디지에코보고서 2017.1.11 Issue&Trend 자동화된사물인터넷의미래 Smart Connected Products 청강문화산업대학교 스마트미디어전공교수 박민우 minupark@ck.ac.kr I. Smart Connected Products(SCP) 정의 II. 사물인터넷기반의 SCP III. 웨어러블기반의 SCP IV. 결론 : 연결과분석 현대전략분야의아버지라불리며, 피터드러커, 톰피터스와함께세계 3대경영석학으로평가받은받고있는 마이클유진포터 (Michael Eugene Porter) 교수가 2015년하버드비즈니스리뷰에기고한 "How Smart, Connected Products are Transforming Competition and Companies 를기반으로사물인터넷의진화와미래에대해서분석해본다. 사물인터넷분야에서는스마트허브, 스마트키, 스마트키오스크제품을중심으로, 웨어러블 분야에서는스마트워치, VR/AR HMD 제품을중심으로 SCP 전략을적용해본다. 더불어연결과분석을통해서빅데이트를구조화하는방법과인공지능이가져다줄미래와 문제점에대해서고민해보고자한다.
I. Smart Connected Products(SCP) 정의 2015년 10월하버드비즈니스리뷰 (HBR, Harvard Business Review) 에흥미로운글이올라왔다. How Smart, Connected Products are Transforming Competition and Companies 라는제목의이글의저자는현대전략분야의아버지라불리며, 피터드러커, 톰피터스와함께세계 3대경영석학으로평가받은받고있는 마이클유진포터 (Michael Eugene Porter) 교수다. 필자가이글을흥미롭게생각하는이유는경영전략분야에서이렇게구체적으로기술스택에대해서언급되는것이흔한일이아니며, 과거여러가지기술들이개별적인트랜드로발전했다며이제는이런기술들이하나로통합되어전략으로수립해야되는단계에왔다는사실때문이다. 그렇다면 똑똑하고, 연결된제품 (Smart, Connected Product) 은무엇일까? 마이클포터 교수는 3가지핵심구성요소로 <Physical, Smart, Connectivity> 를언급하고있다. 여기서 Physical 즉물리적구성요소는기계및전기부품으로이루어진것을의미한다. Smart 는센서, 마이크로프로세서및제어용소프트웨어를, Connectivity 는제품들간에그리고클라우드서버와연결되는통신네트워크라고정의하였다. 구성요소만놓고보면사물인터넷 (IoT, Internet of Things) 의정의와크게다르지않다. 차이가있다면사물이인터넷에연결되는것이중요한것이아니라, 오히려네트워크연결이사물의본질을바꿀수있다는점이다. 기존사물인터넷제품이네트워크에의해서기능향상을가져올수있다는측면에서 진화가가능한사물인터넷 개념으로이해가가능하다. 2
이런기능향상이가능하기위해서포터교수는 < 모니터링, 제어, 최적화, 자동화 > 4 단계 진화가필요하다고주장하며, Smart Connected Products(SCP) 의기술스택을 제시하였다. 1 단계 : 모니터링 (Monitoring) 다양한사물인터넷센서를통해서제품의기능동작과외부환경의변화를파악하고 감시한다. 이러한센서의데이터를활용하여자신의조건과환경을모니터링한다면 기존에파악할수없었던인사이트를만들어낼수있다. 2 단계 : 제어 (Control) 사물인터넷제품에탑재된소프트웨어와인터넷연결을활용하여원격으로제품을 제어하는방법을의미하며, 사람이가기힘들거나위험한환경에서정의된기능과 인터페이스를통해서제품을작동시킬수있다. 3
3 단계 : 최적화 (Optimization) 모니터링과제어기능을조합한최적화알고리즘을활용하여, 제품의성능과기능을크게 향상시킬수있다. 스마트빌딩, 스마트농장과같이다양한센서와기능이필요한 분야에서최적화는비용과인건비를절감하는효과를가져올수있다. 4 단계 : 자동화 (Autonomy) 최적화가가능한사물인터넷제품은빅데이터분석을통해서제품의환경및사용자환경설정을통해서스스로학습하고적응할수있게된다. 궁극적으로타제품및시스템과자동으로연결하거나스스로자가진단및수리할수있는단계에이르게되면사람의도움없이독립적인서비스운영이가능해진다. 4단계진화과정설명을듣다보면사물인터넷의다음단계인 ( 과거에자주언급되었으나지금을사용하지않는 ) 만물인터넷 (IoE, Internet of Everything) 개념이떠오른다. 만물인터넷에서중요한차별점은단순히사물의연결이아니라, 연결된사물의데이터를분석하고분석된결과를다시연결된사물에전달하여제어한다는점이었다. 마이클포터 교수의마지막진화단계인 자동화 에서언급하는부분은만물인터넷개념을좀더기술적으로구체화했다고보여진다. 향후빅데이터분석기술이 Smart Connected Products(SCP) 의핵심요소가될것이다. 하지만현재수준은센서의보급과빅데이터수집에국한되어있으며, 데이터의분류및 인공지능과기계학습의결과가반영되고있다고보기는어렵다. 아직은 Smart Connected Products(SCP) 에대한정의가보편화되어있지는않다. 여전히사물인터넷의범주에서제품구분이일반화되어있는상황에서, 필자는 마이클포터 교수가주장하는 3가지핵심구성요소와 4단계진화과정에서높은가능성을가지는제품들을기반으로구분해보고자한다. 4
II. 사물인터넷 (IoT, Internet of Things) 기반 SCP (1) Connected Home & Smart Speaker 현재 IoT 기반 SCP에서가장진화된분야는인터넷에연결된스마트홈제품, 즉 Connected Home 제품들이다. 이미액세서리수준의제품들은중국산제조업파워로양과질적인측면에서시장에넘처나고있는수준이다. 국내이동통신 3사들도자사의다양한제품들을홍보하고있으며, IoT 전용요금제상품까지출시되어있다. 하지만여전히 Connected Home 제품들의딜레마는 스마트허브 (Smart Hub) 의필요성이다. 다양한가정용 IoT 제품들이모두스마트폰과연결해야할필요는없으며, 그렇다고통신사의서버에연결되어야할이유도충분하지않다는것이다. 이런측면에서아마존의 에코 (Echo) 또는 SK텔레콤의 누구 (Nugu) 와같은허브의존재가필요해진것이다. 과거에는스마트TV 또는스마트냉장고 (?) 가허브역할을해줄수있다고믿었지만, 제품의유연성과업그레이드이슈등으로이제는스마트허브의후보에서제외되었고, 현재는 스마트스피커 (Smart Speaker) 라고불리는음성인식기반의독립적인허브가대세가되었다. [ 구글이출시한스마트스피커제품인 구글홈 과아마존에서출시된 에코 ] 5
기술의발전이가져온가장큰변화는디스플레이의한계를벗어나고있다는점이다. 과거스마트폰시대의경쟁력은디스플레이의크기와화질이었다. 모든인터페이스는화면을통해서이루어졌고, 고화질과터치기술의정교함이제품의경쟁력이었지만, 지금은제품과인터페이스의상당부분이음성으로전환되었다는점에서향후제품의발전형태를예측할수있다. 음성인식과같은소프트웨어기반의기술경쟁력은점차제조기반기업들의입지를좁게만든다. 아직제품도출시하지않은애플이스마트허브분야에서높은경쟁력을기대하는이유는이미애플워치를통해서 시리 (Siri) 라는음성인식만을활용한인터페이스의완전한경험치를가지고있기때문일것이다. 아마존의 에코 가경쟁력을가질수있었던이유도 알렉사 (Alexa) 라는음성인식기반의인공지능서비스를보유하고있었기때문임은널리알려진사실이다. (2) Connected Car & Smart Key IoT 분야에서대중화란측면에서는 Connected Home 분야가가장뜨거운이슈지만, 산업이란측면에서본다면시장투자의규모는 Connected Car 가우위에있다. 특히 자율주행자동차 시장은특정자동차업계중심의산업이아니라, 자동차와소프트웨어의화학적결합이필요한제조기반과소프트웨어서비스기반산업의통합을의미한다. 과거제어와모니터링중심의자동차임베디드소프트웨어기술에서벗어나, 센서와빅데이터분석, 음성인식과인공지능분야까지최신소프트웨어기술대부분이집약된산업이란측면에서그가치가높다. Connected Car 분야에서 SCP 제품으로가장기대를모을수있는아이템은 스마트키 (Smart Key) 제품이라고생각한다. 소카 (SoCar) 서비스를이용해본사람이라면자신의스마트폰소카전용앱으로자동차도어를열고닫은경험을해봤을것이다. SCP의진화단계중모니터링과제어가가능한단계에이미도달해있다고볼수있다. 향후스마트키는인터넷을통해클라우드서비스와연결되어최적화가이루어지게될것이다. 특히스마트워치와같은웨어러블디바이스가스마트키를대체하는방식으로발전한다면, 자동차 -> 스마트워치 -> 스마트폰 -> 클라우드서버 -> 자동차제조사 / 보험사 로이어지는가치사슬이완성된다. 스마트키는단순히자동차를제어하는데그치지않고, 자동차의상태와환경정보를수집하고분석할수있는제품으로 6
발전할수있다. 최적화를거처자동화단계에이른다면향후자동차의정비및 유지보수까지가능해질날이올것이다. (3) Connected City & Smart Kiosk IoT 공공분야에서주목받고있는 Connected City 분야에서기대할수있는 SCP 제품은 스마트키오스크 (Smart Kiosk) 가예상된다. 특히네트워크와연결된디지털사이니지분야에서 IoT 기술을접목하여, 다양한서비스를창출할수있다는점에서산업군의합종연횡이가능할것이다. Connected City 분야에서서비스의방향은공공의가치를추구하는데주목적이있다. 따라서교통이나치안분야에우선순위가있겠지만, 주차나환경과같은지역생태계문제를해결하기위한노력도중요하다. 최근버스정류장에도입된디지털안내판은단순히버스도착시간만을알리는것이아니라주요뉴스와날씨와같은생활과밀접한정보를제공해주고있으며, 만족도도매우높다. 스마트키오스크는이러한디지털안내판에사용자입출력이가능한형태를말한다. 과거와같이터치스크린방식이아니라개인스마트폰과연결되거나다양한모션및음성인식기반의입출력도가능해질것이다. 단방향정보제공의형태가아니라사용자의입력정보와같은행위를분석함으로써키오스크스스로서비스의진화가이루어지는형태로발전해야한다. 이것은 SCP의최적화및자동화단계를의미한다. 그외에도 스마트공장 (Smart Factory) 분야에서는 사이버물리시스템 (CPS, Cyber- Physical System) 의도입으로생산자동화를이끌것이다. 이미 제4차산업혁명 이란주제로자주거론되는 CPS는 IoT를기반으로생산전과정에서기기와생산품간의상호소통이이루어지고생산과정이최적화 / 자동화되어가는것을목적으로한다는측면에서 SCP의진화과정과일치한다. 장기적으로 CPS는모든산업과상호연계되어새로운생태계를이루게될것이라고기대하고있다. 7
III. 웨어러블 (Wearable) 기반 SCP 기본적으로 SCP는사물인터넷과같은센서를통해서제어와모니터링이가능한제품을기반으로하고있다. 하지만, 포괄적인의미에서본다면웨어러블디바이스의기본구성은 SCP의 3가지핵심구성요소인 <Physical, Smart, Connectivity> 를정확히충족시킨다. 웨어러블디바이스자체가센서를기반으로데이터수집을통해서사물인터넷역할을할수도있으며, 다른사물인터넷디바이스의허브역할을할수도있을것이다. 중요한것은 생체신호 (Biomedical Signal) 정보와같은데이터는웨어러블형태가아니면수집이불가능한데이터라는사실이다. 따라서웨어러블디바이스제품들도 SCP가목표로하는데이터수집및분석에중요한역할을하게될것이다. (1) 스마트워치 (Smart Watch) 웨어러블디바이스대중화를이끈것은누가뭐라고해도스마트워치다. 정확히말하자면 애플워치 (Apple Watch) 다. 스마트워치의역사는애플워치이전과이후로나뉜다고해도과언이아닐것이다. 2014년애플워치가출시된이후, 2015년애플은 1,200만대이상을출고하여전년도시장규모를 3배이상키워냈다. 최근애플워치뿐만아니라스마트워치시장자체가성장이둔화되고있지만, 여전히웨어러블기반의 SCP 제품으로서의가치는높다고볼수있다. 애플워치의뒤를이어삼성전자의 갤럭시기어 시리즈가 2 위시장을차지하고있지만, 8
올해는구글의새로운 안드로이드웨어 (Androidware) 2.0 기반의스마트워치제품군들이 대거시장에등장하게될것으로보여 2 위시장경쟁이치열해질것이다. 문제는 스마트워치제품의운영체제파편화가날로심화되고있다는점이다. 시장의 절반을차지하고있는애플워치는자체운영체제인 watchos2 를기반으로하고있으며, 삼성전자는웨어러블및임베디드전용운영체제로변신한 타이젠 (Tizen) 을기반으로하고있다. 또한 2017년구글안드로이드웨어기반으로다수의스마트워치제품들이등장하게된다면, 스마트워치운영체제시장은춘추전국시대가될것이다. 스마트워치가 SCP 제품으로가치가있는이유는심박센서와같은정밀한생체신호를수집할수있기때문이다. 최근에는가민 (Gamin), 핏빗 (Fitbit) 등과같은웰니스용피트니스밴드제품들에도심박센서가내장되어사실상스마트워치와버금가는정보수집이가능해졌다. 중국산스마트워치나스마트밴드도심박센서를내장한저가형모델들이대거출시되어기존제품들을위협하고있다. 최근스마트워치시장이주춤하고있기는하지만, 향후시장성장을이끄는기술은센서의고도화가아니라음성인식기반의 지능형가상비서 (Intelligent Personal Assistant) 가될것이다. 애플의시리 (Siri), 구글의어시스턴트 (Asistant), 아마존의알렉사 (Alexa), 마이크로소프트의코타나 (Cortana) 등이주요제품들이며, 스마트폰과데스트탑 PC에도이러한기술들이적용되겠지만, 활용도란측면에서스마트워치가가장효과적이라고볼수있다. (2) 가상현실 (VR) 과증강현실 (AR) HMD 2016년 ICT 트랜드에서가장뜨거운분야는가상현실 / 증강현실 (VR/AR) 이었다. 데스트탑 PC 기반의오큘러스리프트 (Oculus Rift) 와 HTC 바이브 (Vive), 게임콘솔기반의소니플레이스테이션-VR(PS-VR) 제품들이 VR 시장을지배하였지만, 2016년하반기구글이출시한모바일 VR 플랫폼인데이드림 (Daydream) 과전용 HMD인데이드림뷰 (Dayream View) 는스마트폰을활용한 VR 시장에대한기대감을높였다. 증강현실 (AR) 분야에서는마이크로소프트의홀로랜즈 (Hololens) 와같은독립적인 HMD( 또는스마트안경 ) 제품과포켓몬고와같은스마트폰을활용한서비스들이화제가 되었다. BMW 는자동차에서활용가능한 AR 기반의스마트안경을개발중이며, 이제품은 9
네비게이션역할과운전자의편의를돕는정보검색기능을탑재할예정이라고한다. 장기적으로는 VR 은게임및콘텐츠분야에서 AR 은산업분야에서활용도가높아질 것으로기대하고있다. SCP 관점에서 VR/AR HMD는스마트워치와는달리인터페이스에비중이높다. 데이터의수집보다는모니터링과제어단계에서효과적인커뮤니케이션이가능해질것이다. 특히구글이최근에인수한아이플루언스 (Eyefluence) 라는기업은눈동자의움직임을추적하는기술을보유하고있다. 또한구글은컨트롤러인터페이스를공개하여구글데이드림용으로다양한컨트롤러제작이가능해졌다. 그외에도스마트링 (Smart Ring), 스마트펜 (Smart Pen) 등은 VR/AR 뿐만아니라새로운웨어러블기반의 SCP로발전할가능성이있다. 이미스마트펜은삼성전자의갤럭시노트시리즈와애플의아이패드프로에서사용되고있으며, 레노버의 요가북 (Yogabook) 의경우에는키보드전체를스마트펜을위한패드로활용할수있다. SCP 관점에서는단순액세서리에불과하지만, 스마트펜의용도가입력장치이상의기능을탑재하게된다면효과적인웨어러블디바이스로발전을기대해볼수도있다. 10
IV. 결론 : 연결과분석 (Connectivity & Analysis) SCP 진화단계에서 자동화 를위해서는센서로수집된방대한비구조화된데이터를 선택하고분석하는방안이필요하다. 마이클포터 는효과적인빅데이터분석을위해서 <Descriptive, Diagnostic, Predictive, Prescrptive> 라는 4 가지구조화방안을제시하고있다. 결국사물인터넷의역할중가장중요한것은 센서기반의데이터수집 이다. 이데이터는분석되기전까지가치를제공하지못하는단순자료이지만, 스스로데이터를생산하고인터넷으로전달된다는점에서기존의데이터들과활용가치가다르다. 이렇게수집된데이터는빅데이터분석을통해서정제되고인공지능의학습데이터로활용된다. 사물인터넷의발달은인공지능에엄청난학습량을제공하게될것이다. 미래의인공지능은사람의도움을필요로하지않는다. 사물인터넷을통한데이터수집 -> 빅데이터분석을통한가치있는정보의추출 -> 인공지능을통한학습, 이런과정을통해서인공지능은무섭게발전할것이다. 향후우리는인공지능에많은판단을의지하게될것이다. 처음에는단순한판단을대신하겠지만, 사람들이스스로판단하는기회와경험이부족해지면서점차의존도가높아질것이다. 결국우리는윤리적 / 도덕적판단까지인공지능에게의존하게될지도모른다. 모든문제는판단을확률로접근하면서발생한다. 실패할확률을줄이는것이판단의기준이된다면, 사람은결코인공지능의판단력을따라갈수없다. 11
하지만, 정의라는추상적인개념이인공지능시대에는법률보다더중요하다. 법은 최소한의기준이지만, 사회는최대한의가치를추구하고있기때문에도덕적가치가 유지되지않는다면, SCP 의진화는인공지능시대에위협이될수밖에없다. SCP가가져다줄미래는빅데이터를기반으로스스로학습하고판단하는자동화시스템의출현으로보다효율적인사회가될것이다. 하지만모든전략의중심에는사람이우선이다. 제품들이연결과분석을통해서더스마트해지겠지만, 사회의가치를추구하는과정은여전히사람이주체이며, 또한시대에변화에따른윤리적문제도함께고민해야될숙제다. 12