사물인터넷(IoT, Internet of Things)



  



  오프라인의 산업을 크게 확장시킨 18세기 중반 영국에서 시작된 산업혁명에 이어, 온라인 산업을 크게 확장시킨 20세기 정보화 혁명이 있었고, 우리는 얼마전까지 정보화 시대에 살았다. 그러나 지금은 초연결 혁명이 일어나고 있다. 물리적 공간과 가상 공간이 결합하여 모든 것이 인터넷과 연결되는 시대, 우리는 이를 사물인터넷 시대라 부른다.

  스마트팩토리, 스마트카, 스마트홈이라는 말을 들어본 적이 있는가? 직역하자만 똑똑한 공장, 똑똑한 자동차, 똑똑한 집이라는 뜻인데 어떻게 사물이 똑똑해질 수 있다는 것인가? 이는 사물인터넷을 개념을 이해하면 답을 구할 수 있다. 2000년대 후반, 유럽의 한 RFID 학회에서 언급된 사물인터넷 개념은 SF 공상영화에서나 나올 법한 일들로 치부되었다. 그러나 2015년 현재, 우리는 많은 기기들과 연결되고 있다. 우리가 늘 손아 쥐고 다니는 스마트폰을 중심으로, 센서와 통신시스템을 가진 사물들과 연결되면서 더 스마트한 삶을 누릴 수 있게 되었다.


 정의


  사물인터넷 기술이란 전홍배(2015)에 따르면, 물들이 네트워크 통신기술을 이용해 서로 소통할 수 있는 프레임워크 및 연관기술들을 지칭하는 말이다. 고유 ID 및 센서와 통신 기능을 탑재한 우리 주변의 사물들이 유무선 통신 네트워크에 연결되어 스스로 정보를 수집 및 분석하고, 이를 기반으로 사람과 사물, 사물과 사물에 대한 모니터링 및 제어, 최적의 서비스 제공을 통해 인간의 삶을 더욱 이롭게 하는 기술이다.
  즉, 각각의 사물들은 각각의 ID를 가지며, 하나의 객체로써 작동하는 것이다. 현재 우리의 모습과 사물인터넷 시대의 모습을 한 번 비교해보면, 현재 우리는 집에 들어가기 위해서는 현관문을 직접 열어야 하며, 집에 들어온 후 불을 키기 위해서는 직접 스위치를 켜야 한다. 냉방 혹은 난방을 위해 난방기 또는 에어컨을 리모콘을 통해 가동시켜야 한다. 샤워를 하기 위해 화장실 불을 키고 샤워기를 틀어야 하며, 적절한 온도를 맞추기 위해 그 순간엔 장인의 손이 되어 온도를 맞춘다.




  반면, 사물인터넷 시대에서는 현관문 앞에 서면 자동으로 주인을 식별하고 문이 열린다.(식별하기 위한 도구는 생체정보 인식, 카메라 인식 등 여러가지가 있을 수 있다.) 집에 들어서면 설정된 방식대로 (전기를 아끼기 위해 일부러 불을 안 킬수도 있고, 자동으로 내 방만 불이 켜지게끔 설정할 수도 있다) 불이 켜지고, 디지털 온도계가 학습된 적정 온도를 맞춰주기 위해 자동으로 냉/난방기를 가동시킨다. 이 후 화장실에 들어가 샤워기를 켜면 학습된 적정 온도의 물이 나온다.
  이 정도면 별거 아니라고 생각할지도 모르겠지만, 이처럼 하나의 기계가 스스로 정보를 수집 및 분석하여 학습하고, 다른 사물과 통신하며 제어할 수 있고, 공유할 수 있는 사물들이 집 뿐만 아니라 도처에 존재하게 된다면 어떨까? 우리가 상상속에 생각하던 공상과학들이 현실이 될 수 있다. 
  앞어 스마트카를 언급 했었는데, 무인자동차는 주변 사물들을 인식하며 학습된 알고리즘을 통해 움직일 것이다. 하지만, 더 중요한 것은 다른 사물들과 정보 공유이다. 주행 중이던 앞 차가 급정거를 했을 때, 앞 차가 급정거 직전에 스스로 판단하여 급정거 할 요인이 생기면 바로 뒷차에 정보를 공유한다고 생각해보자. 앞차가 급정거 후에, 뒷차가 '앞차가 급정거 했다'는 정보를 받고 자신도 급정거를 하는 동작을 수행하는 것보다, 더 빠르게 속도를 줄이는 동작을 수행하여 더 정확한 자동운전 기능이 실행될 수 있다. 이러한 기능은 지난 2015년 2월 11일 발생한 영종대교 106대 추돌사건과 같은 일은 더 이상 생기지 않을 것이다.



 특징

 1. 쌍방향과 가시성
  사물인터넷은 각각의 사물들이 쌍방향으로 의사소통이 가능한 특징을 가진다. 스마트폰이 나온 이후, 우리는 쌍방향 생활을 '수동적'으로 해왔다. TV영상, 뉴스 등을 보고 바로 댓글을 달아 자신의 의사를 표현할 수 있었다. 앱을 통해 여러 서비스를 이용할 때만 수동적으로 단방향의 정보를 보내거나 받아왔다.
  그러나 사물인터넷 시대의 사물들은 스스로 정보를 수집하고 처리하고 공유하며 각각의 사물들이 연결되며 '능동적'으로 의사소통을 한다. 앞서 스마트카 예를 들었던 것처럼, 스스로 판단하여 주변 사물들에 정보를 전달하며, 그 사물들이 재전송할 필요가 있는 정보는 또 바로 받아서 처리한다. 이러한 능동적인 쌍방향 의사소통은 무한한 인터넷 세계 속에서 더욱 더 많은 정보를 창출하여 정보의 양이 어마어마하게 늘어날 것이다. 또 각 객체들이 도처에 존재하므로 정보의 흐름을 쉽게 알 수 있는 '가시성'도 확보될 것이다.

  2. 클라우드 컴퓨팅과 연결
  모든 사물들이 정보를 수집하고 처리하고 저장하는 등의 일을 수행하며서 그 정보들을 계속 쌓아놓고 있는다면 저장용량이 많이 필요할 것이다. 이는 사물들의 크기가 커지고 비용이 증가할 수 밖에 없다. 그러나 이러한 정보들을 클라우드 컴퓨팅을 통해 웹상에 정보를 저장한다면 사물 자체에 드는 비용은 크게 줄어들 것이며, 사물인터넷 시대의 개막을 더욱 앞당길 것이다. (아니, 이미 열렸다고 보며 확장 속도를 촉진시킬 것이다)
  또, 하나의 사물이 모든 정보를 처리한다면 그 주변의 비슷한 기능을 수행하는 사물들과 처리하는 정보와 중복되는 것이 많을 것이다. 이느 큰 낭비이며, 하나의 사물이 가져야할 사양이 높다는 것을 의미한다. 그러나 클라우드 컴퓨팅을 통해 사물들간에 실시간으로 필요한 정보를 주고받으며, 정보를 처리한다면 더 효율적으로 정보를 처리할 수 있다. 그리고 사물들이 가져야할 사양이 높을 필요가 없어, 이 또한 비용을 감소시킨다.

  3. 융합 및 통합을 주도
  미래창조과학부외 관계부처 합동으로 이뤄진 '정보통신전략위원회'(2014)에 따르면 ICBM(IoT, Cloud, Bigdata, Mobile) 융합형 서비스를 발굴하여 창의적인 사물인터넷 시장을 창출하고 확산시키는 것을 처번째 과제로 삼았다. 이처럼 사물인터넷은 독립적으로 가능할 수 없고, 사물들이 정보를 처리하고 공유하기 위한 클라우드 서비스와 수많은 정보들을 처리하는 빅데이터, 그리고 어느 곳에서나 연결될 수 있는 모바일이 서로 융합하여야만 가능한 것이다. 이러한 융합은 기존에 볼 수 없었던 새로운 산업을 만들 뿐만 아니라, 기존의 산업들간에 '새로운 연결' 도 만들어낼 수 있다.

  4. Service-oriented Business Model의 지향
  사물인터넷 시대의 비즈니스 모델은 서비스 지향적이다. 즉, 사물인터넷 요소가 들어간 어떠한 제품을 파는 것이 목적이 아니라, 그 제품을 통해 지속적으로 서비스를 제공해야하는 것이다. 단순하게 설정된 특정 온도로 집안 전체의 온도를 조절할 수 있는 디지털 온도계를 사는 것이 아니라, 온도계가 스스로 학습하여 지속적으로 적절한 온도를 맞춰주는 것이다. 우리가 지속적으로 사용하는 많은 물품들이 제품 그 자체로써 좋아서 사용하는 것이 아니라, 그 제품이 제공하는 서비스를 지속적으로 사용하기 때문이다. 스마트폰도 아무리 좋은 제품이라도 제공하는 서비스가 형편없으면 사용하지 않는 것과 같다.



 요소 기술


  1. 사물ID
  사물인터넷 시대에서는 각각의 사물들이 주체가 된다. 각 사물들은 서로 정보를 공유해야 하고, 사람과 연결을 해야 한다. 이 때 각 사물들이 사물ID를 가지고 있어야만 원하는 특정 사물에 연결이 가능하다. 우리가 인터넷을 사용할 때도 IP주소를 받는 것과 동일하다.

  2. 사물 정보 디바이스
  사물인터넷 시대의 각 사물들은 주변을 인식하는 센서(Sensor), 정보를 수집하고 처리하고 판단하는 컴퓨터(Chipset), 다른 사물들과 연결하는 통신기능, 저전력 기술, 초소형 기술이 집합되어 구성된 디바이스다. 이 중 센서 기술이 가장 중요하다. 각 사물들은 정보를 얻기 위해 먼저, 주변 환경을 인식해야 한다. 그렇기 때문에 센서 기술이 사물의 기능의 척도가 되어 가장 중요하다.

  3. 네트워크
  네트워크 기술은 사물이 각 사물들, 플랫폼과 연결하는데 중추적인 역할을 한다. 기존의 통신 및 네트워크 기술에는 WLAN, Wi-Fi, 3G/LTE, Bluetooth, NFC 등이 있다. 각 네트워크 기술들마다의 특징과 필요성에 따라 달리 사용되어진다. 이러한 통신 기술에는 표준이 중요한데, 아직 사물인터넷 네트워크 프로토콜 표준은 정해지지 않았다. MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer) 프로토콜이 사물인터넷 표준으로 대두되고 있다.

  4. 플랫폼&서비스
  사물인터넷에서 플랫폼의 역할은 디바이스에서 수집한 데이터의 저장, 관리, 가공, 분석 및 제공까지의 모든 일련의 처리 기술들이 플랫폼 하에서 작동이 시키는 것이다. 전홍배(2015)에 따르면, 플랫폼 기술요소에는 쿼리엔진/리포팅, 제어/관리, 미들웨어 기술들이 있으며, 서비스 요소 기술로는 자율컴퓨팅, 초소형OS, 상황인지, 위치인식 기술들과 같은 소프트웨어 기술들과 데이터의 처리, 저장 및 분석 기술, 보안과 관련한 암호화, 개인정보보호 요소 기술들이 있다.
  쉽게 말하면, 도처에 있는 각 사물들이 보내오는 데이터를 저장부터 제공까지의 과정들을 통합적으로 수행하는 것이다. 그래서 여러 기업들이 앞다투어 사물인터넷 플랫폼을 구축하고 입지를 세우려는 것이다. 예를 들면, 삼성 스마트홈이라고 한다면 집안의 여러 스마트 기기들이 삼성이 제공하는 플랫폼 하에서 작동이 되어야 서로 데이터를 주고 받고, 사용자는 각 사물들을 하나의 플랫폼 하에서 조작, 관리 및 통제 할 수 있게 된다.


 참고문헌

전홍배(2015), "사물인터넷 기술의 개념, 특징 및 전망", Entrue Journal of Information Technology Vol.14, No.1 / Special Issue 2015.
미래창조과학부 외 관계부처 합동(2014), "사물인터넷 기본계획", 2014년 5월 8일.


빅데이터 이해하기

빅데이터란 무엇인가?

빅데이터(Big Data)란 기존 방식으로 저장/관리/분석하기 어려울 정도로 큰 규모의 자료를 의미한다. 데이터의 결합된 정보의 복잡성과 분석과정에서 요구되는 Speed도 기존의 의미와 구별된다(디지에코 보고서, 2015).

McKinsey(2011)에 따르면, 빅데이터는 DB의 규모에 초점을 맞춘 정의로 일반적인 데이터베이스 소프트웨어가 저장, 관리, 분석할 수 있는 범위를 초과하는 규모의 데이터를 의미한다. 반면, IDC(2011)는 빅데이터를 DB가 아니라 업무수행에 초점을 맞춰 정의한다. 빅데이터는 다양한 종류의 대규모 데이터로부터 저렴한 비용으로 가치를 추출하고 (데이터의) 초고속 수집, 발굴, 분석을 지원하도록 고안된 차세대 기술 및 아키텍처이다.

이처럼 빅데이터는 다양하게 정의된다. 결론적으로, 빅데이터는 단순한 데이터의 양의 증가 혹은 규모뿐 만 아니라 데이터를 분석 기법, 데이터 분석을 위한 소프트웨어 등의 기술 등의 모든 개념을 포괄한다.

빅데이터의 출현 배경

인터넷이 상용화 된 1990년대 이후, 지금까지 쌓여온 수많은 데이터와 더불어 2009년 스마트폰이 대중화 되면서 기하급수적으로 늘어난 데이터와 실시간으로 생성되는 수많은 데이터들이 정리되지 않고 있다.

그림 1 – Every 60 Seconds (HP Business Whitepaper, 2012)

스마트폰의 등장과 보급의 확대로 사람들이 언제 어디서든 인터넷을 이용할 수 있다. 또, SNS를 통해 실시간으로 자신의 의견을 직간〮접적으로 표현한다. 트위터나 페이스북 등에 어떤 제품과 서비스에 대한 글을 남긴다. 또, '배고프다', '졸리다' 등의 기본욕구(need)를 표출하기도 하며, 무엇인가를 사고 싶거나 여행을 가고 싶다는 등의 욕구(want)를 표현한다. [그림 1]과 같이 1분마다 엄청난 데이터들이 생성되고 있다.

그림 2 – 미국 업종별 데이터 현황(McKinsey Global Institute, 2011)

[그림 2]에서 보는 것과 같이 미국 업체들이 2009년 까지 쌓아온 데이터의 양의 총합을 합한다면 약 17,283 TB이다. 이는 약, 16.88 PB이다. 6년전 자료이지만, 그간 쌓아온 데이터의 양이 엄청나다.

그림 3 – 전 세계 데이터의 양(IDC, 2014)

IDC(2014)에 따르면, 2013년 전 세계의 데이터는 4.4 ZB에 이르고, 2020년에는 무려 44 ZB에 이를 것이라고 추정한다. 그만큼 산업에서 쌓여온 데이터 양이 엄청나고 실시간으로 생성되는 데이터의 양이 계속 증가하고 있다.

데이터의 양이 엄청나게 증가하고 있는 반면, 데이터를 처리하는 기술이 발전함에 따라 데이터를 저장하는 하드웨어의 가격이 낮아지고 있다.

그림 4 – 세계 정보 저장 수용량(Hilbert, M., & Lopez, P. 2011)

[그림 4]를 보면 1993연 3% 수준에 불과했던 디지털 데이터는 2002년 디지털 시대를 시작으로, 2007년 기준 전 세계의 정보 중 94%가 디지털로 저장되어 있다. 최근에는 클라우드를 통해 데이터를 저장하고 있는 추세이므로 디지털 상의 정보는 더욱 더 늘어날 것으로 전망 된다. 클라우드도 물리적으로는 하드웨어로 이루어진 데이터 센터를 기반으로 디지털 상에 존재하는 것이지만, 기존 저장장치의 한계를 뛰어넘어 공간의 한계를 극복하였다.

그림 5 – 저장 장치의 기가바이트 당 달러 가격(Gartner, 2013)

[그림 5]를 보면, 기가바이트 당 달러의 가격이 기하급수적으로 낮아지고 있고, 속도 면에서 하드디스크에 우위를 점하고 있는 SSD가 2017년에는 하드디스크와 비슷한 가격을 가지게 될 것이다. 또, 기존에 하드디스크를 능가하는 저장 용량을 가지게 된다.

결론적으로, 산업 내 방대한 데이터의 축적, 실시간으로 생성되는 데이터의 양의 지속적인 증가, 전 세계 데이터 양의 증가, 데이터 저장 장치의 발전, 데이터 처리 기술의 발전 등 복합적인 원인으로 인해 빅데이터가 출현한 것이다.

빅데이터의 기본 형태와 종류

"데이터란 숫자, 영상, 단어의 형태로 된 의미의 단위를 뜻한다. 이러한 의미를 가진 Datum (데이터의 단수)이 여러 개의 집합체를 이루어 Data 를 형성하게 되면 자료가 되며 이런 다양한 자료를 바탕으로 의미 있는 가치가 형성되면 정보(Information)라고 부르게 된다."(DLAB, 2014)

데이터를 기본 형태에 따라 구분하면 [표 1]과 같다. "차가 빠르다"는 질적 자료이고, "도로에 차가 50대 있다"는 양적 자료이다. 양적 자료도 이산형 자료와 연속형 자료로 나뉘는데, 쉽게 말하면 이산형 자료는 셀 수 있는 계산 자료이고, 연속형 자료는 셀 수 없는 측정 자료이다. 예를 들면, "도로에 차가 50대 있다"는 이산형 및 계산 자료이지만, 각 차의 주행 속도는 측정되는 자료인 것이다.

질적 자료

(Qualitative Data)

양적 자료

(Quantitative Data)

이산형 자료

(Discrete Data)

연속형 자료

(Continuous Data)

계산 자료

(Counted Data)

측정 자료

(Measured Data)

표 1 - 데이터의 기본 형태에 따른 구분

데이터는 또 정형 데이터와 비정형 데이터로 구분할 수 있다. 정형 데이터는 단순한 형태로 정리가 잘 되어있어 분석하기 쉬운 데이터 형태이다. 기존에 데이터 분석에 주로 사용되던 형태이다. 반면, 비정형 데이터는 복잡한 형태로 잘 정리가 안 되어 있어 분석하기 힘든 데이터 형태이다. 정형 데이터는 기존의 기업 또는 기관에서 주로 가지고 있는 고객 정보와 매출 등이 있다. 비정형 데이터는 소셜 데이터와 영상, 이미지 등의 다양하고 복잡한 형태의 데이터들을 통칭한다. 반정형 데이터는 데이터 속성인 메타데이터를 가지며 일반적으로 스토리지에 저장되는 데이터 파일이다.

정형 데이터

고정된 필드에 저장된 데이터

RDBMS

반정형 데이터

고정된 필드는 아니지만 스키마를 포함하는 데이터

XML, HTML

비정형 데이터

고정된 필드에 저장되어 있지 않은 데이터

텍스트, 이미지, 동영상

표 2 - 데이터의 형태에 따른 구분

스마트폰의 보급률이 증가됨에 따라 소셜 데이터, 영상, 이미지, 음성 등의 정리하기 어려운 비정형 데이터의 수도 많이 생겨나고 있다. 기존에 데이터 분석 기법은 정형 데이터를 분석하기엔 용이했지만, 정리가 안 되고 복잡한 비정형 데이터를 분석하기 어려워지면서, 빅데이터 분석 기법들과 관련 하드웨어들이 주목을 받고 있다.

빅데이터의 특징

빅데이터는 단순히 큰 데이터가 아니라 부피가 크고, 변화의 속도가 빠르며, 속성이 매우 다양한 데이터라는 세 가지 특징을 가진 큰 데이터를 빅데이터로 정의할 수 있다. (한국방송통신전파진흥원, 2013). 앞에서 계속 말해왔듯이, 빅데이터는 말 그대로 큰 데이터로 그 크기가 엄청나다. 또, 기존의 정형 데이터가 아닌 비정형 데이터가 계속 증가하고 있고, 영상, 이미지, 소셜 미디어 등 다양하게 존재하고 있다. 속도 측면에서는, 예전에는 어제의 데이터를 가지고 오늘 활용한다면, 빅데이터는 현재의 데이터를 처리하는 실시간 데이터를 말한다.

그림 6 – 빅데이터의 3가지 특징(3V),

(출처 : "빅데이터:산업 지각변동의 진원", 삼성경제연구소, 2012)

최근에는 기존의 3V 특징에 진실성(Veracity), 시각화(Visualization), 가치(Value) 등의 6V 개념으로 확대되고 있다. 앞서 말한 빅데이터의 3V 특징이 빅데이터의 본질이고, 추가된 3V는 그 빅데이터 분석의 개념이다. 수 많은 데이터 중에서 의사결정에 활용할 수 있는 진실된 데이터를 찾고 이를 시각화하여 비즈니스에 실현될 가치를 전달하는 것이 빅데이터 분석의 핵심이기 때문이다. 즉, 확장된 개념의 빅데이터는 기존의 빅데이터의 특징과 분석을 포함하는 개념이다. 그래서 최근에는 빅데이터 분석을 결과를 쉽게 보여주기 위해 인포그래픽과 같은 다양한 시각화 기법을 활용하는 사례가 늘고 있다. 이미 빅데이터 디자이너라는 직군이 생겨날 정도이다.

빅데이터를 통해 기회를 잡아라

기업들은 빅데이터 속에서 Business Intelligence(BI)를 도출함으로써 새로운 기회를 가질 수 있다. 그래서 데이터 관련 기업들은 각종 데이터 분석 소프트웨어와 솔루션, 데이터 센터, 클라우드 서비스 등을 기업들에게 제공하고 이익을 취하기 위해 빅데이터를 키워드 마케팅으로 활용하고 있다. 다르게 생각하면, 기존에도 행해오던 데이터 분석을 마치 새로 시작하는 것처럼 들리기도 한다. 빅데이터가 데이터 관련 기업들의 마케팅 용어이든 아니든, 넘쳐나는 데이터 속에서 유용한 정보를 찾게 해주는 빅데이터가 기업들에게 다가오는 파괴적인 미래를 대비할 혜안을 가져다 줄 것임에는 틀림없다. 또한, 개발도상국들과 제 3세계에 인터넷의 보급률이 높아지고 스마트폰이 대중화 된다면 데이터의 증가율은 더욱 높아질 것이고, 기회를 찾는 수많은 비즈니스맨들에게는 빅데이터를 분석을 활용하여 데이터의 홍수 속에서 진주를 발견할 수 있을 것이다.

참고문헌

DLAB(2014), 초보자를 위한 빅데이터 이해하기.

디지에코 보고서 Issue&Trend(2015), Big Data의 이해와 활용.

삼성경제연구소(2012), 빅데이터:산업 지각변동의 진원.

한국방송통신전파진흥원(2013), 빅데이터 활용단계에 따른 요소기술별 추진동향과 시사점.

Gartner(2013), Market Trends: Evolving HDD and SSD Storage Landscapes.

HP Business Whitepaper(2012), Harness the power of Big Data,

Hilbert, M., & Lopez, P.(2011), The World's Technological Capacity to Store, Commuicate, and Compute Information. Science, 332(6025), 60-65.

IDC(2011), Extracting Value from Chaos.

McKinsey Global Institute(2011), Big data: The next frontier for innovation, competition, and productivity.



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