4차 산업혁명 시대 주요 기술

4차 산업혁명 시대의 대표적인 주요 기술은 인공지능, 빅 데이터와 클라우드, 자율주행 자동차, AR/VR, 드론, 로봇, 생체 인터넷 등이 있다. 이러한 기술들은 우리들에게 더 편리하고 발전한 삶을 가져다줄 수 있도 있지만 기술이 인간을 대체하는 등의 부작용도 나타나고 있다. 4차 산업혁명 시대에 혁진적인 기술과 인공지능과 어떤 모습으로 함께하고 있을지 걱정과 기대가 동시에 든다. 

 

4차 산업혁명 시대의 주요 기술 세부 내용 

 

인공지능(Artificial Intelligence, AI)

 

인공지능 기술은 금융, 의료, 제조업 등 경제·산업은 물론 사회·문화적 측면에서 광범위한 파급효과를 가져올 전망이다. 경제·산업 측면에서 인공지능 기술은 이미 자율주행 자동차, 지능형 로봇, 스마트 팩토리 등 제조업 및 의료, 교육, 금융 등 서비스 업과 융합되며 상용화되기 시작했다. 특히 사회·문화적 측면에서 인공지능의 확산은 대대적인 고용구조의 변화와 새로운 사회 규범 및 질서체계가 확립될 것으로 전망된 다. 세계 인공지능 시장은 다양한 산업에 적용하면서 놀라울 기세로 성장하고 있다. 미국 리서치 업체인 트랙티카(Tractica)의 보고서에 따르면, 전 세계의 인공지능 시장은 2030년에 3671억 달러(한화 약 432조 4000억 원)까지 확대될 전망이다. 인공지능은 영상인식 및 처리, 음성인식 통번역 등 다양한 형태의 기술이다. 문제는 미국 기업을 중심으로 유럽. 중국 기업들이 기술 주도권을 선점하고 있다. 이에 비해 국내 인공지능 산업은 이제 막 형성 단계로 일부 대기업 및 IT기업에서 관련 연구에 투자를 확대해 나가고 있는 실정이다.

 

빅 데이터(Big Data)와 클라우드

 

빅데이터는 이전에도 존재한 디지털 환경에서 생성되는 데이터다. 이제는 그 규모가 방대하고, 생성주기도 짧고, 형태도 수치 데이터뿐 아니라 문자와 영상 데이터를 포함하는 대규모 데이터를 의미한다. 빅데이터의 특징으로 크기(Volume), 속도(Velocity), 다양성(Variety)을 들 수 있다. 최근에는 네 번째 특징으로 가치(Value)가 더해졌다. 이는 정형화된 데이터가 아니라 엄청난 규모의 비정형적인 데이터가 생성되고 있다. 따라서 가치 창출은 시간이 지나면서 매우 빠르게 전파, 또는 변화하고 있는데 전체를 파악하고 유효한 패턴을 발견하는 것이 매우 어렵다. 이 분야 역시 국내 기업들은 글로벌 기업에 비해 현저히 낮은 수준의 분석 능력을 갖추고 있다. 또한, 클라우드는 빅데이터와 관련이 깊다. 데이터를 인터넷과 연결된 중앙컴퓨터에 저장해서 인터넷에 접속하기만 하면 언제 어디서든 분석 서비스를 이용할 수 있는 것을 말한다. 글로벌 클라우드 서비스 시장은 미국 아마존 웹서비스(AWS), 마이크로소프트(MS), 오라클 등이 선점하고 있다. 덕분에 아마존과 마이크로소프트는 '꿈의 시가총액 1조'를 넘나들고 있다. 반면 국내 IT 대기업의 클라우드 서비스 개발은 모두 실패했다. 심지어 이들 기업 데이터센터(IDC)는 마이크로소프트와 아마존, 오라클 등 글로벌 IT 기업에 공간을 임대하는 코로케이션 서비스를 하는 실정이다. 현재 국내 클라우드 서비스 시장만 보더라도 아마존 웹서비스(AWS), 마이크로소프트 등 해외 기업의 점유율이 67%에 달한다. 국내 기업은 KT와 네이버 비즈니스 플랫폼(NBP) 등이 추격하고 있으나, SaaS(Software as a Service) 분야의 국내 시장 점유율은 겨우 10% 미만이다.

 

자율주행 자동차(Autonomous Car)

 

자율주행 자동차는 운전자가 브레이크, 핸들, 가속페달 등을 제어하지 않아도 도로의 상황을 파악해 자동으로 주행하는 자동차다. 시장조사업체 네비건트리서치에 따르면 세계 자율주행차 시장은 2020년 전체 자동차 시장의 2%인 2000억 달러를 차지한 뒤 2035년까지 1조2000억 달러에 달할 것으로 전망했다. 자율주행 자동차도 미국이 핵심 기술과 시장을 선도해 나가고 있다. 구글 웨이모를 비롯해 자율주행차 경쟁력 2위인 지엠(GM), 테슬라, 우버 등 수십 개 업체가 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 또한 유럽 연합이 그 뒤를 쫓고 있다. 현재 미국 애리조나 피닉스와 캘리포니아 일대에서는 구글 웨이 모의 레벨 4 무인 자율 자동차가 택시 서비스를 실시하고 있다. 구글 웨이모는 2009년부터 2018년 11월까지 실제 도로에서 시험 주행을 총 거리 1000만 마일(1600만 km) 달렸다. 자율주행 자동차는 자율주행 소프트웨어와 라이다, 카메라, 센서, 초정밀 지도 등과 도로 인프라가 중요하다.

 

AR / VR (Augmented Reality, 증강현실/Virtual Reality, 가상현실)

 

AR(Augmented reality, 증강현실)과 VR(Virtual reality, 가상현실) 모두 실시간으로 현실 세계와 상호작용이 가능한 기술이다. AR은 실제 현실에 가상의 3D 객체를 더해 보여주는 방식이고, VR은 모두 허구의 상황이 제시된다는 점에서 차이가 있다. MR(Mixed reality, 혼합현실)은 AR과 유사하지만 VR에 실제 영상을 투영하는 기술이다. AR과 VR, MR은 모두 실제로 존재하지 않은 현실을 구현해 사람이 이를 인지할 수 있도록 하는 기술이다. 따라서 산업 및 의료, 교육 분야 등 다양한 분야에서 활용하고 있다. 관련 시장은 구글, 마이크로소프트, 페이스북 등 해외 IT기업이 선도하고 있다. 이는 컨텐츠 개발과 대용량 데이터를 처리할 수 있는 기술을 확보하고 있기 때문이다. 심지어 마이크로 소프트는 공간 컴퓨팅에 있어 홀로 인터넷 플랫폼을 구축하고 있다.

 

드론(Drone, 무인항공기)

 

드론은 무선전파로 조정할 수 있는 무인 비행기로, 1989년 일본 키엔스사가 자이로 센서를 응용한 소형 쿼드로터 드론 자이로소서(Gyro-Saucer)를 완구, 취미로 개발 출시했다. 이후 미국과 중국 등에서 아이디어를 낚아채 드론 설계 및 제어기술을 안정화 단계에 접어들면서, 이벤트 및 택배 서비스, 과학농업, 안전운용, 공공안전 등 다양한 분야에서 기술 개발이 활발하게 진행되고 있다. 글로벌 드론 시장규모는 2020년까지 115억 달러까지 성장할 것으로 전망되고 있는 가운데, 하드웨어와 소프트웨어 기술 모두 미국의 아마존과 구글 등과 중국 DJI, 유럽 중심으로 재편되고 있다. 국내에서는 드론을 차세대 주력산업으로 육성하기 위해 기술 및 산업 발전을 위한 지원정책을 수립했다. 하지만 관련 하드웨어와 소프트웨어 기술 개발보다는 응용 기술 시범사업을 진행 중이다.

 

로봇(Robot)

 

최근 제조업의 생산성 경쟁 심화, 안전 이슈 부상, 저출산·고령화 심화 등으로 인해 로봇산업이 부상하고 있다. 인간의 감정을 흉내 내는 지능형 감성로봇(Emotional robot)으로 진화하고 있으며, 사물인터넷(Internet of things, IoT), 빅데이터(Big data) 및 인공 지능(Artificial intelligence, AI) 기술까지 융합하는 기술 발전을 기반으로 로봇산업은 전통적인 제조업뿐만 아니라 의료, 실버, 국방, 건설, 생활가전, 물류, 드론 등 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 또한 교육, 문화, 예술에도 접목을 할 수 있어 넓은 분야에 서 발전 가능성이 매우 큰 산업이다.

 

특히 최근 고령화, 4차 산업혁명의 대두라는 사회적 트렌드에 맞춰 인간과 기계의 융합·협력이 강조되고 있다. 이는 기존 인간의 노동을 대체하는 개념의 로봇이 아닌 인간과 협력이 가능한 협동 로봇 개념이 산업현장에서 적용되기 시작했다. 가령 아마존(Amazon)은 사람과 함께 협업하는 코봇(Co-Bot)인 키바(Kiva) 로봇이 전 세계 물류센터 120여 곳 가운데 20곳에 무려 4만 5000대가 투입돼 4만 5000명의 직원들(직원들은 로봇이 할 수 없는 아이템을 분류하고, 포장 색깔을 골라 포장 디자인)과 협업하고 있다. 제조용 로봇 완제품 시장은 파낙, ABB, 야스카와, 쿠카 등 글로벌 4대 기업이 점유율 70% 이상이다. 하지만, 중국 정부의 '중국 제조 2025' 정책으로 인해 중국시장이 2020년까지 글로벌 로봇시장을 석권할 전망이다. 글로벌 로봇시장은 가파르게 상승하고 있다. 글로벌 생산 체계가 실물 공장을 가상 현상과 연결하는 '인더스트리(Industry) 4.0'로 전환되면서 제조업용 로봇 수요가 급증하고 있다.

 

생체 인터넷(Internet of Biosignal, IoB)

 

생체신호인터넷(Internet of Biosignal) 또는 생체 인터넷(Internet of Biometrics or Biometry)이란 몸에 착용 가능한 다양한 센서들(Sensors)이 건강 관련 생체정보 데이터들을 실시간으로 감지하고 분석해 사용자들에게 모바일 기기나 착용용 기기(WCs)에 제공하여 건강을 유지하게 하는 것을 말한다. 혈당(blood sugar), 심박동(heart rate, heartbeat), 심전도(EKG/ECG, ElectroCardioGram), 수화/수분(Hydration), 땀(Sweat), 혈압 (blood pressure), 영양(nutrition), 혈당(blood sugar), 수면(sleep), 호흡수(respiratory rate), 산소 포화도(oxygen saturation), 몸무게(weight), 키(height), 온도와 습도 등이다.

 

이들 생체정보들은 위험상황을 사전에 감지해 본인의 생명을 살릴 수도 있으며, 장기기증상태로 타인의 생명까지 살릴 수 있다. 현재 전 세계에서 핏빛(FitFit), 나이키 (Nike)의 퓨얼밴드(Fuel Band), 런키퍼(RunKeepr) 등이 생체정보들의 분석(A)/진단(D)/처방(T)/예방(P)하는 모바일 헬스 케어 앱은 수만 개 이상 출시됐으며, 이들 앱을 다운로드하여 사용하는 사람도 수억 명에 달한다. 애플이 최근 출시한 애플 워치 4는 '심전도 (ECG) 센서'와 '넘어짐 감지 기능'을 탑재해 출시되자마자 전 세계에서 사람들의 생명을 살리고 있다. 특히 심방세동(AF·atrial fibrillation)을 감지한 심전도 측정은 병원에서만 검사할 수 있었다.