최종편집 : 2019.09.20(금) 308호

 

 

 

[사이언스칼럼 ①]4차 산업혁명의 핵심기술

2019.08.23 09:11:48

 

4차 산업혁명은 ICT 기반 기술과 첨단 디지털 기술이 빅뱅(Big-Bang)으로 융합되고 ‘사람+장소+사물+제품’이 인공지능 기반으로 초 연결되는 새로운 세상이다.

4차 산업혁명은 이전의 세가지 혁명과 근본적으로 다르다.

사물 인터넷, 클라우드, 빅데이터, 모바일, 소셜미디어 의 ICT 기반 기술에 인공지능, 사물인터넷, 3D 프린팅, 자율주행차 등 첨단 디지털 기술들이 동시 다발적으로 융합하여 일어나는 기술 주도형 사회의 대혁명이라 할 수 있다.

본 고에서는 4차 사업혁명의 핵심 기술 8가지에 대해 소개하고자 한다.

1. 인공지능

인공지능은 1956년 다트머스 회의에서 존 매카시가 최초로 제안한 개념으로 ‘지능적인 기계를 만드는 엔지니어링 및 과학’을 의미한다.

인공지능의 개념이 처음 제안되었을 때 기대감으로 인해 부흥기를 맞았지만 실현을 위한 효과적인 방법론의 부재로 인해 정체기를 지속되다 근래에 머신러닝(Machine Learning) 기법의 출현으로 급속도로 발전하고 있다.

아서 사무엘 스탠포드 교수는 머신러닝을 ‘명시적으로 프로그램되지 않아도 컴퓨터가 스스로 학습할 수 있도록 능력을 부여하는 방법론’으로 정의하였으며 이는 데이터를 기반으로 프로그램이 스스로 데이터의 패턴을 학습하도록 하는 방식이다.

인공지능이란 인간이 지닌 지적 능력의 일부 또는 전체를 인공적으로 구현하여 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 말한다.

조금 더 구체적으로 정의하면 인간의 지적능력을 돕기 위하여, 추론(推論), 판단(判斷) 따위의 기능을 컴퓨터가 수행할 수 있게 하는 기술을 말한다.

또한 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 수행할 수 있도록 하는 기술(방법)을 연구하는 컴퓨터 공학 쪽의 학문의 한 분야 및 정보기술의 한 분야를 지칭하는 것이기도 하다.

일반적으로 인공지능을 로봇과 동일시하는 경우가 많은데, 사실 인공지능은 로봇과는 서로 다른 개념이다.

엄밀히 분류하면 인공지능은 소프트웨어(S/W)에 해당하며 로봇은 하드웨어(H/W)에 해당한다.

구체적으로 표현하면 인공지능이 탑재된 로봇이 있을 경우, 인공지능은 정신에 해당하고 로봇은 육체에 해당한다고 할 수 있다.

학문적 분야도 인공지능은 컴퓨터과학(공학)의 영역이며, 로봇은 기계공학과 전자공학의 영역이다.

‘블레이드 러너, ‘터미네이터’ 등 세계적으로 흥행한 SF영화를 비롯하여 수많은 대중매체 등을 통해 인간과 똑같은 수준, 아니 외형부터 내면까지 인간 그 자체인 로봇 또는 사이보그들의 화면 속 모습들이 대중들에게 널리 지속적으로 각인된 원인으로 인하여 학문적으로도 양자가 상호보완적인 측면이 있음에 따라 인공지능과 로봇의 개념이 서로 혼용되는 사례가 많다.

인공지능의 대표적인 사례로는 구글 딥마인드(Google DeepMind)가 개발한 바둑 프로그램 알파고와 암을 진단하는 IBM사의 닥터왓슨이 있다.
IBM ‘왓슨’은 현재 가장 인공지능에 가까운 플랫폼 중 하나이다.

닥터 왓슨은 우리 지역 조선대학교 병원에서도 도입하여 운영하고 있다.

인간과의 퀴즈, 번역 대결뿐만 아니라 암 진단까지 하는 다양하고 전문적인 인공지능이 전 세계인들을 놀라게 하고 있고, 하루가 다르게 다양한 산업군에서 인공지능이 개발되고 있는 상황이다.


2. 사물인터넷

사물인터넷이란 세상의 모든 물건에 통신 기능이 장착되어 정보를 교환하는 상호 소통이 가능한 인프라를 뜻한다.

사물인터넷이라는 용어를 처음 사용한 사람은 P&G(미국에 소재한 세재 등을 제조하는 회사)의 연구원이었던 케빈 애쉬톤이다.

그는 1999년 “RFID(전자태그: 특정 대상을 인식하는 기술)와 기타 센서를 일상의 사물(Things)에 탑재하면 사물인터넷이 구축될 것”이라고 말했다.

사람이 개입하지 않아도 사물들끼리 알아서 정보를 교환할 수 있게 된다는 뜻이다. 좀 더 구체적인 설명으로 유럽연합(EU)의 공동연구 프로젝트인 카사그라스(CASAGRAS)에서는 사물인터넷을 ‘데이터 캡처 및 통신 기능의 가용성을 활용해 물리적 객체 및 가상 객체를 연결하는 글로벌 네트워크 인프라로 기존의 인터넷을 포함한다’고 정의하고 있다.

사물인터넷은 유선통신을 기반으로 하는 인터넷보다 진화된 단계이다.
 
사람의 개입 없이 정보를 알아서 처리한다.

통신을 주고받는 점에서 유비쿼터스와 비슷하지만 통신장비와 사람과의 ‘통신’을 주목적으로 하는 유비쿼터스에서 인터넷으로 확장하여 사물은 물론 가상세계와도 상호작용하는 개념이다.

사물인터넷과 혼동되는 개념들도 있다. 예를 들어 ‘유비쿼터스(Ubiquitous) 컴퓨팅’, ‘M2M(Machine to Machine)’이 그렇다.

‘사물지능통신’이라고도 불리는 M2M(Machine to Machine : 기계와 기계 간에 이루어지는 통신)은 모든 사물에 센서와 통신 기능을 넣어 지능적으로 정보를 수집하고 상호 전달하는 네트워크 또는 기술을 의미한다.

언뜻 사물인터넷과 같아 보이지만 사물인터넷은 M2M이 인터넷 구조에 적용된 것으로 현실 세계와 가상 세계의 사물들이 모두 상호작용할 수 있는 차세대 인터넷 환경을 의미한다는 점에서 차이가 있다.

여러 가지 형태로 사물인터넷을 정의하고 있는데, 대개는 다음의 세 가지 공통 요소를 가진다.

첫째, 각각의 사물은 스스로 ‘행동할 수 있는 지능’을 가져야 한다.

여기서 행동할 수 있는 지능이란 사물이 정보를 수집하고 이를 전송하는 등 주체적으로 어떠한 행위를 할 수 있다는 의미다.

둘째, 각각의 사물은 인간과 또 다른 사물과 ‘네트워크로 연결’되어 소통할 수 있어야 한다.

셋째, 연결 및 소통의 결과로 발생하는 정보를 통하여 ‘새로운 가치 및 서비스를 제공’할 수 있어야 한다.

간단히 말하면, 사물인터넷은 사물이 사물을 대상으로 하는 커뮤니케이션 전체를 말한다.

사물이 서로 커뮤니케이션하기 위해서는 입과 귀, 기억 그리고 판단할 수 있는 뇌가 필요한데, 센서는 주위의 반응을 읽는 귀이고, 다른 사물에게 반응의 결과를 전달하는 네트워크는 신경회로이며, 데이터를 보관하는 클라우드는 기억이고 데이터를 활용한 판단 방식인 빅데이터(Big Date) 분석은 뇌이다.

예를 들어 버스정보시스템을 보면 각각의 버스에 장착된 GPS 및 무선 통신장치는 첫 번째 요소이며, 각각의 버스와 정보 수집 서버 간 무선 네트워크를 통해 연결된 상태는 두 번째 요소라고 할 수 있다.

그리고 이렇게 수집된 정보의 결과로 우리는 버스 도착 시간을 알게 되는 것이다.(세 번째 요소) 이 세 가지 요소가 충족되어야 비로소 사물인터넷이라고 할 수 있다.(다음호에 계속됩니다)

/이영석 군산대 컴퓨터정보통신공학부 교수

[본 내용은 본사 편집방향과 다를 수 있습니다]

 

 

 

 

 

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