1875 호 2018.12.5.
주간기술동향 은과학기술정보통신부 ICT 동향분석및정책지원 과제의일환으로정보통신기술진흥센터 (IITP) 에서발간하고있습니다. 주간기술동향 은인터넷 (http://www.itfind.or.kr) 을통해서비스를이용할수있으며, 본고의내용은필자의주관적인의견으로 IITP의공식적인입장이아님을밝힙니다. 정보통신기술진흥센터의 주간기술동향 저작물은공공누리 출처표시- 상업적이용금지 조건에따라이용할수있습니다. 공공누리의제2유형에따라상업적이용은금지하나, 별도의이용허락 을받을경우에는가능하오니이용하실때공공누리출처표시지침을참조하시기바랍니다.(http://www.kogl.or.kr/info/license.do 참고 ) 예시 ) 본저작물은 OOO( 기관명 ) 에서 OO년 작성하여공공누리제O유형으로개방한 저작물명 ( 작성자 :OOO) 을이용하였으며, 해당저작물은 OOO( 기관명 ), OOO( 홈페이지주소 ) 에서무료로다운받으실수있습니다.
ICT 신기술 최신 ICT 이슈 1875 호 기획시리즈 2 VR AR MR 기술동향 [ 박기창 / 前동신대학교실감미디어기반조성사업단 ] Ⅰ. 서론 Ⅱ. 가상, 증강, 혼합현실개념 Ⅲ. 관련기술동향 IV. 활용현황 Ⅴ. 결론 ICT 신기술 17 인공지능을이용한안저영상판독기술동향 [ 조현성 / 한국전자통신연구원 ] Ⅰ. 서론 Ⅱ. 인공지능을이용한안저영상판독사례 Ⅲ. 안저영상의기계학습사례에대한고찰 Ⅳ. 맺음말 최신 ICT 이슈 30 Ⅰ. 레드햇인수로변신선언한 IBM, IT 공룡은진화에성공할것인가 Ⅱ. 경기장소비전력을 100% 태양광에너지로충당하려는미국스포츠업계 Ⅲ. 실리콘밸리노동자의 90% 는 1997년에비해실질소득감소 Ⅳ. 공연등라이브현장에적용되는증강현실트렌드
주간기술동향 2018. 12. 5. VR AR MR 기술동향 * 박기창前동신대학교실감미디어기반조성사업단실장 모바일기술의발달은다양한스마트디바이스의출현을가능하게했으며, 이를활용한가상현실 (Virtual Reality: VR), 증강현실 (Augmented Reality: AR) 서비스의대중화를이끌었다. HMD(Head Mounted Display), 전방위트레드밀, 커스텀컨트롤러, 모션플랫폼등전문적인장치및기술이소개되면서 VR, AR, MR(Mixed Reality: MR) 기술은어느때보다급진적으로발전하고있다. 하지만, 게임중심의콘텐츠획일화, 고가의하드웨어, 신체적불편감, 킬러콘텐츠의부재등으로관련시장은정체기를겪고있는게현실이다. 본고에서는가상현실, 증강현실, 혼합현실에대한개념을소개하고, 관련기술의동향을살펴본다. I. 서론 가상현실은 2012년오큘러스 DK1(Development Kit 1) 공개를시작으로일반에널리알려지게되었으며, 이후, 삼성기어 VR, 구글카드보드등스마트폰을이용해즐길수있는저가의가상현실체험기기들이속속출현하면서일반인들도가상현실기술을손쉽게접할수있는시대가되었다. 이전가상현실기술은비행시뮬레이션등일부특수목적을위해사용되었지만이제는누구나쉽게 YouTube, Netflix 등콘텐츠플랫폼을통해 360 VR 영상을즐길수있는시대를맞이하였다. 초기에는 360 VR 영상등시청각위주의콘텐츠가주를이루었지만, 전방위트레드밀, 전용컨트롤러, 모션플랫폼등보다전문적인장치들이가상현실콘텐츠와연동되면서점차사용자체감효과가강화된콘텐츠가등장하고있다. 하지만대부분게임중심의엔터테인먼트분야에서주로활용되고있어그응용분야가아직은제한적이다. 증강현실은가상현실의특수한경우로현실과가상이혼합된콘텐츠로초기에는스마트폰을이용 * 본내용은박기창 (kcpark3609@gmail.com) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP의공식적인입장이아님을밝힙니다. 2 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR 한지리정보서비스로주로일반대중에게소개되었으며, 2016년나이앤틱 (Niantic) 에서포켓몬고 (Pokemon Go) 게임을공개하면서증강현실게임으로는이례적으로폭발적인인기를끌었다. 국내에서도 2017년 1월부터서비스를시작하면서한동안사회적이슈가되기도했다. 이처럼증강현실기술은현실에가상영상을증강시켜사용자에게부가정보를제공해주는특성으로인해현재는차량주행중운행정보를차량전방유리에표시해주는 HUD(Head Up Display) 로활용되고있으며, 제조, 유통분야를중심으로조립, 수리, 검증, 모니터링등작업프로세스에활용되는등특히산업용을중심으로그응용범위가점차확대되고있다. 하지만일반사용자를위한범용성증강현실전용디스플레이장치의부재로대부분스마트폰, 태블릿위주로콘텐츠와서비스가개발되고있어사용성과서비스에제약이따른다. 혼합현실은현실과가상영상이상호작용하는증강현실의특수한형태로 2016년 MS가홀로렌즈 (HoloLens) 를발표하면서시장에서본격적으로주목받기시작했으며, 이를활용한자동차설계, 우주항공, 교육분야에서일부적용되고있다. 본고에서는가상현실, 증강현실, 혼합현실에대한개념을소개하고관련기술과활용현황을살펴본다. II. 가상, 증강, 혼합현실개념 가상현실, 증강현실, 혼합현실은컴퓨터그래픽 (Computer Graphics: CG) 을기반으로구현되며, 사용자의시야에펼쳐지는영상에서 CG 영상이차지하는비율에따라 [ 그림 1] 과같이각기술의구분이가능하다. 일반적으로 CG만으로사용자의전체시야에콘텐츠가출력되어몰입감, 현장감을제공하면가상현실로구분할수있고, 사용자가위치하는현실과 CG 영상일부가합성되어출력되면증강현실또는혼합현실로구분할수있다 [1]. < 자료 > c H2S Media [ 그림 1] VR, AR, MR 차이점 정보통신기술진흥센터 3
주간기술동향 2018. 12. 5. 가상현실은 HMD와같은착용형디스플레이장치를이용하여외부시야가차단된상태에서 CG 영상을보여주는방식인몰입형가상현실 (Immersive VR) 과돔스크린, CAVE(Computer Aided exploration of Virtual Environment) 등비착용형디스플레이장치를통해구현되는비몰입형가상현실 (Non-Immersive VR) 로구분하기도한다 [2]. 몰입형가상현실의경우, PC, 게임콘솔과 HMD를연결하여 CPU, GPU 성능을이용하는방식인데스크톱가상현실 (Desktop VR) 과 HMD 에스마트폰을장착하여스마트폰의컴퓨팅파워를이용하는모바일가상현실 (Mobile VR) 로구분하기도한다. HMD를착용하지않는비몰입형가상현실의대표적인예는 [ 그림 2] 와같은비행훈련시뮬레이션시스템으로, 물리적으로구성된비행조종장치와훈련자의조작에반응하며실시간으로출력되는외부비행화면을통해실제비행환경을모사하는경우등이해당한다. 물리적인장치의사용자피드백이중요한경우, 이와같은방식을채택하는것이효과적이다. < 자료 > c U.S. Air Force 실제조종석 [ 그림 2] 미공군 T-38C 비행훈련시뮬레이터 증강현실과혼합현실은사용자시야에출력되는영상의일부로 CG 를사용하는공통점이있지만, CG 영상이현실의부가적인정보를제공해주는형식과수준이면증강현실, 실제와같은 CG 영상이 현실의일부처럼작동하면서상호가능한수준이면혼합현실로구분할수있다. < 자료 > c pokemongolive, Microsoft [ 그림 3] 증강현실사례 - 포켓몬고 ( 좌 ), 혼합현실사례 - 홀로렌즈 ( 우 ) 4 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR < 자료 > c SPRi Issue Report, 2017. 1. [ 그림 4] VR/AR 기술발전방향 하지만, 증강현실과혼합현실을특정기준에따라명확히분류하기보다는혼합현실을성숙한가상현실기술과성숙한증강현실기술이결합된미래기술로이해하는것이바람직하다. 가트너는 2018년 10대기술트렌드의하나로몰입형경험 (immersive experience) 을선정했으며, 이들기술이제공하는몰입형경험이향후주요산업분야에서생산성향상에크게기여할것으로전망했다. 특히, 혼합현실기술은신체감각채널 (Multiple sensory channels), 주변환경센서와통합되어미래인터페이스로발전할것으로예측했다 [3]. < 자료 > c Gartner [ 그림 5] 사용자경험 (User Experience) 의미래 정보통신기술진흥센터 5
주간기술동향 2018. 12. 5. III. 관련기술동향 과거 10년동안의각기술에대한하이프사이클을살펴보면 [ 그림 6] 과같이증강현실은 2008, 2009년태동기단계를지나 2018년현재까지거품제거기단계에머물러있으며, 가상현실은거품제거기단계를지나재조명기단계를지나고있음을알수있다. 물론, 하이프사이클의각단계를기술적, 정량적으로구분할수는없지만현재까지가상현실, 증강현실기술이시장의주류로써생산성안정단계에진입하지못한상태임은확실해보인다. 한편, 혼합현실은 2018년하이프사이클의거품제거기단계에처음등장했으며, 가트너의최신보고서는향후혼합현실이가상현실, 증강현실을이른시일내에추월할것으로예상하기도했다 [4]. 가상현실, < 자료 > c Gartner Hype Cycle 재편집 [ 그림 6] VR, AR, MR 하이프사이클 2008-2018 [ 표 1] VR, AR, MR 관련기술 구분 디스플레이기술 (Display Technology) 트래킹기술 (Tracking Technology) 랜더링기술 (Rendering Technology) 인터랙션및사용자인터페이스기술 (Interaction & UI Technology) < 자료 > KISTEP, AR/VR 기술, 2018. 9. 내용 가상 / 증강현실속몰입콘텐츠를사용자가감각적으로경험할수있도록제공하는표시장치기술 몰입콘텐츠에서사용자의생체데이터를실시간으로추적하는기술 표시장치에보여지는몰입콘텐츠를고해상도 / 고화질로구현하는데필요한하드웨어및소프트웨어기술 몰입콘텐츠를지각, 인지, 조작, 입력할수있도록돕는상호작용및인터페이스기술 6 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR 증강현실, 혼합현실을구성하는기술의분류는그목적에따라다양한구분이가능하지만 [ 표 1] 과같이대표적으로디스플레이, 트래킹, 랜더링, 인터랙션및사용자인터페이스 4가지로분류할수있다 [5]. 현재디스플레이기술을중심으로기술발전이주도되고있으며, 특히플랫폼역할을하는 HMD 에대한기술선점이중요해지면서초기부터상업용 HMD를시장에발표한페이스북, HTC, 삼성, MS 등글로벌 IT기업간주도권경쟁이치열한상황이다. 2012년이후 4대기술별주요제품은 [ 그림 7] 과같으며디스플레이장치를중심으로관련기술이집중됨을알수있다. < 자료 > 동신대학교실감미디어기반조성사업단자체작성 [ 그림 7] 기술별 / 연도별주요제품현황 1. 디스플레이기술 디스플레이기술은인간의오감에대한감각적정보를표현하는기술로현재대부분의상용기술은시 청각기술에머물러있으며, 촉각, 후각, 미각등기타감각에대한기술은연구단계이다. 가상현실전용디스플레이장치로 HMD가주로쓰이고있으며오큘러스, 바이브가대표적이다. 2012년공개된오큘러스의초기버전 DK1은 1280 600 해상도성능에윈도7 이상운영체제, 정보통신기술진흥센터 7
주간기술동향 2018. 12. 5. 엔비디아 GTX 600 이상그래픽카드를장착한 PC와유선으로연결되어사용환경이불편했지만 2018년출시된최신오큘러스고 (Oculus Go) 는 2560 1440 해상도와안드로이드 OS가내장되어독립적으로작동가능한올인원 (All in one) 방식으로사용성이대폭향상되었다. 2018년 9월오큘러스커넥트컨퍼런스에서페이스북은 3번째오큘러스인오큘러스퀘스트 (Oculus Quest) 를공개함으로써가격과성능에따른라인업을구축하고있다. HTC는가로세로 5m 면적에서자유롭게이동하면서가상현실콘텐츠를즐길수있는룸스케일 (Room Scale) 을상용화하여주목을받았으며, 지난 CES2018에서는인텔의 WiGig(Wireless Gigabit) 기술을통해 60GHz 대역으로 PC와 HMD간고속무선통신이가능한바이브무선어댑터 (VIVE Wireless Adaptor) 를공개함으로써, 기존 PC와유선으로연결되는방식에서발생하는사용상의불편함을해결할것으로보인다. < 자료 > c TweakTown [ 그림 8] 바이브무선어댑터에적용된인텔 WiGig 삼성은오큘러스와공동으로모바일가상현실 HMD인기어 VR을 2015년에출시했으며, 2017 년에는 MS의윈도혼합현실 (Windows Mixed Reality: WMR) HMD인오디세이 (Odyssey) 를발표했다. WMR은오큘러스와바이브로양분된데스크톱가상현실시장에 MS가내놓은대안으로가상현실, 증강현실, 혼합현실장치개발을위한표준 API(Application Programming Interface) 와스펙이다. WMR HMD는컨트롤러의위치추적을위해베이스스테이션 (Base Station) 의설치없이 HMD 전방에내장된카메라를통해컨트롤러의위치를추적하는인사이드아웃트래킹 (Inside-Out Tracking) 방식을사용하기때문에공간상의제약을벗어날수있는특징이있다. 현재삼성의오디세이를포함하여델 (Dell), HP, 에이서 (Acer), 레노버 (Lenovo) 등기존 H/W 제조사들이이를채택하여 HMD를개발하고있다. 따라서기존 PC기반 HMD 시장은오큘러스, 8 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR < 자료 > c Acer [ 그림 9] Inside-Out Tracking( 좌 ) 과 Outside-in Tracking( 우 ) 바이브, WMR로더욱경쟁이치열해질것으로예상된다. 증강현실전용디스플레이장치는 2012년마이크, 비디오레코더, 헤드업디스플레이장치를내장한안경형태의구글글래스발표로많은기대를받았지만, 사생활침해, 안전문제로정식버전이현재까지출시되지못하고있다. 다만보잉, DHL, GE 등산업현장의요구사항을반영한기업용버전 (Enterprise Edition) 이 2017년공개되어산업용으로서의활용가능성을높이고있다. MS는 2016년홀로렌즈개발자버전을공개했다. 홀로렌즈는전면에부착된 1개의깊이카메라와 4개의환경인식카메라등으로부터외부정보를입력받아초당약 1조연산수행이가능한 HPU(Holographic Processor Unit) 를내장함으로써자체컴퓨팅역량을가지고있다. 인공지능연산처리를위한보조프로세서가추가된 HPU를차기홀로렌즈에채택할것으로예상되고있으며, 이경우, 인공지능연산을자체수행 함으로써불필요한클라우드와의데이터전송을피할수있어성능과사용성이개선될전망이다 [6]. 매직리프 (Magic Leaf) 와메타 (Meta) 도각각개발자버전인매직리프원크리에이터에디션 (Magic Leap One Creator Edition) 과메타2 를 2018년공개하여, 향후증강현실, 혼합현실전용디스플레이장치등장을예고하고있다. < 자료 > c Microsoft [ 그림 10] MS 홀로렌즈구조 < 자료 > c Magic Leap, Meta [ 그림 11] 매직리프원크리에이터에디션 ( 좌 ), 메타2( 우 ) 애플은별도의 HMD를발표하지는않았지만버나다, 아코니아홀로그래픽스등증강현실헤드셋제조관련기술을보유한기업및스타트업인수및관련특허등록이지속적으로이루어지고있어 정보통신기술진흥센터 9
주간기술동향 2018. 12. 5. 전문기관들은애플의디스플레이장치가 2020 년전후시장에출시될것으로예측하고있다 [7]. 2. 트래킹기술 트래킹기술은스타트업을중심으로관련기술이개발되고있으며, 대표적인장치로는립모션 (Leap Motion), 마이오 (Myo), 옴니 (Omni), 버추얼라이저 (Virtualizer) 가있다. 립모션과마이오는손동작에관한트래킹을, 옴니와버추얼라이저는발동작에관한추적이가능하다. 립모션은 HMD의전면부에부착되어가상현실콘텐츠에서사용자의손동작추적에많이활용되고있으며, 2018년프로젝트 North Star를통해 [ 그림 12] 와같은증강현실헤드셋설계도와관련데모영상이공개되면서증강현실용트래킹장치로써의활용가능성을높이고있다. North Star를통해공개된증강현실헤드셋은 100달러미만으로제작가능하며, 3.5인치 LCD 디스플레이를통한 1600 1440 해상도표현과내장된립모션센서를통한수평, 수직 180도손동작추적이가능한것으로알려졌다 [8]. < 자료 > c Leap Motion Blog [ 그림 12] 립모션이내장된증강현실헤드셋설계도 ( 좌 ) 와데모영상 ( 우 ) 암밴드형태의마이오는기존카메라방식이아닌팔근육속의전기신호를통해인터페이스를가능하게하는장치로주목받았으며, 옴니와버추얼라이저는사용자의하체움직임을트래킹하여가상현실내에서안전한공간이동을구현하고있으며, 특히 2018년옴니를활용한 VR e-스포츠대회 옴니아레나챔피언쉽 이개최되는등그활용범위를넓히고있다. 한편, MS는이들장치보다앞서 2010년 RGB 센서와 IR 센서가내장된키넥트 (Kinect) 를공개하였다. 키넥트는머리, 손, 발등전신에걸쳐사용자골격 (Skeleton) 추적이가능하며, 초기버전은 20개골격에대해추적이가능했지만, 2014년개선된버전에서는 25개로늘어났다. 키넥트는제스처를이용한내추럴사용자인터페이스 (Natural User Interface: NUI) 연구, 사용자와동일한제스처를취하는아바타구현등에활용되고있다. 10 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR < 자료 > c Digital Mind [ 그림 13] 키넥트를이용한골격추적 (Skeleton Tracking) 3. 랜더링기술 랜더링기술은사실적인콘텐츠의표현과관련된기술로대표적으로유니티 3D, 언리얼엔진이사용되고있다. 유니티 3D는모바일게임제작용으로주로활용되다가 2015년유니티 3D 5버전출시이후 VR 콘텐츠제작에많이활용되고있으며, 전세계 VR 콘텐츠점유율 75%, 홀로렌즈콘텐츠점유율 91%, 오큘러스콘텐츠점유율 60% 를차지하고있다. 이러한영향력으로유니티테크놀로지 (Unity Technology) 는 2018년비즈니스전문매체인패스트컴퍼니 (Fast Company) 가선정한 VR AR 분야세계 10대혁신기업 으로선정되기도했다 [9]. 최근유니티 3D는영화나애니메이션제작에도활발히활용되고있으며, 기존 VFX와 CG 애니메이션의단계별제작방식을실시간방식으로개선하여제작기간과제작비용을절감할수있는획기적인워크플로우로주목받고있다. < 자료 > c Unity Technology [ 그림 14] 유니티 3D로제작된애니메이션 ( 좌 ), 자동차쇼룸 ( 우 ) 전세계 500만명이상의개발자가이용하는언리얼엔진은디자인, 건축, 항공산업등대규모, 고비용사업영역을중심으로활용영역을넓히고있다. 언리얼엔진개발사인에픽게임즈 CEO 팀스위니는 언리얼서밋 2018 행사에서 게임엔진이산업분야에혁명을일으키고있다 고연설하면서게임엔진에서제공하는현실적인영상의실시간랜더링이갖는산업적파급력을강조했다. 특히, 2018년 8월미국에서개최된국제게임개발자컨퍼런스에서최초로영화품질수준의실시간 정보통신기술진흥센터 11
주간기술동향 2018. 12. 5. < 자료 > c EPIC GAMES [ 그림 15] 언리얼엔진실시간레이트레이싱파이프라인 ( 좌 ) 및데모영상 ( 우 ) 레이트레이싱 (Ray Tracing) 기법을적용한 스타워즈 데모영상을공개함으로써빛의변화에따른현실감, 사실감표현의가상현실콘텐츠내적용가능성을높였다. 한편, 구글과애플은증강현실개발플랫폼인 ARCore와 ARKit을각각발표하여모바일증강현실생태계를조성하고있으며, 매달 1억명이넘은개발자가이들플랫폼을이용하여관련앱을개발하고있어 [10], 향후, 다양한증강현실서비스등장과치열한개발플랫폼경쟁이예상된다. 4. 인터랙션및사용자인터페이스기술 인터랙션및사용자인터페이스기술은오큘러스, HTC 등 HMD 제조사들이자사의 HMD를이용한콘텐츠제어를목적으로대부분전용컨트롤러를개발하여제공하고있다. 2018년페이스북은 [ 그림 16] 과같이장갑형햅틱인터페이스장치에관한 2건의온라인특허를출원하고, 마크주커버그가이와유사한장비를시연하는영상을페이스북에공개함으로써, 가상현실용차세대햅틱 < 자료 > c INVEN, YouTube [ 그림 16] 페이스북의햅틱인터페이스특허 ( 좌 ) 와장갑형인터페이스를시연중인주커버그 ( 우 ) 12 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR Gun Paddle Sword < 자료 >c 동신대학교실감미디어기반조성사업단, 동신대학교디지털콘텐츠협동연구센터, ROADTOVR [ 그림 17] 커스텀컨트롤러사용예인터페이스의등장을예고하고있다. 가상현실콘텐츠내용에따라적외선센서나자이로센서를이용하여 [ 그림 17] 과같이총 (Gun), 패들 (Paddle), 검 (Sword) 등커스텀컨트롤러를별도제작하기도하며, 모션플랫폼연동을통한라이딩 (Riding) 효과를구현하기도하는등 HMD를이용한시각적몰입감과더불어인터페이스장치를통한체감효과를높이기위한시도가활발하다. IV. 활용현황 1. 가상현실 가상현실은게임등엔터테인먼트분야가가장큰시장으로, 대부분의가상현실게임은오큘러스 스토어나스팀스토어를통해온라인으로게임을제공받을수있다. 하지만고가의 HMD 를포함한 다양한체험장비를요구하는기술의특성상가상현실전용게임장도등장하고있으며호주의제로 < 자료 > c HYPE&STUFF, DIORAMA [ 그림 18] 제로레이턴시 ( 좌 ) 와더보이드 ( 우 ) 정보통신기술진흥센터 13
주간기술동향 2018. 12. 5. 레이턴시 (Zero Latency) 와미국의더보이드 (The Void) 가대표적이다. 2015년호주에서세계최초 VR 게임장을개장한제로레이턴시는 2018년현재우리나라를포함한전세계 11개국 20개지역에서운영되고있으며, 누적이용객 15만명이상을기록하고있다. 미국스타트업더보이드도 2016년부터미국내 9개지역과 UAE 두바이에가상현실게임장을운영하고있으며, 미국내영화사들과의협력을통해고스트버스터즈, 스타워즈등유명 IP를활용한콘텐츠를제공하고있다. 가상현실기술은테마파크에도적용되고있다. 전통적인테마파크는구축시막대한시설비를요구하는데비해가상현실테마파크는전용기기와공간만으로도구축가능하기때문에상대적으로저렴한비용으로구축할수있어미국, 일본, 중국을중심으로관련사업이활발히진행중이다. 국내의경우서울, 인천, 부산등대도시중심으로도심형가상현실테마파크가운영중이고, KT는국내운영경험을바탕으로말레이시아가상현실테마파크사업을준비중인것으로알려졌다 [11]. 2. 증강현실 증강현실은현실영상과가상영상의합성을특성으로쇼핑, 관광, 교육, 국방등수요에따라서비스위주로구현되고있으며, 가상현실기술에비해상대적으로응용범위가넓지만스마트폰, 태블릿등장치사용에따른양손의사용제한때문에범용서비스개발에제약이따른다. 하지만산업현장에서는스마트글래스등웨어러블장치와솔루션을활용하여증강현실기술을작업프로세스에적용하고있다. 대표적인성공사례로농업용장비제조사 AGCO는조립시간 25% 단축및검사시간 30% 단축, 인텔의경우물류유통효율 29% 개선, 자동차충격흡수기제조기업 KONI의부분선별작업정확도 99.9% 등효과가입증되고있어향후제조, 유통분야를중심으로산업용으로확대될것으로예상된다 [12]. AGCO VW < 자료 > c werable, 2017. 8. 8, & assembly, 2015. 11. 30. [ 그림 19] 산업용증강현실 (Industrial AR) 의예 14 www.iitp.kr
기획시리즈 AR VR MR 3. 혼합현실 혼합현실은앞의두기술에비해활용범위가제한적이지만 MS의홀로렌즈를이용한미국코넬대학의암연구, 미국항공우주국 (NASA) 의우주인교육프로젝트, 포드의자동차설계, 호주캔버라스쿨교육프로그램등의적용사례가알려져있으며, 향후, 홀로렌즈, 매직리프원, 메타2 등전용디스플레이장치의정식버전출시가예상되고있어증강현실서비스와더불어적용범위와규모가확대될것으로보인다. 포드 - 설계 호주 - 교육 < 자료 > c KINEWS, 2017. 10. 20. & 중앙일보, 2018. 10. 3. [ 그림 20] 혼합현실활용예 V. 결론 가상현실, 증강현실, 혼합현실분야는 2012년부터꾸준히성장하고있으며, 단순기술이아니라현재포화상태에이른모바일시장을대체할차세대컴퓨팅플랫폼으로활용가능하기때문에글로벌 IT기업들이앞다투어시장선점에열을올리고있다. 하지만, 앞서소개한주요제품중국내제품은기어 VR뿐이며, 이마저도순수국내기술로제작된제품으로보기는어렵다. 현재국내관련기술수준은미국, 유럽, 일본보다 1~2년늦은수준으로보고되고있으며, 중국은급성장세를유지하고있어국내기술을위협하고있다 [13]. 많은전문가들은 2020년을기점으로증강현실시장이가상현실시장을추월하고, 더욱확대될것으로예상하고있으며 [14], 향후혼합현실기술이적용된인터페이스가현재의인터페이스환경을대체할것으로예상하고있다. 다행히가상현실과비교하여현재의증강현실시장은상대적으로하드웨어의존률이낮고, 콘텐츠보다서비스위주로시장이형성되어있다. 5G 이동통신기술, IT 제조기술, S/W 제작기술등국내 IT 기술의강점을살려향후이들분야에서주요제품, 서비스가국내기술로채워지기를기대한다. 정보통신기술진흥센터 15
주간기술동향 2018. 12. 5. [ 참고문헌 ] [1] D. Saxena, What is the Difference Between VR, AR, and MR, 2018. 3. [2] R. D. Gandhi and D. S. Patel, Virtual-Reality Opportunities and Challenges, International Research Journal of Engineering and Technology, 2018. 1. [3] Gartner, Top 10 Strategic Technology Trends for 2018, 2017. 10. [4] VERDICT, Gartner hype cycle 2018:Mixed reality to overtake VR and AR, 2018. 8. [5] KISTEP 기술동향브리프, AR/VR기술, 2018. 9. [6] ITNEWS, 마이크로소프트, 홀로렌즈2에인공지능칩탑재, 2017. 7. 26. [7] 중앙일보, 애플, 7년내애플카출시한다...AR 디바이스는 2020년, 2018. 8. 16. [8] NEW ATLAS, Peer into the future of augmented reality with Project North Star, 2018. 4. 11. [9] KVRA, 유니티, VR AR 분야세계 10대혁신기업으로선정돼, 2018. 2. 23. [10] GAMEPLE, 모바일 AR, VR보다 규모 더커진다, 2018. 10. 22. [11] IT조선, VR 테마파크를주목하라, 2018. 5. 25. [12] 삼성SDS, 생산성을높이는증강현실 (AR) 기술 : 증강현실기술의제조업적용사례, 2018. 9. 25. [13] IITP, ICT 기술수준조사보고서, 2018. 2. [14] IITP, 증강현실최근동향과시사점, 2018. 6. 16 www.iitp.kr
ICT 신기술 인공지능을이용한안저영상판독기술동향 조현성한국전자통신연구원책임연구원 I. 서론 몸이 10냥이면눈은 9냥이다 라는옛속담이있다. 인지과학이나생명과학분야에서는사람이감각기관을통해획득하는정보량의 60~70% 는시각을통해이루어진다고한다. 이는사람의신체중에눈이그만큼중요하다는의미를전하고있다. 인체를구성하는조직중에서이렇게중요한부분을차지하는눈과관련된연구는안과질환을중심으로많은발전이있었고, 현재또한활발한연구를진행하고있다. 2006년진행한메타분석연구에따르면, 미국에서각종질병에의해발생된실명으로인한 (a) 안저카메라 < 자료 > 한국탑콘홈페이지제공 < 자료 > 건양대학교병원제공 (b) 안저영상 [ 그림 1] 안저카메라와안저영상 * 본내용은조현성책임연구원 (042-860-6734, hsc@etri.re.kr) 에게문의하시기바랍니다. 정보통신기술진흥센터 17
주간기술동향 2018. 12. 5. 경제적손실은연간 35억달러에이른다고추정하고있다 [1],[2]. 아일랜드에서는 2010년총 12,995명이실명되었고, 이로인한직접경제손실이 2억 7,700만유로 ( ) 에이르렀으며, 8억 900만유로의간접경제손실이발생했다고보고하고있다 [3]. 이처럼눈과관련된질병으로인한사회경제적손실을줄이고, 환자의건강상태를증진하기위해서는관련질환의예방과조기진단이매우중요하다. 눈과관련된다양한연구중에최근가장주목받고있는것이바로안저영상이다. 안저영상은비침습적으로간편하고저렴하게인체의혈관, 신경, 망막등의상태를측정하고관찰할수있는특징이있다. 이러한특징때문에안과에서는다양한안과질환진단을위해안저영상을활용하고있다. [ 그림 1 (b)] 와같이안저카메라로촬영한안저영상에서는망막에분포하고있는혈관, 망막신경섬유층, 황반, 시신경유두등을관찰할수있으며, 촬영한결과를통해해부학적조직의특징을면밀히분석하여질환여부를판단하는유용한자료로사용하고있다. 안저영상을판독하는데있어서현실적인문제는미세한병변을정밀하게판독하기위해서는고도의숙련된전문의가필요한데, 검사수요대비안저영상판독전문의의공급이턱없이부족하므로검사결과의판독에많은어려움이있다. 특히, 당뇨, 고혈압과같은만성질환환자의경우내과또는가정의학과와별개로안과분야를전문적으로검사하는과정을거쳐야하는번거로움이있어많은불편함이있다. 다른한편으로는충분한전문성과경험을보유한안과전문의사이에서도안저영상의판독일치율에많은차이가있다는결과도보고되고있기에, 최근판독의정밀성과일관성을위해인공지능기술을도입하고자하는시도가많이발표되고있다. 특히, 미국과같이의료접근성이열악한국가에서는인공지능을접목한안저영상판독은원격의료를통해서비스할수있는장점때문에인공지능기술을안저영상판독에활용하는분야가특별히주목받고있다. 본고에서는망막을촬영하여획득한안저영상 (Fundus Image, Fundus Photography) 을바탕으로인공지능기술을적용한연구동향을살펴본다. 특히, 주요실명유발질환인당뇨성망막병증과녹내장에관련된주제는심도있게관련기술을살펴보며, 이두가지안과질환이외에도앞으로관심을가지고접근해야할대상인황반변성, 심혈관계질환, 치매등을안저영상과인공지능을이용해진단하는주제도역시살펴본다. 18 www.iitp.kr
ICT 신기술 II. 인공지능을이용한안저영상판독사례 1. 당뇨성망막병증판독사례 가. 당뇨성망막병증개요당뇨성망막병증 (diabetic retinopathy) 은만성질환인당뇨병의유병기간이길어진환자의경우망막에존재하는혈관에서문제가발생하고, 이에따른출혈과출혈에동반되는부작용으로인해망막조직의변성이발생하여생기는질병이다. 이러한변화의결과를관찰할수있는병변으로는소동맥류, 출혈, 황반부종등이있으며, 황반부위의침범정도에따라시력에중대한영향을주기도하고, 실명에이르기도한다. 당뇨성망막병증에대한 35개의기존연구를메타분석한연구에따르면, 당뇨성망막병증의유병률은 34.6%, 증식성당뇨성망막병증은 6.96% 에이른다고보고하고있다 [4],[5]. 당뇨성망막병증의초기에는비증식성망막병증으로시작하며, 국소적출혈또는삼출물등을망막에서관찰할수있고, 시력저하역시심각한수준이아니다. 그러나, 비증식성망막병증의기간이오래됨에따라증식성망막병증으로이행하고, 망막에새로운혈관이생기면서새롭게생성된혈관은혈관벽이약하기때문에쉽게파열되고, 이에따른추가적인부작용들이나타나급격한시력저하나실명에이르게된다. 당뇨성망막병증의경우, 대부분환자는통증을자각하지못하며, 질환이상당수준이상으로진행이되었을시점에시력감퇴등의자각증상을인지하여병원에찾아오는경우가많아서초기진단에실패하는경우가종종발생한다. 안저검사를받더라도, 미세한병변의경우판독과정에서놓치고지나치기쉬우므로조기진단에실패하는사례도있다. 나. Kaggle 사례안저영상판독에최초의인공지능기술을도입한사례로, 세간의관심을불러일으킨배경에는 2015년 2월부터 7월까지진행한 Kaggle의 Diabetic Retinopathy Detection 대회의공헌이크다고할수있다 [6]. 이대회는 5개등급으로레이블링된안저영상을참여자에게제공하여판독모델을학습할수있게하였으며, 팀별로학습한모델을가지고레이블을부여하지않은테스트데이터를판독한결과를제출하여 quadratic weighted kappa 방식으로예측결과를평가받아순위를정하였다. 이대회에서는레이블 ( 기계학습대상클래스 ) 을정상, 경미한당뇨성망막병증, 중증당뇨성망막병증, 심각한당뇨성망막병증, 증식성당뇨성망막병증의총 5개의범주로정의하였 정보통신기술진흥센터 19
주간기술동향 2018. 12. 5. 다. 결과평가방법을 quadratic weighted kappa로한이유를추정해보면, 제시한 5개의클래스레이블이순서의의미를내포하고있으므로, 예측모델이정상을초기질병으로오판한결과보다는정상을중증또는심각한상태의병증으로예측한것에대해서더많은벌점을적용하는방식이현장에서사용하는데더합리적이라는이유일것이다. 661개팀이총상금 10만달러를두고각축을벌였으며, 이대회에서 Min-Pooling 팀이 0.84957(quadratic weighted kappa score) 의점수로 1등을차지하였다. Min-Pooling 팀이사용한모델학습방법은여러개의심층신경망을개별적으로학습하고, 이결과를앙상블하는방법을사용하였다. 다. 구글사례 Kaggle의 Diabetic Retinopathy Detection 대회가끝난이후, 세계적인의학저널인 JAMA, Ophthalmology, Nature 등에서당뇨성망막병증의진단을위해딥러닝을활용한수많은연구결과들이발표되었다 [7]-[9],[13]. 당뇨성망막병증을판독하기위해딥러닝을적용한연구결과를의학전문저널에최초로발표한사례는 2016년구글이 JAMA에게재한연구논문이다 [7]. 논문에서제시한성능은 AUC 0.99 수준으로, 전문안과의사의실력과버금가는수준이었다. < 자료 > Google, Google AI Blog, Deep Learning for Detection of Diabetic Eye Disease, 2016-11-29 [ 그림 2] 정상안저영상과당뇨성망막병증안저영상구글은심층신경망 (Convolutional Neural Network: CNN) 의하나인 InceptionV3에 12만여장의안저영상을입력하여기계학습을하였고, 학습한모델은 EyePACS-1[10] 데이터 8,788장과 Messidor-2[11] 데이터 1,745장을가지고성능을테스트하였다. 구글이발표한논문에서는영상의품질과레이블링품질에대해서상세한자료를제공하고있다. 그러나, EyePACS-1 데이터베이스에서는학습과테스트모두에서데이터표본을뽑은것으로나와있는데, 이때상호중복이없이표본을뽑았다는언급이없는것이아쉬운점이다. 또한, 테스트데이터의구성에서정상과질병의분포편차가크다는점도성능평가결과의해석에서고려할사항 20 www.iitp.kr
ICT 신기술 으로보인다. 라. IDx-DR 사례 2018년 4월미국의 IDx사는자사가개발하고출시한세계최초인공지능의사가 FDA 승인을받았다는뉴스를발표하였다 [12]. IDx사에서승인받은제품은 IDx-DR이라는인공지능시스템인데, 안저영상을가지고당뇨성망막병증을선별검사하는인공지능시스템이다. 이전에도의료영상판독을위해인공지능기술을사용해서 FDA 승인을받은몇몇사례가있었다. 이전의사례는임상의사결정시스템 (Clinical Decision Support System: CDSS) 의관점에서접근한허가사항이지만, IDx의 FDA 승인은인공지능시스템독자적으로최종판독결론을도출한다는점에서차이가있다. 이러한차이를 IDx에서는언론홍보뿐만아니라 Nature와같은유력학술저널에기고하는방식등으로홍보에열을올리고있다 [9],[12]-[14]. IDx-DR 시스템은 900명의당뇨환자를대상으로촬영한망막사진을가지고임상시험을진행했고, 성능은민감도 87.4%, 특이도 89.5% 로보였으며, 촬영장비는 Topcon NW400에국한한제한점이존재한다 [9]. < 자료 > IDx, Press Release: IDx and Topcon sign exclusive AI platform agreement for the U.S. market, 2018. 10. 23. [ 그림 3] IDx 의당뇨성망막병증판독을위한 AI 적용제품 2. 녹내장사례 가. 녹내장개요 녹내장 (Glaucoma) 은신경절세포 (Retinal Ganglion Cell: RGC) 와그축삭 (Axon) 이손상됨으 로써실명에이르는질병이다 [15],[16]. 녹내장은만성적이고, 비가역적으로진행하는특성때문에 정보통신기술진흥센터 21
주간기술동향 2018. 12. 5. 조기에발견한녹내장은치료제또는수술을통해진행을늦출수있고, 치료효과역시좋은편이다. 하지만, 질환의특성상말기단계까지환자가뚜렷하게느낄수있는시야결손이나시력저하와같은주관적인증상이없는경우가많다. 또한, 진행단계가심한녹내장의경우치료예후가나빠서, 검진을통한조기발견이중요하다. 최근인구조사에근거한 50건의글로벌메타분석에따르면, 전세계적으로 40세부터 80세까지의녹내장유병률은약 6,430만명에해당하는 3.5% 로보고되고있다. 인구증가및고령화로인해이수치는 2040년까지 1억 2,200만명으로증가할것으로예상되고있다 [15]. 특히, 싱가포르중국인의경우약 85%, 미국흑인인구의경우같은비율, 미국의경우전체비율의 50% 까지도조기진단이어려운상황이다 [17]. 국내역학조사연구에따르면국내녹내장유병율은전국민의 2~4%( 약 240만명 ) 에이르며, 인구고령화에따른유병률은지속적으로증가추세에있다고한다 [18],[19]. 녹내장으로인한시력손실의대부분은조기발견과이를통한적절한치료를통해예방할수있으나, 대다수의녹내장환자의조기진단에실패하고있다. 그이유는녹내장의질환특성상질병의진행단계에서중심시력이영향을받는만성녹내장단계에이르기까지대부분환자가자각증상을느끼지못하기때문이다 [20]. 녹내장조기진단의또다른어려움으로는간편하고저렴한검진방법인안저촬영결과의판독에있어서고도의전문성과경험이필요하기때문이다. 이러한현상은녹내장이초기단계에서후기단계로진행됨에따라치료비가 4배이상증가하여상당한재정적부담을초래하고, 또한녹내장말기에이루어지는치료역시그예후가초기단계부터치료하는것보다상대적으로좋지않은결과를보인다 [21]. 나. 중국 Zhongshan 안과센터사례 2018년세계적권위를가지고있는미국안과학회저널인 Ophthalmology에중국의 Zhongshan 안과센터가딥러닝을이용한녹내장판독연구결과를발표하였다 [22]. 중국연구팀에서는 3만 1,000여장의안저영상으로딥러닝모델을학습하였고, 8,000장의안저영상을가지고성능을시험하였다. 중국연구팀에서개발한녹내장판독딥러닝모델의성능은 AUC 0.986 수준으로매우높았고, 민감도는 95.6%, 특이도는 92.0% 를보였다. 이연구에서는 InceptionV3를딥러닝기본모델로사용하였다. 녹내장을위한데이터레이블은 LabelMe라는조직에서보유한 7만여장의안저영상에대해서 21명의훈련받은안과의사를동원하여녹내장의심과정상으로분류하고영상마다레이블을정의하였다. 22 www.iitp.kr
ICT 신기술 A B < 자료 > https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2018.01.023, Ophthalmology, Vol. 125, Issue 8, August 2018, Page 1,200. [ 그림 4] 중국 Zhongshan 안과센터의녹내장판독을위한딥러닝적용사례중국 Zhongshan 안과센터의연구결과를면밀히살펴보면, 몇가지제약사항이존재함을알수있다. 먼저, 성능시험을위한테스트데이터의분포가정상이 75% 를차지하고녹내장의심이 25% 를차지하고있는아쉬움이있다. 기계학습을위한데이터의클래스분포는연구자의의도에따라어떻게구성해도큰문제가없어보이나, 성능시험을위해서는정상과비정상의분포균형이맞추어진구성으로성능평가결과를보여주는것이좀더객관적인결과해석을할수있다고생각한다. 데이터의레이블링관점에서도녹내장의심수준의평가로이루어진아쉬움이있다. 녹내장의확진은안저영상하나만으로는불가능하고, 시야검사와기타검사데이터를종합하여최종진단을내리는것이학계의정설이다. 이러한점에서중국연구팀의레이블링결과는말그대로녹내장이의심되는수준의레이블링을하였기때문에실전에서효과성이어느정도수준일지는별개의임상시험을통해확인해볼필요가있다. 다. 기타녹내장판독사례 안저영상에딥러닝을적용하여녹내장을판독한사례로는일본의 Shibata 연구팀의결과와 [23] 정보통신기술진흥센터 23
주간기술동향 2018. 12. 5. 호주의 Liu 연구팀에서발표한결과가 [24] 있다. 일본 Shibata 연구팀의경우 3,000여장이라는상대적으로작은규모의학습데이터를사용했으며, 주요특징으로는테스트를위해 OCT라는별도의검사결과를바탕으로엄밀한검증을거친데이터로성능평가를진행했다는점이다. 일본연구팀에서는 ResNet을바탕으로딥러닝을진행했고, SVM과 Randomforest의학습결과와비교한결과를제시하고있다 [23]. 호주연구팀역시상대적으로작은규모의 4,394장의안저영상을가지고 ResNet50 모델을사용해서녹내장을판독하는연구를진행했다. 호주연구팀에서전체연상의 80% 를학습에사용하고나머지 20% 를성능평가에사용했다. 호주연구팀에서제시한성능은민감도 89.3%, 특이도 97.1%, AUC 0.97이다. 호주연구팀의연구에서특기할만한사항은안저영상에서시신경유두부분이녹내장성인지아닌지를판독하는목적으로이루어졌다는것이다. 녹내장에서시신경유두부분만으로질환여부를판독하는것에는상당히많은한계점이있다 [24]. 3. 기타질환사례 안저영상을가지고주요안과질환인당뇨성망막병증과녹내장이외에도나이관련황반변성, 심혈관계질환, 치매까지도진단하는연구결과가속속발표되고있다. 앞서언급한바와같이안저영상으로혈관과신경조직까지관찰할수있기때문에안과이외의질병으로생성되는병변의특징을딥러닝으로검출하여진단에활용하고자하는시도는충분히의미있는접근이라할수있다. 나이관련황반변성은백내장, 녹내장과함께 WHO에서정의한 3대실명질환중의하나이다. 안저영상과딥러닝을결합하여나이관련황반변성위험도를예측하는연구역시당뇨성망막병증이나녹내장과같이안과분야에서는주요관심질병으로최근괄목할만한연구성과가다수발표되었다 [25],[26]. Grassmann et al.(2017) 연구에서는 3,654명의환자로부터촬영한 12만여장의안저영상을질병의중증도에따라 12개의등급으로레이블하고, 5,555장의테스트이미지로성능평가를하였다. 질병의등급을분류하는실험세팅으로성능평가결과 quadratic weighted kappa 는 92.14, 정확도는 63.3% 를보였다. 딥러닝은 AlexNet, GoogLeNet, VGG, InceptionV3, Res Net101, InceptionResNetV2를모두사용하여학습하고, 각각의결과를 Randomforest로앙상블하는방법을사용하였다 [25]. Poplin et al.(2018) 은 UK Biobank 데이터베이스에있는 96,082장의안저영상과 EyePACS 데이터베이스에있는 1,682,938장의안저영상을가지고 InceptionV3를사용해서심혈관계위험도를예측하는연구결과를발표하였다 [27]. 연구결과의성능평가는 UK Biobank의 24,008장과 24 www.iitp.kr
ICT 신기술 EyePACS-2K의 1,958장을가지고진행했으며, 딥러닝알고리즘만으로 AUC 0.70 성능을보였다. 실험내용에서는안저영상을이용한딥러닝결과를심혈관계위험도와상관관계가높은혈압, 연령, 성별등의지표와연동하여예측할경우 AUC가 0.73까지향상된다는내용을포함하고있어서다양한형태의데이터와결합해서성능향상을보이는연구내용이주목할만하다. Chan et al.(2017) 은딥러닝과같은기계학습방법을적용하지는않았으나, 안저영상과 OCT에서신경계의특징을추출하여치매를진단하는검사프로토콜을제시하고있다 [28]. Chan et al. (2017) 의연구에서얻을수있는교훈은안저영상과딥러닝으로치매를진단하고위험도를예측하는연구를진행하는것도고려해볼사항이라는것이다. 고령화사회와밀접하게연결된사회문제가바로치매이며, 아직효과적인해결책이보이지않기에저렴하고비침습적인안저검사와인공지능을결합한치매선별검사방법에관한연구는그중요성이매우높다고판단된다. III. 안저영상의기계학습사례에대한고찰 1. 기술발전의공로자와후원자 2012년 ImageNet 경진대회를계기로딥러닝에관련된연구가폭발적으로증가하기시작하였다. 국내에서는알파고와이세돌의대국으로인해인공지능에대한정부와학계의관심이급격히증가하였고, 이제는고등학생도딥러닝관련논문을발표하는시대가도래하였다. 이러한시대적상황을가능하게한배경을나름추정해본다면, 크게 2가지핵심요소가그원동력으로작용했다고본다. 첫번째는수많은역경과질곡을이겨내며평생을걸쳐기계학습분야연구에매진하고, 수많은제자를키워낸캐나다토론토대학의 Geoffrey Everest Hinton 교수가있었기때문이다. 두번째요인은이미지분야에서기계학습실험이가능하도록 ImageNet이라는데이터를만들어공개한미국스탠포드대학의 Fei-Fei Li 교수연구팀이있었기때문이다. 안저영상분야에서도 EyePACS나 Messidor와같은데이터베이스가있었기때문이며, Kaggle 에서경진대회를진행할수있도록후원한 California Healthcare Foundation이 [29] 있었기때문에가능한것이었다. 이처럼인공지능분야에서걸출한결과물이나올수있었던배경에는비단알고리즘분야의전문가뿐만아니라유용한학습데이터를구축하고제공했던숨은공로자가있었고, 사회발전을위해아낌없이거금을후원한공익적재단의지원, 기술과 S/W를타인과공유할수있는문화와기반 정보통신기술진흥센터 25
주간기술동향 2018. 12. 5. 환경, 그리고여기에적극적으로동참한참여자들의노력이함께한결과임이분명하다. 2. 학습데이터구축과모델성능평가 최근의료분야에인공지능을적용하여괄목할만한연구결과를도출한사례는비단안과영역뿐만아니라의료계전반에걸쳐서이루어지고있는하나의거대한흐름이다. 이러한시점에서의료분야에대한인공지능활용에있어서몇가지주의깊게접근해야할요소가있다. 발표된연구결과의해석에있어서실험의구성이어떠한지를왜곡되지않은관점에서살펴봐야한다. 실험구성이란학습데이터의구성과성능평가지표를어떻게했느냐가관건이다. 의료분야에서질병유무를판단하는모델일경우, 통상적으로민감도, 특이도, AUC 지표를가지고성능을평가한다. 질병유무를판독하는것이아니고질병의중증도를판독하는경우라면, 분류결과가순위의의미를내포하고있기때문에더욱더신중한성능지표를사용해서해석할필요가있다. 예를들어, Kaggle에서당뇨성망막병증의중증도를예측하는경진대회에서는 quadratic weighted kappa라는성능지표로성능을평가했는데, 그이유는단순한분류문제를해결하는것이아니라분류결과에상, 중, 하와같은순서의의미가내포되어있기때문이다. 의료분야의기계학습모델성능평가를위한데이터구성에있어서다른분야와는대비되는또다른특성이있다. 어떤분야든지학습에사용한데이터는성능평가에포함하지않는것이기본이고, 모델의성능은한번의성능평가결과가아니라 10 폴드교차검증과같이통계적판단척도를같이제공하는것역시기본이다. 의료분야에서, 특히영상데이터로기계학습을시도할때고려할사항은의미상왜곡을유발할수있는상황을배제해야한다. 예를들어, 어떤사람의안저영상을어제측정한버전과오늘측정한버전은서로다른이미지임이확실하다. 그러나이 2장의사진은촬영자의환경에특이한변화가없는한, 의미적으로는동일한사진으로간주해야한다. 실제임상현장에존재하는의료영상에는하루에도여러장을반복촬영한경우가많다. 이러한상황에서모든데이터를가감없이학습과성능평가에사용한다면, 결과에심각한왜곡을가져올수있다. 의료분야데이터의또다른특성을살펴보면, 같은목적과결과를도출하는검사기기라도의료기기제작회사에따라데이터특성이미세하게달라지고, 이에따른왜곡현상이발생할수있다. 또한, 고가의의료기기는대부분 10년을넘게사용하는경우도있어서기기의센서가열화되기때문에, 데이터품질의일관성이부족한경우도고려해야한다. 26 www.iitp.kr
ICT 신기술 3. 상용화를위한고려 의료및헬스케어분야에서인공지능기술과관련된최근산업전망보고서에따르면, 관련시장은 2023년에 2억 2,800만달러에달하며, 연평균성장률은 48% 에이를것으로예측하고있다 [30]. 관련시장의규모가큰만큼, 다국적기업부터새로시작하는스타트업에이르기까지다양한제품을출시하려는경쟁이이미시작되었다. 이러한상용화에있어서가장중요한부분은역시비용대비효과의척도일것이다. 인공지능이아무리좋다한들현장의요구사항과시장의특성을반영하지못한다면, 그저하나의연구결과이거나이름없이사라질제품에불과하다. 연구차원에서는위에서살펴본다양한질병들에대해서연구주체에따라모두독립적으로 1개의목적, 즉, 특정질병하나만을대상으로하고있다. 그러나, 이러한제품은개원의관점에서바라볼때반쪽짜리제품에불과할것이다. 관련제품을도입하는의료진관점에서는한개의제품으로다양한질환을다룰수있어야제품의가치가높아지고, 경제적부담이줄어들수있기때문이다. 상용화에있어서또다른고려사항으로는원본데이터획득환경을반영한제품이어야한다는점이다. 기계학습과정에서는최대의성능을위해고품질의데이터를선별하여학습하고성능을극대화한다. 또한, 의료분야에서데이터를가지고접근한대부분논문에서는분석대상데이터의포함범주 (inclusion criteria) 와제외범주 (exclusion criteria) 를엄밀하게기술하고있다. 현장에서제품으로사용할모델은모든상황의데이터가입력으로들어올수있다는점을간과해서는안된다. 예를들어, 원본데이터의측정품질이매우열악한경우에도상용제품에서는대응할수있어야하며, 제외범주에속한데이터를입력하더라도적절한응답을할수있어야한다. 이에대한간단한해결책으로질병유무를판단하기전에영상품질을확인하여인공지능시스템이판독하기에적합한지를판단하는기능을추가하는것을생각해볼수있고, 하나의영상에여러개의질병에관련된병변이존재하는경우를대비해서여러개의모델을사용하는방법도생각할수있다. IV. 맺음말 인체에서비침습적이고경제적이며쉽게혈관, 신경, 망막등을관찰할수있는유일한해부학적조직이망막이다. 망막을촬영한안저영상은다양한안과질환뿐만아니라심혈관계질환과치매까지도진단할수있는매우유용한도구로활용할수있음을본고를통해살펴보았다. 안과질환뿐만아니라다양한만성질환의합병증으로극단의경우에실명에이를수있어서국민의건강과삶의질향상을위해서는안저영상을통한각종질환의조기진단이필수적이고, 이과정에 정보통신기술진흥센터 27
주간기술동향 2018. 12. 5. 서진단의정확성과효율성을극대화하는방법으로인공지능기술을접목하는것은선택이아닌필수로여겨진다. 인공지능을이용한안저영상의자동판독을실현한다면, 안과질환뿐만아니라다양한질병을조기진단할수있고, 이에따른치료효과향상을통해대국민의료비지출을절감할수있으며, 환자의치료만족도역시향상시킬수있다. 또한, 오진율감소와더불어임상현장에서의료진의수고를덜어줄수있으므로의료서비스품질향상에도공헌할수있다. 경제적관점에서관련기술의발전에따른신산업창출이가능하고관련산업활성화에도이바지할수있다. 미국, 중국, 일본에서는안저영상판독에인공지능을적용하는시도가이미활발하게진행중이며, 관련시장선점을위한다양한활동들이포착되고있다. 또한, 이분야는아직연구하고검증해야할수많은질병이남아있고, 제품으로출시된사례가거의없는상황이다. 따라서, 안저영상판독을위한인공지능기술개발에관련된기초연구와더불어상용화에국내학계와관련업계의더많은관심과노력이필요한시점이다. [ 참고문헌 ] [1] Frick KDGower EWKempen JHWolff JL. Economic impact of visual impairment and blindness in the United States. Arch Ophthalmol 2007;125 (4) 544-550 [2] Rein DBZhang PWirth KE et al. The economic burden of major adult visual disorders in the United States. Arch Ophthalmol 2006;124 (12) 1754-1760 [3] Economics, Deloitte Access. The economic impact of vision impairment and blindness in the Republic of Ireland. NCBI Dublin, 2011. [4] Kobrin Klein, Barbara Eden. Overview of epidemiologic studies of diabetic retinopathy. Ophthalmic epidemiology, 2007, 14.4: 179-183. [5] Yau JW, Rogers SL, Kawasaki R, et al; Meta-Analysis for Eye Disease (META-EYE) Study Group. Global prevalence and major risk factors of diabetic retinopathy. Diabetes Care. 2012; 35(3):556-564. [6] Kaggle, Diabetic Retinopathy Detection, https://www.kaggle.com/c/diabetic-retinopathy-detection, access date: 2018. 10. 21. [7] Gulshan V, Peng L, Coram M, et al. Development and validation of a deep learning algorithm for detection of diabetic retinopathy in retinal fundus photographs. JAMA. 2016. [8] Krause, Jonathan, et al. Grader variability and the importance of reference standards for evaluating machine learning models for diabetic retinopathy. Ophthalmology, 2018. [9] Abramoff, Michael D., et al. Pivotal trial of an autonomous AI-based diagnostic system for detection of diabetic retinopathy in primary care offices. npj Digital Medicine, 2018, 1.1: 39. [10] EyePACS, http://www.eyepacs.com/, access date: 2018. 10. 21. [11] Messidor-2 Decenciere et al.. Feedback on a publicly distributed database: the Messidor database. Image Analysis & Stereology, V.33, N.3, pp.231-234, aug. 2014. ISSN 1854-5165. 28 www.iitp.kr
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주간기술동향 2018. 12. 5. 최신 ICT 이슈 * I. 레드햇인수로변신선언한 IBM, IT 공룡은진화에성공할것인가 IBM이기업역사 108년동안최대규모인 340억달러를들여레드햇을인수한것은위기감의발로이기도함. 탈메인프레임과아웃소싱축소흐름이지속되고있는상황에서, IBM의클라우드의점유율은아마존웹서비스의 30분의 1에불과하고새로운수익원으로주목받던왓슨 AI는기대만큼성장하지못하고있기때문. 레드햇인수를전후해 IBM은기존사업방식에서탈피하려는몸부림을보여주고있는데, IT 공룡이과연급속한환경변화에적응해진화해나갈지관심이모이고있음 IBM은지난 10월말리눅스 (Linux) 를공급하는레드햇 (RedHat) 을약 340억달러에인수한다고발표했으며, 이번초대형인수는 IBM의건곤일척승부수라는분석이지배적임 거액인수단행의배경에는침체된 IBM의클라우드사업이자리하고있으며, 기업용 OS 시장에서존재감이강한레드햇의리눅스배포판인 Red Hat Enterprise Linux(RHEL) 등을무기삼아기업에다양한클라우드서비스제공이가능함을어필하려는것으로보임 RHEL은아마존웹서비스 (AWS), 마이크로소프트, 알리바바, 구글의 4대클라우드를지원하고있으며, RHEL에서구동되는기간계애플리케이션을클라우드로이행하는동안계속해서 RHEL을가동하는구성을채택하는기업의수가적지않음 IBM은레드햇의제품군을손에넣음으로 써다양한클라우드에대응하는시스템구축을일괄적으로수주받을가능성이높아지며, 여러클라우드를통합하여운영관 < 자료 > betanews [ 그림 1] IBM 의레드햇인수 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8296) 과최신ICT동향컬럼리스트박종훈집필위원 (soma0722@naver.com 02-576-2600) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP의공식적인입장이아님을밝힙니다. 30 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 리하는서비스나 AI( 인공지능 ) 시스템등을판매하는발판을확보할수도있음 버지니아로메티 IBM 회장겸 CEO는이번레드햇인수를통해클라우드업계의지형이변화할것이며, 클라우드시장에관련된모든것이바뀔것이라며기대감을표명 로메티 CEO에따르면, 현재대부분의기업들은비용절감을위해컴퓨터처리능력을빌려쓰고있을뿐클라우드로이행하는전체여정의 20% 정도밖에가지못한상황임 지금까지는 CRM( 고객관계관리 ) 등주변계시스템을클라우드로이행하는경우가대부분이었지만앞으로는핵심이라고볼수있는기간계시스템의클라우드전환이본격화될것이며, 로메티 CEO는바로그지점에서 IBM이강점을발휘할것이라고보고있는것 승부수 라는표현은사실달리말하면 IBM이이번대형인수를통해극적인반전을노린다는것을의미하며, 이는역설적으로 IBM이위기에몰려있음을반증하는것이기도함 IBM은자체 IaaS( 서버호스팅클라우드서비스 ) 로 IBM Cloud 를제공하고있지만, 시장조사기관가트너에따르면 IBM의시장점유율은글로벌 5위, 수치로는 2% 에채못미침 선두인 AWS와는 50% 포인트가까이차이가벌어져반전을일으키는것은사실상불가능에가깝기때문에, IBM은최근수년간스스로의힘으로경쟁하려던모습에서탈피하고있음 < 자료 > Microsoft [ 그림 2] 클라우드서비스의유형 : IaaS, PaaS, SaaS IBM의하이브리드클라우드담당수석부사장인어바인크리슈나가이번레드햇인수로 IBM 은진정한멀티클라우드사업자가되었으며, 여러클라우드에걸쳐레드햇의기술을이용할수있게하는것이최우선미션이라고밝힌것도이런변화의흐름을반영하는것임 정보통신기술진흥센터 31
주간기술동향 2018. 12. 5. 아울러 IBM은자신이강점을발휘하기어렵고가격경쟁성향을띠는 IaaS는 비경쟁영역 으로자리매김해놓고, 그위에서구동되는데이터분석등애플리케이션이나미들웨어로결판을보겠다는뜻을선명히드러내고있음 IBM이보여주고있는일련의변화의몸부림은 IBM의상황이그어느때보다도좋지못하다는것의반증이기도한데, IBM의매출은 2017년까지 6년연속감소해왔으며클라우드는물론향후수익원으로기대했던 AI 시스템 Watson( 왓슨 ) 등의고객반응도예상을밑돌고있음 여전히메인프레임등기존사업에수익을크게의존하고있으나그기존사업마저도수요감소등고전을겪고있기때문에, 무언가획기적돌파구가없다면큰난관에봉착할수밖에없으며, 레드햇인수가건곤일척승부수라는표현은이런상황을잘드러내보이고있음 최근 6년간 IBM의매출은 26% 감소했으며시가총액도 40% 나감소했는데, 실적면에서 IBM 의아픈손가락은화려하게등장했으나여전히고전중인왓슨사업부문 IBM 창업자의이름을딴 AI 왓슨은 2011년퀴즈쇼우승으로화려하게등장했으며, 한때금융기관을중심으로도입러시가일어나기도했으나이내고전에직면하게되었고여전히기대에못미친성적을내고있음 왓슨의실적부진에대해업계에서는 고객기업들이왓슨의환상에서깨어났다 라고평가하며, 도입한기업들은대체로이상과현실사이의괴리에서큰실망을표출하고있음 초기왓슨도입에적극적이었던곳은금융기관들로주로 CRM 분야에도 입했으며, 매장이나웹사이트, 콜센터등모든고객접점에서수집된방대한데이터를왓슨이분석해고객 < 자료 > ITPro [ 그림 3] 주요 IT기업지난 5년간시가총액변화 응대의질을높이고은행업무를효율화한다는청사진을그렸음 고객의질문에왓슨이먼저대답하고, 대답할수없는것들에만운영자가대응하는것을그렸으나, PoC( 개념검증 ) 단계에서왓슨의대응정확도는평균 5% 정도에불과 이런문제는특히비영어권국가에서도입시더욱두드러졌는데, 이후수많은응답패턴으로왓슨을학습시켰지만노력에비해학습곡선은생각만큼우상향을그리지못했다고함 데이터수집및사전처리에도애초예상한것보다많은자원이소요된다는것도문제로지적 32 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 되었으며, 학습을위해모든데이터를왓슨이읽을수있는형식으로가공하는작업에생각보다많은시간과비용이투입된것 그사이왓슨의경쟁자들이연이어출현했고, 이제고객기업들은여러벤더가내놓은 AI의특성을판별하여장단점을가린후선택하는상황이되었으며, 시장개척자로서선발자의이점을확실히굳히지못한것은 IBM으로서아쉬운지점 왓슨사업의부진을 IBM의자승자박이라고볼수있는여지도다분한데, IBM 스스로과도한마케팅을통해고객기업의기대를너무높여놓은것이문제였다는분석도있음 사업초기에는 IBM 내부에서도고객기업의기대가너무높아지지않도록억제하려는움직임이있었지만 제 3차 AI 붐 의파도가이런신중함을휩쓸고갔는데, 그간의실적부진을만회하기위해호기를살려야한다는의견에힘이모이며마케팅을강화하게되었음 대표적홍보사례는 2015년 4월로메티회장이애플의팀쿡 CEO, 일본우정공사사장과뉴욕에서기자회견을열고, 노인모니터링서비스를전개한다고발표한것 서비스의내용은아이패드에 IBM이개발한앱과데이터분석기술을통합하여약복용시간이나운동, 다이어트관련정보를 보내고쇼핑등을지원한다는것이었음 왓슨의활용도당연히포함되었는데, 가령왓슨이노인의위치나움직임등을판단하 < 자료 > AP [ 그림 4] IBM-애플-일본우정공사의공동사업발표 여안부확인을할수있는구조를상정하였고, 이런기능은향후고령화에직면한나라들을대상으로한사업에응용될것으로큰기대가된다는설명이덧붙여졌음 하지만사업구현을위해움직이기시작한지얼마안돼수익성에물음표가붙었는데, 이시기에지방자치단체와보안업체들이저가의모니터링서비스를가지고이시장에속속진입을시작했기때문 당시 IBM은노인모니터링서비스를위해 8개사와협력하여새로회사를설립할계획이었지만수익성이불투명해지면서계획은무산되었고, 사업규모는대폭축소되었으며, 서비스에서왓슨의활용도보류되었음 이는왓슨에대한기업최고위층의기대와마케팅으로자극된기대치가현실을앞서가며, 사업모델등실무레벨의검토가소홀했을가능성을드러내주는사례임 정보통신기술진흥센터 33
주간기술동향 2018. 12. 5. 왓슨에대한기대치를현실화하며사업을정돈해나가고있기는하지만왓슨은이제겨우출발선에선정도이며, 그사이쟁쟁한경쟁자들이나타남에따라시야는여전히불투명한상태 지금이야기업들이 AI를어떻게사업목적에맞게교육시킬것인가를고민하고있지만, 인기퀴즈쇼의챔피언들을이긴인상이워낙강렬했던탓인지기업들은당시왓슨을 만능 AI 로믿었고, IBM은왓슨채택기업의기대와현실사이의괴리를메우는데어려움을겪었음 왓슨의가능성에가장빨리관심을보이며 IBM과제휴한소프트뱅크는가장먼저부풀려진기대의폐해를인식한기업이기도하데, IBM은소프트뱅크와함께왓슨을이용한패키지서비스를목록으로정리하면서왓슨이할수있는일과없는일을명확히하였음 이런과정을통해 AI로무엇이든할수있는것은아니며, AI는어디까지나지원도구라는인식을기업에심어줄수있었다고하고, 이런노력에힘입어왓슨판매실적은조금씩개선되고있다고함 소프트뱅크측에따르면초기에는프로토타입을거쳐실전에배치했을때계속이용하는기업은 2~3% 에그쳤지만최근에이수치는 80% 정도까지증가했다고하는데, 왓슨에대한기대와현실사이의간격이조금씩메워져가는것으로보임 그러나왓슨관련프로젝트에서는 IBM도파트너사도아직왓슨만으로충분한수익을올리는데어려움을겪고있고, AWS와마이크로소프트등경쟁자들도 AI의개발에주력하고있기때문에당분간 IBM의고전은지속될것으로예상됨 왓슨의부진이뼈아픈이유는여전히 IBM의주수익원인메인프레임사업부문은수요감소의도도한물결을거스를수없으며, 대안을마련하지못한다면빙하기에접어들것이기때문 메인프레임시장의축소는 IBM을조급하게만드는가장큰위협요인인데, 탈메인프레임이시대의흐름이기때문이기도하거니와이흐름은시스템의구축및운영을 IBM에위탁하는대형아웃소싱계약의축소와궤를같이하고있기때문 기간계시스템을클라우드로이관하는사업을할때통상메인프레임구축사업자를프로젝트에참여시키며, IBM 같이메인프레임과클라우드사업을겸하는경우 PMO( 프로젝트관리자 ) 를맡는것이일반적이나최근 IBM이 PMO에서배제되는일이종종발생하고있음 프로젝트관계자들은 IBM이명확한계획이있는상명하달식의개발에는능숙하지만, 여러가능성사이를더듬으며헤쳐나가야하는민첩한 (agile) 개발프로젝트의 PMO 역할에는맞지않는측면이있다는평을하고있음 이러한평가는 IBM 입장에서억울할수있는편견일수도있지만, 무거운기간계시스템에서벗어나기로결정한기업입장에서는새로운운용환경에능숙한기업과프로젝트를하고싶어 34 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 하는것이자연스러운현상임 메인프레임시장이축소할경우 IBM으로서는하드웨어사업은물론하드웨어이외의사업도축소될우려가있기에신속한대안마련이절실한상황임 탈메인프레임은데이터로도분명히확인되고있는데, IDC에따르면 2022년경까지서버시장에서메인프레임의비중은 10% 로감소할전망임 물론, 여전히 IBM의메인프레임에의존하는기업이많으며, 신뢰성이생명인데이터를처리하는메인프레임의작업을그대로클라우드로이관하는것도어려운일이나, 중장기적으로메인프레임시장의축소는불가피하며 빙하기 는명확히도래하고있음 오래전부터 IBM의주요고객인기업들중에는지금도메인프레임을사용하는곳이많은데, 주요고객들이탈메인프레임흐름을수용해타사의클라우드를채택하고응용프로그램유지보수및운용도타사로전환하는것이 IBM에게는최악의시나리오임 IBM으로서는자사의클라우드로갈아타면피해를줄일수있겠지만, IBM은그동안기존사업모델이깨지는것을두려워해메인프레임을사용하는고객들에게클라우드를적극적으로제안하는것을꺼려한측면이있음 IBM이민첩한개발이요구되는프로젝트에부적합하다는평가등도사실은 IBM의이러한어정쩡한태도에서비롯된측면이큰데, 고객입장에서는 IBM과클라우드를대체재관계로인식하기때문에 IBM의클라우드사업에대해신뢰성을갖기가어려운것임 IBM은 1990년대후반부터 2000년대에걸쳐아웃소싱사업을성공시킴으로써하드웨어에서서비스사업으로성공적인사업구조전환을달성한것으로평가받기도했음 그러나지금은 고객기업을틀안에가둔다 는 IBM의기본전략은진화하지못했고, 단지고객포위도구가메인프레임에서두꺼운계약서로바뀌었을뿐이란평을받고있음 고객에게누가최고의제안을하느냐를두고경쟁을하는상황에서, IBM은자칫메인프레임뿐만아니라고객과의접점자체를잃을수있는위기에처해있는것임 이런상황의엄중함때문에 IBM은사업구조전환을위한특단의조치들을내리고있으며, 생존을위해물불을가리지않는다는평이나올정도로과감한행보를보이고있음 약 36만명의직원이움직이는공룡 IBM은환경변화에대한적응력을높이기위해움직이기시작했으며, 340억달러를투입한레드햇의인수는이런변화의몸부림을상징함 자신들의서비스인 IBM Cloud를강화하는대신고객이선택한여러클라우드를연계하고관리하는멀티클라우드전략을선명하게한것은분명지금까지와다른모습임 정보통신기술진흥센터 35
주간기술동향 2018. 12. 5. < 자료 > IBM [ 그림 5] IBM Cloud Brokerage Services 화면예 IBM은지난달부터다중클라우드관리지원서비스인 IBM Cloud Brokerage Services 를순차적으로제공하고있는데, AWS와마이크로소프트의애저 (Azure) 등경쟁업체의 IaaS까지포함하여객관적데이터를바탕으로최적의클라우드선정에서조달, 관리까지일괄지원함 다른사업부문에서도변화가나타나고있는데, 가령 AI 사업부문에서는구글, 아마존뿐아니라스타트업들도대거 AI 사업에주력하여 AI의민주화 를내세운서비스의상품화가진행중인환경의변화를감안해 1년전부터단계적으로왓슨의판매전략을변화시키고있음 대표적인것이왓슨의판매및설치를담당하는파트너사를단숨에확대한것이며, 이전에는일부대기업파트너사만왓슨을판매할수있도록허용했지만지금은 100여개이상의파트너사들에게사업권한을개방하였음 2017년 11월부터는무상으로 IBM Cloud 라이트계정 도제공하기시작했으며, 응용프로그램을 10일이내개발하지않으면계정이자동정지되는등의조건이있지만, 왓슨등의 API를기간에관계없이무료로사용할수있도록하였음 이러한일련의시책들은효과를거두고있어 2018년 10월에왓슨을사용하는기업고객의수는 PoC( 개념증명 ) 를포함하여 1년전에비해약 7배증가되었다고함 36 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 IBM은멀티클라우드전략을추진하는것과동시에뒤늦게나마자사의 IaaS인 IBM Cloud의기능강화에나서고있으며, 대표적으로특정기업이점유할수있는베어메탈서버를마련 베어메탈서버는고객정보의유출위험을줄일수있어기간계등의중요한시스템을클라우드로옮길때어필포인트가될수있으므로 IBM으로서는유용한전략도구라할수있음 IBM은기간계등 SoR(System of Record) 분야의클라우드화에서승부를걸겠다는것을강조하고있는데, 이는 CRM 등 SoE(Sysem of Engagement) 분야의강자인아마존에정면으로맞서는대신향후본격화될 SoR 분야의클라우드화를선점하겠다는전략임 메인프레임분야에서도부가가치창출에주력하고있으며, 고객에게성능을높인메인프레임최신버전을제공하거나마이그레이션을원하는고객에게는적합한 IT 인프라를제공할계획임 IBM이 2017년 9월에내놓은메인프레임최신버전인 z14는 전방위형암호화 라는새로운기능을추가했는데, 이는정보유출에대한위기감이높아지고있는상황에서모든데이터를클라우드에두고처리하는것에부담을느끼는기업들에게좋은대안이되고있음 전방위형암호화기능은 OS 자체가데이터의암호화처리를담당하는것이특징으로메인프레임에서운영하는애플리케이션과미들웨어를손볼필요가없이 OS의설정을바꾸면데이터암호화가가능하며, 데이터처리성능이떨어지는등의부작용도거의없다고함 트랜잭션처리량등에따라과금하는종량제등새로운가격모델도선보이고있는데, 처리가집중되는월말에만메인프레임의용량을유연하게추가하는방법도제시하고있으며, 고가의메인프레임을직접구매할필요가없기때문에사용량증가를기대하고있음 메인프레임의지속적이용을강요하지않고, 메인프레임을어디까지나 IT 인프라의선택지중하나로자리매김하고고객기업이원하는방향에대한솔루션도함께제공함으로써고객이탈을방지한다는전략은이전과는사뭇달라진모습임 공룡이라불리는 IBM이급속한환경변화에적응해진화를이루어낼수있을지아니면도태되어사라질것인지, 주어진시간이그리많지않은가운데 IBM의미래에관심이모이고있음 강한자가살아남는것이아니라변화할수있는자가살아남는다는다윈의명언은오늘날 ICT 업계에가장잘어울리는말이되고있음 340억달러를쏟아붓고변화의몸부림을치고있는 IBM이몰락한공룡의운명을따를것인지, 아니면포유류처럼환경의격변에적응하여새로운승자로살아가게될것인지는그리멀지않은시간안에시장에서결론나게될것임 정보통신기술진흥센터 37
주간기술동향 2018. 12. 5. 어떤결과가나오든이를지켜보는기업들은한가지명확한교훈을확인하게될것인데, 바로이시대는압도적기술력과영업력을무기로고객을억지로가두려는형태와결별하고고객의요구를최우선으로사업을영위하려는겸손과유연성을요구하고있다는것임 [ 참고문헌 ] [1] ZDNet, IBM bets on a multi-cloud future, 2018. 11. 19. [2] xtech, IBM 進化論 : 変身急ぐIBM 復活への手応えと課題, 2018. 11. 19. [3] Forbes, Three Things IBM Must Do To Keep Red Hat Acquisition From Sinking The Company, 2018. 11. 18. [4] CNBC, IBM s Red Hat acquisition is a desperate deal, says analyst, 2018. 10. 29. II. 경기장소비전력을 100% 태양광에너지로충당하려는미국스포츠업계 UN이제시하여사회경제적트렌드로자리잡은 SDGs ( 지속가능한개발목표 ) 준수노력이각분야로확산되는가운데, 미국스포츠업계에서도 SDGs 노력이활발히전개되고있음 미식축구 (NFL) 필라델피아이글스는약 6만 9,000 명을수용하는홈구장링컨파이낸셜필드의한쪽면과스탠드에 2010년부터단계적으로 1만 1,000 개의태양광패널과 14기의풍력발전기를설치했으며, 이를통해현재경기장 전체전력소비량의약 30% 를커버하고있음 나머지전력도바이오디젤과천연가스 < 자료 > Ray Angelini, Inc. [ 그림 1] 링컨파이낸셜필드의태양광패널 를사용하는발전시설에서조달하고있는것으로알려졌는데, 바이오디젤의생산에는유기쓰레기와폐식용유등을사용하고있음 NFL 소속인샌프란시스코포티나이너스 (49ers) 도 SDGs 준수에열성적인데, 홈구장리바이스스타디움은 IT 설비를갖춘 스마트스타디움 인동시에환경친화적건물로도유명함 이건물은미국그린빌딩협의회 (USGBC) 의건축및도시의친환경성능평가시스템인 LEED ( 리드, Leadership in Energy and Environmental Design) 에서 2014년과 2016 년에각각골드등급을인정받은바있음 38 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 리바이스스타디움의보행자통로와스탠드상단에는약 1,858m 2 면적의태양광패널이설치되어있으며, 여기서나온전기로경기장사용전력의 37% 를충당하고있음 또한, 스위트박스로들어가는빌딩옥상에서는양상추등의야채도재배하고있으며, 청소용품및일회용종이제품, 쓰레기봉투등의구매에도지속가능성프로그램을도입하여현재지속가능성기준을 85.93% 충족하고있음 49ers의노력은경기장뿐만아니라식품손실 (Food Loss) 대책으로확장되고있으며, 남은식료품을기증받아빈곤층에전달하는단체 코피아 (Copia) 와 2017년에업무협약을체결 49ers는선수들이식사하는카페테리아에서나오는남은음식을기부했는데, 코피아측은이음식들이대부분단백질이고건강에좋으며영양이풍부한식품이어서먹지못해영양상태가좋지못한사람들에게음식을전달하는자신들에게특히가치가있는것이라고극찬 2018년에는제휴를확대해경기장내에서 1년내내운영중인레스토랑에서나오는잉여식품의제공도시작했으며, 49ers의홈경기당일잉여식품의제공도시작하였음 49ers의근거지인캘리포니아주산타클라라는실리콘밸리의중심지로유명 IT 기업들이모여있는곳인동시에멕시코등에서이민온저소득층이많은지역이기도하기때문에, 49ers와 IT 기업들로부터남은식품을제공받는코피아의활동은아주효과적이라고평가되고있음 49ers 입장에서도지역사회에공헌할수있고, 식품로스대책활동을보고함으로써세금감면혜택을일부받을수있기때문에코피아와의파트너십은성공적이라할수있음 한편, 2017년 LEED에서는골드등급보다높은최고등급 플래티넘 인증을받은경기장이나왔는데, 스타디움이플래티넘인증을받은첫번째사례였음 주인공은미식축구 (NFL) 의애틀랜타팰콘과프로축구 (MLS) 의유나이티드 FC 가홈구장으로사용하고있는 메르세데스-벤츠스타디움 이었음 약 4,000장의태양전지판은 NFL 10 경기를치를에너지를만들어내며, 스타디움에는전기자동차 (EV) 48대를동시에충전할수있는주차공간도마련되어있음 < 자료 > Georgia Power [ 그림 2] 메르세데스 - 벤츠스타디움의태양광패널 정보통신기술진흥센터 39
주간기술동향 2018. 12. 5. 반면, 건물의에너지소비량은높은에너지효율과재생가능에너지프로젝트에힘입어보통의스타디움들이소비하는것보다 29% 적다고함 또한, 빗물관리시스템도도입하고있으며, 최대약 636만리터의빗물을저장할수있는대형수조를만들어관리용수등으로재활용할수있게하는한편일대의홍수대책으로도사용할수있게하였음 화장실등내부시설에는물사용효율이좋은비품들을채택했으며, 물사용량이일반스타디움보다평균 47% 적어졌다고함 2016년에오픈한프로농구 (NBA) 새크라멘토킹스의홈코트 골든 1 센터 는실내스포츠시설로는처음으로 LEED 플래티넘인증을받은건물임 지난해에는 SDGs 준수운동을추진하는단체인그린프로젝트관리 (GPM) 로부터 지속가능성상 을수상했는데, GPM 측은골든 1 센터가전세계상위 3% 에들어가는에너지고성능건물이라평가하고있음 골든 1 센터의가장큰특징은역시태양광발전인데, 지붕에설치된태양광패널의출력은 700 킬로와트임 여기에지역전력회사 SMUD와계약을맺고약 64km 떨어진대규모태양광발전소에서스마트그리드를통해송전을받음으로써, 1년내내모든사용전력을태양광발전으로충당하는목표를실현시켰음 또한, 최근물부족이심화되고있는캘리포니아에서용수량을국가기준보다 45% 감소하는데에도성공하고있음 < 자료 > Golden 1 Center [ 그림 3] 골든 1센터지붕의태양광패널 순환경제 (Recycling Economy) 에도주력하고있어건설폐기물의 95% 가매립이가능하도록하였고, 해체물의 99% 가재활용되도록하였음 새크라멘토킹스구단은이런노력을비즈니스파트너및지역사회뿐만아니라팬들에게도적극적으로어필하고있으며, 매년 지속가능성의밤 행사를개최하고있음 킹스의구단주비벡래너딥은 스포츠팀은혁신적인사고와리더십을통해진보를만들어낼수있는지보여줌으로써지역사회에의미있는변화를일으킬기회와책임을동시에가지고있다 며스포츠업계가 SDGs에주도적으로참여하는노력을강화해야한다고주장 40 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 [ 참고문헌 ] [1] NHK World, 10. 15, https://bit.ly/2fkq5kq [2] Sports Innovators, 11. 22, https://nkbp.jp/2ricfxv III. 실리콘밸리노동자의 90% 는 1997 년에비해실질소득감소 캘리포니아대학산타크루즈캠퍼스 (UCSC) 와노동분야싱크탱크그룹인 Working Partnership USA 는실리콘밸리에서일하는노동자의소득실태를조사 소득조사후 1997년과비교해임금상승분을인플레이션율로공제한값을계산했는데, 그결과테크놀로지계열종사노동자의수입은 1997년이후평균 32% 증가한반면, 그외의분야에종사하는사람의수입은감소한것으로나타남 전체조사대상노동자를소득별로나열해 100분위구간으로나누면, 중앙값에해당하는 50번째노동자의수입은 1997 년에비해 14% 이상감소한것으로나타났음 결과그래프를보면, 10개의막대중 9 개가빨간색 ( 마이너스 ) 으로되어있는데, 지난 20년동안실질적으로수입이 증가했다고말할수있는실리콘밸리거주자는전체의 10% 에불과하고그들의소득증가율도 0.7% 에불과함 < 자료 > Working Partnerships USA [ 그림 1] 1997~2017 실리콘밸리노동자임금비교 이런조사결과는현재미국이나홀로호황과낮은실업률로형편이나아지고있는것처럼보이지만, 실제로는가정경제의개선으로반영되지않고있음을보여줌 2001년이후실리콘밸리지역경제가크게성장하고주민 1인당 GDP 성장률이 74% 에이르지만, 이러한성장이반드시노동자에게분배되는것은아니란지적이그간계속제기되어왔음 2001년에는실리콘밸리전체가번돈의 64% 가노동자에게분배된반면, 2016년에이비율은 60% 로감소했으며, 줄어든금액약 96억달러는투자자와기업소유자들에게전이된것으로볼수있음 정보통신기술진흥센터 41
주간기술동향 2018. 12. 5. 이번조사를진행한 UCSC의크리스벤나교수는실리콘밸리지역에서만들어진매출과부는놀라운것이지만, 한편으로대다수인구에적용가능한경제모델로서기능하지못한다는점도놀라운것이라평하고있음 벤나교수에따르면이는구글이나페이스북등대형테크놀로지기업들이각시장에서비정상적인지배적지위를구축하고있고, 투자자와일부최고임원들에게보다많은돈이집중되는구조로되어있기때문 실리콘밸리에서부의분배율변화문제를심각하게들여다볼필요가있는것은그변화가테크놀로지이외분야의일에종사하는주민의생활에악영향을끼치고있기때문 실리콘밸리에서는모든것의가격이상승하고있는데, 특히주거비용의급상승이안정적생활의최대압박요인으로작용하고있음 교사와소방대원으로일하는사람대부분은지금까지살았던지역에살수없게되었으며주거비용이더낮은교외로이전을강요당하고있음 지역사회에밀착되어업무에종사해야하는사람들이그지역에살수없다는사실은그자체로지역사회에크나큰부정적영향을미치는것임 [ 참고문헌 ] [1] UC Santa Cruz, 10. 8, https://bit.ly/2qaeyjs [2] The Mercury News, 11. 18, https://bayareane.ws/2tnnawa IV. 공연등라이브현장에적용되는증강현실트렌드 * 화려한무대와음악, 조명과멋진의상등으로관객을사로잡는뮤지컬, 콘서트, 연극등의라이브공연에서관객을더욱몰입시키고색다른경험을제공하기위해증강현실을도입하는사례가증가 이스라엘증강현실공연업체 AR쇼 (ARSHOW) 는증강현실을통해연극, 뮤지컬, 콘서트등공연콘텐츠를더욱풍성하게하여색다른경험을제공할수있는증강현실극장게셔시에터 (Gesher Theater) 를오픈하였는데, 각좌석마다자신의스마트폰을이용하여머리에 * 본내용과관련된사항은산업분석팀 ( 042-612-8296) 과최신 ICT 동향컬럼리스트김범수집필위원 (baemsu@gmail.com 010-7230-7901) 에게문의하시기바랍니다. 42 www.iitp.kr
최신 ICT 이슈 착용할수있는증강현실헤드셋이준비되어있으며, 전용공연앱이설치된스마트폰으로극장내와이파이에연결후공연을관람할수있음 무대와배우가스마트폰의화면으로보이는데, 멋진가상의객체들이배우와어울리며무대에나타나면서판타스틱한장면을연출하였으며, 증강현실을통해관객이공연에직접참여하는기회도제공 [ 그림 1] 스마트폰장착 AR헤드셋 ( 좌 ), AR로보이는무대 ( 우 ) 구스타프홀스트 (Gustav Holst) 클래식콘서트에서는 MS의홀로렌즈를통해클래식공연을웅장하면서판타스틱하게관람할수있도록증강현실을적용 작곡가구스타프홀스트의음악더플래닛 (The Planets) 을오케스트라가연주하는동안, 극장의천장을배경으로어마어마한행성이우주를떠다니면서음악을감상하는경험을제공하였는데, 지휘자마르셀토마스는음악을완벽히시각적으로표현하고자이와같이증강현실을적용했다고전해짐 [ 그림 2] The Planets AR 공연 ( 좌 ), 홀로렌즈착용관람 ( 우 ) 공연이외에도스포츠에도적용가능한데, 증강현실글라스또는스마트폰으로경기장에서시합을관람하면서플레이어들의정보를얻고, 색다른경험을할수있다면, 유료관람객을유도하는데도움이될수있음 정보통신기술진흥센터 43
주간기술동향 2018. 12. 5. AR공연처럼경기장현장에적용된사례보다는라이브 TV, 모바일방송에증강현실을적용하는사례들이하나둘나오기시작하고있는데, 폭스스포츠 (Fox Sports) 는모바일앱으로엘에이클리퍼 (LA Clippers) NBA 생방송중계에증강현실 (Courtvision 서비스 ) 을적용 인공지능을이용하여선수가누구인지를인식하고각선수의경기통계 ( 득점, 슛, 정확도, 리바운드등 ) 를증강현실로실시간으로제공 뿐만아니라선수들의동작과경기장의골대등을인공지능을통해실시간인지 / 분석한후골을넣게되면애니메이션효과를증강현실로제공하고있는데, 실시간방송을이미징처리하기때문에 1~2분정도딜레이가발생하지만경기관람의몰입감을줄수있을정도로매력적임 [ 그림 3] 폭스스포츠앱의코트비전화면, 선수정보표시 ( 좌 ), 애니메이션표시 ( 우 ) 만약, 이기능을 2분간의딜레이없이즉시보여줄수있다면경기장현장에서홀로렌즈를착용하여 AR쇼처럼관람이가능해질것임 야구, 축구, 농구, 배구등에코트비전 (CourtVision) 과같은서비스가실시간으로현장에서제공된다면, 새로운관람경험을제공할수있어수많은고객을경기장으로유입시킬수있는무기가될것으로예상 [ 참고문헌 ] [1] https://www.fastcompany.com/40587203/meet-the-ar-startup-that-wants-to-give-live-theater-an-aug mented-makeover - ARshow사례 [2 ]https://artishock.com/portfolio-augmented-reality/hololens-in-concert.html - The Planets 공연사례 [3 ]https://www.geekwire.com/2018/courtvision-review-tested-steve-ballmers-attempt-transform-nba-vi ewing-experience/ - CourtVision 사례 44 www.iitp.kr
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