통권 1710 호 2015. 8. 26 ISSN 1225-6447 포커스 1 제 4 차산업혁명의신지평과주요국의접근법 [ 하원규 / 한국전자통신연구원 ] 기획시리즈 13 IoT 기반도시지하매설물모니터링플랫폼기술현황 [ 박동환 / 한국전자통신연구원 ] 최신 ICT 이슈 23 인공지능, 위기의음악산업에새로운돌파구가될것인가 28 IBM, 의료영상처리기업 7 억달러에인수, 헬스케어강화 30 독일물류기업, 스마트글래스시험도입계획 31 어린이집ㆍ유치원의 CCTV 대용인간형로봇 33 IoT 보안이슈와시사점 Weekly Brief
포커스 포커스 제 4 차산업혁명의신지평과주요국의접근법 하원규 * 본고에서는 IoT, CPS, 빅데이터그리고인공지능의최적구성으로탄생하는새로운 ICT 환경을만물초지능통신기반으로규정한다. 그리고이를심층기반 (Deep Fundamentals) 으로하여파생되는경제ㆍ사회적거대잠재력과혁신력의총체를제4차산업혁명의신지평으로본다. 이러한기본인식을바탕으로미국의산업인터넷, 독일의인더스트리 4.0, 일본의로봇신전략의접근방법과전략적패턴을고찰하였다. 본고의목적은이상의논의를전제로주요국의제4차산업혁명의본질적인요소를도출한후전략적함의를도출하는데있다. 그결과각국의전략은단순히제조업의혁신의주도권경쟁에머무르지않고, 자국의강점을연계하여모든산업의생태계와 21세기경제ㆍ사회시스템의재구축이라는제4차산업혁명시대의중심국가전략에그본질이있다고판단한다. 목차 Ⅰ. 제4 차산업혁명시대의도래 Ⅱ. 미국의제 4 차산업혁명접근법 Ⅲ. 독일의제 4 차산업혁명접근법 Ⅳ. 일본의제 4 차산업혁명접근법 Ⅴ. 주요국의접근전략비교및함의도출 * ETRI 미래사회연구실 / 책임연구원 I. 제 4 차산업혁명시대의도래 주지하듯 18 세기최초의산업혁명은인간의육체노동을기계로대체하는증기기관의발명으로촉발되어생산성의혁신을가져왔다. 20 세기초반의제 2 차산업혁명은발전기등전기에너지의보급으로산업시스템의혁신과인류의생활을극적으로향상시켰다. 20 세기중반이후에는컴퓨터와인터넷의범용화에힘입어인류는지구차원의정보와지식을공유함으로써인간의두뇌노동을대체ㆍ증강하여왔다. 21 세기에와서는 IoT, CPS, AI 등정보기술의지수함수적변혁으로초소형컴퓨터가모든사물과공간에탑재되는만물초지능통신혁명이라는또한차례미증유의 정보통신기술진흥센터 1
주간기술동향 2015. 8. 26. < 표 1> 산업의역사관점에서조망하는만물초지능통신혁명 = 제 4 차산업혁명 제 1 차산업혁명제 2 차산업혁명제 3 차산업혁명제 4 차산업혁명 18 세기 19~20 세기초 20 세기후반 2015 년 ~ 증기기관기반의기계화혁명 손발기능확장 증기기관을활용하여영국의섬유공업이거대산업화 동양에서서양으로패권이동 전기에너지기반의대량생산혁명 근육기능확장 공장에전력이보급되어벨트컨베이어를사용한대량생산보급 영국에서미국으로패권이동 컴퓨터와인터넷기반의지식정보혁명 뇌기능확장 인터넷과스마트혁명으로미국주도의글로벌 IT 기업부상 패권의다원화ㆍ연계화 IoT/CPS/ 인공지능기반의만물초지능혁명 오감과브레인의연계기능확장 사람, 사물, 공간을초연결ㆍ초지능화하여산업구조, 사회시스템혁신 지금부터대담하게 도전하고전략적으로리더십을발휘하는나라 가제 4 차산업혁명선도국가로 문명사적대변혁을경험하고있다. 본고에서는모든것이인터넷으로초연결됨으로써인간과사물그리고공간의상황과데이터가수집또는축적되고활용되는차세대정보기술패러다임을만물초지능통신혁명으로본다. 동시에이를기반으로산업프로세스가파괴적으로혁신되고, 인류의생활방식이근원적으로달라지는거대변혁의총체를제 4 차산업혁명으로명명한다. ( 그림 1) 은산업의역사관점에서전인류의지식과모든사물의데이터를연결하고, 다시최적으로제어하는만물초지능통신혁명이 18 세기증기기관에의한기계화혁명 ( 제 1 차산업혁명 ), 20 세기초전기에너지에의한대량생산혁명 ( 제 2 차산업혁명 ) 그리고 20 세기후반의컴퓨터및인터넷혁명 ( 제 3 차산업혁명 ) 의뒤를잇는제 4 차산업혁명으로이행하고있음을보여준다. 제러미리프킨은그의저서 제 3 차산업혁명 [1] 에서인터넷기술과재생에너지가합쳐져강력한 제 3 차산업혁명 이발생하는과정을설명하듯이산업사회변혁에대한논의는논자에따라관점을달리한다. 본고에서는 IoT, CPS, 빅데이터, 인공지능 (AI) 등의시너지가촉발하는힘을제 4 차산업혁명의견인기술력으로본다. 그리고이러한기술력은전통적인정보통신기술로서의 ICT 가아니라혁신촉매형 ICT(Innovation & Catalyst Technology) 2 www.iitp.kr
포커스 이라는그본질이바뀌고있다는데주목한다. 그방향성을다음 3 가지로요약할수있다. 1 사람 - 사물 - 공간의상호관계의기축이애널로그에서디지털로전환이촉진되면서 실시간으로데이터를수집ㆍ축적ㆍ활용할수있는만물인터넷 (IoT/IoE) 생태계가 가속적으로성숙되고있다. 2 초연결된사람 - 사물 - 공간에서획득된빅데이터를해석할수있는 AI 의진화에의해 인간의의사결정을한층고도화하고, 현실세계로피드백하여제어하는 CPS(Cyber Physical System) 가경제사회를지원하는중추시스템이된다. 3 초연결된만물인터넷생태계는삼라만상의생물적지능 (Analog Intelligence) 과인 공적지능 (Digital Intelligence) 간의선순환가치를발휘하는만물초지능통신기반 으로성숙되면서제 4 차산업혁명을견인한다. < 표 2> 혁신촉매기술 (Innovation & Catalyst Technology) 로서의만물초지능통신 1980 년대 2000 년대 2010 년대 2020 년- 전기통신 정보통신 사물 ( 만물 ) 통신 만물초지능통신 - 사람과사람을연결 - 단말과단말을필요할때만연결 - 사람과정보를연결 - 유무선브로드밴드기반정보처리생태계 - 사람과사물간데이터와정보를연결 - IoT, CPS, 빅데이터, 인공지능의선형적발전 - 사람인터넷, 사물인터넷, 공간인터넷이지능적인복합시스템을형성 - IoE, CPS, 빅데이터, 인공지능등이지수함수적으로발전 < 표 2> 와같이 1980 년대는전화를매개로사람과사람을연결하는전기통신의시대이었다면, 2000 년대는인터넷을기반으로 PC 와모바일을통해사람과정보의연결에비중이옮겨오는정보통신의시대라고할수있다. 또한, 2010 년대는 IoT 와 CPS 등의새로운 ICT 생태계를기반으로만물지능통신으로발전하는이행기로보고, 2020 년대는사람과사물이초연결되어다시빅데이터와인공지능의융합으로정보통신은혁신촉매기술로그본질이전환될것으로판단하고있다. 이과정을통해산업프로세스와경제ㆍ사회 정보통신기술진흥센터 3
주간기술동향 2015. 8. 26. 시스템이지능기반으로재편되면서지구차원의총체적혁신이수반되는제 4 차산업혁명의도래로이어질것으로전망된다. 2020 년이후의 ICT 혁명 = 만물초지능통신혁명 = 제 4 차산업혁명의관점에서먼저미국, 독일, 일본의접근전략을고찰하고, 이를바탕으로총괄적함의를도출하기로한다. II. 미국의제 4 차산업혁명접근법 IoT 를지배하는자가미래제조업을지배하는시대가된다. IoT 의주도권이곧제조업의두뇌장악이자미래서비스경쟁력의관건이라는차원에서미국의관련기업들이역량을결집하여가고있다. IoT/CPS 그리고빅데이터와인공지능의최적연계를통한사물과데이터의융합에의한미국의신산업혁명모델은 GE 가 2012 년 11 월에제창한 Industrial Internet 에서비롯되고있다. 동산업인터넷은네트워크를경유하여항공기엔진, 철도, 발전기기, 의료기기등산업기기와공공인프라등에설치한센서데이터를수집ㆍ해석하여운용혹은보수에활용한다는혁신적인산업생태계구상이다. 특히, GE 는산업인터넷을제창함과동시에자사를접속산업기업 (Connected Industrial Company) 으로변신시키는데성공함으로써미국전체산업계의참여를이끌어내는데선도적인역할을하고있다. 미국의제 4 차산업혁명접근법은다음과같이 3 가지로요약된 1 자기감시ㆍ풍력터빈에서센서데이터송신 2 송신된데이터를기록하여유지및운용비용을삭감하는기회를특정 5 떨어진장소에서협업과미래의이용을위해 Industrial Internet 에데이터는전송 4 적절한지식과툴에의해기술자가신속 하고효율적으로작업을완료 3 데이터분석에의해예방보수의필요성을확인 < 자료 >: The Industrial Internet@Work(https://www.ge.com/sites/default/files/GE_IndustrialInternetatWork_WhitePaper_20131028.pdf.) ( 그림 1) GE 의 Industrial Internet 의기본구도 4 www.iitp.kr
포커스 다. 1 클라우드서비스를기축으로하는인터넷의우위성을최대한활용한다. 2 제조업관련과인터넷기업에서축적된방대한데이터를 AI 에의한처리를통해전세계에서비스를제공한다. 3 이과정에서전세계의공장이나설비를제어하여생산을관리함으로써미국주도의산업플랫폼과표준화를실현하여간다. 이러한맥락에서 GE 의산업인터넷은미국주도의거대기업들이공동으로추진하는 IoT 와인공지능을동원한전략적인혁신모델이라고할수있다. GE 는산업인터넷의새로운물결에의해생산성이향상된다면, 세계의 GDP 는금후 20 년간에 100 조달러내지 150 조달러가성장할것으로예측하였다 [2]. 제조업과인터넷의융합은프로세스의비용절감과제품의품질향상등제 2 차산업의혁신에머무르지않고, 유지ㆍ보수ㆍ신제품개발등제 3 차산업과제 4 차산업의창출 [3] 같은글로벌신규산업육성으로연결된다. 현실과가상의교차점에서디지털화와동시에제조업을한층더진화시켜모든산업기기, 예측분석소프트웨어, 의사결정권자인인간이인터넷을매개로서로연결되는새로운미래산업생태계를지향한다. 이과정에서확보한글로벌디지털산업플랫폼이전통산업과인터넷융합을가속화하여제 3 차산업혁명으로서정보혁명의뒤를잇는신산업혁명의주도권을장악하게된다 [4]. GE 는산업인터넷이구현되면항공, 전력, 의료, 철도, 석유와가스등산업계의주요부문에서 1% 의효율을개선하기만해도연간 200 억달러의이익을창출할수있을것으로예측하고있다. 미국의산업계는 2014 년 3 월 GE, AT&T, Cisco, IBM, Intel 등 5 개 물리네트워크와사람네트워크 계측기기로의정보피드백 계측기기를탑재한산업기기 계측기기의독자데이터획득과보존 사람과기기와의적절한데이터공유 클라우드기반의안전한네트워크 Industrial Data System 계측기기베이스의알고리즘과데이터해석 원격데이터 / 중앙집중데이터의가시화 빅데이터분석 < 자료 >: Peter C. Evans and Macro Annunziata, Industrial I nternet, November 26,, 2012..p.10 ( 그림 2) Industrial Internet 의데이터순환루프 정보통신기술진흥센터 5
주간기술동향 2015. 8. 26. 사가중심이되어 IIC(Industry Internet Consortium) 을설립하였고, 2015 년 4 월현재 163 개조직이참여하고있다 [5]. IoT/CPS 에기반한 GE 의산업인터넷전략은발전소터빈이나석유플랜트, 의료기기, 항공기엔진을서로연결하는소프트웨어인프레딕스 (Predix) 를외부에개방하여거대플랫폼화함으로써사실상의글로벌표준을지향한다 [6]. ( 그림 2) 는미국의산업인터넷의역동적인흐름을보여준다. 계측기능등의센서를탑재한산업기기는독자적으로데이터를획득하고보존한다. 이들데이터는클라우드로연결된알고리즘과데이터해석을통해모든상황을실시간으로가시화하여관련자들에게공유함으로써시스템의최적화와기술자의역량강화로이어지는선순환루프를형성하게된다 [7]. III. 독일의제 4 차산업혁명접근법 2011 년 11 월독일정부에의한고도기술전략 High Tech Strategy 2020 Action Plan 이니시어티브로서정보통신기술분야의통합을지향하는전략 Industrie4.0 이채택되었 다. Industrie4.0 전략이란 사물과서비스인터넷 (Internet of Things and Services) 의 제조및서비스프로세스로의총체적적용이다 [8]. 다시말해산업기계, 물류ㆍ생산설비 의네트워크화, 기계끼리의통신에의한생산조정의자동화등이실현되고, 센서기술에 의해제조중인제품까지개별로인식하여현재의상태는물론완성까지의제조프로세스 를한눈에파악하고자한다. ( 그림 3) 은제 4 차산업혁명으로서의인더스트리 4.0 의핵심개념을설명하고있다. 제 1 차산업혁명이증기기관과기계, 제 2 차산업혁명이전기와대량생산방식의발명, 제 3 차산업혁명은컴퓨터와자동화기술에의해각각파생된다. Industrie 4.0 은이러한관점 의연장선상에서앞으로는 IoT/CPS 등에의해현실시스템과사이버시스템간의경계가 사라지면서자원조달에서설계ㆍ생산ㆍ유통ㆍ서비스까지기업의공급사슬전체과정을연 결하는제 4 차산업혁명시대가도래할것으로판단한다. 제 1 차산업혁명 제 2 차산업혁명 제 3 차산업혁명 제 4 차산업혁명 제조업 에너지 정보 인더스트리 4.0 (Real 과 Cyber 융합 ) 철도ㆍ선박전력ㆍ가스인터넷출현 IoT/CPS 혁명 ( 그림 3) 제 4 차산업혁명으로서의인더스트리 4.0 6 www.iitp.kr
포커스 독일의제 4 차산업혁명의접근법또한미국과같이 3 가지로요약될수있다. 1 독일의대기업과방대한중소ㆍ중견기업이협업하는제조업생태계를최대한활용한다. 2 IoT 와 CPS 로기계와종업원그리고공장과소비자, 연구개발자전체를최적으로연결하여독일제조업의근본적인혁신을구현한다. 3 이과정에서제품개발, 생산공정관리의효율화및공급망의최적화를통해다품종적량생산시스템을구축하고, 동플랫폼을전세계로확산하여표준화를확보한다. 이러한제 4 차산업혁명으로서의독일의인더스트리 4.0 을실현하기위해 2012 년 1 월에독일공학아케데미 (AcaTeck), Bosch 등을중심으로 Industrie 4.0 작업그룹 을발족시켰으며, 동작업그룹은동년 10 월에 Industrie 4.0 실현을위한권고 를발표했다. 동시에이권고에담겨진 8 개우선분야에대한대처를위해주요기업계로구성된 Industrie 4.0 플랫폼 이설립되었다 [9]. 동플랫폼은독일산업계주요 3 단체인독일정보기술ㆍ통신ㆍ뉴미디어산업연합회 (BITKOM), 독일기계공업연맹 (VDMA), 독일전기ㆍ전자공업연맹 (ZVEI) 을사무국으로하여 Industrie 4.0 실현을위한권고 를토대로연구개발로드맵등을작성하고있다. 한편, 이러한도전적구상에대해전기ㆍ전자메이커인지멘스와자동차의폭스바겐등독일을대표하는기업ㆍ대학ㆍ연구기관이가세하면서범국가적프로젝트로발전하게되었다. 특히, 지멘스는독일남부의소도시암베르크에이전의공장을실험적으로개조하여 Industrie 4.0 을외부방문자와보도관계자들에게공개하면서큰반응을일으켰다. 암베르크의모델공장에서는다음과같은현장을목격할수있다 [10]. 1 제조라인에있는반제품이 자신은어떤부품이부족한지 를제조장치에알린다. 2 제조장치는즉시부품을찾아서그반제품에조립한다. 3 혹은반제품이 자신은앞으로어떤공정에서어떤작업을해야하는지 를제조장치에알리면, 장치가그지시대로최종제품을완성시킨다. ( 그림 4) 와같이독일의인더스트리 4.0 의지향목표는규격화제품뿐만아니라, 고객주문형상품도대량생산할수있는 21 세기글로벌생산시스템을지향한다. 현단계의암베르크모델은시범적으로보여주고있지만, 2020 년경에는독일제조업전체가스마트공장으로초연결된거대플랫폼생태계로이행한다는목표를제시하고있다. 또한, 독일정부는 2025 년을최종목표로인더스트리 4.0 을통해 50 억명의시장환경 정보통신기술진흥센터 7
주간기술동향 2015. 8. 26. 독일자동차메이커는 JT 포맷 (3 차원데이터형식 ) 으로통일하기위해 2012 년 12 월에 CAD 툴의대대적혁신을결정 < 자료 >: NRI, 次世代製造業の潮流 -Industry4.0,2015.6.(www.hems-dojo.com/files/seiken2015kouen4.pdf ( 그림 4) 독일의인터스트리 4.0 설계사상을실시간으로파악하고, IT 를기반으로 50 억명의개발역량이협업으로동원될수있게함으로서언제, 어디서나생산할수있는유비쿼터스맞춤형적량ㆍ대량생산 (mass customization) 으로가는로드맵을구축하고있다 [11]. 이처럼 Industrie 4.0 이지향하는목표는전국공장을거대단일가상공장환경으로만들어그가동상황을실시간으로파악하고, 부품등의수요의정확한예측을통해국가단위로대량수요를발생시키는데있다. 이는자국제조업의수출경쟁력을강화하고독일의생산기술로세계의공장을석권하겠다는 21 세기제조업플랫폼선도전략이기도하다. 플랫폼을기반으로통신규격의국제표준화를지향하며, 공급체인과고객간에데이터를실시간으로공유하고, 설비가동률의평준화, 다품종변량생산, 이상의조기발견, 수요예측이가능한 21 세기공장생태계를완성시키고자한다. IV. 일본의제 4 차산업혁명의접근법 일본은저출산ㆍ고령화, 지구온난화, 인프라의노후화, 에너지문제등지구차원의도전과제에대해세계에서도유래가없을정도로먼저경험하는과제해결선진국의위치에있다고판단한다. 인류사의관점에서현재세계는극히중요한전환기에있다는것이다. 일본은과제해결선진국으로서세계를리드할수있는가능성을가지고있다. 따라서과 8 www.iitp.kr
포커스 제해결선진국으로서의미래비전은세계가공유가능한것이어야하고, 이러한비전을세계를향해서제시하는것이기본전략이어야한다 [12]. 이러한맥락에서일본의당면과제를해결함과동시에지구차원의공통과제를해결하기위해세계최첨단 ICT 에의한사회가치창조, 사회시스템의변혁을그대안으로제시하고있다. 구체적으로소셜 ICT 혁명에의한선진적인미래사회의실현, 센서또는네트워크와연계된로봇, 기계학습과심층학습에기반한인공지능, 빅데이터, IoT 등을적극적으로활용하고이에필요한기술적과제의필요성을강조하고있다 [13]. 그리고 2015 년 1 월수상직속의 산업경쟁력강화회의 에서는 성장전략진화를위한금후의검토방침 을통해로봇ㆍ인공지능ㆍ IoT 등을추축으로하는신산업혁명에적극적으로대응할것을결의한바있다 [14]. 한편, 일본정부는 2015 년 1 월 로봇혁명실현회의 를통해 로봇신전략 (Japan s Robot Strategy) 을발표하였다. ( 그림 5) 와같이일본의로봇신전략은미국과독일등의신산업혁명에대한도전적전략을배경으로자국이확보한로봇기술력과저출산ㆍ고령화등과제해결력을접목시킴으로써로봇을기축으로하는일본형신산업혁명플랫폼구상이라고 세계의 IoT 혁명과연계한로봇국제전략ㆍ체제정비 빅데이터의활용과세계표준화획득경쟁격화 미국 Industrial Internet 전략 빅데이터를이용하여부가가치획득 독일의 Industrie 4.0 전략 제조머신을연결하는표준화주도 일본의전략 ~ 일본의강점 ( 로봇 ) 을활용하여미국과유럽의하청이되지않는전략 전략 I 일본이우위에있는제조업현장에서로봇공동기반 ( 기본소프트등 ) 의국제표준획득전략 II 개호, 인프라등다양한분야에서세계를선도하는로봇의이용과활용데이터축적전략 III 축적된데이터로부터부를창출하는인공지능기술을강화. 세계최고수준을지향 로봇올림픽 ( 가칭 ) 을통해세계에발신 로봇혁명이니시어티브협의회 - 1,000 사이상의산ㆍ학ㆍ연연대 - 미국과 EU 의핵심기업도참여 2020 년로봇올림픽 ( 가칭 ) 을개촤하기위해 2015 년중에실행위원회를발족하여체제정비 2018 년예비대회를개최하여전세계의최첨단로봇집결. 세계에발신 < 자료 >: ロボット革命實現會議, ロボット新戰略 2015 年 1 月. 토대로구성 ( 그림 5) 일본의로봇혁명의구체상 정보통신기술진흥센터 9
주간기술동향 2015. 8. 26. 할수있다. 동로봇신전략에서는로봇혁명의배경을다음과같이 3 가지관점에서설명하고있다 [15]. 1 센서, AI 등의기술진보에의해이전에는로봇으로위치를부여하지않았던사물까지로봇화 ( 자동차, 가전, 휴대전화, 주거까지도로봇의일종으로간주한다 ) 되고있다. 2 제조현장이나일상생활등다양한장면에서로봇을활용할수있게되고있다. 3 사회과제해결이나물건제조ㆍ서비스의국제경쟁력강화를통해새로운부가가치를생산하여편리성과부를가져오는사회를실현한다. 일본은미국의산업인터넷, 독일의 Industrie 4.0 에대응하는차원에서상대적으로경쟁우위에있는 AI 로봇혁명을통해일본을세계의로봇이노베이션거점으로만들고, 세계최고수준의로봇이용과활용사회로이행하며, IoT 시대의로봇으로 1) 세계를리드한다는기본전략을추진하는것으로인식된다. 또한, 일본정부가이와같은로봇신전략을발표하게된배경에는로봇자체와그환경이극적으로변화하고있다는판단에주목하고있다. 그키워드는자율화, 정보단말화, 네트워크화 3 가지로정리하고있다. 앞으로로봇은단순한작업로봇에서스스로학습하고행동하게됨과동시에스스로데이터를축적ㆍ활용하는새로운서비스제공의원천이되고있다는것이다. V. 주요국의접근전략비교및함의도출 이상에서고찰한바와같이미국, 독일, 일본은자국의강점을기반으로궁극의미래제조업과서비스산업의생태계를주도하고자한다. 그러나국가별새로운산업혁명에접근하는형태는다르지만, 제 4 차산업혁명의본질은두가지이다. 하나는사람과기계설비, 공장을연결하고모든사물을네트워크로올려놓는만물초지능통신기반을구축하겠다는것이고, 또하나는이기반위에제 4 차산업혁명을견인하는플랫폼과표준화를선점하겠다는것이다. < 표 3> 은지금까지의고찰을통해제 4 차산업혁명에대한주요국의전략을관통하는공통함의를도출하여본것이다. 1) IT 와융합하여빅데이터, 네트워크, 인공지능을자유롭게활용하는로봇을의미한다. 10 www.iitp.kr
포커스 < 표 3> 주요국의제 4 차산업혁명접근전략비교 구분 미국 독일 일본 아젠다 Industrial Internet(2012. 11.) Industrie 4.0(2011. 11.) Robot Strategy(2015. 1.) 플랫폼 클라우드중심플랫폼 설비ㆍ단말중심플랫폼 로봇화중심플랫폼 추진주체 - IIC(Industry Internet Consortium, 2014. 3. 발족 ) - GE, Cisco, IBM, Intel, AT&T 등 163 개관련기업과단체 - Platform Industrie 4.0 플랫폼 (2013. 4.) - AcaTech, BITKOM, VDMA, ZVEI 등관련기업과산업단체 - 로봇혁명실현회의 (2015. 1.) - 로봇혁명이니시어티브협의회 (148 개국내외관련기업과단체 ) 기본 전략 - 공장및기계설비등은클라우드에서지령으로처리 - AI 처리와빅데이터해석을중시하는 Cyber 에서 Real 전략 - 공장의고성능설비와기기를연결하여데이터공유 - 제조업강국의생태계를살려서 Real 에서 Cyber 전략 - 로봇기반산업생태계혁신및사회적과제해결선도 - 로봇화를기축으로 IoT/CPS 혁명주도전략 첫째, 각국은 IoT/CPS, 빅데이터와인공지능, 로봇등을연계한시너지효과를살리면서자국의강점을기반으로제 4 차산업혁명의심층기반 (Deep Fundamentals) 을전략적으로구축하고있다. 둘째, 이러한심층기반확보전략은단순히제조업의혁신생태계를선점하는데머무르지않고, 전산업과경제ㆍ사회시스템의글로벌운용체계를장악하겠다는차세대산업혁명차원의접근이다. 셋째, 각국은자국의전략모델을세계시스템으로탑재하기위해개방형플랫폼운용을범국가차원에서추진함으로써사실상의글로벌표준을장악하고자한다. 우리나라는 20 세기후반제 3 차산업혁명인정보혁명의물결에는민첩한대응과퍼스트무버전략으로정보혁명선도국가반열에진입했다. 하지만 21 세기에들어와서전세계는제 4 차산업혁명이라는새로운전환기로이행하고있다. 우리나라가신산업혁명의선봉국가로서기위해우리의강점을최적화하고우리의역량이결집되어분출될수있는한국형제 4 차산업혁명전략을설계해야한다. 동시에이에기반한플랫폼구축과표준화확보, 기술개발등이삼위일체화된로드맵을실행할수있는국가적리더십을발휘해가야할것이다. < 참고문헌 > [1] 제러미러프킨ㆍ안진환옮김, 3 차산업혁명, 민음사, 2012. [2] The Industrial Internet@Work(https://www.ge.com/sites/default/files/GE_IndustrialInternetatWork_ WhitePaper_20131028.pdf) [3] Dov Seidman, From the Knowledge Economy to the Human Economy, Harvard Business 정보통신기술진흥센터 11
주간기술동향 2015. 8. 26. Review, 2014. 11. 12. [4] Adrian Fortino, The Next Industrial Revolution Should Happen America, July 22, 2015. [5] Peter C.Evans&Marco Annunziata, The Industrial Internet:: Pushing the Boundaries of Minds and Machines, Nov. 26, 2012. [6] Introducing PredixCloud: Purpose-built industrial data and analytics, https://www.gesoftware.com/predix [7] PUTTING IOT TO WORK(http://www.industrialinternetconsortium.org) [8] Final report of the Industrie Working Group, Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, Federal Ministry of Education and Research, Apr. 2013, p.13. [9] New High-tech Strategy-Innovation for Germany, http://bmwi.de/en/topics/technology/hightech-strategy,did=197896.hmtl [10] The Future of Manufacturing, http://w3.siemens.com/topics/global/en/industry/future-ofmanufacturing/pages/future-of-manufacturing [11] Germany s High-Tech 2020 Action Plan(http://www.gtai.de/GTAI/Navigation/EN/Invest/ Industries/Smarter-business/smart-solutions-changing-world,t=hightech-strategy-2020- action-plan,did=575914.html) [12] 自由民主堂國家戰略本部編, 日本未來圖 2030, 2014. [13] 情報技術審議會技術戰略委員會中間報告書 ( 案 ), 平成 27 年 6 月 [14] 産業競爭力會議 成長戰略進化のための今後の檢討方針( 抄 ) 平成 27 年 1 月 [15] ロボット革命實現會議, ロボット新戰略 2015 年 1 月 12 www.iitp.kr
기획시리즈 기획시리즈 사물인터넷 IoT 기반도시지하매설물모니터링플랫폼기술현황 박동환 ETRIUGS 융합연구단선임연구원 dhpark@etri.re.kr 김광수, 이인환 ETRIUGS 융합연구단 1. 서론 2. IoT 기반도시지하매설물모니터링의필요성 3. 지하공간안전감시기술 4. 도시지하매설물모니터링플랫폼기술 5. 결론및시사점 1. 서론국토교통부에따르면 2014 년우리나라전체인구 5,132 만여명중 4,705 만여명이도시지역에거주하여도시인구비율이 91.66% 에이르는것으로조사되었다. 특히, 수도권은 97.01% 의인구가도시지역에거주하고있어대다수가도시생활을영위하고있다. 우리나라는 1970 년대산업화에따른도시화와광역화로인해 2010 년까지 10 년마다약 10% 씩도시지역인구비율이높아져급속한도시인구유입이진행되었다 [1]. 도시의과밀화로인한지속적인부도심개발과대도시주변신도시개발등을통해도시인프라는새롭게구축되고있으나, 오래된구도심의도시인프라는주변여건과대규모재개발의어려움으로인해지하구조물의복잡화와지하매설물의노후화가급속하게진행되고있다. 도시에서상하수도를포함한지하매설물은시민의생활과연계된필수사회자본이지만노후화로인해상하수도누수와지하매설물의구조변형이발생하며, 이는지하수위변화, 지반변형 ( 도로침하, 지하공동 ) 등으로이어져도시재난재해사고의원인으로작용하고있다. 또한, 최근빈발하는지반침하로인한도로함몰과공동발생등지하공간관련사고건수가급증하고인명과재산피해가커지고있어중요한사회적안전이슈로등장하고있다. * 본내용과관련된사항은 ETRIUGS 융합연구단박동환선임연구원 ( 042-860-4856) 에게문의하시기바랍니다. 정보통신기술진흥센터 13
주간기술동향 2015. 8. 26. 도심지에서발생하는공동은지반굴착, 상하수도누수, 지하수위저감등복합적인요인에의해발생하고, 도심지지하매설물의노후화에따라공동의발생빈도및위험성이더욱증가할것으로예상된다. 서울지역의경우, 2010 년이후경미한도로함몰을포함하여모두 3,100 여건의공동이발생하였으며, 이가운데약 70~80% 가하수관의노후와손상으로인한것으로확인되었다. 지하매설물은지방자치단체가통합관리를통한시설물과매설물의자체유지관리가수행되고있으나, 상하수도의경우관망의노후화와매설물관리기술의한계로인해정밀한관리가미흡한실정이다. 전국상수도관의 20% 인 35,800km 가 20 년이넘은노후관이고, 대형밸브, 공기밸브, 신축관작동상태조사및관리소홀등으로인해연 8 억톤의누수가발생하고있다. 또한, 전국하수관의 33.9% 는내구연한초과, 전국하수관 123,311km 중 41,820km 가 20 년이상노후된하수관이다. 특히, 서울은총 10,487km 중 70% 이상하수관이노후상태이다. 2008 년부터도로가함몰된적이있거나추가함몰이우려되는구간은 197 곳이며, 이중약 60% 에해당하는지점이지하철노선위에서발생하고있다는조사결과가발표되어지하철주변지반에대한관리가요구되고있다. 또한, 2013 년서울시전체에서연간방출된지하수총량은 17.9 만톤 / 일, 6,519 만톤 / 연이며, 서울시내각지하철역사별지하수방출총량은 12 만톤 / 일, 4,376 만톤 / 연으로지하철에서의지하수유출량이전체의약 67% 로, 이러한지하수의변화는도시철도지하구조물의안정성평가에중요한요소이다. 실제서울지하철노선지역을조사한결과 2001 년평균 8.1m 이던지하수수위가 2013 년에는 9.8m 로낮아졌다 [2]. 본고에서는도시지하매설물모니터링기술의필요성에대해살펴보고, 미래창조과학부의융합연구단사업을통해현재개발하고있는지하공간안전감시를위한연구과제의세부기술과통합모니터링플랫폼기술을소개한다. 2. IoT 기반도시지하매설물모니터링의필요성최근다양한분야에서센서기술에기반한사물인터넷기술이활용되고있으나, 지하공간의경우실시간모니터링을위한센서와사물인터넷, 조사로봇, 재난구조분석과예측등첨단기술의융합활용이미흡하다. 이러한현상의이면에는첫째, 지하공간의위험을감지하기위한센서부품의집적화와소형화가어려운점, 둘째, 지하공간의특수성으로 14 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 인해광역지하공간정보를실시간으로수집하여모니터링할수있는센서네트워크기술이부재한점, 셋째, 실시간데이터분석과예측에기반한과학적재난대응시스템을구축하지못하고있다는점, 마지막으로, 기존재난관리정보시스템이부처별로상이하여체계적이고통합적인연구와재난관리에어려움이존재한다는점을들수있다. 현재지자체별로운용하고있는지하시설물정보시스템은지하시설물유지보수와관리만을위해활용되고있으나, 지하시설물과매설물의기능유지에밀접한관계가있는지질및지반특성, 지하구조물, 지하수등에대한정보는포함되어있지않아지하공간의안전사고와재해발생시정확한원인규명에어려움을겪고있다. 특히, 지하공동및지반침하의원인을사전감지하고사고를사전에예방하기위해서는지하수와상하수도관, 지질, 지하수, 도시철도지하시설물의안전도모니터링및종합적인상관성분석이필요하다. 3. 지하공간안전감시기술 가. 지하매설물모니터링용저전력광역 WPAN 기술도시전역에분포하고있는상하수관로와같은지하매설물과도시철도지하구조물및주변지반, 지하수특성에대한센싱및계측데이터수집을위해서는광역저전력고신뢰 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술이요구된다. 특히, 지하매설물에센서를 SoC 를이용한 DCM 과 AP 신뢰성있는무선네트워킹전파환경적응형안테나 <DCM> <AP> 지하매설물센서정보를 AP 로전송할 DCM 개발 - 지하환경을고려한방진, 방습, 충격보호기준설계반영 센서데이터수집및기간망연결을위한 AP 개발 - 데이터수집용고성능 AP - 기간망과의연동기능탑재 * DCM: Digital Communication Module * AP: Access Point < 네트워크생성 > < 네트워크관리 > 광역 WPAN 특성을이용한간단한형태의신뢰성있는무선네트워크토폴로지개발 저전력고효율성의패킷교환을위한패킷처리및버퍼관리기술개발 망신뢰성과저전력화를위한네트워크생성및유지관리프로토콜개발 열악한전파운용환경극복을위한매설용전송장치의전파환경분석 전파환경개선을위한통신설비의구조연구 매설되는통신장치에적합한조향가능한안테나구현 넓은방사각을갖는 AP 용안테나구현 ( 그림 1) 저전력광역 WPAN 기술주요개발내용 정보통신기술진흥센터 15
주간기술동향 2015. 8. 26. 설치하고통신을수행하기위해서는방진, 방습, 방열등의기준을만족하는안정적인단말통신모듈이필요하며, 초소형의지하매립형안테나를활용해야한다. [ 상세연구내용 ] - 지하매설물모니터링용저전력광역 WPAN 통신핵심기술개발 - 단말통신모듈방진 / 방습 / 방열기준설계및테스트모듈개발 - 소형지하매립형안테나개발 - 운용환경을고려한네트워크토폴로지및망신뢰성 / 저전력화를위한네트워크기술개발 나. 지하매설물실시간전역위험감시기술지반공동, 지반침하등상수도관과하수도관의누수, 손상, 이상거동등으로인해발생하는도시재난재해사고를예방하기위한위험영향인자탐사및계측기술을개발하는것으로, 탐사및계측신뢰도가낮은상수도관의누수, 하수도관의이상거동및배면공동을정확하게탐지할수있는탐사및계측시스템개발과통합수집된위험영향인자데이터를기반으로다양한피해유형에따른이상거동을감지할수있는재난재해사고분석및의사결정기술을포함한다. [ 상세연구내용 ] - 상하수도관로건전도 ( 누수, 변위, 파손, 부식등 ) 센싱및분석기술 상수도관로일체형누수탐지시스템하수도관자율주행형로봇지반공동발생메커니즘분석 유체내고정밀음파수신기술개발 상수도관로내면누수탐지센서부착기술개발 일체형관망정보측정센서개발 위험진단주체및수준별감지범위설정 영상수집및분석을위한알고리즘제작 영상수집및분석시스템구현기술개발 복합이동모듈설계및기본성능평가 IoT 플랫폼 - 로봇시스템인터페이스기술개발 지하매설관유형에따른지반함몰발생매커니즘조사 환경외력에따른지하매설관거동및피해유형정리 환경외력이지하매설물에미치는영향도분석및평가 ( 그림 2) 지하매설물실시간전역위험감시기술주요개발내용 16 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 - 상하수도관로주변공동 (φ>1m) 및연약지반탐지기술 - 매설관에의한지반재해위험영향인자분석및의사결정기법 다. 도시철도지하구조물및주변지반감시기술도시철도지하구조물및주변지반의위험도영향인자를계측하고, 이에대한위험도평가알고리즘을제시하여위험도등급 ( 안심지수 ) 을수요처에서비스 ( 재난예경보, 유지보수알림서비스등 ) 로제공하기위한요소및융합기술을개발하는것으로도시철도주변지반의지반이완및공동가능성평가시험기술개발을포함한다 [3]. [ 상세연구내용 ] - 도시철도구조물및주변지반의위험영향인자탐사및계측기술개발 - 도시철도구조물및주변지반의위험요소분석및의사결정기법개발 유입수수량 / 수질통합모니터링모듈유입수모니터링을통한위험요소분석기술 LWD 기반진단기술 집수정운영방식을고려한수량센서구축 유입수수질변화및토립자유입측정이가능한다항목센서구축 수량 / 수질통합계측센서, 계측자료통신및저장장치구축 유입수실시간모니터링모듈의운영 개별모니터링요소변동분석을통한위험요소분석기법개발 시설물및주변지반위험도평가를위한도시철도유입수량해석알고리즘개발 배수상태및주변지하수위변동에따른시설물위험도평가기준및자료 / 등급도출 이상거동수준별궤도동적안정성분석기술 LWD 기반공동상부도시철도시설물안정성평가기술 LWD 기반지반이완비파괴영상안전진단기술 / 해석프로그램개발 * LWD: Light Weight Deflectometer ( 그림 3) 도시철도지하구조물및주변지반감시기술주요개발내용 라. 도시지하수및지질환경실시간예측기술도시지역의지질과지하수변화를실시간으로예측하여인위적또는자연적인복합재난재해를조기에감지하고사전예방할수있는기술을개발하는것으로, 도시지하수및지반변형감지센서를개발하고최적의관측망을구축하여모니터링하며, 지하굴착공사, 토목건설등에의해지하수계가영향을받아재해또는재난으로파생되는지에대한과학적인규명및정량적인평가기술을개발하는것을포함한다. 정보통신기술진흥센터 17
주간기술동향 2015. 8. 26. 지하수 - 지질정보수집관리지하수 - 지반변형분석및평가지하수 - 지반변형모니터링기술 분산관리되고있는지하수, 지질정보관리시스템연동및자료수집 ( 지하수영향평가보고서, 토목공사, 지반조사보고서등 ) 지하수및지하지질정보통합표준안및 3 차원지질모델링자료구축 도심지지하수위및수질자료이상치분석도구개발 지하수및지반변형모델을통한재난재해의정량적평가및분석기술개발 지하수 - 지반변형관련재해제어기법개발 복합센서 ( 지하수위, 수질, 지반변형 ) 디바이스개발 위성관측지반변위공간모니터링및해석기술개발 관측변위시공간특성을반영한위성모니터링및해석기술개발 지하수영향에의한도시지역위험도평가기술개발 ( 그림 4) 도시지하수및지질환경실시간예측기술주요개발내용 [ 상세연구내용 ] - 지하수 -지반변형고해상도통합센서개발 - 도시지역지하수및지반침하모니터링및해석기술개발 - 지하수영향에의한도시지역위험도평가기술개발 4. 도시지하매설물모니터링플랫폼기술미래창조과학부의융합연구단사업인 사물인터넷기반도시지하매설물모니터링및관리시스템기술개발 과제는지하공간의상하수관로, 도시철도구조물및주변환경, 지하수및지질환경변화등의복합감시 ( 상시감시, 확인감시, 광역감시 ) 를통해수집한지하공간데이터를분석하여지하공간상황을조기에감지, 예측대응하는서비스기술개발을목표로한다. 도시지하매설물모니터링플랫폼은사물인터넷장치에서데이터를수집하여지하매설물의상태를모니터링하고분석된정보를사용자에게제공하는소프트웨어플랫폼이다 [4]. 지하매설물의사물인터넷장치가전송하는데이터의표현규격은 ISO/IEC 30128[5] 의센서네트워크인터페이스표준을따르며, 하수관로의영상감시의결과로측정되는이미지데이터는 WiFi 또는 LTE 를통해도시지하매설물모니터링미들웨어로전달된다. 도시지하매설물모니터링미들웨어는여러지하매설물감시장치들이측정한데이터를수 18 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 지하매설물데이터통합및모델링지하공간위험영향인자 DB 융합지하매설물형태 / 상황별통합분석 KIGAM 의지질 / 지하수정보, KRRI 의지하구조물 / 지반정보, KICT 의지하시설물정보를이용한지하공간정보통합 3D 모델링데이터포맷및대상분석을통한데이터구축자동화도구개발 ( 자동화율 95% 달성 ) 센싱정보 -2D/3D 연동지도표출기능개발 센싱정보기반지하공간위험영향인자지도표출기능개발 3 차원공간분석모듈개발 지하매설물자원정보모델링및사전지식베이스구축 실시간센서정보수집및자원추상화 IoT 빅데이터데이터정형화기술 지하매설물기반재난 / 재해서비스를위한정보분석기술 ( 그림 5) 도시지하매설물모니터링플랫폼주요개발내용집하여저장하며, 사용자의수집요청명령을분석하여해당상시감시장치에게필요한정보수집요청명령을내릴수있다. 수집된센싱데이터 ( 영상포함 ) 는지하공간분석및상황예측서브시스템에서사용하는데이터베이스에저장하며, 지하매설물분석서비스나사용자가요청할경우해당센싱데이터를추출하여전달하게된다. 지하매설물관리웹클라이언트는도시지하매설물모니터링미들웨어에 REST 인터페이스로연결되며, 미들웨어는장치의연결관리, 장치상태모니터링, 질의관리, 사용자관리기능을제공하여지하매설물관리웹클라이언트가사용할수있도록한다. 또한, 미들웨어는관리자가지하매설물관리웹클라이언트의 UI 를통해직접장치를등록, 삭제, 속성정보관리기능을제공하고, 확인감시장치에서측정된센싱데이터의직접입력, 저장할수있는기능을제공한다 [6]. 도시지하매설물모니터링플랫폼의주요핵심요소기술은다음과같다. - 도시지하매설물모니터링미들웨어 : 사물인터넷장치를제어하고센싱데이터를수집하는기술 - 지하매설물정보가시화서브시스템 : 수집된정보를공간정보에부가하여표출기술 - 지하공간분석및상황예측서브시스템 : 복합감시를통해수집한데이터의분석및상황예측대응기술 정보통신기술진흥센터 19
주간기술동향 2015. 8. 26. 가. 도시지하매설물모니터링미들웨어도시지하매설물모니터링미들웨어는지하매설물에설치한모니터링용사물인터넷장치로부터데이터를수집하고, 장치의연결및동작상태를관리하며, 수집된데이터를지하공간분석및가시화서브시스템으로전달한다. 도시지하매설물모니터링미들웨어는사용자의관리기능과외부응용이나서비스에서접근할수있는개방형 API 를제공하며, 인증메커니즘을적용하여사용자별 API 서비스인증을수행한다. 지하매설물분석서비스는미들웨어가제공하는 API 를사용하기위해사전인증을통해키를할당받아야하며, 분석서비스는할당받은키와 API 를이용하여데이터를획득하고분석결과를지하공간분석및상황예측서브시스템에저장할수있다. 나. 지하매설물정보가시화서브시스템지하에매설된상하수관로의위치, 심도, 관경데이터와도시철도구조물, 지질정보를이용하여가시화에필요한모델링데이터를생성하고, 웹기반의지하매설물모니터링및가시화기능을제공하는기술로, 다양한공간연산자를이용하여지하매설물정보의효율적인질의와조회를지원한다. 사용자는지도상에표출된지하매설물정보를이용하여모니터링정보를확인하고조회할수있으며계층별로다른특성정보를표출할수있다. 지하매설물정보가시화서브시스템은지방자치단체나관련기관이보유하고있는지하매설물과시설물정보를이용하여지하매설물공간데이터를구축하며, 이때추가적으로행정구역및지질, 지하수등의계층별정보를함께구축하여가시화에활용한다. 지하매설물과시설물의가시화는 2D 와 3D 방식의두가지형태를지원하며, 사용자는가시화방식을선택할수있다. 특히, 정교하고구조적인정보표현이가능한 BIM(Building Information Modeling) 모델방식을 3D 가시화에적용하여지하매설물관리정보와센싱정보를모두확인할수있다. 다. 지하공간분석및상황예측서브시스템지하매설물과시설물, 지질, 주변환경정보등을수집하여저장한데이터를기반으로이들정보의생성주체별로상호간의위험도연관성정보를추출하기위한데이터분석방법을제공하고, 도출된위험도를기반으로위험및재난재해상황을추론하는기술을 20 www.iitp.kr
기획시리즈 사물인터넷 IoT 센서노드상하수관로누수측정장치 IoT 센서노드 지하수특성측정장치 IoT 센서노드 게이트웨이 도시지하매설물모니터링미들웨어 지하공간분석및상황예측서브시스템 지하매설물분석서비스 상하수관로누수분석 지하수특성분석 유입수특성분석 지하매설물관리웹클라이언드 도시철도유입수측정장치 지하매설물정보가시화서비스시스템 지하공간정보활용서비스 지도 / 행정구역 도로 / 지상시설물 Legacy 데이터 지하수 지질정보 상하수관로기반정보 도시철도구조물정보 ( 그림 6) 도시지하매설물모니터링플랫폼구조도제공한다. 각세부영역별데이터분석은지하매설물분석서비스가수행하고, 융합된데이터에대한통합분석은지하공간분석및상황예측서브시스템의데이터분석모듈에서분석가능기반기술을제공한다. 지하공간분석및상황예측서브시스템은지하매설물및지하공간감시장치가측정한센싱데이터와대용량이미지데이터, 지하매설물분석서비스가분석한데이터를통합하여저장하고, 이를공간분석연산과다각도의여러분석알고리즘을주기적또는이벤트에의해수행하며, 알고리즘에따른분석의결과로지하공간위험도지수를도출한다. 5. 결론및시사점수년내도시철도및대형건물의유출지하수모니터링및평가기술과관련된제도정비가진행되면그에따르는모니터링장비인센서와통신모듈의수요가크게증대될것으로예상되며, 도시지하매설물모니터링플랫폼은고신뢰재난재해사전예측을위해실시간전역위험감시서비스, 사고예측및영향진단서비스, 지하공간유지관리서비스, 재 정보통신기술진흥센터 21
주간기술동향 2015. 8. 26. 난재해예경보서비스를추가로제공할계획이다. 도시지하공간내지하매설물 ( 상하수도 ) 의상태와지하공간상황 ( 지하구조물, 지하수, 지반변형 ) 을실시간모니터링하여이상징후를사전에감지, 예측, 대응하는플랫폼개발을통해중앙부처, 지자체, 공공기관이따로관리하고있는지하매설물정보와지질정보, 지반정보, 지하수정보등을이플랫폼을활용하여종합적인분석을수행하고, 이를통해신속하고정확한재난재해예측대응이가능해질것으로기대된다. 또한, 지하도시철도구조물주변의지하수위변동예측을통한주변지반위험도평가지표및기준제시를통해터널주변공동발생가능성을예측하고도로함몰및침하, 지하매설구조물의파손등의문제를사전에방지할수있다. 더불어도시철도구조물주변공동에따른구조물이상거동탐지를통해지하철근접시공시토사유출로인한기존지하철의위험성을제거하고사전예방할수있을것으로기대된다. < 참고문헌 > * [1] 2014 도시계획현황통계 (2014 년 12 월 31 일기준 ), 국토교통부, 2014. [2] 하영섭, 서울의땅속은안전한가, 대한토목학회지, 제 62 권, 2014. 10, pp.56-57. [3] 이성진, 이준욱, 조호진, 박재범, 임유진, 도시철도하부지반공동발생구간에대한 LWD 시험의적용성분석, 한국철도학회춘계학술대회, 2015. 5, pp.1101-1106. [4] 이재흠, 이형섭, 이인환, 사물인터넷기반도심지싱크홀발생예측기술, 대한전자공학회학술대회, 2015. 6, pp.1735-1737. [5] ISO/IEC 30128:2014, Information technology Sensor Networks Generic Sensor Network Application Interface, 2014. 11. 15. [6] 김광수, 박동환, 이재흠, 이인환, 지하매설물모니터링을위한 UGS 서비스플랫폼설계, 한국통신학회종합학술발표회논문집 ( 하계 ), 2015. 6, pp.809-810. * 본연구는미래창조과학부및국가과학기술연구회의융합연구사업의일환으로수행하였음. [ 융합연구단 -14-2- ETRI, 사물인터넷 (IoT) 기반도시지하매설물모니터링및관리시스템기술개발 ] 22 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 최신 ICT 이슈 인공지능, 위기의음악산업에새로운돌파구가될것인가 * 음악을즐기는방법이모바일과스트리밍으로옮아가면서음악산업이전반적인매출하락의문제에직면하고있는가운데, 딥러닝인공지능을이용한추천방식을통해음악소비자의수요를넓히려는시도들이음악산업의새로운돌파구로작용할지가관심거리 급속한디지털화와더불어전반적인음악산업의쇠퇴가이어지면서인공지능을통해산업의활력을되찾으려는시도들이진행중 - 음악전달이 CD 에서아이튠즈로바뀌고, 지금은스포티파이등스트리밍이주류가됨에따라음악산업전체매출액이크게감소 - 음악전달뿐아니라제작과정도 IT 화가진행되어컴퓨터에악보를입력해서음을만들고, 완성된음악은소프트웨어를통해수정할수있는등누구나마음대로변형과수정이가능함 - 그러나이런제작방식으로는비용절감이라는이점을얻긴하지만, 비틀즈와같이역사에남을명작을남기기는어렵다는것이음악산업전문가들의대체적인중론 - 이런가운데인공지능이음악의특성을정확하게파악할수있다는연구결과들이나와음악업계에충격을주고있으며, 오히려인공지능컴퓨터의도움을통해침체에빠진음악산업을재건하려는다양한시도들이이루어지고있음 음악에인공지능을적용하려는시도는그간별다른성과가없었으나, 최근딥러닝 (Deep Learning) 기법을적용함으로써비약적인진전을이룸 - 음악같은 2 차원데이터는사실인공지능이매우잘할수있는분야이므로새로운가능성을추구하기위해그동안많은연구자들이도전해왔지만별다른성과를거두지못하고있었던상황 - 그런데딥러닝기법의하나인 컨볼루셔널신경네트워크 (Convolutional Neural Network: CNN) 를음악에적용함으로써비약적인진전이가능하게되었음 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8296) 과최신 ICT 이슈컬럼니스트박종훈집필위원 (soma0722@naver.com 02-739-6301) 에게문의하시기바랍니다. 정보통신기술진흥센터 23
주간기술동향 2015. 8. 26. - CNN 은각계층에서서로완전히연결된일반신경망구조대신, 전문가에의해선별적으로연결되도록설계된신경망구조를말하는것으로특징의양을정확하게파악하는센서와같은역할을수행 - 이기술에대해서는벨기에겐트대학 (Ghent University) 의샌더딜레만등이 심화콘텐츠기반음악추천 (Deep content-based music recommendation) 이라는제목의논문으로발표한바있음 음악에적용하는 CNN 기술의핵심은인공지능기법으로음악의특성을파악해서추천의정확도를크게향상시키는것 - 현재는 협업적필터링 (Collaborative Filtering) 방식으로음악과책을추천하는것이일반적이며, 가령쇼핑몰에서 OO 상품을구매하신분은 XX 상품도구매하고있다 라고표시하는것이대표적인협업적필터링수법 - 한마디로구매패턴이유사한소비자들을비교해상품을추천하는방식으로아마존닷컴은이방식을통해상당한성공을거둘수있었음 - 그러나협업적필터링은출시된지얼마안된제품이나인기없는상품에는적용할수없다는문제가있으며, 추천에이르기까지구매자료를모으는것부터사전준비에시간이소요될수밖에없음 - 반면, CNN 기술을적용하면음악의숨겨진특성을파악할수있어소비자에게딱맞는곡을권장할수있으므로 CNN 기술은음악을듣는것만으로도누구에게무엇을권장할지를판정할수있다고함 - 논문에는높은정확도로음악의특성을파악할수있다는주장의검증결과도실려있으며, 여기에는구체적으로대규모음악데이터베이스인 Million Song Dataset 를이용하여음악을분석하고스타일별로분류해놓음 - CNN 은각음악을힙합, 록, 팝, 일렉 트릭별로색으로구분해표시하고, 각 그룹별로뭉쳐분류하였으며, 이는현 < 자료 >: Sander Dieleman ( 그림 1) CNN 의정확한음악분류 24 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 행방식이구분하는정확도를크게상회한다고함 이연구에대해서음악스트리밍기업스포티파이 (Spotify) 가큰관심을보였으며, 실제로 CNN 을음악에적용함으로써곡의특징정도를학습할수있다는것을입증 - 스포티파이는샌더딜레만등논문저자들을회사에초청해몇달간공동개발을실시하였고, 딜레만은그결과를자신의블로그에공개하여음악산업관계자들에게놀라움을선사 - 블로그에따르면 CNN 은 4 개계층으로구성되어있고, 각각에음악의짧은소절을입력 - CNN 의첫번째계층에서는낮은차원의음악특성을학습하며, 구체적으로소절안의비브라토를쓴발성, 장 3 도의화음, 베이스, 드럼등음악의구성요소를확인 - 여기서한단계더나아가면 CNN 은기타의디스토션 ( 일렉트릭기타에서사용하는의도적으로소리를왜곡시키는기법 ) 특성을파악할수있음 - 동일한특성을나타내는음악을모으게되면, 디스토션이많이사용된음악의재생목록을만들수있게됨 - 같은방식으로 CNN 은피치 ( 기준음 ) 를학습하게되는데, 가령 CNN 이기준음 A 의음정에대해반응하고나면동일한반응을보이게되는노래들을모을수있음 - 논문에서흥미로운점은 CNN 이각소리에대해 어떤느낌을받고있는지 를시각적으로보여주고있다는것 - 가로축은시간, 세로축은주파수로아래로갈수록높아지며, 적색은마이너스수치, < 자료 >: Sander Dieleman ( 그림 2) CNN 1 계층의음악특성학습후분류 ( 左 ) 와음악에대한느낌표현 ( 右 ) 정보통신기술진흥센터 25
주간기술동향 2015. 8. 26. 청색은플러스수치, 백색은제로를나타내며, 이를통해 CNN 이음악요소의두드러진특성을나타낼수있다는것을직관적으로이해할수있음 나아가 CNN 의네트워크계층을늘리면고차원의음악특성을파악할수있으며, 여기서 4 계층네트워크의최종계층을사용하면음악의장르별파악이가능 - 가령입력된소절을통해음악을크리스천록, 스무스재즈, 아카펠라, 가스펠, 차이니즈팝등으로파악 - 이상에서알수있듯이 CNN 의첫번째계층은음악구성요소라는낮은차원의특성을파악하고, 네번째계층은음악장르라는고차원적특성을파악하는것 - 이미지분석이라면 CNN 은낮은계층에서저차원적특성 ( 자동차타이어 ) 을파악하고, 계층이높아질수록고차원적특성 ( 자동차의차종 ) 을파악하는방식으로음악에도이런구도가적용가능하며, CNN 을음악에적용할경우획기적인시스템이등장할것으로기대해볼수있는것 < 자료 >: Spotify ( 그림 3) CNN 기술을이용한스포티파이의음악장르파악 ( 左 ) 과음악추천기능 ( 右 ) 실제로스포티파이는 CNN 을도입하여유사한특성을가진음악들을모아재생목록을만들고, 이용자들에게높은정확도로음악을추천하는것이목표 - CNN 을학습시키면음악을장르별로구분하고재생목록을만들어낼수있을뿐만아니라, 협업적필터링과는달리출시된지얼마안된음악이나, 인기가덜한인디음악도추천할수있어음악전달의기회와폭이넓어지는효과를제공 - 스포티파이는 에코네스트 (Echo Nest) 라는기업을인수하고, 그들의기술을활용해음악을추천하고있으며, 에코네스트는인터넷상의평가및 음향분석 (Acoustic 26 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 Analysis) 프로그램을함께사용해서음악의특성을평가함 - 음향분석은음악신호레벨에서피치, 음량, 음색등의특성을파악하고음악의특징을비교하는것으로, 이방식은음악에관한전문지식을필요로하기때문에다루기가어려운것으로알려져있음 - 스포티파이는에코네스트방식을 CNN 으로바꾸는것이아니라양자를병행하여운용하는것으로알려져있으며, CNN 을도입함으로써기능과정확도가크게향상될것으로기대 스포티파이외에판도라, 구글등여타스트리밍서비스업체들도모두 CNN 을적용하고있는것으로보임 - 판도라 (Pandora) 는음악의특성을파악함으로써청취자에게최고의음악을전달하는기법을시작한최초의기업이며, 판도라는음악을분석한후그특성을 400 가지요소로정의 - 판도라는이기법을 음악게놈프로젝트 (Music Genome Project) 라칭하고음악의유전자를분석하고있으며, 음악의특성에따라곡을전달함으로써청취자들로부터호평을받고있음 - 음악유전자분석은전문음악가가직접듣고하기때문에시간과비용이들기마련이나, 판도라는 CNN 을도입해서이과정을기계화하는것으로알려져있음 - 세계최고수준의인공지능기술을보유하고있는구글역시자사음악스트리밍서비스인 플레이뮤직 (Play Music) 에틀림없이 CNN 을적용하고있을것으로추정 - 게다가논문의주저자인샌더딜레만이구글에채용되어지금은딥마인드 (DeepMind) < 자료 >: Pandora ( 그림 4) CNN 기술을이용한판도라의 Music Genome Project 정보통신기술진흥센터 27
주간기술동향 2015. 8. 26. 의런던사무실에서일하고있기때문에구글은앞으로도 CNN 기능을대규모로배포할것으로예상됨 음악스트리밍업체는일제히 CNN 을활용한음악추천기능을빠른속도로개발하는중으로 CNN 에의한음악추천정확도가향상될수록큰비즈니스기회가창출될전망 - 음악산업은전형적인롱테일비즈니스로서구매되는음악은일부히트곡으로제한되며, 꼬리부분은청취자가선호하는음악들이많이숨어있지만찾아낼길이없음 - 검색을이용하는방안은청취자가이미그음악에대해알고있다는것을전제하므로롱테일을이용한새로운시장을창출하는것과는거리가있으며, 미처알지못했으나자신의취향인음악이추천되었을때새로운구매로이어질가능성이높음 - CD 에서스트리밍으로진화하여음악에대해지불하는단가가낮아졌다면, 매출을벌충하는방법은스트리밍서비스들이스스로의존재가치로내세우는것처럼더많은곡을듣도록하여야함 - 만일 CNN 을통해롱테일속에묻혀있는명작들을발굴하여청취자들에게제시할수있다면, 침체된음악산업에새로운활로가될수있기때문에현재음악업계는인공지능의역할에점차기대를걸고있는상황 < 참고자료 > [1] Mark Watkins, Pandora Media Sees Large Increase in Short Interest, DAKOTA, 2015. 8. 17. [2] Marc Hogan, The Web Radio Landscape: Is Beats 1 Putting the Heat on Pandora and SiriusXM?, billboard, 2015. 8. 13. [3] John Paul Titlow, Inside Spotify s Plan To Take On Apple Music, Fast Company, 2015. 7. 31. [4] Jordan Novet, Google, Spotify, & Pandora bet a computer could generate a better playlist than you can, VentureBeat, 2014. 11. 11. IBM, 의료영상처리기업 7 억달러에인수, 헬스케어강화 IBM 은최근의료영상저장및분석시스템판매기업인머지헬스케어 (Merge Healthcare) 를 7 억달러에인수한다고발표 - 머지헬스케어의핵심자산은 X- 레이와컴퓨터단층촬영, MRI 스캔등 300 억개에 28 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 달하는의료이미지인것으로알려져있음 - IBM 은이이미지데이터들을활용해서인공지능슈퍼컴퓨터왓슨 (Watson) 에게암과심장병등질병을진단하는훈련을시킬계획이라고함 - 가령사진속에서고양이를인지하는것과동일한방식으로사물인지소프트웨어기술을활용하여의료이미지를보고종양을찾아낼수있을것으로생각하는것 - IBM 은전세계적으로연간 7 조 2,000 억달러규모로추정되는의료서비스시장에서상당한점유율을차지하기위해노력을기울이고있으며, 이번머지의인수도이같은전략방향에서나온것으로분석 IBM 의머지인수소식은의료계에인공지능기술인 딥러닝 (deep learning) 이널리리보급되면서의료이미지의가치가주목받고있는현상황을잘대변하고있음 - IBM 이머지를인수함에따라 30 억달러규모로추정되는의료이미지시장의판도가바뀔가능성이있으며, 컴퓨터로의료이미지를분석하는기업들에게활기를불어넣을가능성도있음 - 딥러닝은인공지능소프트웨어가방대한데이터를샅샅이살펴봄으로써어떤패턴을찾아내는기술을말하는것으로, 딥러닝을통해이미사진을해석하고, 스마트폰음성인식기능을향상시키며, 금융사기를적발 하는데유용하다는것이입증됨 - IBM 은딥러닝시스템이방사선전문의와피부과전문의등의료이미지를분석하는 < 자료 >: IBM ( 그림 1) 의료이미지분석에나선 IBM 의료진에게믿을만한조언자역할을할수있기를바라고있으나, 인체를스캔하는작업은간단한일이아님 - 따라서의료데이터는굉장히애매모호하고판독이쉽지않기때문에 IBM 이왓슨을의료데이터분석에활용하려는프로젝트가한계에봉착할가능성도적지않음 IBM 은의료데이터를분석하는소프트웨어상품으로새로운카테고리를개척하려는목표로설정했으며, 이렇게개발한소프트웨어를대형의료기관에판매할계획 - 이목표를달성하기위해서클리블랜드클리닉과뉴욕소재미모리얼슬론케터링 정보통신기술진흥센터 29
주간기술동향 2015. 8. 26. 암센터연구진이왓슨을이용한테스트를실시하는중 - IBM 은머지를인수함으로써머지가확보한방대한아카이브에접근할수있을뿐만아니라, 머지의고객사인 7,500 개병원들과도관계를맺을수있게되었음 - 최근 IBM 은클라우드기반의료빅데이터기업인익스플로리스 (Explorys) 와의료기술회사인피텔 (Phytel) 도인수했으며, 이두회사를인수함으로써 IBM 은전자의료기록 5,000 만건을확보하기에이름 IBM 이머지를인수함에따라의료이미지분석을주업으로해온중소기업과스타트업들은 IBM 의향후행보에촉각을곤두세우고있음 - 500 만달러를투자받아창업한스타트업인리틱 (Enlitic) 은자사의소프트웨어가방사선전문의 4 명보다 50% 더정확하게 X-레이에서악성폐종양을찾아낼수있다고주장 - IBM 이머지를인수한다는소식이전해지자, 인리틱에는자신들이개발한소프트웨어를한번써보 고싶다는의료관계자들의문의가쇄도했다고함 - 이런소프트웨어를훈련시키려면엄청나게많은의 < 자료 >: Enlitic ( 그림 2) 손목골절여부판독 료이미지가필요하며, 기실머지가보유하고있는 300 억개이미지도 IBM 으로서는시작에불과 - 그러나민감한개인정보공유를꺼리는의료계와규제등으로인해구할수있는의료이미지는여전히제한적이라는현실은앞으로 IBM 을비롯해서의료이미지분석업체들이공동으로풀어나가야할숙제 (CIO, 8. 7. & Wall Street Journal, 8. 11.) 독일물류기업, 스마트글래스시험도입계획 독일물류기업 Deutsche Post DHL Group 은창고물류관리의생산성향상을위해 구글글래스와같은안경형웨어러블단말을직원들에게보급할계획 - Deutsche Post DHL Group 의공급망관리부문자회사인 Exel 은미국내 2 개물 30 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 류창고에서연내에안경형웨어러블의테스트사용을시작할것으로알려짐 - 비전피킹 (vision picking) 이라부르는이프로젝트는인터넷에연결된안경형웨어러블을착용한직원이표시된지시에따라원하는제품위치까지최단거리로이동한다음, 상품의바코드를읽고신속히출하준비를하도록지원하는것 < 자료 >: Wall Street Journal ( 그림 1) Exel 의비전피킹시스템 - 이는휴대형스캐너와서류기반의작업지시서를창고관리소프트웨어가탑재된스마트글래스기기로대체하려는시도 - Exel 에따르면 2015 년초독일의물류창고에서실시한비전피킹의테스트결과, 상품을픽업해서선적에필요한포장을하는데소요되는시간을 25% 단축함 - 이기술은직원들이백만가지이상의상품속에서상품몇개를찾아내야하는전자상거래창고물류관리에매우적합 - Exel 에따르면안경형웨어러블은창고물류에익숙하지않은임시직원을다수고용해야하는피크시기에특히효과를발휘할것으로기대됨 Deutsche Post DHL Group 은프린터및복사기제조업체인리코와협력하에이미네덜란드창고에서스마트글래스를시험도입하는중 - 리코의창고직원들은구글과 Vuzix 가만든웨어러블컴퓨터를사용하고있고, 독일기업인 Ubimax 가개발한소프트웨어를이용 - 구글은 2015 년 1 월판매부진과프라이버시침해에대한비판을이유로구글글래스의소매판매를중단했으나, 월스트리트저널에따르면 7 월에기업용으로방향을전환한새로운버전의구글글래스판매를시작 (International Business Time, 8. 17. & Wall Street Journal, 8. 17.) 어린이집ㆍ유치원의 CCTV 대용인간형로봇 일본의벤처기업유니화 (UniFa) 는어린이집이나유치원등의원아를위험으로부터지 정보통신기술진흥센터 31
주간기술동향 2015. 8. 26. 키기위한목적으로 11 인치크기의인간형로봇 미보 (Meebo) 를발표 - 미보는고개를흔들며내장된이미지인식센서로원아의얼굴을인식해서자동으로사진을촬영하고, 이를인터넷상의학부모사이트에게시하여보호자들에게공유시킴 < 자료 >: Solo pos ( 그림 1) 인간형보육지원로봇미보 - 보호자가아이의사진을미리등록해두면, 우리아이의사진만을자동으로선별하는것도가능하며, 마음에드는사진은유료로구입할수도있음 - 간단한말을원아들에게건네거나팔을흔들며춤을추는등함께노는기능도있으며, 향후온도센서를이용한체온계나긴급지진속보의알림기능도제공할계획 - 이회사는원래보육원등을겨냥한사진촬영ㆍ판매인터넷서비스를운영했는데, 보육교사가스마트폰등으로촬영한사진을자동으로인터넷에등록하여공유하는것으로호응을얻었으나, 보육교사가업무틈틈이촬영해야하는번거로움이있었음 유니화는일손부족으로고민중인일본의보육산업을겨냥해서유치원등의업무를지원하는용도로개발했다고설명 - 촬영장비를단순한웹캠이아닌인간형로봇으로만든것은아이들이친밀감을느끼기때문인것으로인간형로봇일경우, 아이들은눈을보고웃어주므로아주좋은사진이찍히며, 따라서의인화는이서비스가성공하기위한중요한요소라고함 - 유니화의설명에따르면미보는어디까지나바쁜보육교사의업무를지원하는존재이며, 보육의주역이인간인것은앞으로도변하지않을것이라고함 - 미보의놀이및대화기능은최소화되어있으며, 이는정서교육이중요한연령대의아이들에게로봇이지나치게간섭하면성장에악영향을미칠수있다고보기때문 - 보육현장은항상바쁘기때문에보육교사대신미보가사진촬영등을하며 5 분만이라도원아들을상대해서여유를준다면, 보육현장은보다생기를띨것으로기대 (Anime News Network, 8. 13. & Solopos, 8. 14.) 32 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 IoT 보안이슈와시사점 * 1. 더욱커져가는 IoT 보안위협 IoT 시대도래와함께더욱커져가는보안우려 IoT(Internet of Things; 사물인터넷 ) 시대에는대부분의기기에정보획득및네트워크연결기능이탑재되고, 이를바탕으로스마트홈, 스마트가전, 스마트카, 스마트그리드, 헬스케어, 웨어러블등다양한분야에서신제품과서비스가출현할것으로기대 Gartner 는 IoT 에연결되는접속기기수가 2014 년 37.5 억대에서 2015 년 30% 증가한 49 억대에이르고, 2020 년에는 250 억대를넘어설것으로전망 - IDC 는 2013 년 91 억대에이른 IoT 기기수가이후 17.5% 의연평균성장률을보여 2020 년에는 281 억대가될것으로예측 우리나라를포함한세계각국은 IoT 를미래성장동력으로인식하고, 기술개발및산업활성화를위한각종지원정책을추진하고있으며, 글로벌기업을중심으로스타트업에이르기까지 IoT 시장선점을위한치열한노력을경주 그러나 IoT 관련산업에대한장밋빛성장예측에도불구하고, IoT 보안위협사례가갈수록증가하고있어 IoT 기기및서비스자체에대한신뢰성저하로관련시장의성장자체에큰위협이될것으로우려 - 거의모든사물의인터넷연결에는엄청난정보의생성, 수집, 유통, 관리및활용의단계가필연적으로따르고, 이과정에서취약한보안시스템은공공안전위협과프라이버시침해라는두가지위험에직면 - HP 의자료에의하면, IoT 기기의 70% 가패스워드보안, 승인, 암호화측면에서취약점을갖고있으며, Cisco 의보안전문가는 IOT 적용분야가너무방대해서시나리오별로보안분석을수행하기도어려운지경이라고진단 - 최근국내인터넷전문가협회가인터넷분야전문가를대상으로한설문조사에따르면, IoT 상용화를위해가장필요한조건으로 철저한보안 이꼽혔으며, IoT 보급의가장큰우려는 해킹위험 으로조사 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8212, jaylee@iitp.kr) 으로문의하시기바랍니다 정보통신기술진흥센터 33
주간기술동향 2015. 8. 26. - 지금까지는해킹등으로인해보안위협이개인정보유출, 금전상손해정도로그치 는경우가많았으나, IoT 환경에서의보안사고는사회적재해나인명사고로이어 진다는데문제의심각성이있음 2. IoT 보안이슈 IoT 가초래하는보안및개인프라이버시침해위협에주목 IoT 시대에는개인정보유통에인한프라이버시침해는물론자동차, 의료, 공공기반등많은분야에서의취약한보안이생명을위협할가능성이제기되는등수많은다양한데이터의이동에따른보안과관련한문제해결이초미의관심사 - 해킹대상이전생활과산업영역으로넓어져제조공장, 전력망, 자동차, 의료기기, 가정에이르기까지광범위한영역이악의적인해커들의목표물이될가능성이증대 - 구체적으로는개인의의료기록이해커에의해외부에유출되어악용되는상황에서부터통신과전력이완전히다운되거나교통신호등이통제기능을잃어교통사고유발및교통마비로이어지는상황등이예상 IoT 보안영역확대로완벽한보안이더욱곤란 IoT 환경에서는기기등의연결방식, 네트워크, 객체의속성에이르기까지다양한환경조건들이존재 - 인터넷과같은공용네트워크, 사설네트워크, RFID 기반의센서네트워크, 3G/4G LTE 등다양한네트워크가사용 - IoT 기기는경량ㆍ소형화, 저전력화, 가격제약등의요인에따라 CPU, 메모리등성능제한이크고, 소프트웨어업데이트및관리가곤란하고, 제한적연산능력등으로기존보안기술의적용이곤란 - 개인정보는허가받지않은공격자의단말조작이나단말에서의 HW ㆍ SW 처리시, 데이터의전송과정, 혹은저장장치에서데이터처리등어느단계에서도누출될가능성이존재 따라서, IoT 기기와그안에내재된임베디드소프트웨어및데이터, 데이터집합플랫폼, 데이터센터, 통신채널등기존인터넷시대에비해보안에취약한공격대상이확 34 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 대되어있어, 이모든대상을보호하는것은큰도전임 (IoT 보안을위협하는대표적공격행위 ) 서버와단말에대한불법액세스를통한가용성침해, 정보의조작및탈취를통한기밀성ㆍ무결성공격및프라이버시침해등이대표적공격행위임 - 구체적으로는단말, 네트워크, 애플리케이션에대한데이터위변조, 프라이버시침해, 비인가된접근, 정보유출, 서비스거부등의공격형태를취함 - Capgemini Consulting 의 IoT 보안위협공격유형에대한설문조사에따르면, 패스워드공격이가장많은응답을받았으며, ID 스푸핑공격, 데이터변경공격등이뒤를잇고있음 - 그러나기업의 48% 만이 IoT 제품개발단계부터보안에집중하고있으며, 기업의 49% 만이 IoT 제품에원격업데이트기능을제공하고있는것으로나타남 ( 더욱어려워지는네트워크보안 ) 기업망및공중망에새로운기기, 전송프로토콜및네트워크트래픽이추가되어네트워크보안은더욱복잡하고어려운문제로대두 - 보안전문가의 79% 가네트워크보안이과거 2 년전보다훨씬어려워지고있거나더어려워지고있다고지적 (IOT 보안핵심과제 ) IoT 제품을보호하기위한핵심도전과제로종단기기에대한액세스보안이가장많이지목 - Capgemini Consulting 설문조사에따르면, 종단기기에대한액세스보안, 통신채널보안, 원격종단기기업데이트보안등이 IoT 제품보호를위한핵심과제로지목 (IoT 보안이제품구매에미치는영향 ) IoT 보안에대한우려가 IoT 제품구매에큰영향을미칠것으로우려 - IoT 보안에대한우려가 IoT 제품구매에영향을미칠것이라고응답한비율이전체적으로 71% 에이른것으로나타났음 - 특히, 산업제조및스마트미터링부문의제품구매에대한우려가타부문에비해큰것으로나타났으며, 이는두분야가타분야에비해 IoT 도입이먼저이루어졌다는점에서주목 정보통신기술진흥센터 35
주간기술동향 2015. 8. 26. 3. 주요국의 IoT 보안추진및우리의대응 주요국의 IoT 보안및정보보호추진동향 미국, EU 등주요국은 IoT 를둘러싼산업진흥과이용자보호를함께고려하는제도적지원을검토 - 미국은 2013 년트렌드넷의 CCTV 보안결함사건을계기로관련지침마련을위한공공ㆍ민간전문가의견수렴에나서는등 IoT 보안정책수립의초기단계에진입 - 유럽에서는기본적으로권고사항및가이드라인형태의 IoT 보안지침을통해시장의자율규제를촉구하는기조를보이며, IoT 보안기술개발및인증, 표준화작업에초점 - 중국은 IoT 를미래핵심산업으로육성시키기위해 IoT 핵심원천기술확보의일환으로 IoT 보안강화를도모 한편, 주요국은 IoT 를둘러싼정보보호이슈를다양한측면에서검토 - EU 는 2014 년 9 월 EU 의정보보호법을 IoT 에어떻게적용시킬것인지에대한의견서를공표 - 미국에서는 2014 년 11 월 FTC(Federal Trade Commission) 가사물인터넷관련워크숍을개최하여 IoT 정보보호문제를논의하였고, FTC 의 Julie Bril 위원은 IoT 를제공하는단말기또는서비스사업자의보다철저한개인정보보호대책강구를지적 우리의대응방안 IoT 시대에는보안과프라이버시보호측면에서과거및현재와는다른접근방법이요구됨 - 모바일ㆍ인터넷시대에서는모바일기기, PC 등으로한정된보호대상이 IoT 시대에는웨어러블, 가전, 자동차, 의료기기등 IoT 에연결되는모든사물로확대되고, 이는기존고전력ㆍ고성능의보호대상이향후에는기존보호대상을포함하여초경량ㆍ저전력ㆍ저성능의사물로대폭확대됨을의미 - 보안주체도과거에는 ISP, 보안업체, 이용자에국한되었으나 IoT 시대에는이들보안주체외에도제조업체까지확대되고, 보호방법에있어서도기존별도의보안장비에의한 SW 구현및연동에서 IoT 기기의자체보안기능확보및설계단계부터 36 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 의보안내재화등이요구 - 한편, 새로운기기및서비스의출현에대응하여나타날새로운보안기술과기존사이버보안기술의적절한조화를통해보안방식간의혼돈을최소화하면서효율적으로 IoT 보안능력을향상시킬방안을모색할필요 이에따라센서ㆍ기기, 통신ㆍ네트워크, 플랫폼, 응용서비스로세분화하여각각의보안대책은물론전체적인관점에서대응할필요 - IoT 기기 / 서비스설계단계시보안기법의적용과접속및전송시에인증및암호화기술을적용하고, 원격기기에대한업데이트를지속적으로이행하며, 개인정보보호를위한적극적인조치를취하는것은 IoT 보안을위한최소한의요구사항임 - 아울러새로운보안위협시에신속한탐지와분석을통해사전에회피및방지할수있는종합적인대응체계를마련할필요도있음 우리정부는경쟁국에한발앞서 IoT 보안을주도하기위한각종정책을수립ㆍ발표하는등적극적의지를보이고있어보안산업에긍정적인기류가조성 - 정부는 6 월 사물인터넷산업육성지원 의일환으로 사물인터넷정보보호로드맵 3 개년 (2015-2017) 시행계획수립에이어, 최근 사물인터넷공통보안 7 대원칙 을발표 그러나정부의적극적의지에따른보안업계의기대감에도불구하고, 보안관련글로벌업체의부재, 원천기술확보미흡, 기술개발인력및투자재원의부족등으로 IoT 보안산업주도는쉽지않은것이현실이며, 이를극복하기위한관련정책의철저한실행과산ㆍ한ㆍ연의적극적참여가절실히요구 4. 맺음말 IoT 에대한보안은과거와는다른새로운관점에서접근이요구 IoT 보안에대한우려는 IoT 산업성장자체에큰영향을미칠수있는요인으로완벽한보안이반드시실현될필요가있음 더욱이 IoT 환경은기존 PC, 모바일기기중심의사이버환경과달리그보호대상범위, 대상특성, 보안담당주체, 보호방법등에있어새로운시각으로접근해야할것임 따라서센서ㆍ기기, 통신ㆍ네트워크, 플랫폼, 응용서비스로구분하여각각의보안대책 정보통신기술진흥센터 37
주간기술동향 2015. 8. 26. 은물론전체적인관점에서대응하는한편, 프라이버시보호를위해서는정보의센싱, 가공ㆍ처리ㆍ저장ㆍ활용단계별로프라이버시보호기능을제공할필요 이와함께새로운보안취약점이나악성코드발생시에이에대한신속한탐지와분석을통해대응체계를마련할수있도록업체간경쟁보다는정보공유를통한협력체계를구성하는등침해대응체계도전면개선해야함 IoT 보안시장에서경쟁력을확보할수있는환경조성이필요 IoT 보안은 IoT 산업의성장에큰영향을미칠주요한요인임과동시에보안시장자체로도성장성이높은유망한산업분야로부각 최근정부는 IoT 보안의중요성을인식하여 사물인터넷정보보호로드맵 3 개년 (2015-2017) 시행계획을수립하고, 사물인터넷공통보안 7 대원칙 을발표하는등 IoT 보안산업의신속한발전을위한환경조성에적극나선것은시의적절한조치로평가 그러나국내보안업체는원천기술부족으로혁신적제품보다는기존제품의개선수준에머물러있어, IoT 보안기술및산업주도는쉽지않은상황에놓여있으며, 결국은국내 IoT 보안시장조차도삼성전자등대형 IoT 제품제조업체, SK 텔레콤등대형이동통신사, Cisco 등글로벌보안업체를중심으로치열한주도권경쟁이이루어질것으로전문가들은예상 어려운상황속에서국내보안중소기업및스타트업의성장을위해기술개발등에대한정부의적극지원과함께 IoT 제품혹은통신망을보유하고있는국내대기업, 통신업체들과의상생환경조성에도적극나서야할것임 한편, 정부가 IoT 보안위협에대응하기위한인력수요를분석한결과, 관련인력이크게부족한것으로나타났으며, 특히제품개발및기술지원부문인력이가장부족하며, 기존보안인력의타산업이탈률이높다는것도큰문제점으로지적되고있어보안인력의안정적수급을위한대책도필요 38 www.iitp.kr
* Weekly Brief Weekly Brief 분야 주요동향 이동통신 스마트폰 역대가장싼 노트 5 출고가 80 만원후반대 갤럭시노트 5 32GB 모델의출고가는 89 만 9,800 원, 64GB 모델은 96 만 5,800 원에출시할전망. 갤럭시노트시리즈가격이 80 만원대에서책정된것은이번이처음. 이는애플에대응해가격경쟁력을갖추고대기수요를선점하려는의도로풀이 삼성, AㆍEㆍJ 이어 갤럭시 O 새중저가폰출시예정삼성전자가새중저가스마트폰시리즈갤럭시 O 를준비. 모델명 SM-G550 은 갤럭시 O5, SM-G600 은 갤럭시 O7 으로불리게될것으로관측. 구체적사양이나디자인은공개하지않았지만, 조만간새시리즈를선보일것으로전망 애플, 아이폰 6S 9 월 18일출시일본매체인 IT 홈 과독일의 마체코프 (Macerkopf) 는애플의신제품이오는 9 월 9 일발표후, 18 일정식출시될가능성이있다고보도. IT 홈은애플이아이폰 6S 를 9 일발표한이후이틀후인 11 일사전예약을시작할것으로도관측 구글, 넥서스폰 10 월출시전망최근 LG 전자와화웨이가제작하는넥서스폰이미지를잇따라공개. 차세대넥서스폰에는안드로이드 M 이탑재될예정. 화웨이넥서스폰은 5.7 인치화면을, LG 전자는 5.2 인치화면을채택. 구글은 LG 전자넥서스폰으로미국을비롯한세계시장을, 화웨이의넥서스폰으로중국시장을공략하여궁극적으로전세계시장을장악한다는전략 * 넥서스폰은구글이직접기획하고제조사가개발및생산을맡는스마트폰이며구글폰으로도통용 구글조립식스마트폰, 2016 년출시구글의조립식스마트폰프로젝트 아라 (Ara) 의출시가연기될것으로전망. 구글은 2015 년이스마트폰을푸에르토리코에출시, 시장점검을마치고빠르면 2016 년부터전세계시장에출시할계획이었으나연내출시자체가불투명한상태로관측. 업계는다양한스펙의부품조합을안정적으로관리하는데어려움을겪고있는것으로분석 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8214, junghs@iitp.kr) 으로문의하시기바랍니다. 정보통신기술진흥센터 39
주간기술동향 2015. 8. 26. 분야 주요동향 스마트서비스 디지털콘텐츠 ICT 기기 모바일결제 모바일광고 애플리케이션 웨어러블기기 삼성페이 -애플페이, 1 차격전지미국에서격돌삼성전자는언팩행사에서공개한 삼성페이 를 8 월 20 일국내출시. 미국은 9 월 28 일출시예정으로삼성페이와애플페이가미국모바일결제시장을두고경쟁예고. 2014 년 10 월 애플페이 를미국에서먼저출시하였으나확산속도가더딘것은삼성에게는기회가될전망. 한편, 삼성페이는한국ㆍ미국을시작으로유럽과인도에출시하고추후출시국가를확대해나갈방침 국내간편결제시장을선점하기위한각축전심화국내모바일결제시장규모가 2015 년 2 분기 5 조 7,200 억원으로급증 ( 통계청 ). 이미올해선보인간편결제서비스가 6 개에달했으며하반기에는글로벌기업까지참여가예상되면서시장우위를점하기위한무한경쟁이예상 2014 년전세계모바일광고매출 37 조원 64.8% 8 월 17 일유럽인터랙티브광고협회와 IHS 에따르면 2014 년전세계모바일광고매출액은전년대비 64.8% 증가한총 319 억달러를기록. 특히, 모바일디스플레이광고가 1 년새무려 88.1% 의성장률을보이며모바일검색광고를추월 국내 O2O 커머스앱시장빠르게성장 KT 경제경영연구소ㆍ TNS 에따르면 2015 년상반기 직방 ( 부동산중개앱 ) 은 2014 년 0.7% 에서 6.4% 로 1 년새 9.1 배늘었고, 배달의민족 ( 배달앱 ) 은 8.9% 에서 10.6% 로 1.2 배증가하는등오프라인과온라인을이어주는 O2O 모바일앱의성장세가부각. 그중에서도배달ㆍ부동산ㆍ택시등생활밀착형서비스와쿠폰 멤버쉽카드등커머스앱점유율이크게증가 애플워치, 전체웨어러블매출의 42% 차지미국시장조사기관 1010 데이터에따르면애플워치가웨어러블시장전체매출의 42% 를차지. 핏빗은 31%, 모토로라ㆍ가민ㆍ조본ㆍ폴라ㆍ페블ㆍ삼성등이 15% 를차지. 애플워치를구매한가장큰이유는 활동추적기능 때문으로분석. 한편, 판매량기준으로는핏빗이 35% 를점유하며 1 위, 애플 (11%) 은 2 위를기록한것으로집계 웨어러블단말기, 2017 년출하량 1 억대돌파전망 DC 에따르면 2015 년웨어러블단말기출하량은 1 분기에만이미 1,140 만대를돌파. 이어 2017 년에는 1 억대를넘어서고, 2019 년 1 억 2,350 만대까지늘어날것으로관측. 한편, 삼성은스마트워치 기어 S 에이어차기제품출시를앞두고시장경쟁에가세할전망. 2015 년상반기에출시한애플워치를필두로다양한웨어러블기기가등장하면서시장개화의원년이될것으로기대 40 www.iitp.kr
Weekly Brief 분야 주요동향 부품 패널 반도체 삼성기어 S2, 9 월 3 일베를린에서공개예정삼성전자는차세대스마트워치 기어 S2 를 9 월 3 일독일베를린에서열리는국제가전박람회 (IFA) 를통해공개할방침. 삼성전자는 8 월 13 일언팩 2015 행사에서 기어 S2 의윤곽과제품공개일정을발표. 기어 S2 는원형디스플레이를사용한것이특징으로심박수, 운동량측정등기능을구현가능 LG 디스플레이 4 년간 10 조신규투자 LG 디스플레이가 LCD 에서올레드 (OLED ㆍ유기발광다이오드 ) 로투자중심을전환하겠다고결정. 이를위해 2018 년까지대형및플렉시블올레드를중심으로총 10 조원이상을투자해시장을선도할계획. 대형올레드분야는종이처럼얇은월페이퍼 (Wall Paper) 디스플레이와투명 TV 와같은프리미엄제품군지배력을강화하여신시장창출을견인. 중소형올레드는플렉시블부문에집중해웨어러블과자동차용시장등을선도한다는전략 모바일 D 램시장, 한국점유율 80% 돌파트렌드포스에따르면 2015 년 2 분기세계모바일 D 램매출은삼성전자ㆍ SK 하이닉스ㆍ마이크론ㆍ난야ㆍ윈본드순으로조사. 특히, 삼성전자 SK 하이닉스는 81.5% 의점유율을차지하며, 독보적위상을자랑. 기술우위를확보하고공격적인투자를지속하고있는국내업체가당분간지배적위치를유지할수있을것으로관측 정보통신기술진흥센터 41
주간기술동향원고공모 정보통신기술진흥센터는 ICT 전문동향지인주간기술동향에게재할전문가원고를모집하고있습니다. 주간기술동향은 1981 년 6 월에국내최초의 ICT 기술동향지로발간된이후매주발간되고있는 34 년역사의국내최장수전문동향지입니다. ICT 분야최신의기술, 시장, 정책동향을심층분석하여산ㆍ학ㆍ연ㆍ관에제공함으로써우리나라 ICT 산업성장과미래신산업발굴에기여할수있도록 ICT 분야전문가의우수한원고들로채워가고있습니다. 관심있는전문가여러분들의많은참여바랍니다. 제출분야 : 유무선통신, SW/ 콘텐츠, ICT 융합, 전자정보디바이스, 전파방송위성, ICT 산업ㆍ정책 제출자격 : 학계, 연구기관, 산업체의정보통신분야종사자 응모기간 : 수시접수 원고선정 : 투고된원고는본지발간취지에부합되는원고에한해게재하며, 필요시원고의수정보완을요구할수있습니다. 타인의원고를인용하거나언론기사를활용할경우출처를명확히밝히더라도지적재산권으로인한문제가발생할수있으므로타인의원고및언론기사의무단게재, 전제를금하여주시기바랍니다. 기타 - 게재원고에대하여별쇄본무료제공 - 게재원고에대하여소정의원고료 ( 편당최고 40 만원 ) 지급 - 원고제출시반드시원고심의의뢰서를함께제출 - 게재된원고로인해지적재산권침해문제가발생할경우, 원고저자는원고료반환, 게시물삭제와정보통신기술진흥센터가입게될손실ㆍ비용에대한배상등의불이익을받을수있습니다. 제출및문의처 - (305-348) 대전광역시유성구유성대로 1548( 화암동 59-4 번지 ) 정보통신기술진흥센터기술정책단산업분석팀주간기술동향담당 - Tel : 042-612-8296, 8219 / Fax : 042-612-8209 / E-mail : wttrends@iitp.kr
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