4차 산업혁명 개념의 등장은 기술의 혁신을 통해 제조업과 산업 환경을 변화시키는 중요한 개념이 되었습니다. 셀 수 없이 다양한 기술들이 산업 분야에 빠르게 적용되고 있으며, 이에 대한 이해와 파악은 현대 산업의 성공에 큰 영향을 미치고 있습니다. 4차 산업혁명 핵심기술에는 무엇이 있는지 8가지의 종류로 분류해보고 특징들을 알아보겠습니다.
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4차 산업혁명 핵심기술 8가지
1. 사물 인터넷 (IoT)
사물 인터넷은 Internet of Things의 약자로, 기기나 제품들이 인터넷을 통해 연결되어 서로 데이터를 주고받고 상호 작용하는 개념을 의미합니다. 산업 분야에서는 IoT를 통해 제조 공정의 모니터링과 최적화가 가능해집니다. 센서와 디바이스들이 생산 데이터를 수집하고 이를 분석함으로써 생산 과정의 효율성을 높일 수 있습니다. 또한 이를 통해 실시간 모니터링과 원격 제어가 가능하며, 결함을 빠르게 감지하고 조치할 수 있습니다. 대표적인 적용 사례 구글에서 출시한 구글 홈 미니 등이 있는데요. 사용자는 구글 홈 미니에 기기 연동을 통하여 굳이 기기를 직접 조작하지 않고도, 음성 명령어 등으로 간단하게 집안의 기기들을 컨트롤할 수 있습니다. 또 국내 통신사 등에서 제공하는 지니, 클로버 서비스 등의 인공지능 스피커 등도 IoT 기술이 일상생활에서 많이 쓰이는 예로 보실 수 있습니다.
2. 빅 데이터와 분석
빅 데이터는 4차 산업혁명 핵심기술 중의 하나로 대량의 데이터로부터 유용한 정보를 추출하고 분석하는 기술을 의미합니다. 산업 분야에서는 생산 데이터, 고객 데이터, 공급망 데이터 등 다양한 데이터를 분석하여 경영 의사 결정에 활용할 수 있습니다. 데이터 분석을 통해 생산 과정의 문제점을 파악하고 개선할 수 있으며, 예측 분석을 통해 장기적인 계획을 수립할 수 있습니다. 이를 통해 생산성을 향상하고 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 실생활에서 접할 수 있는 예로는 우리가 예를 들어 애플의 맥북에 관심이 생겨서 구글이나 네이버에 검색하면 이는 빅 테이터 중 하나로 수집되어 보관이 됩니다. 구글이나 네이버 같은 광고 송출 매체 기업은 보관된 데이터 분석을 통해 사용자가 맥북 구매에 관심이 있다는 것을 알게 됩니다. 그 후엔 우리가 유튜브를 켜거나 어떤 사이트를 가도 맥북에 관한 광고를 타겟하여 볼 수 있게 되고 구매로 이어질 확률이 크게 늘어나게 됩니다. 이는 정확한 타겟팅 광고를 통하여 비효율적인 매체 비용을 절감할 수 있어, 기업의 효율성 증대에도 큰 도움이 됩니다.
3. 인공 지능 (AI)과 머신 러닝
인공 지능(AI)과 머신 러닝은 컴퓨터 시스템이 사람과 유사한 지능적인 작업을 수행할 수 있게 하는 기술을 의미합니다. 머신러닝은 데이터를 기반으로 패턴을 학습하고 예측하는 능력을 갖춥니다. 이를 통해 생산 과정의 최적화, 제품 품질의 향상, 고장 예측과 유지 보수 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 또한 자율적인 결정과 자동화 기능을 통해 생산 과정을 효율적으로 관리할 수 있습니다. 머신 러닝이 사람들에게 최초로 인식된 예는 지는 2016년에 벌어졌던 이세돌 바둑기사와 구글 알파고와의 바둑 대결을 생각해 볼 수 있습니다. 알파고 와의 대결 전의 바둑은 컴퓨터 대국이라 하여 컴퓨터에 정해진 수를 입력해 놓고 컴퓨터와 대국하는 식의 게임이나 경기가 존재하긴 하였었는데요. 하지만 바둑은 경우의 수가 워낙 많아 사람이 일일이 기보를 입력하는 것은 사실상 불가능했고, 따라서 자유자재로 창의적인 수를 둘 수 있는 사람이 컴퓨터와의 대국에선 항상 우세를 점하였었는데요. 하지만 당시 이세돌과의 대결에 등장하였던 알파고는 자체적인 머신러닝 기능을 통하여 바둑의 거의 모든 경우의 수를 자체적인 시뮬레이션으로 학습하고 이를 자체적으로 학습하여 적용할 수 있는 ai 프로그램이었습니다. 결과는 우리가 모두 알다시피 알파고가 4승을 가져가고 이세돌 9단이 1승을 하여 알파고의 압승으로 마무리되었습니다. 하지만 이세돌 9단이 당시 알파고에 승리했던 1승은 지금까지 인간이 머신러닝 인공지능을 이긴 마지막 예로 남아있으며,머신러닝과 AI 발전속도의 특성상 이는 깨지지 않는 기록이 될 가능성이 높습니다. 인공지능을 통한 머신러닝과 이를 다시 해석하는 ai 기술은 4차 산업혁명 핵심기술 중 가장 중요한 역할을 담당한다고 볼 수 있습니다.
4. 로봇 공학과 자동화 기술
산업용 로봇은 생산 과정의 자동화와 최적화를 위해 사용되는 기술입니다. 이를 통해 반복적이고 위험한 작업들을 로봇이 수행함으로써 인력을 절감하고 생산성을 향상할 수 있습니다. 로봇은 제품 조립, 포장, 운반 등 다양한 작업에 활용될 수 있으며, 자동화 기술과 융합되어 생산 과정의 효율성을 극대화할 수 있습니다. 이미 자동차 공장 등에서는 이 산업용 로봇이 생산직 근로자들을 많이 대체하고 있습니다. 실 예로 세계 1위 전기차 업체인 테슬라도 캘리포니아 프리몬트에 건설된 공장에서 로봇이 모든 생산을 담당하는 완전 자동화 설비를 갖추었다고 합니다. 최저임금의 상승과 코로나 시기 때 불황이 겹쳐 자영업자들도 산업용 로봇을 많이 도입하였는데요. 우리가 이제는 어디 식당에 가도 흔하게 접할 수 있는 키오스크 기계나, 식당에서 돌아다니는 서빙 로봇 등도 인간의 반복적인 노동을 대체하는 로봇 기술 중 하나로 볼 수 있습니다.
5. 가상 현실 (VR) 및 증강 현실 (AR)
가상 현실(VR)과 증강 현실(AR)은 현실과 가상 세계를 융합하는 기술을 의미합니다. 산업 분야에서는 가상 환경을 통해 제품 설계 및 시뮬레이션을 수행하고 문제를 해결하는 데 활용됩니다. 또한 증강 현실을 통해 작업자들은 실제 환경과 함께 가상 정보를 확인하여 작업 효율을 높일 수 있습니다. VR과 AR 기술이 4차 산업혁명의 핵심기술로 인정받게 된 계기로는 우리가 겪었던 코로나19 사태 때를 생각해 볼 수 있습니다. 당시 코로나19는 전 세계적 팬대믹으로 분류되어 사람들이 많이 모일 수밖에 없는 기업들은 감염병의 예방을 위하여 필수적인 작업을 제외하고 재택근무를 장려하였습니다. 많은 근로자가 재택근무를 하면서 기업 입장에서는 효율적인 관리를 위하여 VR과 AR 기술이 적극 채용되었고, 기업들은 효율적인 협업을 할 수 있었습니다. 당시 페이스북의 설립자 마크 저커버그도 페이스북을 소셜 미디어의 한정이 아니라 가상현실 분야 등도 포함하려는 의지로 회사의 이름을 페이스북에서 메타로 바꾸었습니다. 이는 세계적인 기업들도 가상현실과 증강현실도 4차 산업혁명 핵심기술로 발전시키겠다는 의지로 추측해 볼 수 있습니다.
6. 블록체인 기술
블록체인은 거래 기록을 블록으로 연결하여 분산된 데이터베이스를 생성하는 기술을 말합니다. 이를 통해 거래의 신뢰성과 투명성을 제공할 수 있습니다. 산업 분야에서는 블록체인을 통해 공급망 관리와 제품 추적성을 강화하고, 거래 과정의 투명성을 확보할 수 있습니다. 또한 보안성이 높아 데이터 유출과 위조를 방지하는 데 도움이 됩니다. 블록체인 기술이 쓰이는 대표적인 예로는 비트코인이 있습니다. 비트코인은 전 세계 사람들이 중앙은행의 개입 없이 금융 거래를 할 수 있는 시스템 구축이라는 목표로 발표되어 사용되었는데요. 중앙은행의 통제가 없다 보니 범죄수익의 은닉이나 거래대금으로 사용되는 등 여러 부작용도 있지만, 정치적인 외압이나 외부 영향 등에서 벗어나 시민들이 은행의 개입 없이 자유롭게 사용할 수 있는 화폐로 자리를 잡아가고 있습니다.
블록체인 기술의 화폐로서의 사용에 더불어 과학기술정보통신부는 2023년 6월 “블록체인 기술 선도 적용 사업” 등을 통하여 블록체인 기술을 통하여 1000만명이 넘는 주민이 동시에 온라인 투표에 참여할 수 있는 시스템을 구축한다고 발표 하였습니다. 그간 온라인 투표는 보안성에 신뢰성이 떨어져 부정투표의 우려가 있어서 쉽게 시행될 수 없는 제도였는데요. 블록체인 기술이 그만큼 보안에 있어서는 신뢰할 수 있는 4차 산업혁명 핵심기술로 인정받았다고 볼 수 있습니다.
7. 스마트 센서 및 액추에이터
스마트 센서와 액추에이터는 환경의 변화를 감지하고 이를 실시간으로 모니터링하며 작동하는 기술을 의미합니다. 이를 통해 생산 과정의 자동화와 최적화를 실현할 수 있습니다. 스마트 센서는 데이터를 수집하여 생산 과정을 모니터링하고 분석할 수 있으며, 액추에이터는 데이터를 기반으로 작업을 자동으로 수행할 수 있습니다. 스마트 센서와 액추에이터 기술이 활용되는 가장 쉬운 예는 스마트팜 기술로 볼 수 있습니다. 스마트 팜에서는 스마트 센서가 온도와 습도의 변화 등을 자동으로 측정 및 분석하고 액추에이터는 수집된 데이터를 통하여 직접 습도와 온도 광량 등을 컨트롤하며 작물이 자랄 수 있는 최적의 환경을 실시간으로 제공합니다. 스마트팜 기술은 농업기술에서도 대단위의 인력 투입 없이, 농작물을 관리 및 생산할 수 있게 하며, 좁은 공간에서도 최적의 생산성을 발휘할 수 있게 합니다.
8. 데이터 보안과 사생활 보호
앞서 소개한 4차 산업혁명 핵심 기술들이 작동하려면 많은 양의 데이터가 생성되고 공유되는데, 이에 따라 데이터 보안과 사생활 보호가 중요한 이슈가 됩니다. 데이터 유출과 해킹 위협은 기업의 경제적 손실뿐만 아니라 고객의 신뢰까지 훼손시킬 수 있습니다. 따라서 보안 기술의 발전과 미래 동향을 지속해서 관찰하여 보안 문제에 대응해야 합니다. 집에서 어디서나 나를 바라보고 있는 인공지능 스피커가 데이터 보안에 취약하다면 사람들은 사생활 보호를 우려해 아무도 해당 인공지능 스피커를 구입하지 않을 것입니다. 따라서 데이터 보안기술은 4차 산업혁명 핵심기술들이 사람들의 신뢰를 얻고 더욱 발전하기 위하여 필수적으로 발전되어야 하는 분야이기에 핵심기술 중에서도 가장 중요한 기술이라고 볼 수 있습니다.
마무리
4차 산업혁명 핵심기술은 제조업과 산업 분야에 혁신적인 변화를 가져오고 있습니다. 사물 인터넷, 빅 데이터 분석, 인공 지능, 로봇 공학, 가상 현실, 블록체인 등 다양한 기술들이 4차 산업혁명의 핵심 요소로 작용하며 새로운 가치와 기회를 제공합니다. 물론 이러한 4차 산업혁명의 기술들이 인류가 오랜 역사를 가지고 이어왔던 기술들을 빼앗는 등의 부작용이 있지만, 4차 산업혁명 기술들의 등장과 활용은 이미 우리가 피할 수 없는 것이 되어버렸습니다. 따라서 이러한 기술들을 이해하고 활용하여, 새로운 산업 환경에서 적용할 새로운 기회를 찾아야 할 것입니다.
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