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, 사물들이 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.