제4차 산업혁명

제4차 산업혁명

하원규, 최남희 지음

콘텐츠하다 / 2015년 12월 / 356쪽 / 22,000원





프롤로그 ? 제4차 산업혁명, 새로운 미래를 말하다



인류는 지금 제4차 산업혁명의 여명기를 맞이하고 있다. 제4차 산업혁명을 선도하는 사례로는 독일의 인더스트리 4.0(Industry 4.0), 미국의 산업 인터넷(Industrial Internet), 일본의 로봇 신전략(Robot Strategy), 중국의 제조 2025 획 등을 들 수 있다. 그리고 구글, 애플과 같은 디지털 거인들뿐만 아니라, GE, 지멘스 등 다국적 제조업 기업들도 IoT(사물인터넷)ㆍIoE(만물인터넷), 그리고 빅데이터와 인공지능이 엮어내는 새로운 차원의 산업혁명에 도전하고 있다. 이들 전략의 공통점은 IoT와 인공지능을 지렛대로 경제 시스템과 산업구조의 최적화를 지향하고, 사이버 세계와 물리적 세계를 네트워크로 연결하여 하나의 통합 시스템으로서 지능형 CPS(Cyber-Physical System)를 구축한다는 것이다.

제4차 산업혁명은 세상의 모든 것이 인터넷으로 연결되고, 인간과 사물의 모든 데이터가 수집ㆍ축적ㆍ활용되는 만물초지능 통신혁명이다. 이를 기반으로 인류의 생활방식과 사회ㆍ경제의 운영 방식이 혁신되는 거대한 변혁의 총체라고 할 수 있다. 마찬가지로 제4차 산업혁명은 지구 차원의 만물초지능 인터넷 생태계의 성숙으로 인류의 생활방식, 그리고 시스템의 가동과 인프라의 유지ㆍ관리 방식이 혁신되는 디지털 행성 시대의 도래라고 말할 수 있다.



인류의 새로운 도전 제4차 산업혁명



인류 문명 4.0 초연결 창조사회로 진입하다

2030년의 비전, 디지털 행성 시대로의 도전: 제4차 산업혁명은 인터넷과 컴퓨팅의 발전에 따른 수확 가속화가 본격적으로 진행됨에 따라 인류 문명이 초연결 창조문명으로 이행하는 국면이기도 하다. 언어를 중심으로 최초의 문명이 발전한 시기를 인류 문명 1.0, 이후 문자가 출현하여 인류 사회의 소통이 보다 확장된 초기 문명 시대를 인류 문명 2.0, 인쇄혁명으로 과학기술의 혁신과 인류의 삶을 극적으로 바꾼 근대 문명을 인류 문명 3.0, 컴퓨터와 인터넷ㆍ인공지능 등으로 실현되고 있는 초연결 창조문명을 인류 문명 4.0으로 볼 수 있기 때문이다.

인류 문명 4.0인 초연결 창조문명은 스마트 디바이스의 세계를 마음껏 누빌 수 있는 역량을 지닌 스마티즌(Smart Citizen) 100억, 2020년 이후의 차세대 이동통신 시스템인 5G(5세대 이동통신) 가입자 100억, 그리고 한 사람의 스마티즌이 평균 10대의 스마트 디바이스를 활용하며 1,000억 개의 스마트 센서 환경의 지원을 받는 초거대 디지털 생태계가 발전하고 융성하는 시대이다. 1대의 스마트 디바이스는 주변 환경에 스며들어 있는 100개의 스마트 센서와 상호작용한다.

또한 기술적으로는 CPU, 메모리, 네트워크, 클라우드 등이 각각 진보하는 개별 발전 단계를 지나, 서로 상승적인 발전을 통해 인류 발전의 모든 영역으로 확장하는 수확 가속의 법칙이 작동하는 단계이다. 다시 말해서 브레인 컴퓨터 등 인공지능 기술의 발전으로 물리적인 처리의 제약에서 벗어나게 되는 것이다. 이러한 역사적 경험과 기술적 가설의 측면에서 볼 때, 디지털 행성 시대의 초연결 지능 문명에 어떻게 도전하고 대응하느냐에 따라 국가의 흥망성쇠가 좌우될 수 있다. 여기서 중요한 것은 앞으로 인류가 구축하게 될 초연결 창조문명은 지금까지 인류가 이룩한 문명과는 확연히 다를 것이라는 점이다. 과거의 기나긴 인류 역사는 어디까지나 현실 세계를 기반으로 하는 ‘물리적 행성 문명’의 발전 과정이었다. 반면에 우리가 맞이하고 있는 신문명은 물리적 영토와 공간, 그리고 시간적 한계를 초월하는 ‘디지털 행성 문명’이라고 할 수 있다.

물리적 행성과 사이버 행성이 융합하는 디지털 행성 시대가 열린다: 제4차 산업혁명은 물리적 행성, 사이버 행성, 디지털 행성 간의 대경쟁 시대가 될 것이다. 여기서 물리적 행성은 현생 인류가 살아온 삶의 터전이며, 사이버 행성은 인터넷의 탄생으로 인류의 제2의 삶의 터전이 된 사이버 세계이다. 디지털 행성은 IoTㆍCPS 혁명으로 탄생하고 있는 제3의 삶의 터전을 말한다. 디지털 행성은 인류의 당면 과제를 해결하는 제3지구이자, 디지털 혁명이 일궈낼 골디락스 존(Goldilocks zone)이라고 할 수 있다. 관점에 따라서 이 세 개의 행성 간의 협조적인 경쟁 관계가 성립되고 있다고 봐도 무방하다.

초연결 시대! 신인류가 거대한 파워를 발휘한다

초스마트 신인류가 등장하다: 역사학자 유발 하라리는 지금의 인류는 중대한 도전에 직면해 있다고 본다. 그는 인류 역사의 경로를 결정지은 변혁은 인지혁명, 농업혁명, 과학혁명을 꼽을 수 있는데, 앞으로 인류가 목격하게 될 과학혁명은 자연선택을 지적 설계로 대체하려 하고 있기 때문이라고 말한다. 다시 말해서 유전공학, 나노기술, 인공지능의 도움에 힘입어 이제는 과학자들은 사이보그를 개발하거나, 완전히 비유기적인 존재를 고안해낼 수 있을 것으로 본다. 하라리는 수십 년 안에 인류 역사상 처음으로 인간성 자체가 급격한 혁명을 겪게 되면서 인간 사회와 경제뿐만 아니라 우리 신체와 정신도 변형될 것으로 예측한다.

최재봉 성균관대학교 교수는 미래 시장의 예측을 인류 진화라는 확실한 팩트에서 찾아야 한다고 주장한다. 250만 년 전에 도구를 만들어 쓴 호모하빌리스(Homo habilis), 180만 년 전에 직립보행을 한 호모에렉투스(Homo erectus), 그리고 지혜로운 현생 인류인 호모사피엔스(Homo sapiens)가 각각 등장했고, 스마트 혁명 이후 언어문화의 전파를 담당하는 ‘밈(meme, 유전적 방법이 아닌 모방을 통해 습득되는 비유전적 문화 요소 또는 문화의 전달 단위)’이 급속한 진화를 주도하는 초연결 사회의 출현과 함께 ‘스마트 신인류(NSH, Neo-Smart-Human)’가 등장했다고 본다.

스마트 신인류는 밈을 통해 사고를 전달한다. 그들은 밈을 통해 사회적 교류 속에서 생각과 사고를 학습하고, 행동과 생활양식을 단숨에 변화시켜 간다. 그들은 항상 연결되기를 원하고, 모든 정보를 빠르게 얻기를 바라며, 즉각 카피해서 전파하기를 원하고, 다른 이들에게 자랑하기를 즐겨한다. 그리고 늘 재미를 추구하며 함께 공감하여 나누기를 좋아하고, 엄청난 속도로 변화한다. 한편 스마트 신인류는 30억의 인터넷 가입자와 15억의 페이스북 가입자, 70억의 모바일 사용자들로 구성되는 지구 행성의 탄생 이후 최대의 문화적ㆍ경제적인 거대 파워 세력으로 성장했다. 스마트 신인류는 단 5년 만에 인류가 5만 년 동안에 이룩한 생물학적 진화보다 더 강력한 문화적 진화를 이룩하고 있다.

‘EPIC 2014’ 그리고 미디어의 미래: 2004년 〈EPIC 2014〉라는 제목의 플래시 무비가 네트워크상에 공개되어 커다란 반향을 불러일으킨 바 있다. 이것은 매스미디어와 인터넷에 관한 SF적인 미래 예측을 주제로 한 내용의 영화였다. 이 영화의 내용을 간략히 요약하면 다음과 같다. “구글과 아마존이 2008년에 합병하여 ‘구글존(Googlezon)’이라는 거대 정보를 가진 미디어 기업이 되어 커뮤니케이션 업계를 석권한다. 그 여파로 〈뉴욕타임스〉는 종이 신문을 기반으로 한 기존 경영을 포기한다. 구글존은 구글이 가진 검색 능력에 의해 수집된 정보를 아마존이 가진 고객의 기호 정보와 조합한다. 그리고 사용자 개인 맞춤형 뉴스를 실시간으로 전송한다는 비즈니스를 전개한다. 2014년에 구글이 공개한 ‘EPIC’는 미디어가 발신하고 있는 뉴스뿐만 아니라 개인이 작성한 블로그, 그들이 업로드한 사진 등 네트워크상의 모든 정보를 조합하여 개인에게 특화된 정보를 뉴스로 제공한다.” 2004년에 소개된 위 플래시 무비는 2013년에 아마존의 창업자 제프 베조스가 미국의 대표적인 신문인 <워싱턴포스트>를 인수하면서 현실성 있는 초연결 사회의 미디어 환경으로 다가왔다. 이제 전통적인 미디어 강자라 해도 새로운 수용자로서의 스마트 신인류를 상대로 클라우드 컴퓨팅을 활용하는 클라우드 매체로서 네트워크 플랫폼을 개척하는 대변신을 시도하지 않으면 안 된다. 만물초지능 인터넷 시대의 도래는 글로벌 클라우드 복합체에게는 거대한 기회가 열리고, 전통적인 매스미디어는 위기를 맞게 될 것이다.



인공지능 신시대 제4차 산업혁명



지능형 인프라 구축으로 제4차 산업혁명을 꿈꾸다

2016년 1월 20일부터 23일까지 스위스 다보스에서 열리는 세계경제포럼(WEF) 연차총회에서는 ‘제4차 산업혁명의 이해’를 주제로 다루게 된다. 2015년 11월 11일 WEF는 현재는 물론 앞으로도 경제, 사회, 인간 행태 등에 큰 영향을 미치게 될 디지털 전환기를 총체적으로 조망할 수 있도록 하기 위하여 동 주제를 선정하게 되었다고 그 배경을 밝혔다.

스스로 학습하여 순식간에 해석하는 인공지능 컴퓨팅 시대가 다가온다: WEF는 모바일 인터넷과 유비쿼터스 환경이 조성되고 인공지능, 방대한 빅데이터를 예측하는 ‘기계 학습’ 등으로 견인될 것으로 보이는 제4차 산업혁명은 그 변화 속도와 규모, 강도 등에서 현재의 생산ㆍ분배ㆍ소비 등 전체 시스템을 혁신적으로 바꾸는 것은 물론, 인간의 본성에까지도 영향을 미칠 수 있다고 강조하고 있다. 한편 인공지능 연구자와 관련 기업들은 세상을 기계 학습(Machine Learning)과 딥러닝 이전과 그 이후로 나눌 만큼 동 기술을 혁신적인 충격으로 평가한다. 딥러닝은 컴퓨터 시스템에 인간의 뇌와 흡사한 다층의 신경회로를 제작한다. 이 기술들은 대량의 화상이나 데이터를 입력함과 동시에 트레이닝을 통해 그 속에 함축되어 있는 고차원의 개념을 자연스럽게 추출할 수 있도록 하는 최첨단 인공지능이다.

AI 연구 반세기 만의 획기적 기술로 간주되는 딥러닝 등이 자율 운전 자동차에 적용되면, 교통 및 수송 시스템 전반에 혁신적인 변화를 가져올 가능성이 높다. 현재의 가정용 로봇은 집 안의 청소 등 단순한 작업을 반복하도록 프로그램 되어 있다. 그러나 딥러닝 등을 탑재하게 되면 자율적인 의사결정이 가능해지면서 경이적인 속도로 학습을 반복하게 된다. 그 결과 광범위한 사상(事象)에 대해서도 대응할 수 있다는 가설이 현실화될 것으로 전망한다.

IBM은 방대한 데이터를 가치 있는 정보로 전환하여 지식화하는 차세대 컴퓨터를 인지형 컴퓨팅(Cognitive Computing) 혹은 제3세대 컴퓨터로 명명하고 있다. 여기서 말하는 인지란 ‘경험적 지식에 입각한 인지’라는 의미를 함축하고 있다. 따라서 인지형 컴퓨팅은 컴퓨터가 스스로 학습하여 생각하고, 극히 짧은 시간에 방대하고 다양한 정보원으로부터 대량의 데이터를 통합하여 분석할 수 있다. 사람처럼 말하고, 사람처럼 생각하고, 감정과 의사를 갖는 그리고 방대한 데이터를 활용하여 점점 진화해가는 인공지능 신시대가 다가오고 있다. 인공지능은 제4차 산업혁명의 지렛대이다.

인간과 기계의 공생 생태계가 성숙된다

인공지능이 만드는 미래 ICT 세상: 앞으로 컴퓨터와 네트워크의 능력이 향상되면서 처리할 수 있는 정보량이 증대되고, 처리 속도도 한층 가속화될 것이다. 이에 따라 실시간으로 대응 역량을 갖추고, 비상시 복잡한 조건하에서 판단을 가능하게 하는 복합 시스템이 개발될 것이다. 이런 복합 시스템이 실용화되면 적절한 행동의 선택, 마주치는 상대의 선택, 진로의 결정 같은 개인의 판단과, 경영 판단, 생산성 향상, 상품 개발과 같은 기업의 의사결정, 그리고 방재 및 범죄 수사 같은 지능 기반 사회 인프라의 실현 등 인간 생활의 모든 면에서 인간을 지원하게 된다. 그런데 이런 단계로 이행하기 위해서는 인공지능의 상호 연계가 절실히 필요하다.

현재 세계적으로 사물의 데이터화의 발전을 ‘지능화 ICT 네트워크’에서 활용하려는 방안이 활발히 진행되고 있다. 앞으로 지능화 ICT가 갖추게 될 지능의 분산 배치가 이루어지면 정보 연계 범위도 대폭 확대될 것이다. 또한 분산 배치된 지능 간의 협조가 증대되어, 조달, 제조의 효율적인 자동 조정뿐만 아니라, 안전한 로봇 활동을 위한 여건도 정비해가야 한다. 이러한 상황에 적극적으로 대처하기 위해 일본 정부는 ‘인텔리전트화가 가속되는 ICT 미래상에 관한 연구회’를 출범시키고, 2015년 6월 보고서를 발표했다. 이 보고서는 “앞으로 사회의 모든 분야에서 사물의 데이터화를 지능화 ICT 네트워크로 활용하게 될 것이다. 예를 들면 교통, 물류, 사무실 업무, 생활환경의 자동 조정 등으로 생산성과 동시에 쾌적성이 증대되도록 인간의 생활이 지원될 것이다.”

말하자면 자동차 운전과 주변 환경 간의 커뮤니케이션이 진행되어, 차량 탑재 시스템과 전주 등에 설치된 센서, 서버, 스토리지 등이 연계하여 자동 운전차 제어에 필요한 노면 상태 등을 실시간으로 뒤따라오는 차에 전달하는 것이 머지않았다고 본다. 이러한 기술이 실현되면 사람도 가상적으로 네트워크에 연결되게 한다. 이를테면 교차점에서 느닷없이 뛰어나온 어린이를 시스템이 긴급 작동하여 자동차를 정지시키는 등 위험한 상황을 조기에 회피하거나 이에 따른 행동을 수정할 수 있다.



제4차 산업혁명으로 가는 길



제4차 산업혁명과 대한민국의 운명

흔들리는 한국, 돌파구를 찾아라: 앞으로 10~20년 동안은 ‘제4차 산업혁명’이 전 세계에서 확산될 것이다. 우리나라는 이 시기에 여러 가지 재정적 위기가 심각하게 고조되고, 저출산ㆍ고령화의 늪에 빠져 국력이 고갈되어갈 가능성이 높다. 한국이 망하지 않기 위해서는 하루빨리 변해야 한다. 단순히 생각만 변화하는 차원이 아니라 개인의 일상생활에서부터 산업 경제 활동은 물론, 국가 안보에 이르기까지 시스템을 개조하여 새로운 국가로 재탄생해야 한다. 부분적이고, 불완전하고, 비효율적이고, 신뢰성 없고, 소수들만을 위한 시스템이 아닌, 총체적이고, 완전하고, 효율적이고, 신뢰성 있고, 보편적인 시스템으로 개조해야만 한다.

지능 결핍과 4불(不) 문제를 해결하라: 한국의 성장과 삶의 질을 한계 상황에 빠뜨리고, 계속해서 위기의 증폭과 악순환 구조를 만들어내고 있는 가장 심각한 문제의 근원을 한마디로 압축한다면, 그것은 바로 ‘지능의 결핍’이라고 말할 수 있을 것이다. 여기서 말하는 ‘지능의 결핍’이란 기술적 한계나 비용 문제, 수용과 확산의 문제, 인프라의 문제, 사회적 신뢰의 부재 문제, 그리고 국정 관리의 미성숙과 같은 사회제도적 문제 등으로 인해 필수영양소와 같은 지능이 균형적으로 우리 사회 도처에 스며들지 못하고 있는 것을 말한다. 이러한 지능의 결핍으로 인해 한국은 지금 ‘불통(不通), 부지(不知), 불능(不能), 불협(不協)’이라는 국가와 사회 시스템을 교란하고 있는‘4불(不) 문제’가 심각한 상태이다.

보충 설명하면 다음과 같다. ① 불통(不通) - 사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사물 간에 실시간으로 연결되어 생각과 지능을 실시간으로 공유하지 못하는 상태로, 모든 시스템의 불투명성이 매우 높아진다. ② 부지(不知) - 인간, 사물, 공간과 관련해서 일어나는 모든 실시간 상황을 추적하거나 알지 못하고 그 결과의 예측도 하기 어려운 상태로, 모든 시스템의 불확실성이 높아진다.

③ 불능(不能) - 인간, 사물, 공간에 필요한 최적의 조치나 행위를 누군가 알아서 해주어야 하나 그렇게 할 수 있는 지능을 보유하거나 행동을 취할 수 있는 행위자(또는 시스템)가 부재한 상태로, 모든 일의 처리에서 불완전성이 높아진다. ④ 불협(不協) - 세상에 존재하는 모든 행위자들(사람, 사물, 조직, 시스템, 로봇 등) 간의 지능과 역량을 모아 협력을 통해 문제를 처리하지 못하는 상태이다. 이렇게 되면 모든 행위자들의 불만족성이 높아져 전체 시스템의 붕괴를 초래한다.

대한민국의 운명을 바꿀 제4차 산업혁명의 문이 열렸다: 지능의 결핍으로 인한 ‘불통, 부지, 불능, 불협’의 문제는 아직까지는 대한민국 국가사회의 비참한 운명을 강요하지는 않았다. 국가적으로 전 국민이 힘을 모아도 극복할 수 없는 임계점을 넘지 않은 것은 그나마 다행스러운 일이다. 그러나 세월호의 비극적인 침몰과 중동호흡기증후군이라는 전염병의 확산과 같은 문제에서 드러났듯이, 한국 사회 곳곳에서 드러나고 있는 지능 결핍 증후군이 서서히 위기의 증폭 현상을 나타내고 있다.