사물인터넷의 활용법과 업무활용
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지방공기업이라는 잡지에 기고한 글입니다. 업무에 사물인터넷을 활용하기 위해서는 사물인터넷의 기본 원리라고 할 수 있는 디지털 트윈과 CPS의 개념을 알아야 한다는 내용과 사물인터넷이 제공하는 창의적인 연결 관계를 발굴할 줄 알아야 한다는 내용입니다.
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사물인터넷의 활용법과 업무활용
- 1. 해 속속 인터넷에 연결되기 시작하고 있으 며, 이들은 인터넷이라는 가상세계를 통해 다른 사물들과 연결되고 있다. 어떤사물이인터넷에연결되거나혹은인터 넷을 통해 다른 사물과 연결된다는 것은 그 사물로 하여금 본질적인 가치 외에 다양한 부가가치를 제공할 수 있도록 한다. 최근에 출간된 저서 <냉장고를 공짜로 드립니다> 김학용 순천향대학교 IoT보안연구센터 교수 사물인터넷의 사용법과 업무 활용 에서도 언급한 것처럼, 그동안 음식을 신선 하게 보관하기만 하면 됐던 냉장고는 냉장 고 안의 재료를 바탕으로 요리 전문가와 연 결되어 적당한 요리를 추천해 주기도 하고 할인마트와 연결되어 필요한 식재료를 주 문하는 데도 이용될 수 있다. 물론, 이외에도 음성명령을 통해 집안의 가전제품을 제어하 거나 가족들에게 안부나 메모를 전할 수도 있다. 스마트 냉장고의 사례에서처럼 어떤 사물이 제공하는가치가다양해진다는것은그사물 이 제공하는 전체 가치가 커진다는 것을 의 미하며 이는 지난 세 차례의 산업혁명으로 인한 풍요로움과 결합되어 사람들로 하여금 물리적인 제품 그 자체보다는 그 제품이 제 공하는가치를더욱중요하게생각하도록만 들고 있다. 이러한 변화는 제품을 소유하는 것보다는그제품을더효과적으로이용하거 나더다양하게활용하도록만들고있다. 그러나, 여전히 대부분의 사람은 사물인터 넷, 빅데이터, 인공지능, 블록체인, 5G와 같 은 디지털 기술로 대변되는 4차 산업혁명시 대에도 대량생산이나 비용절감과 같은 기존 의 관점으로 세상의 변화를 이야기하고 미 래를 준비하고 있다. 그리고 이러한 모습은 안정성을 중시하는 공공기관은 물론 보수적 인 조직이나 집단에서 더욱 두드러지게 나 타난다. 기존 시스템의 한계 그동안 산업시설이나 공공시설에 사용되던 장치나 설비들은 개별적으로 이용 및 관리 되거나 혹은 동일한 유형의 장치, 설비들을 통합하여 관리하는 것이 일반적이었다. 이 런 장치들은 주로 보안성이 뛰어난 유선통 신기술이나 개별 산업에 특화된 무선통신기 술을 통해 구내(On-Premise)의 어딘가에 존 재하는 서버에 연결되어 이용되었는데, 이 를 두고 사물통신 혹은 M2M(Machine-to- Machine)이라 부른다. 이런 방식이나 시스템 구조는 해당 장치나 시스템에 대한 접근 권한이 있는 일부 사용 자들만 장치나 시스템을 이용할 수 있도록 했으며, 그렇지 않은 사람들은 아주 사소한 기능이나 서비스를 이용하기 위해서도 매우 복잡한 절차를 거치도록 만들었다. 결국, 비 싼 장치나 시스템이 제공할 수 있는 가치는 제한될 수밖에 없었으며 사용자 혹은 관리 자의 역량이나 의지에 의해 크게 좌우되기 도 했다. 또한, 이런 장치들이 제공하는 기능이나 가 치들은 사후적인(reactive) 성격이 강했다. 즉, 장치나 설비들이 제공하는 데이터를 바 탕으로이미발생한상황에대응하는식이었 다. 물론, 데이터 분석 기능 혹은 예측 기능이 포함된일부시스템들이나현장에대한경험 과 암묵지를 가지고 있는 전문가들에 의해 어떤상황이발생하기이전에대응하는것도 가능하기는했지만제한적이었다. 연결에서시작되는일하는방식의변화 지금으로부터 50년 전인 1969년 발명된 인 터넷은 1995년 상용화 이후로 빠르게 세상 을 바꿔 나가고 있다. 인터넷은 그동안 오프 라인에만 존재하던 비즈니스를 온라인으로 전환시켰으며 개별 시설에만 존재하던 응용 서버들을 인터넷 상의 클라우드로 이전시켰 다. 그리고 2000년대 초반 등장한 3G 기반 의 고속 무선이동통신 서비스는 서버의 클 라우드화를 더욱 가속화시켰다. 어떤 응용 서버가 구내가 아닌 클라우드에 존재한다는것은시스템구조차원에서는물 리적인서버의위치가달라진다는것외에는 커다란 차이가 없다. 그러나, 서버의 클라우 드화는시스템구축및운용을효율화함으로 써관련비용을절감하며기존과는차별화된 관리를가능하게하며이용의편리함을제공 하게 된다. 그리고, 그동안 상상할 수 없었던 새로운 가치를 제공하는데, 어떤 상황에 대 한 사전적(Proactive)인 대응을 가능하게 하 며 관련된 정보의 공개를 통해 객관성과 신 뢰성을제공할수있다는것이다. 이를 가능하게 하는 것이 사물인터넷, 빅데 이터, 인공지능, 블록체인과 같은 디지털 기 술들이며, 이런 디지털 기술들을 이용해 기 존의 일하는 방식과 사고 방식, 어떤 조직의 문화 및 경영 방식까지 바꾸는 것을 디지털 트랜스포메이션이라고 한다. 그리고, 디지 털 트랜스포메이션은 다양한 장비 및 설비 는 물론 개별적인 사업 요소들을 인터넷에 연결시키고 이들 사이에 새로운 관계를 만 들어주는 사물인터넷에서 시작된다. I n t e r n e t o f T h i n g s 새로운 시대의 개막 초연결성(hyper-connectivity)과 초지능성 (hyper-intelligence)으로 대표되는 4차 산 업혁명 시대가 빠르게 전개되고 있다. 기존 에 개별적으로 존재하고 개별적으로 이용되 던 다양한 형태의 사물들은 유무선 통신기 술이나 이미지 인식 기술, 센싱 기술 등을 통 047046 2019 winter vol. 14 지방공기업 강좌지방공기업 지평
- 2. 디지털 쌍둥이가 만드는 새로운 가치 어떤 사물이 인터넷에 연결된다는 것은 단 순히 그 사물이 유무선 통신기술을 이용해 서 인터넷으로 데이터를 전송할 수 있게 된 다는 것을 의미하지 않는다. 어떤 사물이 인 터넷에 연결된다는 것은 현실세계에 존재 하는 사물들의 디지털 쌍둥이(Digital Twin) 가 인터넷 상에 혹은 가상세계에 만들어진 다는 것을 의미하며, 현실세계에 존재하는 사물과 가상세계에 존재하는 디지털 쌍둥이 가 자신들에게 어떤 변화가 발생하면 그 내 용을 즉시 상대방에게 반영시킬 수 있게 된 다는 것을 의미한다. 이처럼 어떤 사물과 그 사물의 디지털 쌍둥이의 상태가 함께 움직 이는 것을 두고 사이버물리시스템(Cyber- Physical System 혹은 CPS)이라고 한다. 디지털 쌍둥이와 사이버물리시스템의 개념 을 이미 산업 분야에서 오래전부터 사용되 어 왔던 것이지만, 아직 이 개념에 익숙하지 않은 분들의 이해를 돕기 위해 일반 가정에 서 쉽게 볼 수 있는 간단한 사례를 하나 생 각해 보기로 하자. 아래 그림에 보이는 것처 럼 인터넷에 연결된 침대가 있고 그 침대의 디지털 쌍둥이를 BED라고 한다면, 내가 침 대에 눕는 순간 침대는 누군가가 침대에 누 웠다거나 김학용이 침대에 누웠다는 사실 을 BED에게 알리게 된다. 그리고, 그 누군가 가 침대에 누워 텔레비전을 보다가 잠에 들 게 되면 잠에 들었다는 사실도 실시간으로 BED에게 알리게 된다. 이 말은 우리가 컴퓨터나 스마트폰을 이용 해서 혹은 인공지능 스피커나 다른 사물인 터넷 장치를 이용해서 침대의 디지털 쌍둥 이인 BED에 접속하게 되면 지금 누가 침대 를 이용하고 있고 그 이용자의 상태가 어떤 지를 알 수 있게 된다는 것을 의미한다.(물 론, 여기에는 BED에 대한 접근 권한이나 사 용자 정보 보호와 같은 내용들이 함께 수반 되어야 할 것이다. 하지만, 이와 관련된 내용 은 따로 언급하지 않을 예정이다.) 그리고, 침대가 제공한 정보를 바탕으로 침 대 이용자가 잠에 들면 텔레비전을 끄거나 형광등을 꺼줄 수도 있게 된다. 침대의 디지 털 쌍둥이인 BED가 침대 이용자가 잠에 들 었다는 사실을 텔레비전이나 형광등의 디지 털 쌍둥이인 TV와 LAMP에게 전달하면, TV 및 LAMP가 텔레비전과 형광등에게 전원을 끄라는 신호를 보내게 될 것이기 때문이다. 많은 사람은 이 시나리오를 보고 자동화 (Automation)나 자율화(Autonomy)를 떠올 릴 것이다. 기술적으로는 맞는 말이다. 하지 만, 여기서 더 중요한 것은 자동화나 자율화 에 따른 효율성이나 편리함보다는 현실세계 에서 전혀 상관도 없었던 침대와 텔레비전 이, 침대와 형광등이 인터넷을 통해 연결되 어 동작함으로써 이용자에게 새로운 고객가 치를 제공하게 된다는 것이다. 이러한개념을조금더확대하면취침시간이 나수면패턴처럼침대에서생성되는데이터 는야식배달사업자나수면질환치료센터혹 은 수면용품 판매자들에게도 새로운 고객가 치를 제공하게 된다. 물론, 침대가 제공하는 새로운고객가치가이들몇몇사업자에국한 되는 것은 아니다. 침대가 제공하는 새로운 고객가치는 어떤 정보를 어떤 서비스 혹은 어떤다른사물과연결해서이용하느냐에따 라무궁무진할것이기때문이다. 창의적인 관계의 발견이 필요한 때 앞의 시나리오를 듣고 나면 디지털 쌍둥이 와 사이버물리시스템이 사물인터넷은 물론 4차 산업혁명이나 디지털 트랜스포메이션 의 핵심 개념이라는 사실을 금방 알아차릴 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 개념들은 일 반 개인을 대상으로 하는 제품이나 서비스 뿐만 아니라 산업시설이나 공공시설에도 그 대로 적용될 수 있다고 생각할 것이다. 예를 들면, 보행자의 움직임이나 스마트폰 에서 발생하는 신호를 감지하는 식으로 사 람의 유무를 파악하여 가로등의 밝기를 조 절하거나 일정시간 조명을 끄는 스마트 가 로등이 대표적이다. 그동안 연결이라는 것 은 유무선 통신기술을 이용해서 장치들을 연결하는 것만 생각했지만, 이제는 사람이 나 지나가는 자동차처럼 기계적인 장치도 아니고 시스템에 등록된 것이 아니더라도 이들과의 연결 관계를 이용하여 새로운 이 용자 가치를 만들 수 있다. 또한, 전혀 관련도 없다고 생각했던 데이터 를 시설 관리나 대고객 서비스 개선을 위해 서도 활용할 수가 있다. 대표적인 예가 바로 자동차에서 발생하는 충격 감지 정보다. 차 량에 설치된 블랙박스나 스마트폰에 설치된 내비게이션 앱은 차량이 도로에 형성된 포 트홀이나 장애물을 지나갈 때 발생하는 충 격정보를 생성할 수 있는데, 이 정보를 이용 하면 커다란 노력이나 비용 없이도 도로의 보수관리를 가능하게 할 수 있다. 특히 커넥티드카의 보급이 확대되고 있고 머지않아 자율주행차들이 늘어나게 되면 차 량에는 충격을 감지하는 센서는 물론 도로 의 상황이나 도로 주변의 시설물의 상태를 확인할 수 있는 다양한 센서들이 탑재될 가 능성이 높다. 따라서, 도로나 도로 주변의 시 설물을 관리하는 기관에서는 자율주행차의 센서 정보를 활용하기 위한 방법들도 고민 할 필요가 있을 것이다. 물론 이외에도 급증하는 1인 가구나 독거노 인들과 관련된 문제 해결에도 사물인터넷 기술은 유용하게 활용될 수 있다. 예를 들면, CCTV가 내장된 스마트 도어락은 출동보안 서비스와 결합되어 혼자 사는 여성들의 안 심귀가를 위해 활용될 수도 있으며, 인형모 양의 인공지능 스피커는 체계적으로 준비된 질문이나 대화를 선제적으로 시도함으로써 노인들의 고독사 방지 및 정신적, 육체적 건 강관리를 위해서도 이용될 수 있다. 신뢰의 확보가 중요 세계적인 네트워크 장치 제조사인 시스코 시스템즈의 조사에 따르면, 우리나라 사람 들은 2021년에 1인당 약 12대의 사물인터넷 장치를 이용할 것으로 예상된다. 이는 4인 가구 기준으로 50대에 달하는 것으로 미국 에 이어 세계 두 번째로 많은 수치다. 지금까 지 살펴본 것처럼 인터넷에 연결되는 장치 가 많다는 것은 그만큼 다양한 방식으로 생 활 서비스는 물론 공공 서비스를 제공할 수 있도록 할 것으로 예상된다. 그러나, 이를 위해 반드시 전제되어야 할 것 이 사용자 정보의 보호 및 사물인터넷 장치 의 안전성을 담보해야 한다는 것이다. 물론, 스마트한 서비스를 제공하기 위해서는 적절 한 사용자 정보의 활용이 전제되어야 하지 만, 이를 위한 정보의 수집, 보관, 보호, 활용, 폐기에 대한 체계적이고 이중화된 관리 체 계를 마련하는 것이 필수적이다. 또한, 이러저러한 이유로 그동안 미뤄 두었 던 사물인터넷 디바이스의 보안성도 꼼꼼히 챙겨야 할 것이다. 예를 들면, 공공 서비스를 위한 사물인터넷 장치들은 필수적으로 정부 가 마련한 IoT 보안인증 서비스를 받도록 하 는 것도 하나의 방법일 것이다. 혹은 한국지 역난방공사처럼 자체적인 IoT 및 모바일 보 안가이드를 마련할 수도 있다. 신뢰할 수 없 는 장치들을 연결하고 이용하는 것은 현관 문을 열어두고 여행을 떠나는 거나 마찬가 지이기 때문이다. 그림 1 디지털 쌍둥이와 사이버물리시스템의 개념 그림 2 도로 손상까지 확인하는 랜드로버의 자동차 그림 3 독거노인들을 위한 인공지능 인형 049048 2019 winter vol. 14