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4차산업혁명의 본질을 묻고 통찰의 프레임을 제시하다!

『4차산업혁명 인사이트』는 4차산업혁명을 이끌고 있는 기술들, 즉 인공지능, IoT, 가상/증강현실, 자율주행자동차, 3D프린터, 빅데이터 등을 살펴보고 있다. 그러면서 기술 자체보다는 이러한 기술 발전의 전체를 통찰할 수 있는 프레임을 제시하는 데 초점을 맞추고 있다. 이를 위해서 저자는 ‘가상성’과 ‘물리성’이라는 개념을 먼저 살펴보고 있다. 현재의 기술혁명으로 인한 급격한 변화는 가상성과 물리성이 점점 더 강력하게 결합되고 있기 때문이라고 저자는 보고 있으며, 따라서 가상성과 물리성은 4차산업혁명의 본질을 이해하는 데 중요한 개념이기 때문이다. 이 개념을 적용하여 ICT 신기술이 어떤 방향으로 갈 것인가, ICT 기술의 발전을 어떤 시각으로 보아야 할 것인가 등을 살펴보고 있다. 책의 뒷부분에서는 ICT의 영향에 대해 뜨거운 논쟁을 불러온 ‘기술적 특이점’의 개념을 소개하고, ICT의 미래에 대해 예측해 보고 있다. 경영학자이자 ICT 전문가로서 활동하고 있는 저자의 이 책을 통해서 독자들은 4차산업혁명의 본질에 좀 더 다가설 수 있는 시각을 얻을 수 있을 것이다.

기술혁명은 우리 생활과 비즈니스를 어떻게 바꿔가는가
신기술이 소개될 때마다 두려움과 환상 사이를 마냥 반복할 것인가

최근 다양한 매체에서 앞다투어 4차산업혁명 관련 기술과 동향이 소개되고 있다. 알파고 이후로 급격하게 관심의 대상이 되고 있는 인공지능은 곧 인간의 자리를 대체할 태세이다. 어떤 사람들은 성급하게 ‘기계가 대체할 수 없는 영역은 무엇인가’를 묻고 있고, 어떤 사람들은 신기술이 금방 세상을 바꿀 것처럼 호들갑을 떨고 있다. 기술혁명이 만들어 내고 있는 변화 앞에서 사람들은 근거 없는 두려움과 환상 사이에서 동요하고 있는 것이다. 저자가 지적했듯이 “이런 태도는 변화를 인식하고 변화를 만들어가는 데 전혀 도움이 되지 않으며” 지금은 “4차산업혁명의 흐름을 장기적인 관점에서 이해하고 큰 그림을 그려보는 것이 절실한 시점”이다.

4차산업혁명이란 흐름 전체를 통찰할 수 있는 프레임은 있는가
4차산업혁명의 본질을 묻고 통찰의 프레임을 제시하는 책

이 책은 4차산업혁명이란 큰 흐름을 통찰할 수 있는 프레임을 제시하는 책이다. 이를 위해서 저자는 ‘가상성’과 ‘물리성’이라는 개념을 먼저 살펴보고 있다. 현재의 기술혁명으로 인한 급격한 변화는 가상성과 물리성이 점점 더 강력하게 결합되고 있기 때문이라고 저자는 보고 있으며, 따라서 가상성과 물리성은 4차산업혁명의 본질을 이해하는 데 중요한 개념이기 때문이다. 가상성과 물리성을 통해서 ICT 신기술을 바라보면 기술의 발전과 전망에 대한 새로운 시각을 얻을 수 있다고 저자는 말한다.

한 만화가가 1965년에 예측한 2000년대의 생활
“앞으로 35년 후 우리들의 생활은 얼마나 달라질까”

예컨대 저자는 1970~1980년대를 대표했던 만화가 이정문 화백이 그린 ‘2000년대의 생활의 이모저모’를 가상성과 물리성이란 개념으로 살펴보고 있다. 이 그림은 이 화백이 1965년에 2000년대의 생활상을 예측하여 그린 그림인데, 그 예측이 매우 정확하여 많은 사람들에게 놀라움을 준 바 있다고 책은 소개하고 있다. 이 만화에는 2000년대의 생활상으로 ‘달나라 수학여행’, ‘전기자동차’, ‘로봇청소기’, ‘원격교육’, ‘소형전화기(스마트폰)’, ‘전파신문(인터넷)’ 등이 등장하는데, 달나라 수학여행을 빼고는 거의 이루어졌고 말할 수 있다. 그러나 실현 정도는 기술마다 다른데, 저자는 ‘왜 이런 차이가 생겼을까’를 묻고 이를 가상성과 물리성이란 개념으로 설명한다. 즉 실현 정도가 높은 기술(예컨대 소형 전화기 같은)은 가상성이 높은 기술이고, 실현 정도가 낮은 기술(예컨대 전기자동차 같은)은 물리성이 높은 기술이다.
이 책은 이 개념을 바탕으로 4차산업혁명을 이끌고 있는 기술들, 즉 인공지능, IoT, 가상/증강현실, 자율주행자동차, 3D프린터, 빅데이터 등을 살펴보고 있다. 이와 같은 ICT 신기술이 어떤 방향으로 갈 것인가, ICT 기술의 발전을 어떤 시각으로 보아야 할 것인가에 대해서도 가상성과 물리성이 개념을 적용하여 전망하고 있다. 뒷부분에서는 ICT의 영향에 대해 뜨거운 논쟁을 불러온 ‘기술적 특이점’의 개념을 소개하고, 마지막 장에서는 ICT의 미래에 대해 예측해 보고 있다.

국내 최고 ICT 전문가의 4차산업혁명에 대한 통찰의 시선

경영학자이자 ICT 전문가로서 활발하게 활동하고 있는 저자는 이 책에서 4차산업혁명을 이끌고 있는 기술을 객관적이고 냉철한 시각으로 다루면서 4차산업혁명이란 시대의 큰 흐름 전체를 통찰할 수 있는 프레임을 제시하고 있다. 독자들은 이 책을 통해서 ‘4차산업혁명의 본질에 좀 더 다가설 수 있는 시각을 얻을 수 있을 것이다.

■ 프롤로그

4차산업혁명이란 큰 흐름을 볼 수 있는 프레임이 필요하다

최근 정보통신기술(Information & communication technology: ICT)의 발전이 눈부시다. 연일 신문과 방송에서 인공지능, 자율주행자동차, 가상현실, 3D프린터와 같은 ICT 관련 내용이 다뤄지고 있다.
ICT 분야에 몸담고 있으면서 항상 고민하는 것이 있다. ‘교육과 연구에서 최신 ICT에 대해 어느 정도로 어떻게 다루어야 할까?’, ‘최신 ICT만을 다루는 것은 끊임없이 움직이는 목표물(moving target)을 쫓는 것과 같지 않을까?(즉, 조금만 시간이 지나면 더 이상 현실에 맞지 않는 것을 다루는 것이 아닐까?)’, ‘ICT의 발전을 전체적으로 통찰해 볼 수 있는 프레임워크는 없을까?’ 등이 그것이다.
아마 이것은 ICT와 관련된 연구와 강의를 하는 대부분의 사람들이 공통적으로 고민하는 것일 것이다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 ICT에 대한 근본적인 이해가 있어야 한다. 현재 각광을 받는 신기술에는 어떤 것이 있고, 이런 기술에 개별 기업들이 구체적으로 어떠한 투자와 상용화 노력을 하고 있는지 등을 연구하는 것은 물론 중요하다. 하지만 이러한 신기술의 전체적인 발전의 방향, 그리고 추세를 연구하는 것 또한 중요하다.
구체적인 ICT 기술로 들어가기에 앞서 약간의 개념 정리를 해보기로 하자. ICT는 정보를 다루는 기술이다. 보통 ICT에 포함되는 기술 분야인 컴퓨터, 통신 네트워크, 소프트웨어 등은 형태는 다르지만 모두 정보를 처리, 저장, 분석하기 위한 기술이다. 따라서 ICT의 발전 추세에 대해서 조망하고 예측해 보려면 정보의 특성을 생각해 보아야 한다. 정보시스템 분야에서 정보의 특성에 대해 다양한 분석이 이루어졌는데, 공통적으로 언급되는 것은 정보는 가상(virtual)의 재화라는 것이다.
가상의 재화인 정보는 눈으로 볼 수 없는 가상의 세상에서 처리된다. 우리가 쉽게 착각하는 것 중의 하나가 컴퓨터나 스마트폰 화면에 표시된 문자나 그림 자체를 정보라고 생각하는 것이다. 화면에 표시된 문자나 그림은 우리가 정보를 볼 수 있도록 시각화한 결과이지 그 자체가 정보는 아니다. 즉, 컴퓨터에 표시된 문자나 그림은 정보 자체가 아니라 정보의 표현이다. 아무리 성능이 좋은 전자현미경을 사용해서 컴퓨터의 반도체 안에서 일어나는 정보처리 과정을 관찰할 수 있더라도 우리가 보는 것은 정보를 표현하는 분자나 전자의 움직임이지 정보 자체를 보는 것은 아니다. 즉, 정보 그 자체는 눈에 보이지 않는 일종의 가상(virtual)의 개념과 같은 것이다.
정보가 존재하는 가상의 세상과 대비되는 것은 우리가 살고 있는 물리적(physical)인 세상이다. 물리적인 세상은 우리가 보고 만져볼 수 있는 실체가 있는 세상이다.*
가상의 세상은 물리적인 현실세계와 계속 상호작용하면서 물리적인 현실세계에 영향을 미친다. 예를 들어, 물리적인 현실세계에서 우리가 필요로 하는 물건이 있어서 이것을 온라인 쇼핑몰에서 주문을 한다고 하자. 그러면 그 주문은 정보화되어 가상의 세상으로 들어가고, 이 정보를 바탕으로 물리적인 제품이 물리적인 세상에 있는 우리에게 배송된다. 즉, 물리적인 세상에서 정보가 만들어지고 이 정보는 가상의 세상에서 처리되어 다시 물리적인 세상에 영향을 주는 것이다.
우리가 살고 있는 물리적인 세상은 점점 더 가상화(virtualization)되어 가고 있다. 가상화되어 간다는 것은 크게 두 가지의 의미가 있다. 첫째, 물리적인 세상의 다양한 상태가 정보로 변환(encoding), 수집된다는 것과 둘째, 물리적인 물체가 가상의 정보와 결합(embedding)되거나 정보의 영향을 받는다는 것이다. 예를 들어, 온도가 측정되어 디지털 정보로 변환되는 것은 첫째의 예이고 이러한 온도 정보를 통해 자동으로 실내의 온도를 조절해 주는 것이 두 번째 예가 될 것이다.
물리적인 세상의 상태를 정보로 변환하기 위해 과거에는 수작업과 같은 느리고 비용이 많이 드는 과정을 거쳤다. 그러나 센서와 컴퓨터 하드웨어의 가격이 내려가고 많이 보급되면서 정보화의 비용이 크게 내려갔다. 비용이 내려가면서 오늘날은 물리적 세상의 더 많은 부분이 정보로 변환되고 있다. 도시 곳곳에 설치된 다양한 센서와 CCTV, 교통량 측정기, 블랙박스, 스마트폰이 정보수집 단말기 역할을 하면서 엄청난 양의 정보가 생성되고 있다. 특히 스마트폰의 경우 GPS나 카메라와 같은 장치가 장착되어 있기 때문에 다양한 정보를 실시간으로 수집하고 있음을 독자들은 잘 알고 있을 것이다. 우리가 카카오택시를 부르고 나서 택시가 어디에 있는지 정확히 알 수 있는 것도 택시의 위치가 정보화되었기 때문에 가능하다.
결국 핵심적인 것은 ‘가상의 정보’와 ‘물리적인 세상’은 다르다는 것이다. ICT는 가상의 정보를 다루는 기술이기 때문에 물리적인 세상을 다루는 기계나 운송 등에 관련된 기술과 많은 차이점이 존재한다. 물론 정보와 물리적 세상이 더 밀접하게 결합하면서 이러한 차이가 많이 줄어들었지만, 정보의 가상성(virtualness)과 세상의 물리성(physicalness)을 명확히 구분하는 것은 ICT를 잘 이해하는 데 매우 중요하다. 그래서 이 책에서도 가상성과 물리성에 대한 설명을 첫부분에 넣었다. 가상성과 물리성에 대해 확실히 이해를 하면 현재 우리가 목격하고 있는 다양한 ICT의 발전을 바라보는 새로운 시각이 생길 것이다.

이민화(KAIST 교수)
4차산업혁명을 이끌 선도 전략이 필요하다. 대한민국은 위기다. 주력 산업은 추락하고 있으며, 신산업은 중국의 위협을 받고 있다. 하지만 한강의 기적이라는 인류사에 길이 남을 위대한 혁신을 이룩한 대한민국이 이대로 주저앉을 수는 없지 않은가. 고령화, 개인화, 양극화를 넘어 다시 한 번 대한민국의 저력을 보여줄 국력의 결집이 절대적으로 필요한 시점이다. 세계는 혼돈이다. 다보스 포럼에서 4차 산업혁명을 화두로 던진 이후 4차 산업혁명은 전 세계의 화두가 되었다. 미국, 독일, 일본, 중국 등 주요 국가들은 4차 산업혁명에 국가의 미래를 걸고 있을 정도다. 우리 역시 초고속과 초융합, 그리고 초지능화라는 거대한 시대 변화에 뒤쳐져서는 안 된다. 대한민국의 위기를 극복하고 4차 산업혁명 돌입이라는 시대적 요구에 부응하기 위해 각계각층의 힘을 모아야 할 때다. 1차 한강의 기적을 만든 것은 남들을 빠르게 따라 가는 추격 전략이었다. 그러나 2차 한강의 기적을 일으키기 위해서는 남보다 앞서 나가는 선도 전략이 필요하다. 4차 산업혁명에 임하는 우리의 전략 또한 선도 전략이 필요하다. 최근 이런 관심을 반영해서인지 4차 산업혁명에 대한 책들이 봇물처럼 쏟아지고 있다. 그런데 아쉽게도 4차 산업혁명을 일관되게 바라 볼 수 있는 시각을 주는 데까지는 이르지 못하고 있다. 또 대부분 남들의 이야기다. 우리의 상황을 반영한 그리고 세계를 선도할 전략을 세우는 데 지침이 될 만한 책이 태부족인 상황에서 이 책은 반가운 단비의 역할을 할 것이다. 저자는 이 책에서 4차 산업혁명을 가상성과 물리성의 융합으로 정의하고 두 세상의 융합의 입장에서 인공지능, 빅데이터와 클라우드, SNS와 IoT를 소개하고 있다. 그리고 미래에 다가올 융합 세계의 모습으로 증강/가상현실과 드론, 3D프린터 등을 설명하고 미래의 ICT를 예측하고 있다. 독자들은 이 책을 통해서 4차 산업혁명이 어떻게 진화해 갈지에 대한 나름의 그림을 가지게 될 것으로 기대된다. 4차 산업혁명의 새로운 해석에 도전하고자 하는 분들에게 이 책을 권한다.

추천사 : 4차산업혁명을 이끌 선도 전략이 필요하다
책을 펴내며 : 미래 ICT의 큰그림을 그려라
프롤로그: 4차산업혁명이란 큰 흐름을 볼 수 있는 프레임이 필요하다

PART 01 기술혁명을 통찰하는 프레임워크, 가상성과 물리성
무엇이 가상의 세상인가
물리의 세상 그리고 물리성
가상성과 물리성이 점점 더 강력하게 결합하고 있다
왜 가상성과 물리성을 명확히 구분해야 하는가
가상성과 물리성, 그리고 ICT 미래 예측

PART 02 4차산업혁명을 이끌고 있는 인공지능
기계가 학습을 한다고?
기계학습은 어떻게 이루어지는가
기계가 인간을 따라 하기 시작했다
인공지능이 비즈니스를 바꾸고 있다
인공지능이 사람의 일을 얼마나 대체할까

PART 03 빅데이터 그리고 클라우드 컴퓨팅
세상에 없던 데이터, 빅데이터
가상화, 언제 어디서나, 서비스처럼
누구나 쉽게 사용하게 될 것이다
빅데이터와 클라우드 컴퓨팅이 가져올 변화

PART 04 세상 모든 사람의 연결, SNS
사람 사이의 관계가 모두 기록으로 남는 세상
네트워크 효과 혹은 네트워크 외부성
SNS 시대에 텍스트 마이닝이 주목받는 이유
SNS와 텍스트 마이닝의 발전 방향

PART 05 모든 사물이 인터넷으로 연결되고 있다
구글이 온도조절기 회사 네스트를 인수한 까닭
가상의 세상과 물리적 세상의 결합, 사물인터넷
온라인과 오프라인의 연결, O2O
모바일 금융의 모든 것, 핀테크

PART 06 현실과 상상의 경계가 사라지고 있다
일상 속으로 들어오고 있는 가상의 세계
증강현실과 가상현실의 발전 방향
비즈니스의 새로운 기회, 가상의 세계

PART 07 이미 현실이 되고 있는 자율주행자동차와 드론
자율주행자동차가 세상을 바꾼다
드론은 어떻게 활용될 것인가
자율주행자동차와 드론은 비즈니스 플랫폼이 될 것이다

PART 08 3D프린터와 차세대 에너지
3D프린터, 세상을 출력하다
차세대 에너지는 어떻게 세상을 바꿀 것인가

PART 09 결국 기술적 특이점에 도달할 것인가
시나리오 두 가지
기술적 특이점에 도달하기 위한 몇 가지 조건
컴퓨터가 스스로 목표를 갖는 것이 가능한가

PART 10 미래 ICT 예측해 보기
모든 기기가 컴퓨터로 연결된다
인공지능이 쇼핑과 광고를 바꾼다
세계적인 IT 회사들의 각축장, 엔터테인먼트
물리성이 강한 교통·운송시스템의 미래
3D프린터와 제조업 그리고 유통의 미래
금융서비스, 경계를 넘어 세계를 하나로

에필로그: 4차산업혁명의 시대, 무엇을 준비해야 하나

결국 핵심적인 것은 ‘가상의 정보’와 ‘물리적인 세상’은 다르다는 것이다. ICT는 가상의 정보를 다루는 기술이기 때문에 물리적인 세상을 다루는 기계나 운송 등에 관련된 기술과 많은 차이점이 존재한다. 물론 정보와 물리적 세상이 더 밀접하게 결합하면서 이러한 차이가 많이 줄어들었지만, 정보의 가상성(virtualness)과 세상의 물리성(physicalness)을 명확히 구분하는 것은 ICT를 잘 이해하는 데 매우 중요하다.
--p.17

이때 가상의 세상에서 다루어지는 정보의 특성을 가상성(virtualness), 물리적 세상의 물건의 특성을 물리성(physicalness)이라고 구분해 보자. ICT는 가상성을 갖는 정보를 처리하는 기술이다. 따라서 가상성과 물리성의 특성과 이 둘의 차이점을 이해하는 것은 ICT를 이해하는 데 매우 중요할 것이다.
가상성의 대표적인 특성은 처리(변형이나 이동)에 들어가는 비용이 0에 수렴하는 것, 복제하는 데 들어가는 추가 비용이 거의 0인 것, 저장에 들어가는 물리적 공간이 0에 수렴하는 것 등이다. 물리성의 특성은 그 반대이다. 변형이나 이동에 물리적인 에너지가 들어가고, 복 제하는 데 원본을 만드는 것과 거의 비슷한 비용이 들어간다. 그리고 양을 두 배로 늘리면 정확히 두 배의 공간이 필요하다.
--p.21

정리해 보자. 가상성과 물리성은 서로 상호작용한다. 물리적인 세상이 코딩이 되어 가상의 세상으로 옮겨지기도 하고, 가상의 세상에서 분석된 결과가 물리적인 세상에 영향을 주기도 한다. 물리적인 물체가 가상의 정보와 결합하면 어느 정도는 가상성의 성질을 갖게 되며 정보와의 결합이 강해질수록 가성성도 커진다.
현재 ICT로 인한 급격한 변화는 어찌 보면 가상성과 물리성이 점점 더 강력하게 결합되기 때문이라고 할 수 있다. 대표적으로 IoT(Internet of things)는 사물(things)이라는 물리성을 갖는 물체가 인터넷으로 연결(가상성)되는 것이고, 인공지능은 물리성이 지배하는 현실의 다양한 문제에 대한 답을 정보로 변형해서 가상의 세계에서 답을 구하는 것이라고 할 수 있다.
--p.38

이처럼 늘어난 데이터와 개선된 알고리즘이 일종의 선순환을 일으키고 있다. 데이터가 늘어나면 기계학습의 정확도가 높아지고 수요가 늘어난다. 수요가 늘어나면 다양한 분야를 위한 기계학습의 알고리즘의 개선은 더 빠르게 이루어진다. 또한 다양한 적용분야에서 수집된 다양한 데이터는 다시 학습을 위해 활용됨으로써 정확도를 더욱 높이는 선순환 구조를 만들고 있는 것이다.
이러한 선순환 구조는 인공지능의 특성에 기인한 바가 크다. 인공지능은 주로 가상의 데이터를 다루는 기술이다. 따라서 가상성이 큰 분야라 할 수 있다. 그러므로 가상의 정보만 빨리 정확히 처리하면 얼마든지 기술이 향상 될 수 있다. 인공지능을 위한 데이터는 가상성의 특성상 앞으로 더 낮은 비용으로 더 많이 사용할 수 있게 될 것이다. 또한 기술의 발전 속도도 빨라서 더 정확한 인공지능 기술을 더 많은 분야에 적용할 수 있게 될 것이다.
--p.61

가장 흔한 오해는 빅데이터 분석은 데이터 크기가 아주 큰 데이터인 경우에만 해당하는 것으로 알고 있거나, 마법같이 정확한 결과를 만들어 준다고 생각하는 것이다.
또 하나 흔한 오해는 빅데이터 분석은 마법처럼 전혀 새로운 분석기술을 사용해서 원하는 결과를 뽑아준다고 생각하는 것이다.
--p.100

SNS가 일반화되면서 나타난 한 가지 중요한 변화는 사람들의 상호작용(교류)이 모두 기록으로 남는다는 점이다. 우리가 누구와 어떤 얘기를 언제 얼마나 자주 하는지, 얼마나 많은 사람과 교류하는지 등이 디지털 기록으로 남는다. 이 덕분에 앞서 설명한 소셜 네트워크 분석을 따로 데이터 수집을 할 필요 없이 SNS상에서 할 수 있게 된 것이다.
--p.110

상상을 해 보자. 우리가 사용하는 TV, 냉장고, 밥솥, 토스터와 같은 대부분의 가전제품이 인터넷에서 연결되어 데이터를 주고받을 수 있다면 우리의 생활이 어떻게 바뀔까? 모든 집의 데이터가 모이고 분석이 된다면 어떻게 될까?
여기에서 한 발짝만 더 나아가 보자. 집 밖의 길거리에 온도 센서, 빛 센서, 소리 센서, 진동 센서, CCTV 등 수많은 종류의 센서가 설치되어 있고, 이들이 감지한 데이터 값을 인터넷을 통해서 받을 수 있다면 어떤 일들이 가능할까?
--p.136~137

현재 애플이나 구글은 스마트폰 운영체제인 iOS나 안드로이드를 통해 스마트폰을 플랫폼으로 삼아 다양한 비즈니스를 하고 있다. 마찬가지로 자율주행자동차의 통제시스템은 자동차를 플랫폼처럼 활용해서 다양한 비즈니스를 가능하게 할 것으로 예상된다. 스마트폰의 양대 회사인 애플과 구글이 자율주행자동차에도 큰 투자를 하고 있는 것이 결코 우연은 아니다.
--p.182

많은 사람들이 컴퓨터가 이러한 속도로 발전하면 특정 문제를 해