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[전문가 강좌] 인간의 삶을 바꾸는 미래 ICT 전망김수창 ETRI 기술기획부 기술기획전문위원

[컴퓨터월드]

   
▲ 김수창 ETRI 기술기획부 기술기획전문위원
<약력>
- ETRI에서 3G, LTE, 5G 개발을 거쳐 기술기획 분야에서 기술전망, 기술전략수립을 하고 있다.
- ICT와 복지 등 다학제 기반 기술융합에 관심을 갖고 있다.

 

AI, 빅데이터 등을 중심으로 4차 산업혁명이 본격 시작됐다. 즉 미래 먹거리 시장을 둘러싼 패권경쟁이 본격화 된 것이다. 다시 말해 4차 산업혁명을 누가 주도해 나가느냐에 따라 국가 산업 및 경제 발전의 향방이 크게 달라질 수 있다는 것이다. 때문에 4차 산업혁명은 반드시 우리나라가 앞장서 나갈 수 있도록 여건을 만들어나가야만 한다는 게 전문가들의 지적이다. 특히 자원이 부족한 반면, 우수한 인력을 갖고 있는 만큼 잘만 하면 그 어느 나라에 못지않게 앞서 나갈 수 있다는 것이다. 통신 기술 및 인프라를 비롯해 SW 기술력 등을 많이 확보해 놓고 있기 때문이라는 것이다.

본지는 이에 따라 국내 ICT 산업 발전의 두뇌역할을 하고 있는 한국전자통신연구원(ETRI)에 의뢰해 미래 먹거리 및 일자리 창출에 지대한 영향을 미칠 것으로 판단되는 주요 아이템을 중심으로 관련 전문가들의 강좌를 이번 창간호부터 1년 동안 게재한다. 즉 그들의 예리한 시각과 분석을 바탕으로 국내는 물론 세계 시장을 주도할 기술, 그 기술에 대한 글로벌 트렌드, 그 기술과 국내 기술과 맞물린 현 상황, 그리고 현안 문제 및 나아갈 방향 등을 짚어본다. <편집자 주>

 

<주요 연재 강좌 주제>

■ 인간의 삶을 바꾸는 미래 ICT 기술
■ 사이버 대변인
■ 인공지능 시대의 초성능 컴퓨팅
■ 사용자 통신환경을 바꾸어보자(User Cognitive Pervasive Networking)
■ 알파고 은퇴 후 컴퓨터 바둑 현황
■ 미디어 부호화 기술의 현재와 미래
■ 간병인 보조로봇
■ 자율 이동체 시각지능 기술의 미래(사람 눈보다 강건한 RGB-Lider 기술)

미래 전망이 중요한 이유

아직 도래하지 않은 미래를 전망하거나 예측하는 일은 쉬운 일이 아니다. 미래기술에 대해 이야기하기에 앞서 우리는 ‘왜 미래에 관심을 가지고 미래를 이야기 하는가?’ 라는 기본적인 질문을 할 필요가 있다.

미래에 관심을 가지는 궁극적인 이유는 향후 나타날 수 있는 다양한 문제를 사전에 예측하여 미리 해답을 마련함으로써 변화에 수동적으로 끌려가기보다 능동적이고 적극적으로 대처할 수 있기 때문이다. 국가적 차원에서는 국가의 발전과 국민의 삶의 질 제고를 추구하기 위해 정책적 대안을 준비할 수 있고, 기업 차원에서는 성장 동력과 지속 가능한 발전을 위해 남보다 앞서 전략적 대안을 준비하여 경쟁에서 유리한 위치를 차지할 수 있다.

미래를 전망하고 준비하는 일은 비단 국가나 기업의 문제만이 아니고 개인의 경우도 다르지 않다. 미래를 준비하는 자와 그렇지 않은 자는 결국 방향성으로 시작하여 성과에서 많은 차이를 보이고 살아남아 발전하거나 소멸하는 결과를 초래하기도 한다.


미래기술 전망의 필요성

인류 역사에 있어 기술은 국가나 사회의 발전을 이끄는 원동력 역할을 해왔다. 농업사회, 산업사회, 정보사회를 거쳐 최근 제4차 산업혁명의 시대에 이르기까지 기술은 시대를 구분하는 핵심 화두로 자리 잡았다.

우리 선조들이 살아온 이 땅에서도 부강한 역사 속에는 늘 기술이 자리하고 있었다. 반면 기술 경쟁에서 뒤처지거나 기술을 소홀히 한 경우 어김없이 고난의 역사가 시작되었다. 우리나라가 국민소득 3만 불을 넘어서고 세계 12위의 GDP 순위를 차지하고 세계경제포럼의 국가 경쟁력 순위에서 141개국 중 13위를 기록하는 등 획기적 발전의 배경에는 기술발전이 핵심동인으로 작용했다.

이처럼 기술과 사회발전은 상관관계가 높고 상호 진화하는 공진화 과정을 거쳐 왔다. 그러므로 미래의 유망기술을 잘 조망하고 전략적으로 확보하기 위해 노력한다면 우리는 새로운 대한민국의 미래를 열 수 있을 것이다.


미래기술 비교와 8대 유망기술 전망

미래 유망기술을 발굴하는 방법은 다양하다. 델파이 기법, 시나리오 기법, 브레인스토밍, 전문가 패널, 설문조사, 특허분석, 성장 및 대체곡선, 시스템 다이내믹스, 추세외삽법, 교차영향 분석법 등 여러 방법이 있다. 이외에도 미디어 콘텐츠 분석, 보고서 분석 등이 있다.

본고에서는 국제적으로 영향력 있는 주요 정부나 ICT 전문기관에서 제시하거나 초대형 전시회에서 제시한 ICT 키워드를 중심으로 한 향후 5년 이상의 중기적 관점의 유망기술에 대해 분석하여 미래유망기술 후보를 도출하고자 한다.

각 기관의 유망기술 선정에는 수많은 전문가가 참여하였고 이들의 집단 지성을 종합하여 대표 ICT가 선정되었음을 고려하였고, 각 기관에서 제시한 대표기술과 다른 기관과의 대표기술을 비교하여 전략적 유망기술을 선정하고자 시도하였다.

   
▲ <표1> 주요 기관의 대표 중장기 ICT (출처: 각 기관 공개자료 기반 재구성)

각 기관에서 제시한 주요 기술을 보면 다른 기관과 중첩적으로 제시한 공통기술이 있고 각 기관 고유 설립 목적에 따른 특정 기술이 있다. 기술확보 전략수립 단계에서는 기술개발 및 자원투자 우선순위에 있어 파급력이 크고 활용범위가 넓은 공통기술이 우선적인 후보기술로서 고려대상이 될 수 있다. 이러한 고찰을 통해 공통된 기술을 중심으로 8대 후보기술을 도출할 수 있고 각 기술은 다음과 같이 설명할 수 있다.

 

1. AI
AI는 이제 우리 사회에서 대변혁의 핵심 동력으로 산업 분야는 물론 정치 및 제도에 이르기까지 혁신적인 영향을 미칠 것으로 전망된다. AI 서비스는 모바일 등을 통한 데이터 획득, 전처리 과정 및 데이터 가공, 데이터 반복 학습을 통한 모델 생성을 통해 서비스를 제공한다. 데이터를 기반으로 스스로 학습하고 구성요소를 검출하는 딥러닝 학습, 인간처럼 보고 읽고 듣는 복합지능, 각종 데이터에 기반해 상황과 감정을 이해하는 기능, 추론하고 지식을 표현하는 기능, 학습이나 판단한 결과를 동작으로 실행하거나 인간과 소통하는 지능형 에이전트 기능이 필요하다.

AI 기술혁신을 위해서는 양질의 데이터, 빅데이터 학습을 위한 초성능 컴퓨팅, AI 특화 알고리즘 기술이 중요하다. 그리고 스스로 장애를 조치하거나 오류를 수정하는 자가치료 기능도 추가되어야 한다. 국내 AI 기술 수준은 미국과 중국보다 열세이지만 개발 및 응용 여건이 양호하여 강점을 잘 활용할 필요하면 경쟁력 확보가 가능하다는 것이 전문가들의 의견이다.

   
▲ <그림 1> AI 개념 및 응용분야 (출처: 과학기술정보통신부 인공지능 R&D전략, 2018)

2. 6G
2030년 상용화가 예상되는 6G 통신은 THz 대역 무선자원을 활용하여 다운로드 속도 기준 1Tbps, 무선구간 지연 0.1ms 등이 주요목표가 될 것으로 전망한다. 사실 속도 측면에서 일반 서비스 사용 시 5G 이후 큰 문제점으로 보기 어려운 가운데 6G 통신은 오감 홀로그램 서비스 등 5G 통신으로 감내하기 버거운 6DoF(Degree of Freedom) 몰입형 미디어 서비스의 인프라로 활용이 가능하다.

그리고 자율차가 보편화 될 미래에는 차량 내, 차량 간, 교통인프라와의 주행상황 정보는 물론 교통 및 보행자 상황 등을 인지하고 대처하기 위해 엄청난 양의 데이터 전달이 필요하다. 6G 통신은 대용량 데이터를 초저지연으로 빠르고 신뢰성 있게 전달하여 안전한 자율주행 환경을 제공한다.

 

3. 양자컴퓨팅 및 양자통신
양자컴퓨팅 기술은 중첩과 얽힘 등 양자 역학 현상을 이용하여 다수의 정보를 동시에 연산할 수 있도록 구현된 컴퓨터를 활용하여 특정 연산에 최적화된 초고속 대용량 컴퓨팅 기술을 말한다. 양자컴퓨터의 병렬 연산 처리능력은 기존 컴퓨터와 비교할 수 없는 월등한 성능을 가진다. 기존 컴퓨터는 한 번에 한 개씩 연산을 실행해야 하지만, 양자 병렬성을 가진 양자컴퓨터는 복수의 연산을 한 번에 수행할 수 있다.

이처럼 초고성능 인프라 제공이 가능한 양자컴퓨팅 시대에는 기존 암호체계가 위협받을 수 있으므로 이에 대한 대응으로 양자암호기술 개발도 필요하다. 양자컴퓨팅 기술은 중요한 인프라기술로 전 산업분야에 걸쳐 영향을 미칠 것으로 전망된다. 대표적인 사례로 금융분야에서는 리스크를 관리하거나 최적의 포트폴리오를 설계할 수 있고, 화학이나 의료분야에서는 화학반응 시뮬레이션이나 신약개발에 활용하여 인류의 난치병 극복에 큰 기여를 할 수 있다.

 

4.블록체인
블록체인은 네트워크 내의 모든 참여자가 공동으로 거래 정보를 검증하고 기록·보관함으로써 공인된 제3자 없이도 무결성 및 신뢰성을 확보하는 기술[2]로 거래기록이 담긴 장부를 발행하는데 이 장부를 블록체인 네트워크에 참여하는 참여자들 사이에 배포하고, 검증 시 공동으로 하기 때문에 분산 원장(Distributed Ledger) 기술로 부르기도 한다. 응용 분야는 금융, 공공(등기, 신원확인, 입찰, 계약 등), 개인 건강 데이터 관리 등 헬스케어, 제조와 유통 그리고 미디어 콘텐츠 분야에서 저작권과 음원거래 등에 활용할 수 있다.

 

5. 초성능 뉴로모픽 컴퓨터
AI와 빅데이터 기술이 발전하면서 다량의 데이터를 빠르게 처리하는 기술이 매우 중요해졌다. 기존의 폰 노이만 방식의 컴퓨터 구조는 순차적 처리와 병목현상으로 인해 대규모 연산에 필요한 고속병렬연산을 효과적으로 처리하기 어려운 한계에 봉착하였다. 따라서 빅데이터 연산과 AI 알고리즘을 효율적으로 처리할 수 있는 새로운 컴퓨터 구조와 컴퓨팅 자원의 필요성이 대두되어 초성능 컴퓨터가 주목을 받고 있다.

특히 초성능 컴퓨터에서 뉴로모픽 컴퓨터는 인간의 두뇌를 모방한 새로운 형태의 로직으로 동작하는 프로세스를 탑재하여 AI 연산 속도 및 에너지 효율 면에서 강점을 가진 차세대 컴퓨팅 기술의 핵심이다. 뉴로모픽 컴퓨터는 저장과 연산, 통신을 동시에 처리 가능하고 이미지와 소리를 느끼고 패턴 인식을 할 수 있다.

 

6. BCI
BCI(Brain Computer Interface) 기술은 인간의 뇌파를 읽어 컴퓨터나 기계를 조작하거나 외부정보를 입력·변조하여 인간의 능력을 증진하는 기술을 말한다. 이 기술의 개발 목적은 신체거동이 어려운 장애인이나 ADHC(주의력결핍·과잉행동장애) 아동 등을 위해 뇌로부터 신호를 받아서 기기를 동작하기 위해서였으나 뇌파와 같은 생체신호를 통해 기기를 작동한다는 점에서 미래 기술로 주목을 받고 있다.

두피에 시술하는 침습 방식과 그렇지 않은 비침습 방식이 있다. BCI를 통해 뇌로부터 직접 신호를 받으므로 응답속도의 차이를 줄이는 이점이 있다. 신체기능을 상실한 사람들은 물론 드론 조종 등에도 활용한 사례가 있어 의료분야는 물론 게임 등 다양한 산업 분야에 활용할 수 있다. 아래 사례는 팔이 없는 장애인이 뇌파를 이용해 초콜릿을 먹는 장면이다.

   
▲ <그림 2> BCI 응용 사례 (출처: http://www.upmc.com/media/media-kit/bci/Pages/default.aspx)

 

7. 자율주행차
자율주행차는 운전자가 직접 조작하지 않아도 자동차가 주행환경을 스스로 인식해 위험을 판단하고 주행경로를 설정하여 운전자 주행조작을 최소화하며, 목적지까지 안전운행이 가능한 인간 친화형 자동차를 말한다. 우리나라는 2006년부터 개발을 시작했지만, 기술수준은 선진국에 비해 3.9년 격차를 보이고 있어[3], 더욱 규제를 완화하고 적극적인 기술개발에 나설 필요가 있다. 규제의 제한을 덜 받는 의미에서 땅 위를 달리는 전통적 개념의 자동차와 달리 기술개발 측면에서 좀 더 유연한 플라잉카(Flying Car) 개념으로 접근하는 방법도 추진되고 있다.

 

   
▲ <그림 3> 자율주행 산업의 주요요소 (출처: 유시복, 자율주행 산업최신동향 및 자율주행 시스템표준화현황, 국가기술표준원 기술보고서, 2018)

8. 확장현실
확장현실(XR, eXtended Reality)은 가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR) 등을 포함하고, 여기에 현실과 가상 간의 상호작용을 더욱 강화하여 가상의 물체를 오감으로 느끼며 실제 손으로 만지는 것과 느낌을 주어 가상과 현실의 경계를 허무는 개념이다. 미래에는 XR 단말기 하나로 가상현실, 증강현실과 혼합현실을 모두 이용할 수 있게 될 것이다.

 

   
▲ <그림 4> 확장현실의 사례 (출처: Microsoft)

XR은 교육, 제조, 헬스케어 등 인간의 생활에 큰 영향을 미칠 것이고, 향후 AI의 획기적인 발전과 서비스 도입으로 인간의 노동력을 상당부분 기계가 대체하게 되고 생산역량이 혁신적으로 커지게 되어 인간의 유휴·여가 시간이 늘어나게 되는데 이때 XR 서비스는 가장 확실하고 중요한 서비스가 될 가능성이 높다. 성장 잠재력이 매우 큰 분야로 글로벌 기업들의 플랫폼 경쟁 또한 매우 치열하고 기술 선점을 위한 행보도 빠르게 진행되고 있다.


결론

본고에서는 미래 먹거리 확보를 위해 주요 정부 및 ICT 기관에서 중장기적으로 중요하게 제시하는 기술을 중심으로 미래 유망기술 확보를 위한 전략수립의 관점에서 8대 유망기술을 전망하였다. 미래 유망기술을 예측하는 일은 기후변화의 본격화, 미·중무역 전쟁, 한·일 수출규제 등 불확실성이 커지고 있는 우리 시대에 새로운 미래를 대비한다는 점에서 매우 중요한 의미를 가진다. 전통적 세계관에서는 한 나라의 국력은 경제력과 국방력이 등가적 대변 요소로 작용했다면 지금은 기술력이 등가적 개념으로 더욱 중요해지고 있다. 국가간 무역 갈등의 이면에는 기술패권 다툼이 자리 잡고 있다. 기술력이 곧 국력과 직결되는 시대, 우리는 한강의 기적, ICT 강국 달성에 이어 기술혁신을 통해 새로운 대한민국을 열어야 한다. 그것이 이 시대를 사는 기술자에게 요구하는 시대의 사명이고 국민의 바람이다.

 

참고문헌

[1] 과학기술정보통신부, 인공지능 R&D전략, 2018
[2] 김예구, 블록체인 기술과 금융의 변화, KB금융지주연구소, 2015.
[3] 한국과학기술기획평가원, 2016년 기술수준평가, 미래창조과학부, 2016.
[4] 유시복, 자율주행 산업 최신동향 및 자율주행 시스템표준화현황, 국가기술표준원 기술보고서, 2018.8.

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