추가 적립 안내

스마트사회는 고도화된 정보통신기술 인프라를 통해 생성, 수집, 축적된 데이터와 인공지능(AI)이 결합한 스마트기술이 경제, 사회, 삶 모든 분야에 보편적으로 활용됨으로써 새로운 가치가 창출되고 발전하는 사회이다. 데이터와 지식이 기존 생산요소(노동, 자본 등)보다 중요해지고 다양한 제품, 서비스 융합으로 산업간 경계가 붕괴되며, 지능화된 기계를 통한 자동화가 지적노동 영역까지 확장되는 등 경제, 사회 전반에 혁신적인 변화가 발생하게 된다. 우리는 스마트사회에서 일어나는 다양한 변화들을 살펴보고 이를 통해 세상의 흐름을 보는 방향감각을 키울 필요가 있다.

본 저서의 목적은 우리 주변에서 일어나고 있는 변화의 흐름을 잘 인지하여 보다 합리적이며 효과적인 선택을 할 수 있는 능력을 함양해 보자는 데 있다. 미래는 정해져 있는 것이 아니라 다양한 변수에 의해 영향을 받는다. 미래를 어떻게 설계하고 준비하느냐에 따라 우리 인생의 도착점이 달라질 수 있으므로 미래의 가능성에 대해서 ‘상상력’과 ‘희망’을 가지고 다양하고 원대하게 준비하는 지혜가 필요하다. 스마트사회의 이해를 통해 세상의 흐름을 정확히 보는 방향감각을 키워 학생들이 더 창의적이고 융합적인 지혜로운 인재로 성장할 수 있도록 기여하고자 한다.

PART 01 스마트사회에 대한 담론
CHAPTER 01 패러다임 전환과 스마트사회 3
제1절 패러다임을 바라보는 시각 3
제2절 스마트사회로의 변화과정 5

CHAPTER 02 4차 산업혁명과 스마트사회 9
제1절 산업혁명의 정의와 전개과정 9
제2절 4차 산업혁명의 등장 20

CHAPTER 03 스마트사회에 대한 이해 36
제1절 스마트사회의 도래 36
제2절 스마트사회의 개념정의와 특징 38
제3절 스마트사회의 주요 변화동인(Drivers of changes) 39
제4절 미래 스마트사회의 모습 43

PART 02 기반기술
CHAPTER 04 스마트사회의 기반기술 53
제1절 4차 산업혁명의 핵심 기술 53
제2절 디지털 기술 55
제3절 물리학 기술 124
제4절 생물학 기술 136

PART 03 스마트사회로 진화
CHAPTER 05 스마트사회로 직업 및 역량 변화 141
제1절 스마트사회 직업 세계의 변화 141
제2절 스마트사회에 필요한 역량 152
제3절 스마트사회에서 대표적인 직업 174

CHAPTER 06 스마트사회로의 진화 191
제1절 인프라 환경 변화 191
제2절 통신환경 변화 196
제3절 시민생활 변화 230
제4절 건축환경 재정립 240
PART 04 스마트도시
CHAPTER 07 스마트도시의 등장 257
제1절 새로운 도시모델 257
제2절 스마트도시의 이해 264
제3절 플랫폼으로서의 스마트도시 279
제4절 코로나19 팬데믹 이후 스마트도시 전략 283

CHAPTER 08 스마트도시 법제도 286
제1절 스마트도시법의 연혁 286
제2절 스마트도시법의 주요 내용 292
제3절 스마트도시법의 최근 변화 306
제4절 스마트도시법의 향후 과제 310

CHAPTER 09 스마트도시 추진정책 및 사례 317
제1절 스마트도시 추진 경과 317
제2절 스마트도시 추진정책 320
제3절 스마트도시 국내외 추진사례 356

CHAPTER 10 R&D 및 거버넌스 381
제1절 U-City R&D 381
제2절 스마트시티 혁신성장동력 R&D 389
제3절 스마트 거버넌스(Governance) 393
제4절 글로벌 스마트도시 409
표 목차

〈표 2-1〉 산업혁명의 단계별 변화 11
〈표 4-1〉 클라우스 슈밥이 제시한 4차 산업혁명의 핵심기술 54
〈표 4-2〉 4차 산업혁명의 핵심인프라로 작용하는 5G 109
〈표 4-3〉 매시브 MIMO로 구현 가능한 기술들 111
〈표 4-4〉 LTE와 5G NR의 주요 사양 비교 112
〈표 5-1〉 산업혁명 진화 과정에 따른 직업 변화 143
〈표 5-2〉 기존직업의 고부가가치화 사례 148
〈표 5-3〉 직업의 세분화와 전문화 149
〈표 5-4〉 융합형 직업의 증가와 사례 150
〈표 5-5〉 과학기술 기반의 새로운 직업 탄생과 사례 151
〈표 5-6〉 핵심 영역 관련 스킬에 대한 정의 153
〈표 5-7〉 기업에서 요구하는 역량 변화 174
〈표 5-8〉 자동화에 따른 고위험 직업군과 저위험 직업군 175
〈표 5-9〉 획일적이지 않은 문제인식 역량 활용분야 186
〈표 5-10〉 다양성의 가치를 조합하는 대안도출 역량 활용 분야 187
〈표 5-11〉 기계와의 협력적 소통역량 활용분야 190
〈표 6-1〉 인공지능 AI 금융산업 적용 사례 223
〈표 7-1〉 기존 도시와 스마트도시 차이 265
〈표 7-2〉 스마트도시에 대한 개념 267
〈표 7-3〉 스마트도시 발전과정 268
〈표 7-4〉 스마트도시 구성요소 270
〈표 7-5〉 스마트도시 성장을 위한 기반요소 271
〈표 7-6〉 중앙 부처들의 스마트도시 추진 현황 274
〈표 7-7〉 스마트도시 해외시장 전망 278
〈표 8-1〉 스마트도시계획 승인 현황(’21. 12월 기준) 300
〈표 8-2〉 유비쿼터스도시계획과 스마트도시계획 수립현황 301
〈표 8-3〉 지자체별 스마트도시 서비스 도입 현황 302
〈표 8-4〉 스마트도시 인증 등급 308
〈표 9-1〉 한국 스마트도시 발전단계 318
〈표 9-2〉 국내 스마트도시 정책 동향 319
〈표 9-3〉 세종시 5-1 생활권 개발 방향 322
〈표 9-4〉 부산 에코델타시티 개발 방향 325
〈표 9-5〉 스마트도시 통합플랫폼 구축사업의 연차별 지원계획 353
〈표 9-6〉 서울특별시 6개 분야별 사업 추진 현황 358
〈표 9-7〉 부산광역시 스마트도시 추진실적 360
〈표 9-8〉 인천경제자유구역 스마트도시 주요 서비스 362
〈표 9-9〉 대구광역시 스마트도시 추진실적 363
〈표 9-10〉 해외 주요국 스마트도시 목표 370
〈표 10-1〉 U-City 인프라 구현기술 384
〈표 10-2〉 U-City U-Space 구축기술 385
〈표 10-3〉 Eco-Space 녹색기술 387
〈표 10-4〉 U-City 발전전략 및 활성화 방안 388
〈표 10-5〉 지원기관의 주요업무 398
〈표 10-6〉 한국형 스마트시티 모델 7대 핵심 서비스 413


그림 목차

그림 1-1 스마트사회로의 발전모형도 6
그림 1-2 사회 패러다임 변화와 스마트사회 8
그림 2-1 산업혁명의 흐름 12
그림 2-2 증기기관 13
그림 2-3 교류발전기 17
그림 2-4 공장자동화 19
그림 2-5 독일 플랫폼 인더스트리 4.0 조직구성도 22
그림 2-6 인더스트리 4.0의 주요 구성요소 24
그림 2-7 4차 산업혁명 26
그림 2-8 현대자동차 광고문구 27
그림 2-9 2021년 주목할 기술 트렌드 29
그림 3-1 The Future of Jobs’s가 전망한 4차 산업혁명의 주요 변화 동인 41
그림 3-2 서기 2000년대의 생활 이모저모 43
그림 3-3 2045년 미래사회 모습 43
그림 3-4 스마트팩토리 46
그림 3-5 O4O, 온라인을 넘어 오프라인으로 47
그림 3-6 에어비엔비 로고 48
그림 3-7 우버 관련 그림 48
그림 3-8 메이커 운동 49
그림 4-1 사물인터넷 개념도 56
그림 4-2 사물인터넷(IoT): 블루 스마트 58
그림 4-3 아두이노(Arduino) 63
그림 4-4 Pi 1 Model B 64
그림 4-5 비글보드(BeagleBoard) 64
그림 4-6 M2M(Machine-to-Machine) 기술 65
그림 4-7 사물인터넷의 서비스구조 70
그림 4-8 스마트홈(Smart Home) 개념도 72
그림 4-9 아마존 고 매장 73
그림 4-10 스마트팜(Smart Farm) 74
그림 4-11 지멘스 스마트팩토리 소개 영상: https://youtu.be/2KU4ErFHwz8 76
그림 4-12 클라우드 컴퓨팅 서비스 개념도 77
그림 4-13 클라우드의 3가지 기본특징 79
그림 4-14 빅데이터 개념도 81
그림 4-15 빅데이터 특징 84
그림 4-16 하둡 로고 85
그림 4-17 알파고와 이세돌 88
그림 4-18 오레곤주립대 토마스 디트리히 교수의 기계학습 설명만화 95
그림 4-19 눈물 연기하는 로봇 키보 99
그림 4-20 키보의 특징 101
그림 4-21 플랫폼 비즈니스 개념도 106
그림 4-22 초기의 HMD, ‘다모클레스의 검’ 114
그림 4-23 가상현실 전투모의 훈련 장면 115
그림 4-24 가상현실과 증강현실 구현 116
그림 4-25 증강현실 게임 포켓몬 고(Pokemon Go) & 해리포터: 호그와트 미스터리(Harry Potter: Hogwarts Mystery) 117
그림 4-26 매직리프에서 개발한 MR 기기, 원 크리에이터 에디션 119
그림 4-27 메타버스 플랫폼에서 시승 경험을 제공 120
그림 4-28 미국의 힙합 가수 트래비스 스콧 포트나이트에서 콘서트 메타버스 화면 121
그림 4-29 블록체인 개념도 122
그림 4-30 비트코인 채굴 이미지 123
그림 4-31 상암자율주행 테스트 베드의 자율주행 셔틀과 무인택배 배달로봇 125
그림 4-32 자율주행 레벨 4 현대자동차 아이오닉 5 126
그림 4-33 카메라 장착된 드론 128
그림 4-34 3D 프린팅 모터보트 제작 모습 130
그림 4-35 3D 프린터 종류 131
그림 4-36 3D 프린터로 만들어진 인공 관절, 인공 치아, 인공 귀, 인공 동맥 132
그림 4-37 로봇의 종류 133
그림 4-38 그래핀 135
그림 5-1 미래직업 변화 트렌드 147
그림 5-2 3대 미래 역량과 11대 세부 역량 155
그림 5-3 인간에게 필요한 3대 미래역량 156
그림 5-4 유연하고 감성적인 인지력 활용 분야 157
그림 5-5 비판적 상황 해석력 활용 분야 159
그림 5-6 능동적 자료 탐색 및 학습 능력 160
그림 5-7 구조화·설계된 휴먼 모니터링 능력 162
그림 5-8 유인형 협력 능력 활용 분야 163
그림 5-9 협력적 의사결정력 활용 분야 165
그림 5-10 휴먼클라우드 활용 능력의 활용 분야 166
그림 5-11 시스템적 사고 활용 분야 168
그림 5-12 디지털 문해력 활용 분야 170
그림 5-13 정교한 첨단기술 조작 역량의 활용 분야 171
그림 5-14 휴먼-컴퓨터 조합력의 활용 분야 173
그림 5-15 인공지능 시대의 유망 직종 176
그림 5-16 감지분야 직업의 예시 177
그림 5-17 지능화 기술활용 직업의 예시 180
그림 5-18 인터페이스 분야 직업의 예시 182
그림 6-1 아테네 아고라 197
그림 6-2 전 세계 전자상거래 시장규모 및 매출전망 199
그림 6-3 이동통신의 진화 202
그림 6-4 글로벌 vs 한국 인터넷 환경 개요 203
그림 6-5 한국의 유선 vs 무선 인터넷 트래픽 전망 204
그림 6-6 2021년 모바일 쇼핑 트렌드 리포드 207
그림 6-7 미디어 변화 과정 210
그림 6-8 온라인 동영상 플랫폼 이용 빈도 추이(2018~2020년) 211
그림 6-9 우리나라 1인 미디어 top 5 212
그림 6-10 소유의 시대에서 접속의 시대로 218
그림 6-11 유통산업의 발전 과정 224
그림 6-12 4차 산업혁명과 바이오 헬스산업의 변화 225
그림 6-13 안과용 인공지능 의료기 ‘IDx-DR’ 228
그림 6-14 사이보그화 모습들 231
그림 6-15 사이보그 인간, 의족 육상선수 에이미 멀린스와 피스토리우스 232
그림 6-16 사이보그 기술들 233
그림 6-17 빌게이츠 주택 전경 235
그림 6-18 진동 모의 시뮬레이션 놀이기구 예시 237
그림 6-19 스마트학교 서비스 시나리오 244
그림 6-20 도시 기반의 학습 플랫폼 245
그림 6-21 송파구 스마트주치의 서비스 247
그림 6-22 건물 내 모든 조명은 저에너지 LED를 사용한 더 에지 252
그림 6-23 소형로봇과 청소기 253
그림 7-1 전 세계 인구변화와 전망 1950-2050 258
그림 7-2 노년 인구비율 급증 259
그림 7-3 녹아내리는 빙하 위에 위태롭게 서 있는 북극곰 260
그림 7-4 CES 2020, 2021 로고 261
그림 7-5 스마트도시의 문제해결 방식 264
그림 7-6 스마트도시 개념 269
그림 7-7 스마트도시의 디지털 트윈 활용 예 273
그림 8-1 스마트도시법·제도 단계별 추진경위 291
그림 8-2 스마트도시종합계획 수립절차 292
그림 8-3 제3차 스마트도시종합계획 294
그림 8-4 스마트도시계획과 연관계획과의 관계 296
그림 8-5 스마트도시계획 수립과정 및 절차 297
그림 9-1 스마트시티 비전 320
그림 9-2 국가 시범도시 세종시, 부산시 현황 321
그림 9-3 세종시 5-1생활권 7대 혁신요소 323
그림 9-4 부산 에코델타시티 조감도 324
그림 9-5 스마트시티 챌린지 2019 예비사업-2020 본사업 선정 지자체 328
그림 9-6 스마트시티 챌린지 2020 예비사업-2021 본사업 선정 지자체 329
그림 9-7 스마트시티 챌린지 2021 예비사업 선정 지자체 330
그림 9-8 스마트타운 챌린지 2018 예비사업-2019 본사업 선정 지자체 331
그림 9-9 스마트타운 챌린지 2019 예비사업-2020 본사업 선정 지자체 332
그림 9-10 스마트타운 챌린지 2020 예비사업-2021 본사업 선정 지자체 333
그림 9-11 2021 스마트타운 챌린지 선정 지자체 334
그림 9-12 2021년 스마트캠퍼스 챌린지 선정대학 1 335
그림 9-13 2021년 스마트캠퍼스 챌린지 선정대학 2 336
그림 9-14 2020년 스마트솔루션 챌린지 선정지자체 337
그림 9-15 2021년 스마트챌린지 솔루션 확산사업 선정 지자체 1 339
그림 9-16 2021년 스마트챌린지 솔루션 확산사업 선정 지자체2 340
그림 9-17 2021년 스마트챌린지 솔루션 확산사업 선정 지자체 3 341
그림 9-18 2021년 스마트챌린지 사업 342
그림 9-19 지역거점 스마트시티 조성사업 343
그림 9-20 경기도 고양시 스마트도시형 도시재생 345
그림 9-21 세종특별자치시 조치원 스마트도시형 도시재생 346
그림 9-22 경상북도 포항시 스마트도시형 도시재생 347
그림 9-23 경기도 남양주시 스마트도시형 도시재생 348
그림 9-24 인천광역시 부평구 스마트도시형 도시재생 349
그림 9-25 부산광역시 사하구 스마트도시형 도시재생 350
그림 9-26 전라남도 순천시 스마트도시형 도시재생 351
그림 9-27 스마트도시 통합플랫폼 구성도 352
그림 9-28 스마트도시 국민안전 5대 연계서비스 353
그림 9-29 선정 절차 356
그림 9-30 스마트도시 추진현황 356
그림 9-31 부산 에코델타시티 스마트빌리지 전경 359
그림 9-32 인천경제자유구역 스마트도시 추진 단계 361
그림 9-33 대구 스마트시티 추진 방향 364
그림 9-34 대구 수성알파시티 스마트시티 구축사업 개요 365
그림 9-35 대구 수성알파시티 스마트시티 플랫폼 개요 366
그림 9-36 비즈니스센터(스마트시티센터) 조감도 367
그림 9-37 대구 스마트시티 미래전략 368
그림 9-38 미국 스마트시티 콜럼버스 비전 372
그림 9-39 우젠시(Ujjain City) 상황실 사진 375
그림 9-40 싱가포르 스마트네이션 디지털 정부 청사진 376
그림 9-41 일본의 스마트시티 정책 378
그림 9-42 중국의 스마트시티 건설 주요 업무 380
그림 9-43 중국 스마트시티 구축 현황 380
그림 10-1 비전 및 추진전략 382
그림 10-2 혁신성장동력사업 단계별 목표 389
그림 10-3 스마트시티 혁신성장동력사업 핵심별 연계도 390
그림 10-4 스마트시티 특별위원회 구성 393
그림 10-5 국가스마트도시위원회 구성 394
그림 10-6 스마트도시 지방자치단체 협의회 현황 395
그림 10-7 스마트시티 융합 얼라이언스 기본방향 396
그림 10-8 스마트시티 융합 얼라이언스 운영체계 396
그림 10-9 스마트시티 협력 사례 411
그림 10-10 한국형 스마트시티 모델(안) 412
그림 10-11 스마트시티 해외진출 활성화 방안 415

머리말

1980년에 나온 미래학자 앨빈 토플러의 유명한 저서 ‘제3의 물결’이 있다. 우리가 한번쯤 들어봤음직한 이 책은 인류 역사는 세 번의 물결에 의해서 만들어졌다고 한다. 첫 번째 물결은 농업기술의 물결, 두 번째 물결은 산업화의 물결, 세 번째 물결은 정보통신의 물결이다. 그럼 제4차 산업혁명으로 대변되고 있는 지금은 어떤 물결에 해당될까? 작금의 환경을 앨빈 토플러가 다시 책을 쓴다면 책 제목은 아마 ‘제4의 물결’이라고 했을까?

‘4차 산업혁명’이란 단어는 내용이 너무나 광범위하고 변화속도가 빨라 초기에는 이해하기가 다소 어려웠지만 점점 우리에게 익숙해지고 있다. 스마트도시, 인공지능, 메타버스, 자율주행자동차 등 연일 언론이나 SNS 등에서 언급되면서 이제는 조금씩 현실공간에서 융복합된 모습을 통해 알아가며 적응하는 시대에 접어들었다. 4차 산업혁명은 스마트기술 기반에 ‘초연결성(Hyper-Connected)’, ‘초지능화(Hyper-Intelligent)’, ‘초현실사회(Hyper-Reality)’, ‘융복합화(Convergence)’되어 모든 것이 상호 연결되고 보다 지능화된 사회로 이끌고 있다. 이를 기반으로 기술간, 산업간, 사물과 인간 간의 경계가 사라지는 ‘대융합’의 시대가 예측된다.

4차 산업혁명이라는 거대한 새로운 패러다임의 변화속에서 산업은 물론 교육, 건설·교통, 방범·방재, 관광, 복지, 일자리, 국방 등 다양한 분야에 ‘스마트화’를 촉발하여 새로운 질서가 형성되고 사회 전반에 혁명적 변화가 도래되고 있다. 누군가는 4차 산업혁명은 실체가 없다고들 한다. 현재 4차 산업혁명은 시작단계이지 완성단계가 아니기 때문에 그 끝을 알 수 없다. 누구도 그 윤곽은 정확하게 모르는게 당연하다. 하지만 열린 자세로 그 변화의 의미와 방향을 이해한다면 미리 계획하고 대비할 수 있는 기회를 갖게 될 것이다. 4차 산업혁명으로의 변화는 경제 전반을 혁신적으로 변화시키는 경제혁명이며, 개인의 일상생활과 사회는 물론, 인간자체의 성향마저 바꾸는 사회혁명이다. 4차 산업혁명은 현재 진행형이라 언제라도 방향을 바꾸거나 필요한 새로운 가치가 포함될 수 있다. 단, 4차 산업혁명은 기술이 주도하는 혁명이지만 그 지향하는 가치는 사람이어야 한다는 전제하에서 진행되어야 한다는 점이다. 우리는 급속도로 변화가 일어나고 있는 현실을 잘 인지하고 미리 대비하지 않으면 온전히 살아남을 수 없을 것이다. 이런 급변하는 변화의 시기에 4차 산업혁명으로 도래하는 사회를 저자는 스마트사회라고 명명하고자 한다.

스마트사회는 고도화된 정보통신기술 인프라를 통해 생성, 수집, 축적된 데이터와 인공지능(AI)이 결합한 스마트기술이 경제, 사회, 삶 모든 분야에 보편적으로 활용됨으로써 새로운 가치가 창출되고 발전하는 사회이다. 데이터와 지식이 기존 생산요소(노동, 자본 등)보다 중요해지고 다양한 제품, 서비스 융합으로 산업간 경계가 붕괴되며, 지능화된 기계를 통한 자동화가 지적노동 영역까지 확장되는 등 경제, 사회 전반에 혁신적인 변화가 발생하게 된다. 우리는 스마트사회에서 일어나는 다양한 변화들을 살펴보고 이를 통해 세상의 흐름을 보는 방향감각을 키울 필요가 있다.

오늘날 우리 상황을 살펴보면 정치, 경제, 사회, 외교, 문화 등 모든 분야에서 우리가 한 번도 겪어보지 못한 일들이 벌어지고 있다. 우리가 어떻게 대처하느냐에 따라 미래는 달라질 것이다. 우리는 코로나19도 극복해야 하고, 코로나19 이후 사회제반 문제도 해결해야 한다. 동시에 코로나19와 신기술이 재편할 미래 사회도 적극적으로 대응하고 준비해야 한다.

본 저서의 목적은 우리 주변에서 일어나고 있는 변화의 흐름을 잘 인지하여 보다 합리적이며 효과적인 선택을 할 수 있는 능력을 함양해 보자는 데 있다. 미래는 정해져 있는 것이 아니라 다양한 변수에 의해 영향을 받는다. 미래를 어떻게 설계하고 준비하느냐에 따라 우리 인생의 도착점이 달라질 수 있으므로 미래의 가능성에 대해서 ‘상상력’과 ‘희망’을 가지고 다양하고 원대하게 준비하는 지혜가 필요하다. 스마트사회의 이해를 통해 세상의 흐름을 정확히 보는 방향감각을 키워 학생들이 더 창의적이고 융합적인 지혜로운 인재로 성장할 수 있도록 기여하고자 한다.

끝으로, 본서가 나오기까지 집필에 참여한 박종화 교수, 배우성 처장께 깊은 감사의 마음을 전한다. 이 책이 나오기까지 수고를 아끼지 않으신 박영사 장규식, 탁종민 선생께 고개 숙여 감사드리는 바이다.

2022년 2월
저자대표 김정훈