[사물인터넷개론] 초연결사회

초연결사회

 

초연결사회란?

초연결사회(hyper-connected society)의 정의

• 언제 어디서나 모든 구성원이 네트워크로 연결되어 상호 작용하는 사회
• 사람과 사람, 사람과 사물, 사물과 사물이 긴밀히 연결되고 다양하게 소통하는 사회

연결의 중요성

• 융합, 지능, 연결로 대표되는 4차 산업혁명의 키워드 중 융합과 지능을 가능하게 하는 기본 요건으로 연결 필요
• 좁은 의미에서 사물인터넷은 연결 자체와 이를 위한 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 지칭
• 넓은 의미에서 사물인터넷은 연결을 기반으로 기술 융합과 지능형 사물을 통해 4차 산업혁명을 가능하게 하는 플랫폼으로 이해할 수 있음

연결에 의한 사회 변화

1970년대 : 부가가치통신망(VAN: Value Added Network) 등장으로 컴퓨터 중심의 비즈니스 출현

• PC 통신, 열차표 예매 등 기존 통신망을 통해 부가 기능 제공

1990년대 : 인터넷 보급에 의한 전자상거래 확대, 데이터를 활용한 업무 프로세스 최적화

2000년대 : 모바일 기기 보급으로 개인에 의한 정보 생성 및 새로운 비즈니스 모델의 출현

• 정보의 생산자와 소비자, 생산 및 소비 방식의 변화
• 유튜브, 페이스북, 인스타그램 등 SNS를 통한 비즈니스 시작

현재 : 사물인터넷 등장으로 모든 사물의 연결을 통한 초연결사회로 진화

• 데이터에 의한 부가가치 창출(서비스) : 인공지능 기술 도입
• 물리 공간과 사이버 공간의 융합 : CPS(가상 물리 시스템)

초연결사회의 6A

연결사회 : 정보통신기술이 적용된 사회

• 언제(Any Time) : 시간 제약 없이 언제든 정보와 서비스를 활용할 수 있는 환경
• 어디서나(Any Place) : 위치에 제약을 받지 않고 어디서든 정보와 서비스에 접근하고 상호작용할 수 있는 환경
• 누구나(Anyone) : 모든 사람들이 디지털 기술을 통해 연결되어 정보를 공유하고 소통할 수 있는 환경

초연결사회

• 무엇이든(Anything) : 사람을 포함하여 다양한 유무형의 자원이 연결되어 있는 환경
• 어떤 서비스 든(Any Service) : 금융, 교육, 의료, 쇼핑 등 다양한 분야에서 개인화된 서비스를 제공하고 소비하는 환경
• 어떤 네트워크 든(Any Network) : 이종의 다양한 유무선 통신 수단을 사용하여 연결되어 있는 환경

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유비쿼터스(Ubiquitous)

유비쿼터스

‘어디에나 존재하는’ 또는 ‘어디서나 함께하는’의 의미

• existing or being everywhere, especially at the same time [dictionary.com]

기술 분야에서의 유비쿼터스는 ‘언제나’라는 시간 개념을 포함

1988년 미국 제록스 연구소의 마크 와이저(Mark Weiser) 박사가 제안한 개념

디지털 기술이 주변 환경과 자연스럽게 통합되어 언제 어디서나 존재하고 상호작용하는 환경을 지칭

 

사물인터넷과 차이

기본적으로 유비쿼터스와 사물인터넷은 같은 의미

유비쿼터스를 구현할 기술의 부족

• 인터넷 기반으로 사물을 연결하는 사물인터넷
• 빅데이터, 인공지능, AR, VR 등의 신기술 융합을 통해 자연스러운 상호 작용을 가능하게 하고 새로운 부가가치 창출

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사물인터넷의 성장 → 초연결사회 전환 가속화

초기 물류나 보안 분야에서만 적용되던 개념이 스마트폰의 등장으로 새로운 국면을 맞이함

스마트폰이 보급되기 시작한 2008년을 기점으로 네트워크에 연결된 사물의 수가 세계 인구 수를 추월

• 숫자의 차이는 있을 수 있으나 스마트폰의 보급이 초연결사회의 시발점이라는 점에 동의

초연결사회의 전망

‘Future of Connected Living, Augmented humans in a networked world’

• 델 테크놀로지스(DELL Technologies), 2030년 미래 일상생활의 변화 조망

미래 일상 생활의 변화시킬 기술 5가지 ◦ 센서와 사물인터넷 : 센서 기술 발전과 이를 통한 데이터 축적 가속화

• 5G 및 미래 통신 기술 : 5G와 표준화 진행 중인 6G를 통한 연결 및 데이터 공유 강화
• 모바일 에지 컴퓨팅 : 고속 무선 통신을 통해 단말(edge)에서 컴퓨팅 자원의 효율적 활용 증가
• 인공지능 : 데이터 기반의 인공지능 활용 제품 증가
• 확장현실(XR)과 몰입형 미디어 : 현실 세계와 가상 세계의 경계 없는 결합을 통해 정보의 효율적이고 능동적 소비 증가

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미래 사회의 모습

• Networked Reality
• Connected Mobility
• From Digital to Sentient Cities
• Agents and Algorithms
• Robots with Social Lives

미래 사회의 모습 1

Networked Reality (가상 세계와 연결된 현실)

• 가상 세계가 컴퓨터 내부가 아닌 현실 세계 위에 겹쳐져 존재함으로써 가상 세계와 현실 세계의 구분이 사라짐
• 모든 사물은 연결되어 있고, 또한 모든 사물은 가상 세계와 연결되어 있어 가상과 현실 세계의 공존

브레이브마인드(Bravemind) ◦ USC(University of Southern California)에서 개발

• 외상 후 스트레스 장애 평가 및 치료를 위한 가상현실 도구 : 참전 군인
• 디지털 치료제 : 의학적 장애나 질병을 예방, 관리 또는 치료하는데 사용되는 소프트웨어

 

미래 사회의 모습 2

Connected Mobility

• 자율 주행 자동차의 보급에 의해 자동차는 이동식 주거 공간으로 변화
• 사물인터넷을 통해 다양한 정보를 수집함으로써 외부 환경 변화에 대응할 수 있는 자동차를 포함한 지능형 이동 수단

네덜란드 델프트(Delft) 시의 교통 체증 감소 프로젝트

• 델 테크놀로지스와 노키아의 협력
• 활용도가 낮은 수로와 반자동의 수소 동력 바지선을 통해 화물을 운송함으로써 도심의 교통량 감소

 

미래 사회의 모습 3

From Digital to Sentient Cities (스스로 생각하는 도시)

• 도시 거주 인구 증가에 따라 야기될 문제 해결을 위해 수집된 정보를 자동으로 분석하고 이를 정책 결정과 도시 유지에 자동으로 반영

세이프캐스트(Safecast)

• 후쿠시마 원전 사태 이후 환경 모니터링을 위해 조직된 자원 봉사 중심의 국제 조직
• 이동형 측정장치를 통해 방사능 및 환경 데이터 수집, 공개
• “Safecast revolutionized citizen science"

 

미래 사회의 모습 4

Agents and Algorithms

• 용도에 따라 사용해야 하는 다양한 프로그램을 개인화된 비서로 통합
• 개인과 가상/현실 세계와의 창구 역할

DoNotPay 앱

• 인공지능 변호사
• 주차위반 벌금 자동 처리를 위해 개발
• “Robot lawyer DoNotPay is being sued by a law firm because it does not have a law degree."

 

미래 사회의 모습 5

Robots with Social Lives

• 일부 상황에서 로봇이 사람을 대체하거나 로봇과의 협력을 통해 기술과 작업 능률을 향상시킴으로써 혁신을 가속화
• 인공지능의 사용과 규제에 대한 명확한 지침 제공의 필요성 증가

소셜 로봇(Social Robot)

• 인간의 감정을 이해하고 반응할 수 있으며 인간과 유사한 행동을 하는 로봇
• 교육, 헬스케어, 서비스, 엔터테인먼트 등 다양한 분야에서 활용

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가상 물리 시스템 : CPS

CPS : Cyber-Physical Systems

• 가상의 세계와 물리적 실체가 연동된 시스템
• 현실 세계와 가상 세계 간 연결을 통해 현실과 가상 데이터를 융합하여 분석하고 그 결과를 현실 세계에 환류(feedback)하는 시스템

등장 배경

• 다양한 융합 과정에서 융합 주체의 이질성(heterogeneous)과 복잡성 증가로 인해 결함 발생 가능성 증가
• 결함의 사전 분석 및 해결 방안 도출을 통한 신뢰성 향상 및 실시간성 보장을 위해 CPS 도입

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디지털 트윈

디지털 트윈

컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션 함으로써 결과를 미리 예측할 수 있도록 해주는 디지털 모델

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가상 싱가포르

Virtual Singapore

• 2018년 3년에 걸쳐 약 1,000억원을 투여하여 완성한 국토 가상화 프로젝트
• 싱가포르 전역의 건물, 도로, 구조물, 인구, 날씨 등 도시를 구성하는 유무형 데이터를 3D 가상환경에 구성
• 건설 프로젝트에서 주변 경관과의 조화, 교통에 미치는 영향, 일조권 침해 여부 등을 시뮬레이션

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GE의 항공기 엔진 관리 시스템

GE(General Electric)항공의 항공기 엔진 관리 시스템

• 제트 엔진 하나에 200개 이상의 센서를 장착, 항공기 이착륙과 운항 중 발생하는 각종 데이터 수집
• 데이터 실시간 전송, 시각화를 통해 엔진 고장 여부와 교체 시간 예측
• 엔진 고장 검출 정확도 10% 개선, 정비 불량에 의한 결항 건수 1,000건 이상 감소

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메디칼 트윈

인간의 신체 또는 환자의 디지털 트윈

의료기기의 디지털 트윈

• 의료기기에 장착된 센서에서 수집되는 데이터를 기반으로 시률레이션을 통해 의료기기의 최상의 성능 관리

의료 기관/조직에 대한 디지털 트윈

• 진료실의 효율적 운영, 환자 대기 시간 단축, 병실 리모델링