"인류 역사상 마지막 산업혁명이 될 5차산업혁명"[103]

박정수 성균관대 교수의 현미경 '스마트팩토리'
제조업 부흥의 선봉장,'인공지능 기반 스마트팩토리'

박정수 성균관대 스마트팩토리 융합학과 겸임교수

[박정수 성균관대 스마트팩토리 융합학과 겸임교수] 사물 인터넷을 활용하여 초 연결성을 실현하고 메타버스(metaverse) 세계를 새로운 산업 공간으로 창의(創意) 하는 뉴 노멀(new normal) 시대가 점점 성숙되고 있다. 이미 와 있는 미래를 인식하기도 전에 새로운 흐름은 흔적도 없이 살아지고, 인간의 인식 능력과 인공지능(AI)을 하나로 하는 동기화의 실상이 또 다른 미래의 모습으로 나타나고 있다. 4차 산업혁명의 대부분 기술들은 연역적인 접근보다는 핵심적인 실마리를 찾기 위해 귀납적인 방법을 모색(摸索) 하게 하였고, 그 대표적인 예가 빅 데이터 관리 기술과 인공지능 기술을 활용하기 위한 알고리즘, 즉 소프트파워(softpower)가 명확한 목적 함수의 수단 매체(媒體)로 작용하고 있다.

제조 산업뿐만 아니라 모든 산업이 기존의 기술과 경영전략으로는 살아남기가 힘들다는 시기에 개선의 속도와 패러다임을 혁신하여 생존의 문제를 다루자는 것이 산업혁명이다. 인간의 근육 운동을 기계로 대처한 기계화처럼 18 세기 중반부터 19 세기 중반까지의 100 년간에 일어난 제1 차 산업 혁명은 수력 및 증기 동력을 사용하여 제조 공정의 기계화가 시작되었다.

제2차 산업혁명은 동력원의 전기 혁명이다. 19 세기 말부터 20 세기 초에 걸쳐 전력을 이용한 제조 조립 라인 구축은 그 당시 제조 산업의 혁신 중에 혁신이었다. 그 결과 대량 생산이 가능하게 되었다. 3차 산업혁명은 경쟁우위, 경쟁에서 살아남기 위해서 자동화를 도입했다. 1970 년경부터 로봇을 포함한 디지털 기술이 제조 공정에 도입되었고, 이전에 인간이 하던 작업의 대부분이 자동화되고 컴퓨터와 인터넷의 출현으로 세계화가 가능하게 되었다. 이 시기에 대한민국의 산업 정책과 기업 정책은 세계를 놀라게 했고, 그 결과 반도체, 조선, 철강, 전자 산업 등 다양한 산업 분야에서 경쟁우위 경영을 선점한 선구자적인 기업가 정신이 출현되었다. 3차 산업 혁명 시기는 “경쟁”이 키워드였기 때문이다.

4차 산업혁명은 연결의 힘을 통한 데이터 기반 생존의 시대이다. 2009년 무렵부터 자동차에서 컴퓨터와 로봇, 다양한 제조 장비까지 모든 물건이 사물인터넷(IoT)를 통해 이어지는 시대(Connected Age)다. 사실상 링크 된 인간에 의한 최소한의 개입으로 서로 통신하고, 제어하고 서로 공유하고 모든 것을 함께 시작하고 있다. 스마트팩토리의 “사이버 물리 시스템(CPS)” 제조뿐만 아니라 조달, 유지 보수, 수리까지도 담당하게 되는 가운데 공장도 스마트 팩토리 기술에 의해서 과거와 다른 자동화가 진행되고 있다.

이러한 모든 자동화를 가능하게 하는 것은 사물 인터넷, 로봇 공학, 인공 지능이며, 인간의 뇌와 마찬가지로, 데이터 분석, 각종 메모리에 의해서 실현되고 있다. 그 결과 디지털 기술은 시간과 속도를 가속화시키고 있다. 지금은 무엇이든 빨리 움직인다. 경쟁보다는 상생과 생존이 주어진 과제인 디지털 경험의 시대다. 다시 말해 4차 산업혁명 시대는 “생존”이 키워드이기 때문이며 이를 위해 경험을 관리하는 역량이 중요해지고 있다.

4차 산업혁명 시대의 주요 기업, 애플이나 구글의 자산은 데이터다. 데이터 이코노미이다. 데이터는 하나는 의미가 없다. 3차 산업혁명 시대는 개선과 효율을 통한 “경쟁”이 주요 개념이었다면, 4차 산업혁명 시대는 상호작용을 연결하는 “생존”이 중요하다. 그 까닭은 기존의 3차례 산업혁명은 약 100년 주기로 생성되었지만 4차 산업혁명은 3차 산업혁명 후 불과 40년 만에 등장하였다. 즉 경쟁의 문화가 산업혁명 기간을 점점 더 단축시키고 있기 때문이다.

독일의 인더스트리 4.0, 4차 산업 혁명 시대도 과거 산업 혁명이 수십 년간 이어왔기 때문에 관성적으로 그럴 것이라고 생각하는 패러다임 자체를 전환시킬 필요가 있다. 어쩌면 이미 제 5차 산업혁명이 시작되고 있는지도 모른다. 5 차 산업 혁명의 특징으로, 사람과 로봇이 서로의 이익을 위해 함께 협력하는 시대가 열리고 있다. 특히 제 5 차 산업 혁명(한국형 인더스트리 5.0)은 로봇은 사람의 동반자로써 자리매김하고 있을 뿐만 아니라 그 덕분에 어느 때보다 인간의 능력, 즉 지적 세계가 과거와 다른 세계로 발전하게 될 것이다. 특히 행동 인터넷(internet of behaviors)을 활용한 MaaS(Mobility as a Services)관점의 컴퓨팅(computing) 능력이 향상될 것이다.

4차 산업혁명이 디지털 혁명(대전환)을 기반으로 새로운 기술 간 융합을 제조 현장에 적용하여 개인화 맞춤(bespoke)을 실현하는 것이라면, 5차 산업혁명은 수백 년 이어 온 산업 경계가 무뎌지고 뉴 노멀(new normal), 즉 새로운 산업 질서가 과거와 다르게 형성될 것이다. 4차 산업혁명에서 준비해 온 다양한 기술들이 바이오, 의료, 에너지, 제조, 농업 등 다양한 분야와 융합을 통해 제품과 서비스의 결합(product servitization), 서비스의 제품화(service productization), 그리고 기존 서비스와 신규 서비스의 결합 현상을 포괄하는 개념과 구독 경제의 출현으로 다양성에 의한 유연 제조가 요구되고 있으며 또 다른 세상 매타 버스(metaverse) 세계를 위한 기술혁명으로 전개될 것이다.

미래학자들은 입을 모아 “5차 산업혁명은 누구도 예측할 수 없을 정도로 지금까지와는 차원이 다른 변화가 예상된다”라고 강조한다. 5차 산업혁명은 어쩌면 인류 역사상 마지막 산업혁명이 될 수 있다. 5차 산업혁명 이후로는 산업 자체가 사라지거나 인간이 아닌 기계가 변화를 주도할 가능성이 높기 때문이다.

5차 산업혁명은 이미 진행형이다. 4차 산업혁명 시기에 준비되고 있지만 인공지능 분야, 즉 인공지능(AI)이란 용어가 등장한 것은 벌써 70년 전 일이다. 하지만 최근 컴퓨팅 기술이 발전하면서 과학계뿐만 아니라 모든 산업에서 가장 뜨거운 분야로 꼽힌다. 우여곡절 속에 인공지능을 활용한 자율주행의 융복합 기술에서 산업혁명의 인사이트(insight)를 찾게 될 것이다. 많은 전문가들이 미래 산업에 큰 영향력을 미칠 것으로 자율주행(자율이동) 기술을 꼽았다.

그 까닭은 실현 가능성이 높고 택시, 대중교통, 물류체계의 변화와 공급망 혁신, 자동차 보험 등 다양한 산업에 여파를 미칠 것으로 예상된다. 특히 제조 산업은 스마트 팩토리를 통해 자율 주행이 뉴 노멀(new normal) 제조 실행 주체가 될 것으로 추론(推論) 되기 때문이다. 그래서 지능 기반 맞춤 시대에 따라서 제 5차 산업혁명 시기가 이미 도래했다고 봐야 할 것이다. 물론 산업혁명을 구분 짓는 것은 쉬운 일은 아니지만 대한민국이 선진국으로써 글로벌 리더쉽을 발휘하기 위해서는 5차 산업혁명의 발원지가 되어야 할 것이다. 그 핵심에 자율 주행(이동) 더 나아가 인공지능 기술 기반 “자율 마스(A-MaaS: Autonomous Mobility as a Services)” 분야의 선도 국가를 만들어야 한다. 아래 그림은 제 5차 산업혁명에 대한 기본 개념이다.

90년대 노키아(Nokia TMC 창원공장) 핸드폰 생산공장을 기점으로 핸드폰 제조가 시작된 후 휴대용 전화기가 플립폰, 폴더폰, 터치폰 등을 지나 스마트폰이라고 하는 전 세계적 단위의 혁명을 거치기까지. 이를 뒷받침하는 이동통신 서비스의 발전 또한 그야말로 눈부시다. 5G와 4차 산업혁명 시대에서 6G, 7G와 제 5 차 산업혁명 시대가 열릴 것이고 그 시작과 중심이 대한민국이어야 한다. 잘 알다시피 5G 통신 환경이 세상에 널리 전파된 가운데 기술의 첨단은 벌써 그다음 단계, 6G를 향해 달리고 있다. 삼성전자가 지난 6월16일, 미국의 샌타바버라 캘리포니아 주립대와 함께 6세대 이동통신의 테라헤르츠 대역 통신시스템 시연을 성공적으로 마쳤다고 한다. 글로벌 기업으로서 6G 상용화를 노리고 있음을 알려주었다.

자율주행 기술은 지금도 어느 정도 궤도에 올라와 있다. 전반적으로 자율주행 레벨 5단계 중 3단계를 지나고 있다. 전문가별 다소 이견은 있으나 레벨5 수준의 완전 자율주행이 5년에서10년 후 실현 가능하다고 한다. 따라서 6G 기술은 그 기간을 단축할 뿐만 아니라 다양한 산업 분야에서 전면적으로 활용될 수 있을 것이다.

제 5 차 산업혁명 시대의 자율주행차 또는 자율이동은 단순히 차가 스스로 움직이는 것만을 의미하지 않는다. 같은 자율주행차라고 해도 2020년대 4차 산업혁명 시대의 자율주행차와 제 5 차 산업혁명 시대의 자율주행차와 자율 이동은 기본적인 개념부터 다르다.

제 5 차 산업혁명 시대에는 도로 위 수많은 자율주행차가 각각 인공지능 기술과 6G통신 기반 슈퍼컴퓨터가 돼 세상을 바꿀 정보를 모은다. 이 정보를 바탕으로 새로운 도시 인프라를 구축할 수 있다. 또한 삶의 질과 라이프 스타일(lifestyle)이 새로운 가치관을 형성시킬 것이다. 시장조사업체 IHS마킷은 2024년 전 세계 승용차 가운데 차량사물통신(V2X)을 장착한 차량이 1120만대에 이를 것으로 예상했다. 이처럼 6G, 7G등 통신 기술이 발전하면 자율주행 기술이 더욱 빠르게 발전할 수 있으며 차 세대 통신과 인공지능 기술이 융합되면서 그 속도는 지속적으로 단축될 것이다.

지능형 스마트 팩토리를 통해 품질 관리가 획기적으로 개선되듯이 자율주행차가 본격적으로 상용화되면 교통사고는 현재 10분의 1 수준으로 감소할 것이다. 다른 산업에 끼치는 영향도 크다. 세계적으로 수 백조원 매출을 거두는 자동차 보험 산업도 변화가 예상된다. 자율주행은 자동차 산업뿐만 아니라 본원적 기능 자체가 다른 영역에 적용할 수 있기 때문에 그 파급 효과는 상상을 초월한다. 부가적으로 인간의 삶과 일상의 변화를 주도하는 기능이 되고 있어서 여유 시간을 인간이 활용할 수 있게 해준다는 점에서 부가가치가 높은 기술이자 기능이다.

그러므로 제 5 차 산업혁명(k-산업혁명), 인더스트리 5.0은 디지털 기술을 사용해 인간에 의한 최소한의 개입으로 제조 공장을 운영하는 4차 산업혁명 시기의 사이버 물리 시스템(CPS)의 스마트 팩토리에서 사람 중심의 사이버 물리 시스템(h-CPA), 즉 휴먼 테크(human technology)와 증강 휴먼(augmented human) 기반 플랫폼 제조와 메타버스(metaverse) 세계로 확장되어 갈 것이다.

새로운 세계에서는 센서가 데이터를 수집하고 AI를 탑재 한 컴퓨터가 데이터를 처리하고 분석한다. 이렇게 전후 관계를 연결하여 분류할 때 속도는 더욱 빠르고 데이터베이스는 더욱 커진다. 기계나 로봇이 정보를 사용하여 프로그램된 알고리즘 및 과거의 행동과 결과에 대한 피드백(feed-back)에 의해서 의사결정을 내리고 지속적으로 최적화 운영을 실현하게 된다.

따라서 제 5차 산업혁명 시대는 어떤 사람이 예상되는 사회의 주류에서 소외되는 것이 아니라, 사람들은 오히려 새로운 혁명에서 각광받는 존재가 될 것이다. 기계가 사람을 위해 과거보다 더 섬세하고 유연하게 일을 해줄 것이다. 그러므로 결코 그 반대는 없을 것이다. 모든 것이 공진화(coevolution) 하기 때문에…

류성 (star@edaily.co.kr)