세상을 바꾸는 미래기술 25 저자 데일리미래기술 특별취재팀 출간 데일리 출시 2022.11.15.
PART2 미래기술의 토대
08 빅데이터
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![[과학공학] 미적분세 특탐구 주제 - 인공위성 개발에 적용되는 미분과 적분](https://biz.chosun.com/resizer/qDBkVFvLPcNLrNEFdW1v3Z80ExQ=/480x252/smart/cloudfront-ap-northeast-1.images.arcpublishing.com/chosunbiz/EAZCP27MQR4QH2HO77TPAWIWJI.jpg "[과학공학] 미적분세 특탐구 주제 - 인공위성 개발에 적용되는 미분과 적분")
미 데이터 분석 회사의 스태티스타에 의하면, 2021년에 생성된 데이터량은 79 제타바이트라고 한다.2025년이 되면 이 데이터량은 181ZB까지 늘어날 전망이다.감당하기 어려운 빅데이터를 분석하기 위해 찾은 도구가 인공지능(AI)이다.AI는 수학적 계산, 논리적 분석 등을 쉽게 해낸다.게다가 사람이 따라올 수 없는 속도로 학습을 해낸다.빅데이터와 AI가 결코 무관하지 않은 이유다.
작성 또는 복사된 데이터량 l
빅 데이터의 활용 여부는 현실을 파악(데이터 탐구하고 문제점을 감지(이상 탐지하고 앞으로 어떤 일이 일어날지 예상(미래 예측)능력에 큰 차이를 보일 것이다.빅 데이터에 사활을 건 기업은 고객을 자신의 서비스 생태계에 끌어안으려는 록인(lock-in)전략을 구사하고 있다.우리는 편리하게 구글·네이버·메타 등이 제공하는 빅텍의 서비스를 사용하지만 세상에 공짜는 없다는 말이 같이 그 안에서 우리가 하는 행동은 데이터에서 쌓이면서 그 기업의 이익 추구에 사용된다.한국은 2022년에 국가 데이터 위원회가 시작했다.국가 데이터 위원회가 세운 목표는 다음과 같다.· 좋은 데이터의 대폭 확충과 전면 개방·민간이 쉽게 참여하는 유통·거래 생태계 구축·안전하면서 혁신을 촉구하는 데이터 활용 기반·기업·인재·기술 등 데이터 산업의 기초 체력 강화
데이터신산업분야 규제개선 방안(출처_과학기술정보통신부)
한국의 코로나19 대응에도 빅데이터가 있었다.SK텔레콤이 전국 이동 동향을 보고하면 정부는 이 데이터를 바탕으로 인구 이동과 사회 밀집도가 어떤 영향을 미쳤는지 확인하고 세부 정책을 조율했다.도로교통량 측정에도 지금까지는 차량검지기 시스템을 이용했지만 앞으로는 통신 데이터를 활용해 추정하는 시스템 구축을 진행하고 있다. 09 블록체인
블록 체인은 잘 암호 통화를 존재시키는 기술로 정의된다.비트 코인은 블록 체인에서 나온 가장 유명한 암호 통화이다.블록 체인은 기능이 점차 확장되고 있다.대체 불가 토큰(NET)에서 소유권을 기록하고 공급 체인을 추적도 가능하다.투표 시스템 관리할 수도 있다.시장 조사 업체 마켓 앤드 마켓에 따르면 블록 체인 시장은 2021년 49억달러에서 2026년 674억달러 규모로 연 편균 68.4%씩 성장할 전망이다.아직”틈새 기술”라고 평가되어 앞날을 기대하는 기술이다.블록 체인은 데이터를 저장하는 “분산형 디지털 원장”이다.2008년 샤 토시·나카 모토가 비트 코인 공개 거래 원장의 역할로 만들어 냈다.새로운 데이터가 네트워크에 정기적으로 추가되고 새로운 “블록”이 생성되어”체인”에 접속된다.블록 체인 데이터베이스(DB) 같은 문구는 네트워크 전체에 분산된 여러 컴퓨터에 보관한다.이런 개별 컴퓨터를 “노드”라고 부른다.노드는 트랜잭션을 처리하려면 복잡한 수학 방정식을 풀어야 한다.다시 말하면 채굴, 즉 거래 검증 작업이다.블록 체인은 암호 통화를 넘어 수확에서 소비까지 식품 정보를 추적하는 공급망 모니터링이나 해외 송금 등 다양한 목적으로 쓰일 수 있다.블록 체인은 웹 3.0의 핵심 기술로 불린다.”읽기”만 가능했던 웹 1.0” 읽기·글”이 가능한 오늘의 인터 테트인 웹 2.0에 이어”소유”의 개념이 가미된 웹 3.0이다.여기에 블록 체인 기술과 암호 통화가 필수라고 생각된다.물론 단점도 있다.트랜잭션 수가 증가하면 네트워크 속도의 문제가 발생한다.비트 코인은 1초당 4.6개의 트랜잭션만 처리할 수 있지만 비자(카드)의 경우 1초당 1700개를 처리할 수 있다.에너지 비용도 문제다.트랜잭션을 확인하기 위해서 모든 노드가 동작해야 하기 때문에 많은 전력이 필요하다.이것은 블록 체인 기반의 거래 비용을 높일 뿐 아니라 탄소 배출로 환경에 부담을 주게 된다.스타벅스는 2022년 말 NFT기반의 리 워드 엡이다”스타벅스 오디세이”를 내놓는다는 계획을 공개했다.핵심은 고객과 직원들이 암호 통화를 사용하지 않고 NFT를 구입·적립할 수 있는 기능을 제공하는 것이다.신용 카드로 한정판 NFT가 구입할 수 있다는.젊은 소비자를 끌어들이기 위한 방법이다.
스타벅스가 출시한 NFT 기반 리워드 앱인 ‘스타벅스 오디세이’, (사진_스타벅스)
2022년 8월, 롯데 홈쇼핑이 “베리 고무 NFT”1만개를 발행하는 매진하게 화제가 됐다.그 배경에는 롯데 계열사와 연계한 NFT보유 혜택이 있었다.100만원 이상의 혜택을 받도록 한 것이다.NFT가 VVIP회원권인 셈이다.현대 자동차도 NFT시장에 진출했다.고릴라 캐릭터를 NFT작업하였던 “메타콤그즈”프로젝트와 협업했다.”모베도 NFT”를 소유한 고리들은 현대 NFT커뮤니티의 회원이 되지만 이후에 열리는 다양한 온·오프라인 행사에 참여할 수 있다.NFT의 혜택을 매개로 일종의 멤버십 클럽을 운영하는 것이다.
현대자동차에서 발행한 별똥별 NFT, (사진_현대자동차)
105G·6G
5G 전국망도 안 깔렸는데 6G냐고요?기술자들의 세계는 다르다.오는 2028년 사용될 6G를 두고 화웨이·에릭슨과 같은 글로벌 장비 제조사, 삼성전자 등 단말기 업체, 국내외 통신사들이 글로벌 표준 선점을 위해 뛰고 있다.
3G의 영상 전화가 가능했지만 텔레비전을 보다 스마트 폰을 사용하는 것은 어려웠다.데이터 전송 속도가 2Mbps(최대 속도)에 불과했다.LTE(4G)이 되면 1Gbps(최대 속도), 10Mbps(체감 속도)이 가능하게 되고”스마트 폰 기반 인터넷 데이터 서비스”시대가 열렸다.최대 속도 20Gbps, 체감 속도 100Mbps의 5G는 일반 국민 대상의 적당한 서비스를 찾지 못 했다.5G는 기업을 대상으로 빛을 발하는 것 같다.”5G에지(edge)클라우드”이 대표적이다.5G에지 클라우드가 중요한 이유는 마지막 단계인 디바이스에서 보안, 리얼 타임 처리 네트워크 효율화가 가능하기 때문이다.대신 중앙의 클라우드에서는 빅 데이터, 기계 학습 콘텐츠·스토리지 서비스 등을 제공할 수 있다.이것이 가능한 이유는 에지 부문으로 초저 지연이라고 하는 특성을 이용하고 디바이스 처리 능력을 보완할 수 있기 때문이다.정부와 네이버, LG CNS 같은 기업들이 속속 도입 중의 “나 다 다음 5G(5G특화망)”도 비슷한 목적이다.이우 다음 5G에 연결된 클라우드가 로봇의 두뇌 역할을 하고 수십에서 수백대에 이르는 로봇과 정보를 동시에 교환할 뿐 아니라 자동 운전 경로를 초저 지연, 거의 실시간으로 제어한다.5G는 인공 지능(AI)비전 카메라를 활용한 불량품 검사, 무인 운반 차량의 운용, VR·AR도면의 제공 등의 서비스에 활용할 예정이다.6G에 진행될수록 통신 기술과 컴퓨팅 기술 간 융합이 더 커질 것으로 보인다.에지 컴퓨팅뿐 아니라 AI가 무선 접속 네트워크 전반에 적용되어 위치 추적이나 물체·이미지 검출에 사용되는 다양한 탐사 기술은 이동 통신 기술과 융합하고 상호 협력하고 발전하게 될 것이다.뿐만 아니라 오픈이 아닌 양자 암호가 통신의 기본 인프라에 들어가는 것도 현실화되고 있다.양자 암호를 UAM통신망에 적용하는 방안도 추진 중이다.한국은 2026년 세계 최초로 6G기술을 시연한다는 목표다.그러나”세계 최초”보다 ” 튼튼한 기술 생태계”을 만드는 것이 중요하다.6G는 우주 통신(저궤도 위성 통신)와 융합할 것으로 보인다.미국 연방 통신 위원회(FCC)이 초기 6G주파수로 7~15GHz를 언급하며 한국도 7~24GHz대역에서 주파수를 정하기 위해서 논의 중이다.6G이 되면 어떤 세계가 열릴 것인가?에릭슨과 과학 기술 정보 통신부에 따르면 인체 반응 속도 수준의 체감 지연 속도를 보장하고 초정밀 실시간 원격 수술이 가능하다는.그리고 공중 10km까지 송수신이 가능한 저궤도 위성 통신 기술을 활용하여 하늘과 바다, 섬, 오지 등에 보상이 확장할 수 있다는. 6G가 적용되는 초에지 베이스의 완전 자동 운전 모빌리티도 2028년 이후 가능하다고 봤다.글로벌 시장 조사 업체인 델 오로에 따르면 2021년 세계 통신 장비 시장 1위는 화웨이(28.7%)이다.2위는 에릭슨(15%), 3위는 노키아(14.9%), 4위는 ZTE(10.5%), 5위 삼성 전자(3.1%)순이다.한국은 통신 장비에서 단말기, 반도체까지 수직 계열화에 성공한 글로벌 기업들이 있다는 얘기다.기존의 통신 장비 시장에서 우리가 가지고 있는 장점도 있다는 뜻이다.11클라우드과거에는 데이터 저장 공간, 소프트웨어 등 필요한 시스템을 개별 회사가 일일이 구축했다.비용도 문제였지만 가장 큰 고민은 트래픽이었다.갑자기 이용자가 급증하면 시스템이 대응하지 못해 ‘다운’됐기 때문이다.온라인 동영상 서비스(OTT)을 제공하는 넷플릭스가 시스템 장애를 고려하고 클라우드를 도입했다.넷플릭스의 비디오 영상 처리·분석·추천, 데이터베이스(DB), 네트워크 등 대부분의 컴퓨터 자원을 아마존 웹 서비스(AWS)의 방대한 클라우드를 통해서 사용한 것이다.이 결과 1억명 안팎의 시청자가 동시 접속하더라도, 넷플릭스의 자주적인 서버 증설 없이 트래픽을 버틸 수 있었다.2021년 제4분기 기준의 클라우드 시장은 아마존 웹 서비스가 33%로 1위, 마익로소후토아쥬ー루이 21%, 구글 클라우드 10%, 알리바바 클라우드 6%, IBM클라우드 4%, 세일즈 포스 3%, 텐센트 클라우드 3%, 오라클 2%순이다.클라우드 시장 점유율 1위의 AWS는 서비스형 소프트웨어(SaaS)시장에 주목하고 있다.SaaS는 소프트웨어를 구독 서비스와 빌려서 사용하는 것이다.클라우드 보안도 주목하고 볼 필요가 있다.앞으로 어떤 클라우드 기업이 시장을 차지하는지는 효율·편의성 뿐 아니라 보안성도 중요한 관건.국내 기업도 클라우드 시장을 놓고 경쟁에 돌입했다.NHN클라우드, 네이버 클라우드, KT클라우드가 힘 겨루기를 하고 있어 카카오 엔터프라이즈도 속도를 올리고 있다.네이버 클라우드 데이터센터 모습 (사진_네이버)클라우드 SaaS 영역 진출도 잇따르고 있다.SaaS 시장은 프로그램 설치 없이 구독료를 내면 원격근무 상황에서도 다양한 서비스를 이용할 수 있기 때문이다.한글과컴퓨터는 싱가포르에 설립하는 한컴얼라이언스를 중심으로 SaaS 사업 협력을 구상 중이다. 12 사물인터넷IoT는 사물이 서로 연결돼 구성한 인터넷이다.컴퓨터나 휴대전화를 통해 인터넷에 접속하는 것이 아니라 TV 냉장고 세탁기 등 가전제품과 자동차 책상 소파 등 가구 자체에 센서와 통신 기능을 넣어 인터넷에 직접 접속한 것이다.사물 인터넷그 이전에도 비슷한 기술이 있었다.사물에 작은 반도체 태그를 붙이고 보존한 데이터를 무선 주파수를 이용해서 읽고 무엇인가를 식별하는 “무선 식별 시스템(REID)모든 사물에 태그를 붙이고 각종 센서를 통해서 사물과 환경 정보까지 인식하도록 하겠다는 “유비쿼터스 센서 네트워크(USN)이지만 이들과 IoT의 핵심적 차이는 방향성이다.IoT는 기기가 접속하고 있어 서로 데이터를 주고받았다”쌍방향 소통”이 가능하다.빈집에 불이 붙어 있으면 이를 자동적으로 사람에게 알리고 사람이 전기를 끄도록 명령하면 IoT기기가 이를 실행하는 방식이다.IoT기술을 활용하는데 필요한 기술은?가장 중요한 기술은 “탐사”이다.IoT기기에 부착한 센서를 통해서 상황 정보를 실시간으로 습득하고 이를 데이터화하고 전달할 수 있기 때문이다.또 처리된 데이터를 구현할 수 있는 환경도 만들어 준다.한가지 요소는 “네트워크 인프라”이다.네트워크 인프라는 IoT기기에 무선 통신 모듈을 탑재하거나 인터넷 주소를 부여하는 역할을 맡는다.이를 통해서 다른 기기나 인터넷과 연결하고 기기가 만든 데이터를 IoT플랫폼에 전달한다.LTE·5G등 유선·이동 통신과 Wi-Fi등 무선 LAN, 블루투스 등 다양한 기술로 구성되어 있다.”서비스 인터페이스”기술도 중요하다.수집된 데이터를 처리하고 가공하고 융합할 수 있기 때문이다.막대한 정보를 저장·분석하는 빅 데이터 기술, 데이터를 지키고 인증하는 기술 등이 포함된다.최근 IoT보안이 최우선 요소로 떠올랐다.IoT기기가 수집한 사용자의 개인 정보를 해킹, 유출 위험에서 막는 것이 중요하게 된 것이다.IoT기술컴포넌트IoT 산업계의 최근 화두는 ‘지능형 사물인터넷(AIoT)’이다.지능형 IoT는 IoT와 AI를 융합한 것을 말한다.지능형 IoT 기술은 다양한 미래 산업의 기반 기술이 될 것이다.산업계에서는 지능형 IoT가 도심 항공 모빌리티와 자율주행 자동차 등에서 빛을 발할 것으로 예상하고 있다.지능형 IoT 기술IoT도입이 가장 활발한 곳은 집안이다.현재 스마트 홈 시장은 급성장하고 있다.IoT시장에 진출한 가전 기업은 스마트 홈 서비스에 집중하고 있다.삼성 전자는 IoT플랫폼”스마트 신구스”을 중심으로 LG전자는 “LG신 큐”앱을 통해서 스마트 홈 서비스를 제공하고 있다.가전 기업이 스마트 홈 서비스에 몰두하는 이유는, 스마트 가전 제품을 연결하는 거대한 가전 생태계를 만든다고.이는 기존 고객을 제대로 확보한다”로그인”효과도 노렸다.하지만 글로벌 스마트홈 산업계는 초연결에 집중하고 있다.서로 다른 기업의 IoT 기기를 하나의 플랫폼에서 활용할 수 있도록 기술 연동·표준화 작업이 활발히 진행 중이다.스마트홈·IoT 산업계는 오픈소스 기반 연동 표준 ‘마터’를 함께 개발하고 있다.매터가 개발되면 가전제품부터 스마트 조명·음향기기 등 다양한 분야에 적용될 것이다. 13 인공지능구글은 2022년 7월 전체 코드(프로그램)의 3%를 자사의 코드 자동완성 도구가 사용하고 있다고 밝혔다.과거에는 인간이 코드 100%를 썼다면 이제 3%는 기계가 쓴다는 얘기다.최근 길찾기, 텍스트 변환, 얼굴 인식 등 일상생활의 많은 부분에서 일반인의 AI 의존도가 높아지고 있다고 한다.AI의 도전은 어디까지 가는가?AI기술이 발달하고 인간의 영역으로 여겨졌던 창작 분야의 곳에서도 활동 범위를 넓히고 있다.카카오의 AI계열 회사 카카오 브레인은 AI시인”준수”가 쓴 53편의 시를 담은 시집<시를 쓰는 이유>를 2022년 8월 8일에 출판했다.준수는 1만 3,000편의 시를 읽고 범절을 터득했다는.AI작곡가”이·봄”은 클래식 음악에서 전자 음악, 힙합, 트로트 등 다양한 장르의 음악을 작곡하고 있다.카카오 브레인들이 2021년 12월 내놓은 화가”만다라”라는 사람이 작품 주제를 입력하면 그것에 맞는 그림을 그린다.LG가 구현한 AI패션 아티스트”칠다”은 박·윤희 디자이너와 협업하는 미국”뉴욕 패션 위크”에서 200여벌의 의상을 함께 선 보였다.LG AI 패션 아티스트 ‘칠다’AI스타트 업의 툰 스퀘어는 글을 만화로 바꾸어 AI우에브토우ー은사ー비스”토우닝그”을 운영하고 있다.이런 기술의 배경에는 초거대 AI가 있다.초거대 AI는 파라미터(매개 변수)이 매우 많은 AI을 의미한다.CPT-3은 1,750억개의 파라미터를 가지고 있다.네이버 초거대 AI”하이퍼 클로버”의 파라미터 수는 2,040억개로 CPT-3을 넘는다.네이버는 이를 전화 관리, 클로버 노트 서비스에 적용했다.카카오도 CPT-3의 한국어 특화 버전인 “KoCPT”를 공개했다.카카오 브레인의 시를 쓴 AI에도 적용했다.LG도 3,000억개의 파라미터를 가진 초거대 AI”엑사 원”을 보유하고 있다.AI아티스트 티루다을 구현한 그 AI이다.인간을 닮는 AI의 모습에 윤리적 문제가 제기되고 있다.”딥 페이크”우려도 여전히 남아 있다.컴퓨터 코드를 한줄도 짜지 않고 누구나 직관적으로 프로그램을 개발할 수 있는 “노 코드 플랫폼”기술도 등장했다.사람이 말하고 쓴 일상어에서도 코딩할 수 있는 기능을 적용한 것이다.14인공 신경망사람의 뇌는 감각기관에서 받아들인 정보를 1,000억개가 넘는 신경세포인 뉴런이 100조개 이상의 시냅스를 통해 다른 뉴런 또는 뇌와 주고받으며 순식간에 작동한다.인간 뇌의 신경망 구조인공신경망은 여러 개의 정보값을 정해진 함수에 적용해 필요한 값을 만들어내는 구조를 가진다. 마치 뇌처럼 하나의 입력계층과 여러 은닉계층, 하나의 출력계층 등 다양한 노드(인공뉴런)로 구성된다.NPU의 신경망의 기본 구조인공 신경망은 반도체”신경망 처리 장치(NPU)”의 기반이다.인간처럼 생각하고 판단하는 AI을 만들기 위해서는 스스로 정보를 찾고 학습하는 딥 러닝 기술이 필요하다 이를 구현하는 데 최적화된 반도체가 뇌의 신경망 조직을 인공적으로 구현한 NPU이다.기존의 빅 데이터 및 데이터베이스는 인간이 제공한 정보를 학습하고 결과를 찾아 낸다.그러나, 딥-러닝은 스스로 분석한 수많은 데이터를 통해서 패턴을 발견하고 결과를 끌어낸다.또 저 전력도 기억·연산·추론 등을 동시에 수행할 수 있어 많은 연결선에 정보가 분산되고 있으며, 몇몇 신경에 문제가 생겨도 전체 시스템에 큰 영향을 주지 않고 안정적이다.NPU칩이 더욱 고도화하면 우리가 활용하고 있는 AI기술도 완전히 변화할 것이다.NPU가 본격적으로 발달한 것은 아직 10년도 지나지 않았다.이·세 달러 9단과 알파 바둑이 2016년 3월에 간 세기의 바둑 대결은 NPU가 적용된 AI을 인류가 사실상 처음 경험한 사례다.NPU는 AI을 탑재한 모든 디바이스에서 두뇌 역할을 맡고 있다.현재 가장 활발히 적용을 모색하는 제품은 스마트 폰이다.스마트 폰에 가상 현실(VR), 증강 현실(AR), 3D탐사를 통한 안면 인식 등 다양한 기능이 추가됐고 AI기술까지 융합되어 NPU의 필요성이 점차 커지고 있다.삼성 전자는 2016년부터 AP엑시노스에 탑재하는 NPU을 개발했다.2019년에 발매한 갤럭시 S10에 엑시노스 9820NPU을 처음 탑재했다.2022년 선 보인 “엑시노스 2200″에서는 NPU연산 성능을 전작 대비 2배 이상 향상하는 등 기술 발전을 거듭하고 있다.애플은 2017년에 발매한 “iPhoneX”에서 신경망 코어를 조합한 AP”A11바이오닉”를 처음 선 보였다.사용자의 얼굴을 인식하고 록을 해제했다”페이스 ID”기능이 처음 도입된 순간이다.최근 발매한 아이 폰 14시리즈에는 독자적인 NPU을 탑재한 “A16바이오닉”팁을 탑재했다.스마트 폰에서 시작된 NPU의 수요는 자동 운전 차 상용화 이후 폭발적으로 늘어날 전망이다.주행 차의 두뇌인 NPU는 차량에 부착한 카메라가 수집하는 이미지 데이터를 처리하고 스스로 학습하고 기물을 인식·분석하고 장애물이 나타나고 돌발 상황이 벌어지면 위험을 감지 및 판단하고 차량과 운전자를 사고로부터 보호해야 한다.도로 환경에 응하고 둔화와 브레이크의 사용, 핸들 회전 등 수많은 명령을 동시에 수행해야 한다.인텔은 2017년 3월 153억달러(약 17조 5,600억원)을 걸고 이스라엘의 스타트 업”모빌 아이”를 인수했다.이 회사가 보유한 NPU기술을 통해서 자동 운전 차 시장을 선점한다는 것이다.말로만 듣던 개념을 이해하려는 것은 어렵다.이 모두가 우리의 “주목”을 빼앗기 위한 터무니 없는 전쟁을 하는 모습이다.기술의 발전은 우리를 어디로 이끌고 있을까?다음의 포스팅에 “PART3거대한 초미세 전쟁”이 이어집니다.스마트폰에서 시작된 NPU 수요는 자율주행차 상용화 이후 폭발적으로 증가할 전망이다.주행차의 두뇌인 NPU는 차량에 부착된 카메라가 수집하는 대량의 이미지 데이터를 처리해 스스로 학습하고 사물을 인식·분석하며 장애물이 나타나거나 돌발상황이 생기면 위험을 감지 및 판단해 차량과 운전자를 사고로부터 보호해야 한다.도로 환경에 따라 감속과 브레이크 사용, 핸들 회전 등 수많은 명령을 동시에 수행해야 한다.인텔은 2017년 3월 153억달러(약 17조5,600억원)를 들여 이스라엘 스타트업 ‘모빌아이’를 인수했다.이 회사가 보유한 NPU 기술을 통해 자율주행차 시장을 선점하겠다는 것이다.말로만 듣던 개념을 이해하려고 하기는 어렵다.이 모두가 우리의 ‘주목’을 빼앗기 위한 엄청난 전쟁을 치르고 있는 모습이다.기술의 발전은 우리를 어디로 이끌고 있을까?다음 포스팅에 ‘PART 3 거대한 초미세 전쟁’이 이어집니다.