4차 산업혁명 주요 기술 - 4cha san-eobhyeogmyeong juyo gisul

4차 산업혁명이 다보스 포럼(WEF: World Economic Forum, 2016)을 통해 전 세계적 화두로 등장한 이래 글로벌 트렌드가 변화하고 있으며, 많은 민간 기업뿐만 아니라 각 나라의 정부에서도 4차 산업혁명에 대한 중요성을 인식하여 대응 전략 및 정책 수립을 준비하고 있고 이미 많은 산업현장과 실생활에 4차 산업혁명 관련 기술들이 적용되어지고 있다.

그러나, 많은 사람들이 4차 산업혁명의 핵심기술 대한 개념과 특징에 대해서 명확히 이해하고 있지 않았을 뿐만 아니라, 4차 산업혁명과 관련된 기술 및 테마들도 학자 및 연구자에 따라 다양하게 논의되고 있는 실정이다.

그럼에도 불구하고 4차 산업혁명은 단순한 기술 발전을 넘어 사회 전반에 걸친 혁신을 유발하고 광범위한 변화를 초래할 것으로 예측된다. 따라서 이번 연재에서는 독자들의 이해를 돕기 위하여 4차 산업혁명과 관련된 기술에 대해서 소개하도록 한다.

클라우스 슈바프(Klaus Schwab, 다보스포럼 회장)의 2018년도 발행된 저서 “Shaping the 4th Industrial Revolution”에서 4차 산업혁명의 핵심기술을 다음과 같이 4가지 영역으로 구분하여 12가지의 기술을 정의 하였다.

– 확장된 디지털 기술(Extending Digital Technology) : New Computing (클라우드 컴퓨팅, 양자 컴퓨팅, 광학 컴퓨팅, 신경망 처리기술, 블록체인, 사물인터넷 등)
– 물질계 재구성 기술(Reforming the Physical World) : 인공지능, 로봇기술, 첨단소재, 나노기술, 3D 프린팅
– 인간 변형 기술(Altering the Human Being) : 바이오기술, 뇌연구 및 신경기술, 가상현실 및 증강현실
– 환경 통합 기술(Integrating the Environment) : 에너지 생산/저장/전송 기술, 지구공학, 우주공학
4차 산업혁명에 대한 기술은 학계나 경제계에서 다양한 의견들이 나누어지고 있는데 공통적인 키워드를 보면, ‘신기술’, ‘융합’, ‘혁명’으로 요약된다고 할 수 있다. 그리고, 4차 산업혁명의 주요 테마 및 기술은 학자에 따라 다양하게 나타나고 있으며, IT기술 혁신, 생산기술 혁신 등 그 분야 또한 다양하다.

반면 지능형 로봇은 스스로 작업하는 능력을 가진 기계로서 인공지능을 탑재하여 상황에 맞게 스스로 반응하여 움직이는 특징이 있다. 지능형 로봇기술은 가정에서 사용하는 자동 로봇 청소기를 생각하면 이미 우리의 생활에 밀접하게 다가온 기술이라 할 수 있다.

2. 인공 지능(AI: Artificial Intelligence)
인공지능은 4차 산업혁명의 가장 핵심적인 기술로서 사전적 정의에 따르면 ‘사람이 보아 지적이라고 느끼는 인간의 행동(언어 이해, 학습, 문제해결)을 컴퓨터로 하여금 실행케 하는 연구’라고 한다. 인공지능은 실체가 있는 것이 아니라, 그 기술 및 기능이 탑재되어 다양한 분야에 실체가 나타나게 되며, 인공지능 기술은 수년 내에 현재의 직업에 변화를 줄 수 있는 기술이다.

얼마전 조세돌 바둑 기사가 인공지능 컴퓨터와 대국을 두어 단 한번만 이긴 것을 보면 인공지능 기술은 오히려 인간보다 완벽하고 뛰어난 지능을 구현할 수 있다고 예상한다. 하지만, 인간의 분석력 및 판단력을 따라가기에는 아직 인간의 감정과 모든 감각을 이해하고 분석하기 어렵기 때문에 기술적으로 부족한 점이 있다.

3. 빅데이터(Big Data)
미국의 정보 기술 연구 및 자문 회사인 Gartner(2009)에 따르면 빅데이터란 ‘디지털 환경에서 생성되는 데이터로서 그 규모가 방대하고, 생성 주기가 짧으며, 형태도 수치 데이터뿐 아니라 문자와 영상 데이터를 포함하는 대규모 데이터’를 말한다. 4차 산업혁명 시대에는 이러한 빅데이터의 활용이 기업 및 국가의 미래를 좌우할 정도의 영향력을 발휘할 수 있다고도 한다.

이미 구글, 페이스북, 유튜브과 같은 많은 공룡기업들이 빅데이터를 매일 생산하고 보유하고 있으며, 이러한 빅데이터를 통하여 다양한 서비스를 제공하여 우리 생활을 유익하게 만들어 주는 반면에, 그들이 보유한 빅데이터를 활용하여 정치적으로 이용하거나 개인의 사생활 침해 등의 많은 부작용을 낳기도 한다.

4. 사물인터넷(IoT: Internet of Things)
사물인터넷이란 다양한 사물들, 컴퓨터 이외의 전자기기나 일반 사물까지도 서로 연결된 사물들의 인터넷이다. 이러한 모든 사물들이 연결되면 스마트폰 등을 이용하여 실시간 각종 서비스를 제공받을 수 있는 환경에 놓이게 된다.

예를 들면, 스마트 티비를 이용하여 인터넷 정보를 활용하거나 스마트 폰을 통해 냉장고의 온도와 전력 사용량 등을 확인하고, 음성 인식을 통하여 원하는 음악을 들을 수 있는 이러한 모든 기술들이 사물인터넷 기술을 기반으로 하고 있다.

5. 가상현실(VR: Virtual Reality)
‘가상현실이란 컴퓨터 등을 사용한 인공적인 기술로 만들어낸 실제와 유사하지만 실제가 아닌 어떤 특정한 환경이나 상황 혹은 그 기술 자체를 의미’ 한다고 한다. 즉 이는 가상의 세계를 현실의 공간처럼 느낄 수 있도록 하는 장비나 시스템을 활용한 기술이다.

넓은 의미에서는 증강현실(AR: Augmented Reality)과 혼합현실(MR: Mixed Reality)도 포함된다. 이미 주변에 VR 체험장, 포켓몬고와 같은 증강현실 게임 등 VR기술은 상당히 보편화 되어있는 기술 중의 하나이다.

6. 블록체인(Blockchain)
블록체인이란 온라인 금융거래 정보를 블록으로 연결하여 P2P 네트워크 분산 환경에서 중앙관리 서버가 아닌 네트워크 내의 모든 참여자가 공동으로 거래 정보를 검증하고 기록 및 보관(분산 원장)하는 것으로서 공인된 제3자 없이 거래 기록의 무결성 및 신뢰성을 확보하는 기술을 말한다. 블록체인 기술은 온라인 금융거래에만 국한되지 않고 다양한 분야에서 보안 기술로 관심받고 있다.

이미 많은 사람들이 비트코인과 같은 가상화폐 투자 경험을 가지고 있는데 이러한 가상화폐가 관심 받을 수 있는 이유는 블록체인 기술이 기존의 다른 보안 기술 보다 뛰어나다는 것을 증명하고 있다.

7. 3D 프린팅
3D 프린팅이란 입체적으로 만들어진 3D 디지털 설계도나 모델에 원료를 층으로 쌓아 올려 물체를 만들어내는 기술을 말한다. 3D 프린팅은 모델링만 하면 빠른 시간 내 원하는 모형을 만들어 낼 수 있고, 수정도 순식간에 끝나기 때문에 의료, 건축, 항공 등 모든 분야에서 혁신적 성과를 낼 수 있다. 이미 대부분의 치과 병원들이 3D프린터를 이용하여 크라운, 브릿지 및 보철물을 제작하는데 활용하고 있다.

이번에 소개된 IT와 관련된4차 산업혁명 기술 외에도 자율주행기술, 무인항공기, 나노기술, 재생에너지 기술 등 수 많은 새로운 기술들이 개발되고 발전하고 있으며 이러한 기술들은 서로 융합하여 새로운 시너지를 만들어 낸다. 현재 우리는 이미 4차산업혁명 시대 속에서 살고 있으며 가까운 미래에 다가올 사회적, 경제적, 산업적인 변화에 적응하기 위하여 개인, 기업, 정부 차원에서의 다양한 준비가 필요하다.

4차 산업혁명이란 2016년 스위스 다보스포럼에서 처음 언급된 용어이며, 디지털 혁명인 3차 산업혁명에 기반을 두고, 디지털, 바이오, 물리학 등의 기존 영역의 경계가 융합되는 기술혁명을 의미합니다. 세계경제포럼이라 불리우는 다보스포럼은 전세계의 기업인, 정치인, 경제학자 등의 전문가들이 모여서 시대적 당면 과제의 해법을 논의하는 포럼입니다.

그래서 여기에서 무슨 말들이 오고 가고 어떤 주제가 주요 의제로 채택이 되며, 앞으로 세계적인 이슈가 무엇인지 등이 거론되기 때문에 전세계인들의 이목을 집중시키는 행사중 하나이기도 합니다. 오늘은 4차 산업혁명의 주요특징과 개념을 정리해보는 시간을 가지도록 하겠습니다.

4차 산업혁명이란 무엇인가?

세계경제포럼의 회장인 클라우스 슈밥은 4차 산업혁명에 대해서 이렇게 설명을 하고 있습니다. "4차 산업혁명은 디지털혁명인 3차 산업혁명에 기반을 두고 있으며, 디지털, 바이오, 물리학 등의 기존 영역의 경계가 융합하는 기술혁명이다" 라고 정의를 내리고 있습니다.

이러한 4차 산업혁명은 초연결성, 초지능화, 융합화에 기반하여 모든 것이 연결이 되고, 보다 지능화된 사회로 변화한다는 특징을 가지고 있습니다. 그동안 인류가 경험하지 못할만큼의 빠른 속도로 획기적인 기술의 진보와 전 산업분야의 혁신적인 개편을 불러일으킬 것이라고 미래를 내다보고 있는데요.

클라우스 슈밥 회장은 그의 저서인 4차 산업혁명에서 주요 혁신기술들을 디지털기술, 바이오기술, 물리학 기술이라는 3가지 관점에서 분류를 하였습니다. 디지털기술에는 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터, 공유플랫폼 등이 있고, 바이오기술에는 유전공학, 합성 생물학, 바이오 프린팅 등이 있으며, 물리학 기술에는 무인운송수단, 3D프린팅, 로봇공학, 나노신소재, 대체에너지 등이 있습니다.

디지털, 바이오, 물리학 관점에서 바라본 4차 산업의 핵심기술들은 우리가 앞으로 맞닥들이게될 미래의 기술들인데요. 그렇다면 이러한 기술들을 가지고 어떻게 세상이 변화될 것인지를 4차 산업혁명의 작동원리로써 알아보도록 하겠습니다.

4차 산업혁명 특징 (스마트기술의 융합)

기존의 전통적인 산업구조는 생산자에 의한 공급중심의 산업구조였다면 앞으로는 데이터를 수집하고 분석해서 맞춤형으로 공급이 이루어지는 수요중심의 산업구조로 빠르게 개편이 될 전망입니다. 이것이 가능하게 되는 원인은 지능정보기술이라 불리우는 인공지능과 ICBM기술들의 획기적인 발전과 폭넓은 연결성 덕분에 가능해지게 됩니다.

ICBM은 사물인터넷(IoT), 모바일(Mobile), 클라우드 서비스(Clould), 빅데이터(Big Data)의 영문 앞글자를 따서 붙여진 이름입니다. 그림을 보시면 사물인터넷과 모바일을 통해 모든 사물과 인간으로부터 생성되는 데이터를 수집하게 되고, 이렇게 수집된 데이터들은 클라우드와 빅데이터를 통해서 데이터의 축적과 분석이 이루어지게 됩니다.

최종적으로는 인지,학습,추론의 과정을 통한 인공지능을 통해 데이터의 판단과 결정을 하게 되고, 여기서 나온 결과값을 가지고 새로운 가치인 신 비즈니스모델을 창출하게 됩니다. 예를들면 데이터수집은 CCTV, 자동차, 가전, 의료건강, 기반시설 들을 통해서 사물들 간의 센서를 통한 통신이 이루어지고 여기서 생성된 데이터를 클라우드에 저장하고, 수집된 정보들은 저장, 처리, 관리의 과정을 거쳐서 빅데이터화를 시키게 됩니다. 축적된 데이터를 분석하고 판단하는 것은 분석알고리즘을 통해 이루어지고, 분석 결과를 도출하게 됩니다.

https://youtu.be/uFSXBf4NDkw

공장에 설치된 CCTV를 통해서 스마트공장이 만들어지고, 자동차는 자율주행차를 통해 스마트교통이 되며, 가전은 스마트홈을 이루게 되며, 의료건강은 스마트 헬스케어가 되고, 기반시설은 스마트 인프라 서비스를 창출하게 됩니다.

결국 4차 산업혁명의 기술들은 스마트기술을 뜻하는 것이며, 이러한 스마트기술들의 연결과 융합을 통해서 새로운 가치인 스마트서비스를 창출하게 됩니다.

마치며

4차 산업혁명이란 정보통신기술(ICT)을 기반으로 디지털, 바이오, 물리학 등의 기술영역 경계가 융합되는 기술혁명을 의미 합니다. 세계경제포럼의 회장인 클라우스 슈밥에 의해서 전세계적인 이슈로 부각이 되었으며, 초연결성, 초지능화, 융합화에 의해 모든 것이 연결되고, 지능화된 사회로 변화한다는 특징을 가지고 있습니다.

4차 산업혁명의 핵심기술은 IoT(사물인터넷), 모바일, 클라우드서비스, 빅데이터, 인공지능 등이 있으며, 데이터를 기반으로한 수요중심의 산업구조 개편이 가속화를 이루면서 다양한 스마트기술들이 등장할 것으로 기대를 모으고 있습니다.