제4차 산업혁명 미래의 물결
제4차 산업혁명의 정의
1) 제4차 산업혁명의 개념
제4차 산업혁명은 새로운 시대를 향하는 흐름의 조류이며 살아서 움직이는 유기체로서 지속적인 성장산업인 것이다.
이러한 제4차 산업은 1, 2, 3차 산업혁명에 비해 지속적으로 빠르게 변화하는 새로운 물결로서, 농업, 유통, 제조, 의료, 건설 등 모든 분야에 확산이 되고 있다.
산업혁명의 예에서 건설 분야의 새로운 물결의 시작은 1차 산업혁명 시에는 증기 기관발명으로 교통 중심으로 건설 분야가 성장했다.
제2차 산업혁명은 전기 발명으로 건물의 대형화, 고층화 되어 건설 분야의 재성장을 했다.
제3차 산업혁명은 인터넷 발명으로 건물의 첨단화, 지능화되어 건설 분야의 패러다임 전환기를 맞이했다.
오늘날 제4차 산업혁명 시대의 핵심 키워드는 사물과 사물, 서비스와 서비스, 사물과 서비스 등 업종 간, 분야 간 구분 없이 종행 무진 결합하는 융합한 것이다.
이러한 유합의 핵심 키워드의 연관관계 분야는 빅데이터, 고유경제, 3D 프린팅, 바이오, 알고리즘, 소프트 웨이브 등은 그물망처럼 유기적으로 연결되어 있다.
또한 4차 산업혁명을 인더스트리 4.0 은, 사물인터넷을 통해 생산기기와 생산품 간의 정보교환으로 제조업의 완전한 자동생산 체계로서 제4세대 산업시스템을 구축한다.
이러한 4.0은 제조업과 같은 전통 산업에 IT시스템을 결합하여 생산시설을 네트워크화하여 지능형 생산시스템을 갖춘다.
그리고 사물, 서비스 간 인터넷의 확산으로 지능형 생산 시스템을 구축하여 제조업 생산방식을 상품 제조를 통제할 수 있는 플랫폼인 사이버 시스템을 구축하여 스마트 생산방식으로 전환한다.
2) 제4차 산업혁명의 프로세스
제4차 산업혁명의 프로세스와 이것을 움직이는 요소기술은 I(IoT).C(Cloud).B(Big Data). M(Mobile)이라는이라는 4가지 Cycle Process를 가지고 있다.
여기서 IoT 센서를 이용하여 자료를 수집하고, 수집된 자료를 Cloud Server)에 저장하고, 저장된 자료를 Big data로 분석하여 분석된 자료를 Mobile 형태로 서비스를 제공하는 과정이다.
여기서 M을 A(인공지능)로 변경하는 것은, 빅데이터로 분석된 자료를 인공지능을 이용하여 현실 세계를 최적화하여 사람들의 실생활에 유용하게 사용할 수 있도록 서비스를 제공하는 것이다.
예를 들면, 중장비에 센서를 부착하여 생산. 판매하고 중장비 센서에서 데이터 수집하여 클라우드 서버에 저장하여 저장된 데이터로부터 사용 시간대별 장비 상태 및 고장 사례를 분석하여 고장 예측을 사전에 고객에게 정보 제공하여 중장비를 항상 최적화 상태를 유지하도록 하여 작업 효율성을 높이는 서비스를 제공하는 것을 말한다.
3) 제4차 산업혁명의 특징
제4차 산업혁명의 특징은 제품과 서비스가 결합하는 Product Service System은 온라인과 오프라인이 결합하는 서비스로서 사전에 알아서 처리해 주고 최적화시키는 기술이다.
이러한 기술은 제품이 서비스와 결합하여 최상의 시너지를 창출하는 현상으로서 상품화하며, 기존 서비스와 신규 서비스가 결합하는 것이다.
예를 들면, 최대의 인터넷 서점이며 종합 쇼핑몰 업체가 물건구매 시에 사용자 구매 패턴을 인식하여 예상 구매 품목을 추천하여 물건구매의 결정을 도와주는 서비스를 제공하거나 물건구매를 예상하여 예측 배송하여 주는 서비스, 무인 계산 등을 이용하여 자동 결재 서비스 등을 제공한다.
4) 제4차 산업혁명의 긍정적 측면과 부정적 측면
(1) 긍정적인 측면
제4차 산업혁명에서 개인의 긍정적인 측면은 맞춤형 서비스가 제공되어 안전 및 편의성이 극대화되어 삶의 질이 높아진다.
개인은 기술 르네상스를 바탕으로 세계경제의 고성장으로 인한 개인적인 풍요로운 삶을 이루게 된다.
기업은 고부가 가치 형태의 능동형 업무 환경을 제공하게 되고, 고속, 멀티. 모든 형태의 생산성 혁신 및 상업 간 유합을 통하여 새로운 기회를 창출할 수 있다.
사회는 기계와 산업이 초지능화 사회가 구현되며 국가 미 및 세계 경제의 신성장의 기대가 된다.
(2) 부정적 측면
개인은 사이버 보안, 사생활의 개인 정보가 감시 시스템, 해킹, 보이싱피싱 등의 침해를 받을 수 있고, 사회 구조 변화에 따른 일자리 등이 감소 된다.
기업은 새로운 기술 제시에 대한 적용의 실패 위험이 있다.
기업은 신기술, 신공법에 대한 벤치마킹 업체가 부재와 네트워킹, 플랫폼 기술의 난립으로 기기 간 연결방해가 된다.
사회는 판단오류로 인한 피해와 조작된 정보에 의한 피해가 발생하며 빈부격차 및 기술격차 등의 양극화 심화 문제가 발생한다.
2. 제4차 산업혁명의 기술
제4차 산업혁명의 기술들이 모든 산업 분야에 응용되어 혁신적인 제품과 서비스 등이 새롭게 등장함으로써, 인간의 삶의 변화와 일하는 방식 등이 혁신을 가져오게 된다.
이러한 산업혁명의 핵심적인 요소의 기술은 아래와 같다.
1) 사물인터넷(IoT)
사물인터넷은 존재하는 모든 유와 무형의 객체들인 사람, 사물, 공간, 데이터 등이 인터넷으로 연결되어 서로 소통하고 작동함으로써, 새로운 기능을 제공하는 지능형 인프라 시스템을 말한다.
모든 사물에 센서가 부착되어 인터넷으로 연결하여, 사람과 사물이 대화하거나 사물과 사물을 연결하는 유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술이다.
사물인터넷 기술시장의 전망은 통신 기술의 보급, 무선 스마트 센스 및 네트워크 사용증가, IP주소 증가, 향상된 보안 설루션 등으로 시장성장이 밝다.
2) 빅데이터(Big Data)
빅데이터는 인터넷, 모바일 기기, 센스 등에서 수집된 수많은 양의 데이터 분석을 통하여 새로운 가치를 찾아내는 정보화 기술을 말한다.
빅데이터는 IT 기술에서 출발하였으나 정치, 사회, 문화 등 삶의 이슈 등으로 적용 분야가 확대되어 석유 자원의 20세기 산업의 운동력이 되었다.
빅데이터는 일반적으로 데이터양, 데이터 다양성, 데이터 속도로 정의하며 데이터의 다양성은 비정형적 데이터로서 계량화 및 수치화가 힘든 데이터를 포함하는 것이 빅데이터이다.
기존의 데이터의 다양성은 정형데이터인 매출, 재고, 고객데이터의 저장한 정형데이터로서 속도는 수시간 내지 수주이지만, 빅데이터는 동영상, 음악, SNS, 스트림 데이터의 비정형데이터로서 속도는 수초, 수분 실시간이다.
3) 인공지능(AI)
인공지능(Artificial Intelligence)은 사용자가 컴퓨터, 스마트폰 등의 기기에 작업을 지시할 때 인간이 사용하는 언어로 명령을 내리면 기기가 스스로 알아들을 뿐만 아니라 의미를 파악하여 반응하도록 하는 것을 말한다.
인공지능 분야에서 자연언어 처리 분야에서는 이미 자동번역과 같은 시스템을 실용화하고 있고, 미래에는 컴퓨터와 대화와 정보를 교환할 수 있게 된다는 것이다.
전문가 시스템 분야에서는 컴퓨터가 현재 인간이 하는 여러 가지 전문적인 작업인 의사의 진단, 광물의 매장량 평가, 화합물의 구조 추정, 손해 배상 보험료판정 등을 대신할 수 있다.
이론증명 분야에서는 수학적인 정리를 논리적으로 추론하여 증면하는 기술 등이 있어 인공지능은 여러 분야에 사용되는 기술이라는 것이다.
인공지능의 단계적 분류에서 1단계는 단순히 제어하는 단계, 2단계는 탐색. 추론하는 단계, 3단계는 규칙. 지식을 확장하는 단계, 4단계는 마지막으로서 입력 데이터의 특징을 평가하는 단계로 구분할 수 있다.
4) 드론(Drone)
드론은 조종사 없이 무선전파의 유도 의하여 비행 및 조종이 가능하는 무인 항공기인 것이다.
드론은 공군기나 고사포의 연습 사격에 적기 대신 표적기로 사용했으나 지금은 정찰. 감시와 적 잠수함에 공격을 가하는 용도로 사용하거나 택배 서비스, 농약 살포, 실종자 위치 파악, 산불감시, 화산 감지, 인질 자 확인 긍 다양하게 활용되고 있다.
사람이 접근하기 어려운 장소의 정보 수집 및 사진 촬영에 활용하거나 대기층의 태양광 전원을 공급받는다.
글로벌 드론 시장은 기술 경쟁력 수준이 향상되어 경제성장이 도움을 주며 양질의 일자리로 취업 유발효과를 부며, 도로. 철도 등 시설물 관리. 하천, 해양, 산림 등 자연 자원 관리에 활용되고 있다.
드론은 용도에 따라 표적 드론, 정찰 드론, 감시 드론, 다목적 드론 등으로 구분할 수 있다.
5) 3D 프린터
3D 프린트는 X축과 Y축뿐만 아니라 상하 축인 ZZ 축까지 운동을 더하여 입력된 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만들어 내는 프린트를 말한다.
3D 프린터로 인하여 앞으로 필요한 물건을 주문해서 사용하는 것이 아니라 필요한 사람이 직접 만들어서 사용하게 되면 시간과 비용이 절감하게 된다는 것이다.
3D 프린터 형태는 적층형과 절삭형이 있으며, 제작은 모델링, 프린팅, 피니싱 3단계로 크게 나누어져 있으며, 시장의 활성화에 따라 자동차, 의료, 패션, 건축, 항공, 가전, 조선산업 등 다양한 분야에서 활용된다.
6) 증강현실 (AR)
증강현실은 스마트폰을 이용하여 실제 존재하는 현실에 가상의 사물이나 정보를 겹쳐서 보여 주는 기술을 말한다.
증강현실 기술을 적용하기 위한 필요 장비는 지리, 위치 정보를 송수신하는 장치, 전자 나침반, 자리로스코프 센서, 위치 정보 시스템, 증강현실 앱, IT 기기 등이다.
증강현실 기술의 실행방법은 사용자가 증강현실 앱을 실행한 수 스마트폰 등의 내장 카메라로 특정 거리나 건물을 비추면 GPS 수신기를 통해 현재 위치의 위도. 경도 정보, 기울기, 중력 정보 등이 스마트폰에 임시 기록되면 GPS 정보를 인터넷을 통해 특정 위치 정보 시스템에 전송한다.
사용자는 GPS 정보를 수신한 위치 정보 시스템은 해당 지역 또는 사물의 상세 정보를 자신의 데이터베이스에서 검색한 후, 그 결과를 다시 스마트폰으로 전송한다.
전송받은 데이터를 수신한 스마트폰은 증강현실 앱을 통해 현지도 정보와 매칭시킨 수, 실시만 화면으로 보여 주는 것이다.
증가 현실적용 활용한 사례는 건강진단, 고소 공포증, 비행공포증, 불안장애, 외상 후 스트레스 등 치료를 할 수 있다.
7) 가상현실(VR)
가상현실은 시각 장치(Head Mounted Diplay)를 장착하고 컴퓨터 내에서 구현되는 가상의 경험을 현실인 것처럼 유사하게 체험하게 하는 인터페이스 기술이다.
가상현실의 기술은 군사, 영화, 게임, 테마파크, 의료, 건축 등의 다양한 분야에 활용된다.
가상현실의 시장 규모는 전 세계적으로 증가하는 것이 예상되고, 우리나라의 미래창조과학부도 VR 플랫폼과 VR 게임, VR 테마파크 등을 육성하기 위해 예산을 많이 투자하게 된다.
가상현실의 적용 분야는 게임 분야가 가장 많으며, 증강현실과 같이 모든 산업인 헬스 케어, 공학, 부동산, 소매, 군용, 교육, 체험, 엔터테인먼트, 소셜네트워크 서비스 등 다양한 분야에서 가치를 창출하고 있다.
8) 혼합현실(MR)
혼합현실은 홀로그램을 이용하여 현실 세계와 가상 세계 정보를 결합하여 두 세계를 융합시키는 공간을 만들어 내는 기술을 말한다.
혼합현실은 증강현실에 3차원 가상 이미지를 겹쳐서 보여 주는 기술과 가상현실이 아닌 100% 가상의 이미지를 사용하는 기술의 장점을 따온 기술이다.
스마트폰으로 배경을 비추었을 때 캐릭터가 배경에 고정되어 있으면, 증강현실이며, 캐릭터가 배경과 융화되어 자연스럽게 이동하면 혼합현실이다.
9) 메타버스.(Metaverse)
메타버스는 아바타로 소통할 수 있는 디지털 세상, 가상과 현실이 상호작용하며 가상의 공간에서 사회, 경제, 문화 활동이 이루어지면서 가치를 창출하는 시스템을 말한다.
메타버스는 초월을 뜻하는 메타와 세상, 우주를 뜻하는 유니버스의 합성어로서, 가상 공연, 가상수업, 가상회의, 가상상점, 게임 분야 등에서 다양하게 활용되고 있다.
메타버스의 가상 세계에서 공간을 만들 수 있어 사람들이 열광하고 있으며, 메타버스의 형태가 현실 중심인지 가상중심인지 구현되는 정보가 외부 환경정보 중심인지, 개인. 개체 중심인지에 따라 구분된다.
인터넷 시대를 주도하는 신 패러다임으로써 메타버스는 글로벌 IT 기업들이나 글로벌 컨설팅 기업들이 메타버스 시장 규모를 확대하고 있는 현실이다.
10) 자율주행
자율주행 자동차(Self driving car)는 운전자가 핸들과 가속 페달, 브레이크 등을 조작하지 않아도 정밀한 지도(위성 위치 확인 시스템), 센스 등 차량의 각종 상황을 파악하여 스스로 목적지까지 운행할 수 있는 자동차를 말한다.
자율주행 자동차는 하드웨어 중심의 자동차가 아니라 텔레매틱스로 핸드폰과 같은 소프트웨어 중심으로 운영되는 것이다.
3. 결론
제4차 산업혁명 미래의 물결을 준비하는 기업이나 개인은 뒤처지지 않고 실패하지 않아 성공할 것이다.
미래의 제4차 산업혁명의 가속화는 현재의 불평등 사회를 더욱 심화시키므로 끊임없는 준비와 도전으로 산업혁명의 변화에 생존을 위한 대비책을 강구해야 시대의 새로운 물결에 적응해 살아남을 수 있다.
이를 위해서는 산업혁명의 의미와 혁명의 요소인 기술이 무엇인지 알아야 활용하여 적을 해 나갈 수 있다는 것이다.
