4차 산업 혁명

4차 산업 혁명

인공지능, 사물 인터넷, 빅데이터, 모바일 등 첨단 정보통신 기술이 경제, 사회 전반에 융합되어 혁신적인 변화가 나타나는 차세대 산업혁명을 말한다. 4차 산업 혁명은 18세기 초기 산업 혁명 이후 4번째로 중요한 산업 시대이다. 이 혁명의 핵심은 빅데이터 분석, 인공지능, 로봇 공학, 사물인터넷, 무인 운송수단(무인 항공기, 무인 자동차), 3차원 인쇄, 나노 기술과 같은 7대 분야에서 새로운 기술 혁신을 말하며, 여러 분야의 신기술과 결합되어 실세계 모든 서비스 및 제품을 네트워크로 연결하고 사물을 지능화한다. 제4차 산업혁명은 초연결( hyperconnectivity)과 초지능(superintelligence)을 특징으로 하기 때문에 기존 산업 혁명에 비해 더 넓은 범위에 더 빠른 속도로 크게 영향을 끼친다.

제4차 산업 혁명은 클라우스 슈바프(Klaus Schwab)가 의장이 있는 2016년 세계 경제 포럼에서 주창된 용어이며, 정보 통신 기술(ICT) 기반의 새로운 산업 시대를 대표하는 용어가 되었다. 컴퓨터, 인터넷으로 대표되는 제3차 산업 혁명(정보 혁명)에서 한 단계 더 진화한 혁명으로 일컬어진다.

산업 혁명(순서)

- 제1차 산업 혁명

최초의 산업 혁명(제1차 산업 혁명)은 유럽, 특히 영국을 중심으로 약 1760년에서 1820년 사이에 걸쳐 일어났다. 대항해 시대를 주도한 덕분에 각 식민지로부터 다양한 자원과 특산품이 들어왔다. 특히 면화를 중심으로 의복에 대한 수요가 급격히 늘어났으며 이를 대응하기 위해 방적기, 방직기와 같은 기계가 고안되었으며 증기기관과 결부되며 가내수공업 시대를 저물게 하고 공장 시대를 열어 농경 사회와 농촌 사회에서 산업과 도시의 시대로 급격히 전환되었다. 철강 산업은 증기 엔진의 개발과 함께 산업 혁명에서 핵심적인 역할을 수행하였다. 특히 증기기관은 증기자동차, 증기선, 증기기관차 등 이동의 새로운 혁명을 가져오며 물류, 유통을 통한 산업혁명의 파급력을 배가 시켰다고 평가된다.

 

- 제2차 산업혁명

제2차 산업혁명은 제1차 세계대전 직전인 1870년에서 1914년 사이에 일어났다. 주로 영국의 발전상과 후발주자인 미국과 독일 등의 발전상을 구분 짓기 위해 버전을 나눴다는 의견이 있다. 기존 사업의 성장기였고 철강, 석유 및 전기 분야와 같은 신규 산업의 확장과 대량 생산을 위해 전력을 사용하였다. 이 기간 동안 주요 기술 진보는 전기를 중심으로 모터, 전화, 전구, 축음기 및 내연 기관을 포함했다. 또한 미국의 포드 자동차를 중심으로 컨베이어 벨트 시스템이 도입되며 대량 생산의 시초를 열기도 하였다. 특히 이 시기에 개발된 다양한 성과물이 1,2 차에 걸친 세계 대전을 거치며 전차, 기관총, 가스전, 전투기, 무전기 등 군수물자, 무기로 사용되며 기계화 전력으로 엄청난 희생자를 내는 현대전의 서막을 열었다.

 

- 제3차 산업혁명

제3차 산업혁명 또는 디지털 혁명은 아날로그 전자  및 기계 장치에선 현재 이용 가능한 디지털 기술에 이르는 기술의 발전을 가리킨다. 1970년대에 시작되었으며 현재까지 이어지고 있다. 제3차 산업혁명의 발전에는 개인용 컴퓨터, 인터넷 및 정보통신 기술(ICT)이 포함된다.

 

- 4차 산업혁명

제4차 산업 혁명은 기술이 사회와 심지어 인간의 신체에도 내장되는 새로운 방식을 대표하는 디지털 혁명 위에 구축되고 있다. 제4차 산업혁명은 로봇 공학, 인공 지능, 나노 기술, 양자 프로그래밍, 생명 공학, IoT, 3D 인쇄 및 자율주행 차량을 비롯한 여러 분야에서 새로운 기술 혁신이 나타나고 있다.

제4차 산업혁명의 요소 기술

Consumer Electronics Show에서 다루어진 기술을 중심으로 소개하면 다음과 같다.

 

- 블록체인 ( Block Chain)

블록체인은 관리 대상의 데이터를 '블록'이라고 하는 소규모 데이터들이 P2P 방식을 기반으로 생성된 체인 형태의 연결고리 기반 분산 데이터 저장 환경에 저장하여 누구라도 임의로 수정할 수 없고 누구나 변경의 결과를 열람할 수 있는 분선 컴퓨팅 기술 기반의 원장이다.

 

- 빅 데이터( Big Data Statistical Analysis)

제4차 산업혁명은 한마디로 컴퓨터를 기반으로 하는 생산 방식의 혁신을 말한다. 또한 인공지능을 중심으로 한 소프트웨어와 방대한 데이터를 처리하는 빅 데이터 기수르 최신 로봇 기술이 합쳐져 근로 형태가 혁신적으로 변화하는 것을 의미하기도 한다. 그리하여 빅 데이터 통계분석(Statistical Analysis)이 등장하였다.

 

- 인공지능(Artificial Intelligence, AI)

작게는 장치가 더 똑똑해져서 나의 생활 패턴을 이해하고 스스로 알아서 동작하는 약한 인공지능부터, 생태계 전체를 생활 및 환경으로부터 최적의 해법을 제시하는 강한 인공지능을 이용하여 인간의 생산성을 최대한 올려주는 도구이다.

 - CES 2017/2018 : 인공지능 비서

 - CES 2019 : Edge Conputing에 의한 약한 인공지능

 

- 로봇 공학 (Robot Engineering)

사람을 도와주는 로봇(예 청소로봇, 노인 보조로봇 등)에 의해 사회 전체의 생산성을 증가시킨다. 현재는 산업에도 투입되어 자동화 공장을 이루는 주축이 되어 있고, 심지어는 가게에서 요리사 대신 음식을 만들어주고 있고, 사람 대신 서빙을 대신해주고 있다.

 - CES 2017 / 2018 : 인공지능 로봇

 - CES 2020 : 사회생활을 함께하는 소셜 로봇으로 진화/만능형 로봇

 

- 양자 암호

기존에 있던 거의 대부분의 암호체계가 거의 대부분 수학적 복잡성에 기반하는데 비해, 양자암호는 자연현상에 기반하고 있는 특징을 띄며, 암호에 사용되는 윈타임 패드를 생성하는 이상적인 방법 중 하나이다. 중간에 도청자가 난입할 경우 그 존재가 드러나며, 신호가 왜곡되어 도청자도 정확한 정보를 얻을 수 없는 보안성을 띄고 있다. 다른 말로 양자 키 분배 (Quantum Key Distribution) 체계라고도 한다. 보안업계에서도 양자 난수를 모든 IT 기기에 적용할 수 있다면 해킹 불가능한 암호 체계를 구현할 수 있을 것으로 보고 있다.(현재는 양자암호가 적용된 휴대폰이 출시되었다.)

 

-사물 인터넷 ( Intenet Of Things, IoT)

실생활에 해당하는 오프라인의 모든 정보를 온라인으로 넘기는 O2O를 통해, 인터넷을 이용한 최적의 해법을 제시하고, 시행하게 하여 생산성을 최대한으로 올리는 도구이다. 그 예로 병원의 모든 행동이나 사물들을 인터넷에 연결한 뒤, 최적화를 한다면 정보가 늦거나 서로 기다리는 손실을 줄일 수 있다.

 - CES 2015 :  loT

 - CES 2017 / 2018 : 스마트 홈

 

- 무인 운송 수단

인간이 운전을 직접 하지 않음에 의해 그 사이에 다른 일을 더 할 수 있고, 안전하게 이동할 수 있기에 생산성이 향상된다.

 - CES 2015 :  무인 항공기

 - CES 2017 / 2018 : 무인 자동차, 무인 항공기, 자율 주행 자동차

 - CES 2020 : 5G와 IoT : 10 msec 이내의 반응으로 실시간 제어 가능

 

- 3D 프린팅 (3D Printing)

거의 대부분 자기에게 맞지 않는 기성품을 구입하여 그 기성품에 맞추어 제작/생활해 왔다. 이제는 개인 맞춤의 시대이므로 3차원 프린터를 이용하여 싸고 빠르게 본인에게 맞는, 본인만의 장치를 만들 수 있다. 예로 본인만의 음식, 본인에게 맞는 안 체조직, 본인에게 맞는 약 등이 있다. 이런 것들을 통해 생산성이 향상될 수 있다. 나노 기술 (Nano Technology, NT)은 의학, 전자 공학, 생체재료학 에너지 생산 및 소비자 제품처럼 광대한 범위를 가진 새로운 물질과 기계를 만들 수 있어, 생산성 향상에 지대한 공헌을 할 수 있다.

 

- 연결 및 표시 기술

연결 기술은 매체와 매체를 보다 효율적으로 연결하는 것으로, 5G와 LTE(4G)등이 있다. 그리고 눈으로 보는 표시 기술은 고정형으로 보는 UHD-TV와 이동형으로 보는 VR, AR 등이 있으며, 이를 통해 좀 더 빠르게, 좀 더 편리하게, 좀 더 많이 접속(Access)할 수 있어 생산성을 향상할 수 있다.

 - CES 2015 : HD / UHD - TV

 - CES 2016 : Mobile healthcare

 - CES 2017 : 증강현실, 가상현실, 혼합현실, 4G KTC, UHD - TV

 - CES 2018 : Digital Health, 5G

 - CES 2019 : 5G + AR / VR / MR + IoT, Smart City

 - CES 2020 : XR (360도 확장 현실)

 

- 첨단 헬스 케어

 - CES 2020 :  미국은 디지털 헬스 케어 시장이 강세로, CES 참여 업체가 2019년 보다 20% 증가 (각종 생체 정보 관리, 건강관리 기능 제공)