미국 국방 개방형 아키텍처에서 Autonomy와 Mission Software의 차이
최근 미국 국방 분야의 개방형 아키텍처를 살펴보다 보면 FACE(Future Airborne Capability Environment)와 A-GRA(Autonomy Government Reference Architecture)라는 용어를 자주 접하게 됩니다.
두 기술 모두 특정 업체나 하드웨어에 대한 소프트웨어 종속성을 줄이고, 소프트웨어의 재사용성과 상호운용성을 높인다는 공통점을 가지고 있습니다. 하지만 두 기술이 해결하려는 문제와 적용되는 영역에는 차이가 있습니다.
가장 간단하게 표현하면 FACE는 항공 임무 소프트웨어의 이식성과 재사용성을 위한 표준이고, A-GRA는 자율 임무 소프트웨어의 이식성과 재사용성을 위한 정부 참조 아키텍처라고 볼 수 있습니다.
이 차이를 이해하면 최근 미국 공군이 추진하는 CCA(Collaborative Combat Aircraft)와 Open-Arsenal의 개방형 아키텍처 전략을 이해하기가 훨씬 쉬워집니다.
FACE란 무엇인가?
FACE는 Future Airborne Capability Environment의 약자로, 항공전자 시스템에서 소프트웨어의 이식성(Portability), 재사용성(Reuse), 상호운용성(Interoperability)을 높이기 위해 개발된 개방형 소프트웨어 표준입니다.
기존 항공기 개발에서는 임무 소프트웨어가 특정 항공기의 컴퓨터, 운영체제, 프로세서 또는 개발업체에 강하게 종속되는 경우가 많았습니다. 이런 구조에서는 새로운 항공기에 기존 소프트웨어를 적용하거나 다른 업체가 개발한 소프트웨어를 통합하는 데 상당한 개발과 시험이 필요합니다.
FACE가 지향하는 방향은 이러한 문제를 줄이는 것입니다.
즉, 소프트웨어와 특정 하드웨어 또는 컴퓨팅 환경 사이에 표준화된 인터페이스와 환경을 제공함으로써 하나의 항공기에서 개발된 임무 소프트웨어를 다른 항공기의 컴퓨팅 환경에서도 재사용할 수 있도록 하는 것입니다.
쉽게 말하면 FACE의 핵심 질문은 다음과 같습니다.
"이 항공기에서 개발한 임무 소프트웨어를 다른 항공기의 컴퓨터에서도 사용할 수 있는가?"
따라서 FACE의 중심에는 Portable Software Component라는 개념이 있습니다.
The Open Group이 관리하는 FACE Technical Standard 역시 이러한 소프트웨어 이식성과 상호운용성을 핵심 목적으로 하고 있습니다.
A-GRA란 무엇인가?
A-GRA는 Autonomy Government Reference Architecture의 약자입니다.
Open-Arsenal에서 소개하는 A-GRA는 이름 그대로 Autonomy, 즉 자율 임무 기능을 위한 Government Reference Architecture입니다.
FACE가 항공 임무 소프트웨어 전반의 portability와 reuse에 초점을 둔다면, A-GRA는 그중에서도 최근 빠르게 중요성이 높아지고 있는 Mission Autonomy 영역을 별도로 분리하여 개방화하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
특히 CCA와 같은 무인·자율 항공체계에서는 단순히 임무 소프트웨어를 다른 컴퓨터에서 실행할 수 있는 것만으로는 충분하지 않습니다.
항공기의 자율비행, 임무 판단, 협업, 임무 계획, 상황 판단, 행동 선택과 같은 기능 자체를 하나의 독립적인 capability로 만들고, 이를 다양한 항공 플랫폼에 적용할 수 있어야 합니다.
A-GRA가 중요해지는 이유가 바로 여기에 있습니다.
A-GRA가 지향하는 핵심적인 개념은 Autonomy와 Airframe의 분리입니다.
즉, 특정 CCA의 항공기 설계에 자율 소프트웨어가 종속되는 것이 아니라, 표준화된 인터페이스를 통해 자율 소프트웨어와 항공 플랫폼을 서로 독립적으로 개발하고 통합할 수 있도록 하는 것입니다.
Open-Arsenal에서 강조하는 "Mission Autonomy Sold Separately"라는 개념도 이러한 방향을 잘 보여줍니다.
자율 임무 기능을 항공기 자체의 고정된 기능으로 보는 것이 아니라, 별도의 소프트웨어 capability로 보고 필요에 따라 교체하거나 업그레이드할 수 있도록 하는 것입니다.
FACE와 A-GRA의 가장 큰 차이
두 기술의 차이는 결국 무엇을 개방하고 분리하느냐에서 찾을 수 있습니다.
FACE는 항공 임무 소프트웨어와 컴퓨팅 환경 사이의 종속성을 줄이는 데 초점이 있습니다.
예를 들어 특정 임무 소프트웨어가 특정 프로세서나 운영체제에 종속되지 않고 다른 항공기의 컴퓨팅 환경에서도 사용할 수 있도록 하는 것이 중요한 목표입니다.
반면 A-GRA는 자율 기능과 항공 플랫폼 사이의 종속성을 줄이는 데 더욱 직접적인 초점을 두고 있습니다.
예를 들어 동일한 자율 임무 소프트웨어를 서로 다른 CCA 플랫폼에 적용할 수 있다면, 항공기 업체와 자율 소프트웨어 업체를 서로 분리해서 개발할 수 있습니다.
결국 FACE는 Mission Software Portability라는 관점에서 이해할 수 있고, A-GRA는 Mission Autonomy Portability라는 관점에서 이해할 수 있습니다.
스마트폰으로 생각하면 이해하기 쉽다
스마트폰을 예로 들어보면 차이를 조금 더 쉽게 이해할 수 있습니다.
FACE는 스마트폰에서 애플리케이션이 특정 하드웨어에 지나치게 종속되지 않고 다양한 디바이스 환경에서 실행될 수 있도록 하는 것과 비슷한 개념입니다.
반면 A-GRA는 스마트폰의 AI 기능이나 자율 기능을 하나의 독립적인 capability로 보고, 서로 다른 스마트폰에서도 동일한 AI 기능을 사용할 수 있도록 하는 개념에 더 가깝습니다.
따라서 FACE를 단순히 "항공기용 운영체제"라고 생각해서는 안 되고, A-GRA 역시 단순한 "AI 소프트웨어 표준"이라고 이해해서는 안 됩니다.
둘 모두 개방형 아키텍처를 구현하기 위한 접근이지만, 해결하려는 문제와 추상화하는 대상이 다릅니다.
그렇다면 A-GRA가 FACE를 대체하는 것일까?
그렇지는 않습니다.
A-GRA를 FACE의 후속 기술이나 대체 기술로 이해하면 전체적인 구조를 잘못 이해할 수 있습니다.
FACE는 여전히 항공전자 및 임무 소프트웨어의 portability와 interoperability를 위한 중요한 표준입니다.
A-GRA는 이러한 개방형 소프트웨어 생태계 안에서 Autonomy라는 보다 특화된 영역을 별도로 개방하고 표준화하려는 접근으로 이해하는 것이 적절합니다.
따라서 두 기술은 경쟁 관계라기보다는 서로 다른 계층과 목적에서 개방형 아키텍처를 지원한다고 보는 것이 좋습니다.
AMS GRA와 함께 보면 더욱 명확하다
Open-Arsenal의 구조를 이해할 때는 FACE와 A-GRA만 따로 보는 것보다 AMS GRA까지 함께 살펴볼 필요가 있습니다.
AMS GRA는 Agile Mission System 또는 Mission System 영역의 개방형 구조를 지향하고 있으며, A-GRA는 그중 Autonomy 영역을 보다 구체적으로 다룹니다.
여기에 OMS(Open Mission Systems)와 UCI(Unmanned Carrier Interface)와 같은 인터페이스 및 개방형 구조가 연결됩니다.
결과적으로 미국의 최근 개방형 아키텍처 방향은 단순히 하나의 표준으로 모든 것을 해결하는 방식이라기보다는 Mission System, Software, Autonomy, Hardware를 각각 분리하고 표준화된 인터페이스를 통해 연결하는 방향으로 발전하고 있다고 볼 수 있습니다.
이러한 접근은 MOSA(Modular Open Systems Approach)가 추구하는 기본 철학과도 연결됩니다.
MOSA의 핵심은 특정 업체의 기술이나 제품을 하나의 완성된 체계에 고정시키는 것이 아니라, 시스템을 모듈화하고 표준화된 인터페이스를 통해 필요한 기능을 교체하거나 업그레이드할 수 있도록 만드는 것입니다.
CCA 시대에 A-GRA가 중요한 이유
A-GRA의 중요성이 특히 부각되는 분야가 바로 CCA입니다.
CCA는 기존 유인 전투기와 달리 소프트웨어의 역할이 매우 중요합니다.
항공기의 성능뿐만 아니라 자율비행, 임무 판단, 다른 무인기와의 협업, 임무 계획, 센서 활용, 위협 대응 등의 기능이 소프트웨어를 통해 구현될 가능성이 높기 때문입니다.
이때 항공기와 자율 소프트웨어가 하나의 업체에 강하게 묶여 있다면 새로운 자율 알고리즘이나 AI 기술을 적용할 때 항공기 전체에 대한 통합과 시험을 반복해야 합니다.
반대로 자율 기능과 항공 플랫폼 사이에 표준화된 인터페이스가 구축되어 있다면 새로운 자율 소프트웨어를 기존 플랫폼에 적용하거나, 동일한 자율 소프트웨어를 다른 플랫폼에 적용하는 것이 상대적으로 쉬워집니다.
이것이 바로 A-GRA가 추구하는 중요한 가치입니다.
결국 CCA 개발에서 중요한 것은 단순히 "좋은 무인항공기를 만드는 것"뿐만 아니라 항공기와 자율 소프트웨어를 얼마나 빠르게 조합하고 교체할 수 있는가라는 문제가 됩니다.
A-GRA와 FACE를 한 문장으로 정리하면
FACE는 "항공 임무 소프트웨어를 특정 컴퓨팅 환경으로부터 분리하는 것"에 가깝습니다.
A-GRA는 "자율 임무 기능을 특정 항공 플랫폼으로부터 분리하는 것"에 가깝습니다.
그리고 AMS GRA는 **"Mission System 자체를 개방형 구조로 전환하는 것"**이라는 관점에서 이해할 수 있습니다.
따라서 다음과 같이 기억하면 가장 쉽습니다.
FACE = Software Portability
AMS GRA = Mission System Modularity
A-GRA = Autonomy Portability
이 세 가지는 서로 대체 관계라기보다는 MOSA라는 큰 방향 안에서 각각 다른 문제를 해결하는 개방형 아키텍처 요소라고 볼 수 있습니다.
특히 앞으로 CCA와 같은 차세대 무인·자율 항공체계에서는 하드웨어뿐만 아니라 Autonomy Software 자체가 하나의 교체 가능한 핵심 임무 장비처럼 취급될 가능성이 높습니다.
Open-Arsenal의 A-GRA가 주목받는 이유도 바로 이 부분에 있습니다.
기존의 개방형 아키텍처가 "소프트웨어를 어떻게 재사용할 것인가?"라는 문제를 해결했다면,
A-GRA는 한 단계 더 나아가 "자율 능력 자체를 어떻게 독립된 capability로 만들고 여러 플랫폼에서 재사용할 것인가?"라는 문제를 다루고 있기 때문입니다.
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