development of Operational Requirements of Remote Control Interfaces for Unmanned Ground Combat Vehicles 원문보기

시스템엔지니어링학술지 = Journal of the Korean Society of Systems Engineering, v.13 no.2, 2017년, pp.18 - 25  

조성식 (육군사관학교 기계.시스템공학과) ,  백승원 (육군사관학교 기계.시스템공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The use of unmanned combat systems is of interest for future battlefield. Advanced techniques are being actively studied to build fully autonomous unmanned systems. However, there are technical, ethical and legal limitations for the fully autonomous unmanned combat systems. In addition, a remote con...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 현재 우리나라에는 원격 제어되는 지상무인전투체계가 전력화되어 있지 않은 상태이기 때문에 일반적인 인터페이스 설계절차에 따른 사용자 분석이나 과제 분석을 하는 것이 제한된다. 그래서 본 연구에서는 시스템공학에서 요구사항을 분석할 때 사용자가 요구한 임무와 기능, 그리고 이와 관련된 가용 기술을 분석하여 시스템 차원의 운용요구를 도출하는 것에 준하여 지상무인전투체계의 원격제어 인터페이스에 대한 시스템 수준의 운용자 요구사항을 작성하는 절차를 제안하고자 한다.
  • 이에 본 연구에서는 지상무인전투체계를 원격제어하기 위한 인터페이스를 설계하기 위해 사전에 분석해야 운용 요구사항을 도출하는 절차를 제안하고, 그 절차에 따라 원격제어 인터페이스에 대한 시스템 레벨 수준의 운용자 요구사항을 도출하였다.
  • 본 연구에서는 원격조종되는 지상무인전투체계의 인터페이스 운용 요구사항을 작성하는 절차를 제시하였으며 그 절차에 따라 지상무인전투체계 구성기술별 요구능력을 고려한 인터페이스 요구사항 12개와 디스플레이 설계 원리를 고려한 인터페이스 요구사항 8개를 도출하였다. 특히 본 연구에서는 시스템공학에서 요구사항을 분석할 때 사용자가 요구한 임무와 기능, 그리고 이와 관련된 가용 기술을 분석하여 시스템 차원의 운용요구를 도출하는 것에 준하여 지상무인전투체계의 원격제어 인터페이스에 대한 시스템 수준의 운용자 요구사항을 작성하는 절차를 제안하였다. 현재 우리나라는 원격 제어되는 지상무인전투체계가 전력화되어 있지 않은 상태이기 때문에, 일반적인 인터페이스 설계절차에 따른 사용자 분석이나 과제 분석을 실시하는 것이 어렵다는 현실적 제한사항을 극복하기 위한 유용한 방법을 제시했다는 점이 본 연구의 의미라 할 수 있다.

가설 설정

  • 1. 전장환경에 따라 다양한 탐지센서(방법)를 모두 또는 선택적으로 가동할 수 있어야 한다.
  • 11. 인간 오퍼레이터는 시행 가능한 자율주행 모드를 판단하고 선택할 수 있어야 한다.
  • 12. 인간 오퍼레이터는 무인체계의 예측 주행경로를 시각적으로 확인할 수 있어야 한다.
  • 13. 인간 오퍼레이터는 원격제어 장소의 환경 변화에 따라 디스플레이 정보의 시각적, 청각적 강도를 조절할 수 있어야 한다.
  • 14. 서로 다른 인간 오퍼레이터 간의 지각 능력의 차이를 고려하여 인간 오퍼레이터가 스스로 자신에게 제공되는 정보의 형태와 수준을 조절할 수 있어야 한다.
  • 15. 인간 오퍼레이터는 자신이 수행해야 할 임무에 따라 디스플레이에 전시되는 정보의 내용, 위치를 변경할 수 있어야 한다.
  • 16. 인간 오퍼레이터는 자신이 조정한 디스플레이 정보 내용, 위치를 저장하여 다시 사용할 수 있어야 한다.
  • 17. 인간 오퍼레이터는 현재 수행 중인 임무와 관련 정보를 하나의 디스플레이 혹은 근접한 2개 이상의 디스플레이에서 확인할 수 있어야 한다.
  • 20. 인간 오퍼레이터는 정보 디스플레이를 통해 과거 임무수행 정보와 현재의 정보를 비교할 수 있어야 한다.
  • 3. 센서로부터 탐지된 정보의 신뢰수준을 인간오퍼레이터에게 제공해야 한다.
  • 8. 인간 오퍼레이터는 무인체계가 수행할 임무의 개시와 수행 중인 임무의 중지를 통제할 수 있어야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
무인전투체계의 장점은? 무인전투체계는 인명 중시 사상에 부합되고 병력 절감이 가능하며 전장에서의 인간 한계를 극복할 수 있다는 장점 때문에 미래 전장의 필수 요소로 판단되고 있다. 또한 무인전투체계는 인간보다 더 높은 전투기술을 보유할 수도 있으며 그 훈련비용도 절약할 수 있다.
현재의 무인전투체계의 한계점은? 그러나 지상 전장환경은 자연지물과 인공지물,일반인과 전투원, 아군과 적군이 혼재된 매우 복잡한 환경이기 때문에 현재의 기술(자율주행/기동, 피아식별, 화기 운용 등에 필요한 기술)만으로는 지상 전투에서 무인전투체계가 인간 오퍼레이터의 개입 없이 홀로 전투 수행을 하는 것은 불가능하다고 보아야 할 것이다. 그래서 당분간은 인간에 의해 조종되는 지상무인전투차량이 실제 전투에 운용되다가,상당 기간이 경과된 후에나 인간의 도움이 전혀 필요하지 않은 완전 자율로봇을 전투에 투입할 수 있을 것으로 보인다.
완전 자율화된 무인전투체계가 가지고 있는 내재적인 문제는 어떤 것들이 있는가? 위와 같은 기술적, 윤리적, 법적 문제뿐만 아니라 완전 자율화된 무인전투체계 즉 완전 자동화시스템의 경우 인간-시스템 상호작용과 관련하여 여러 내재적 문제를 안고 있다. 먼저 완전 자동화시스템을 장기간 운용할 경우 자동화시스템에 대한 의존도가 점점 증가하여 전체 시스템 운용 임무 범위 중 인간오퍼레이터의 역할 범위가 감소하게 된다. 이때 자동화시스템에 이상이 발생하여 수동체계로 전환해야 할 경우에도 인간 오퍼레이터가 수행할 수 있는 기능체계가 제대로 갖추어지지 않게 될 수 있으며,그러한 체계가 구비 되었을 경우라 하더라도 인간오퍼레이터의 수행도 감소를 초래할 수 있다. 또한 완전 자동화시스템의 경우 과제 수행 간 인간 오퍼레이터의 상황인식 수준이 저하되어 현재 자동화시스템이 어떠한 환경에서 어떠한 임무를 어느 정도 수준으로 수행하고 있는지에 대한 판단이 어려워지기 때문에 위험 상황 발생 시 신속하게 그리고 정확하게 대처할 수 없게 된다.
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참고문헌 (13)

  1. Wickens, D. C. et al, An Introduction to Human Factors Engineering, Prentice Hall, 2004. 

  2. Required Capability of Joint Unmanned Combat Operations, ROK Joint Chiefs of Staff, 2008. 

  3. Defence science and technology survey, Agency for Defense Development, 2016. 

  4. Gye, J. et al., Development of Core Technologies for Implementing Defense Robot Demand Capability, Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, 14(3), 31-41, 2008. 

  5. Jo, S., Operator Interface Requirements of Unmanned Ground Combat Vehicles, Conference of Korea Institute of Military Science and Technology, 2014. 

  6. Nielson, J., Usability engineering, Academic, 1993. 

  7. Schneiderman, B., Designing the user interface, 2nd Edition, Addison Wesley, 1992. 

  8. Norman, D. A., The psychology of everyday things, 1988. 

  9. Wickens, D. C. & Hollands, J. G., Engineering psychology and human performance, 4th Edition, Prentice hall, , 2014. 

  10. Olson, W. A. & Wuennenberg, M. G., Autonomy based human vehicle interface standards for remotely operated aircraft, Proceedings of the 20th Digital Avionics Systems Conference, 14-18, 2001. 

  11. Nam, C. S., Johnson, S., Li, Y., Seong, S., Evaluation of human interfaces in multiagent systems, International Journal of Industrial Ergonomics, 39(1), 192-201, 2009. 

  12. Chen, J.Y.C., Barnes, M.J., Harper, M., Supervisory control of unmanned vehicles, Army research laboratory report, 2010. 

  13. Choi, T. & Lee, H., An Investigation into Improving the Quality of Modern Weapon System Software Products: a Case Study, Journal of the Korea Society of Systems Engineering, v.8, n.2, 19-25, 2012. 

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