4차 산업혁명과 미래

 

4차 산업혁명은 클라우스 슈밥이 2016년 세계경제포럼에서 주장한 개념으로 정보통신기술의 융합으로 이루어지는 차세대 산업혁명을 의미하는 용어이다. 1차 산업혁명은 증기기관 기반의 기계화 혁명, 2차 산업혁명은 전기 에너지 기반의 대량생산 혁명, 3차 산업혁명은 컴퓨터와 인터넷 기반의 지식정보 혁명이었다. 하지만 4차 산업혁명은 다른 개념이다. 3차 산업혁명과 4차 산업혁명 사이에 등장한 지능정보 기술, 즉 지능에 해당하는 인공지능과 소프트웨어, 그리고 정보에 해당하는 빅데이터, 사물인터넷, 클라우드의 발전으로 인해 생긴 혁명이기 때문이다. 

4차 산업혁명의 핵심은 빅데이터 분석, 인공지능, 로봇공학, 사물인터넷, 무인 운송 수단, 3D 프린팅, 나노 기술과 같은 7대 분야에서 새로운 기술 혁신이다. 4차 산업혁명은 빅데이터, 클라우드, 인공지능, 사물인터넷을 핵심 기술로 하면서 초연결, 초융합, 초지능 등의 특성이 있다. 참고로 초연결이란 사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사물이 모두 네트워크로 연결된다는 개념이다. 초융합이라는 단어는 새로운 방식으로 최적의 사용자 경험을 제공하는 가상 물리 또는 온라인과 오프라인 통합환경을 제공하는 기술의 융합을 의미한다. 마지막으로 초지능이란 인간의 지능을 뛰어넘는 것을 컴퓨터 프로그램으로 구현한다는 의미이다. 

4차 산업혁명의 기술로는 사물인터넷, 클라우드, 빅데이터, 인공지능 등이 있다. 먼저 사물인터넷을 보면 각종 사물에 컴퓨터 칩과 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미한다. 관련 기술로는 센싱, 유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술, IoT 서비스 인터페이스 기술, IoT 보안기술의 4가지가 있다. 사물인터넷은 환경, 자동차 등 다양한 산업 영역뿐만 아니라 가정에서도 활용되고 있다. 앞선 포스팅에서 이야기했던 것처럼, 필자 역시 스마트홈을 사용하고 있다. 예를 들면, 필자가 들고 다니는 휴대전화가 집 근처에 오는 경우 자동으로 에어컨과 공기청정기가 켜지는 것이 스마트홈의 대표적인 예이다. 그 외에도 헬스케어 분야에서 4차 산업혁명 기술이 적극적으로 사용되고 있다. 요새 웨어러블 디바이스는 현대인의 필수품이다. 필자도 스마트워치를 사용하면서 운동 시 심박수를 확인하고 있다. 스마트 시티와 스마트 팩토리도 대표적인 예로 제시되고 있지만, 사실 필자는 크게 체감하고 있지는 못한 상태이다.

출처: 픽사베이

 

두 번째로 클라우드 서비스에 관해 이야기해 보고자 한다. 클라우드 컴퓨팅이랑 사용자가 직접 컴퓨팅 장비나 환경을 갖추지 않은 상태에서 제삼자가 제공하는 컴퓨팅 자산을 인터넷 기반으로 제공하는 기술을 의미한다. 즉, 자신의 컴퓨터가 아니라 인터넷에 연결된 다른 컴퓨터로 내가 원하는 작업을 하는 것을 의미한다. 클라우드 컴퓨팅의 장점은 장비나 환경 구축에 대한 초기 구입비용 지출이 적다는 것이지만, 단점으로는 통신환경이 열악한 경우 양질의 서비스 제공이 어렵단 것이다. 다행히 대한민국은 인터넷이 잘 되어 있어서 이 부분에는 문제가 없지만, 필자는 해외에 나가서 클라우드 서비스에 사진을 올릴 때 한참 걸려서 당황했던 경험이 있다. 클라우드 컴퓨팅의 관련 기술로는 가상화 기술, 분산 컴퓨팅 기술, 오픈 인터페이스 기술이 있는데, 그중 핵심은 역시 분산 컴퓨팅이다. 

클라우드 컴퓨팅은 세 가지 서비스 모델을 통해 사용자에게 서비스를 제공하는데, IaaS, PaaS, SaaS가 있다. 필자는 공부할 때 각각의 모델의 차이점을 이해하는 데 꽤 오래 걸렸던 만큼 구체적으로 설명하고자 한다.

먼저 IaaS, 즉 인프라스트럭처형 서비스를 몬다. 이는 가장 기본적인 모델로 사용자에게 하드웨어 자원, 즉 서버와 저장장치 등을 제공하는 서비스이다. 사용자는 제공받은 서버에 자신의 소프트웨어 등을 설치해서 사용한다. 그다음으로 PaaS는 플랫폼형 서비스라고 정의되며, 시스템소프트웨어와 하드웨어를 클라우드서비스 제공자가 제공하는 것을 의미한다. 마지막으로 SaaS는 하드웨어, 시스템소프트웨어뿐만 아니라 응용 프로그램까지 제공하는 것을 의미한다. 

다음으로는 빅데이터에 대해 살펴본다. 빅데이터란 기존에 이용하던 데이터 처리 프로그램으로 처리하기에는 너무 크거나 복잡한 데이터 집합에 대해 체계적으로 분석하여 정보를 추출하거나 처리하는 방법을 다루는 분야라고 위키피디아가 정의하고 있다. 즉 어마어마한 양의 데이터를 의미한다. 빅데이터의 특징을 설명하는 개념으로는 3V가 있는데, 이는 데이터의 크기, 속도, 다양성을 의미한다. 이후 빅데이터에 대해 별도로 살펴볼 예정이므로 여기에서는 짧게만 다루기로 한다. 빅데이터 핵심기술로는 빅데이터 수집 기술, 빅데이터 저장 기술, 빅데이터 처리기술, 빅데이터 분석기술 및 빅데이터 표현 기술이 있다. 빅데이터는 의료분야, 교육 등에서 다양하게 활용되고 있다.

마지막으로 인공지능이다. 인공지능은 인간처럼 사고하고 감지하고 행동하도록 설계된 알고리즘 체계이다. 인공지능은 두 번의 침체기를 지나와 현재 화려하게 비상하고 있다. 관련 기술로는 탐색, 지식 표현, 지능형 에이전트, 기계학습이 있다. 인공지능은 전문가 시스템과 기계 학습으로 나누어진다. 참고로 기계학습이 더 유망한 분야로 판단된다. 사례로는 번역기나, 차량용 내비게이션, 스마트 스피커 등이 있다. 다양한 분야에서 활용되고 있지만, 아직도 활용 가능 분야가 무궁무진한 만큼 필자는 이 부분을 가장 빛날 분야로 예측하며, 향후에도 열심히 공부할 것이다. 하지만 매우 어려운 분야인 만큼, 컴퓨터과학의 지식뿐만 아니라 통계학, 수학적 지식이 필요하다.