전세계적인 코로나19의 펜데믹으로 수많은 사람들이 사망하고 후유증으로 고통받고 있지만 과거의 악성 펜데믹 질병과 마찬가지로 코로나19도 퇴출될 것은 분명한 사실이다.

그러나 코로나19의 피해자가 되지 않도록 준용하는 방법은 다소 어지럽다.

‘자택 격리(shelter in place)’ 즉 거의 반 강제적으로 자택 근무는 물론 학교도 제대로 나가지 못한다. 물론 집에서 업무와 학업을 온라인으로 처리한다지만 그동안의 생활과는 천양지차이다.

특히 각자 중요한 만남이라고 생각될 때 반드시 식사를 하고, 산책도 같이 하며 상호 관심사에 대해 의견을 교환하는 것이 기본이다. 그러나 코로나19로 인해 이런 정보는 오로지 비대면과 축적된 정보로만 해결해야 한다.

그런데 이런 변화는 4차 산업혁명이라는 단어가 등장할 때부터 등장했다. 이 말은 큰틀에서 과학기술의 발달이 비대면을 목표로 진행하고 있었기 때문이다. 한마디로 인공지능 즉 A.I.가 활성화될 수 있는 것은 비대면이라는 특수성 때문이다. 머리가 좋은 A.I.와 대면하는 것이 인간대면보다 유익하고 효율적이라는 이유다.

여하튼 인공지능이든 아니든 코로나19는 4차 산업혁명의 핵심적 요소들이 보다 빠르게 진행될 수 있는 계기를 만들어주었다. 이와 같은 주장이 나오는 것은 포스트 펜데믹의 미래를 다음과 같이 생각하기 때문이다.

‘4차 산업혁명의 핵심은 사물인터넷, 소셜 미디어 등으로 인간의 모든 행위와 생각이 온라인의 클라우드 컴퓨터에 빅 데이터의 형태로 저장되는 시대가 온다는 것이다.’

이 말은 사실상 온라인과 오프라인이 일치하는 세상을 의미하는데 이는 그동안 계속 추진되던 제4차 산업혁명 시대를 설명하는 것과 다름없다.

그러나 포스트 펜데믹에서 이어지는 4차 산업혁명이라는 거대한 바다를 설명한다는 것이 간단한 일이 아니지만 이러한 바다에도 핵심 요소는 있기 마련이다. 즉 바다에는 물과 소금이 있다는 것이다.

전문가들에 따라 의견이 일치하지는 않겠지만 이곳에서는 그 많은 요소 중 핵심 여건이라 생각되는 ‘사물인터넷(유비쿼터스)’, 사이버스페이스에 대해서만 설명한다. 큰 틀에서 오프라인·온라인에서의 움직이는 모든 사물들이 사물인터넷 또는 유비쿼터스로 흡수되고 컴퓨터, 인터넷 등 각종 전자기 활동 등을 사이버스페이스라는 틀 안에서 설명이 가능하기 때문이다.

사물 인터넷(Internet of Things)이란?

4차 산업혁명의 핵심은 여러 가지이지만 4차 산업혁명을 가장 큰 틀로 아우를 수 있는 것은 사물인터넷 세상이다.

학자들에 따라 사물인터넷에 대한 정의에 차이가 있는데 2014년 미래창조과학부에서 정의한 사물인터넷의 개념은 다음과 같다.

‘사물인터넷은 사람·사물·공간·데이터 등 모든 것이 인터넷으로 서로 연결되어, 정보가 생성·수집·공유·활용되는 초연결 인터넷으로 사물인터넷은 기본적으로 모든 사물을 인터넷으로 연결하는 것을 의미한다.’

이지영 기자는 미래의 어떤 날 하루를 다음과 같이 시작할 수 있다고 적었다.

‘출근 전, 교통사고로 출근길 도로가 심하게 막힌다는 뉴스가 떴다. 소식을 접한 스마트폰이 알아서 알람을 평소보다 30분 더 일찍 울리는 것은 물론 스마트폰 주인을 깨우기 위해 집안 전등이 일제히 켜지고, 커피포트가 때맞춰 물을 끓인다. 식사를 마친 스마트폰 주인이 집을 나서며 문을 잠그자, 집안의 모든 전기기기가 스스로 꺼진다. 물론, 가스도 안전하게 차단된다.’

사실 이 이야기를 진부하다고 생각하는 사람이 있을 것이다. 이미 실생활에서 경험하고 있는 내용이라고 생각할 수 있기 때문이다.

그런데 이렇게 진부한 내용이 바로 사물인터넷의 기본이라고 말하면 다시금 반문한다. 대체 사물인터넷(IoT, Internet of Things)이 무엇인데 미래의 궁극적 목표로 설명되느냐이다.

사물인터넷은 단어의 뜻 그대로 ‘사물들(things)’이 ‘서로 연결된(Internet)’ 것 혹은 ‘사물들로 구성된 인터넷’을 말하는데 여기서 사물은 ‘Internet of Things’를 한국어로 번역하면서 생긴 용어이다. 사전적으로는 ‘일과 물건을 아울러 이르는 말’, ‘물질세계에 있는 구체적이며 개별적인 모든 존재를 통틀어 이르는 말’, ‘사건과 목적물을 아울러 이르는 말’로 정의된다.

많은 학자들이 미래의 기본은 실시간으로 엄청나게 생성되는 빅데이터를 효율적으로 활용하는데 있다고 이야기한다. 그런데 어떻게 그런 빅데이터를 활용하느냐이다. 이 질문에 대한 대답은 생각보다 단순하다. 인간이 접할 수 있는 모든 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술이나 환경을 만든다는 것이다.

10여년 전만해도 미래는 유비쿼터스 시대가 된다고 설명되었다. 그런데 갑자기 사물인터넷이란 말이 등장했는데 내용을 보면 다른 점이 거의 없다.

그럼에도 불구하고 이미 잘 알려진 유비쿼터스에서 사물인터넷으로 굳이 변경된 이유는 유비쿼터스가 처음 표방했던 모든 사물의 인터넷화가 생각보다 어려운 즉 결정적인 문제점이 도출되었기 때문이다.

유비쿼터스의 핵심은 센서와 개체 식별 데이터 등의 데이터 중심의 무선주파수 식별용 전자태그 RFID(Radio Frequency IDentification)이다.

RFID는 현대인들에게 익숙한 바코드(Barcode)와 유사하다.

그러나 RFID는 바코드와 달리 물체에 직접 접촉을 하거나 어떤 조준선을 사용하지 않고도 데이터를 인식할 수 있다. 또한 여러 개의 정보를 동시에 인식하거나 수정할 수 있다.

RFID는 배터리 등의 전력 공급원을 지니는 능동적인 태그와 전력을 필요로 하지 않는 수동 태그로 나뉜다. 두 종류 모두 근처의 RFID 리더를 통해 컴퓨터에서 데이터를 수집하고 교환된다. 두 가지 중 수동(passive) RFID는 주변에 있는 리더에서 전력을 공급받으므로 자체적인 전력을 필요로 하지 않고 20년 넘게 사용할 수 있고 가격이 저렴하다. 디바이스에 내장된 코일 안테나가 회로를 형성하며 태그가 자기장을 생성한다.

RFID 태그의 종류에 따라 반복적으로 데이터를 기록하는 것도 가능하며, 물리적인 손상이 없는 한 반영구적으로 이용할 수 있다. 현재 유통 경로, 재고 관리, 교통카드, 지불 결제, 출입 통제, 도시 관리, 차량· 선박 등의 위치 추적 등 다양한 분야에서 활용된다.

현재 매일 이용하는 교통카드는 대표적인 RFID 태그 중의 하나이며, 고속도로의 하이패스도 RFID 기술을 이용하고 있다. 도서관에서 빌려주는 책이나 의류 매장에서 판매되는 옷, 그리고 할인매장에서 판매되는 와인 등에도 RFID 태그가 부착되어 있다. 또한, 한우나 인삼은 물론 흑산도 홍어 등의 농산물 이력 관리나 약품 관리 등 위변조를 방지하기 위한 목적으로도 이용되며 반려견에 부착된 것은 반려견이 실종되었을 때 곧바로 찾을 수 있게 해준다. 한마디로 인간에 관련된 모든 사물에 이를 부착한다는 것이 유비쿼터스의 기본 개념이다.

그런데 RFID가 당초에 예상한 것보다 제한적이라는 점이다.

가장 큰 장애물은 인식거리의 문제로 현재의 기술로는 인식거리가 100미터 미만인데 RFID가 보편성을 가지려면 적어도 500〜1,000미터 정도는 되어야 한다는 점이다. 이 경우 전 세계를 촘촘하게 한 권역으로 묶을 수 있지만 이를 위해 엄청난 예산이 투입되어야함은 기본이다.

둘째는 보다 근원적인 문제점이다.

유비쿼터스의 기본은 아무리 작은 물품이라도 RFID가 부착되어야 한다는 점이다. 간단하게 말하여 현재 사탕 봉지에 100개의 사탕이 들어있다면 이들 사탕 개개에 RFID를 붙이는 것이다. 껌 한 봉지에 50개의 껌이 들어있다면 작은 껌마다 RFID를 붙이며 이보다 작은 물품도 마찬가지이다.

그런데 현재 히다치사가 개발한 ‘내부 안테나를 사용하는 극소형의 RFID 태그 ‘뮤(μ)칩’은 가로·세로 0.4mm 넓이에 두께는 0.03mm로 128비트(bit)에 이른다.

그러나 이 정도로는 소형 물질에 붙이는데 어림없으므로 학자들은 RFID가 나노 크기는 아니더라도 적어도 마이크로 수준으로 축소되어야 한다고 말한다. 이 정도가 되어야 비로소 은행 수표나 보통지폐에도 부착하여 위·변조를 원천적으로 막고 검은돈의 흐름을 차단할 수 있다고 생각한다. 그런데 각 껌에 RFID를 붙이려면 껌 값보다 RFID 가격이 더 비쌀지도 모른다.

이 말은 기술적으로 아직까지 만족할만한 단계에 도달하지 못한데다 더불어 모든 물품에 RFID를 붙일 때 경제성도 보장되는 것이 아니라는 점이다. 껌 한 통이 아니라 껌 하나하나, 약 캡슐 하나하나마다 소위 반도체 태그를 붙여야하는데 이 경우 실용성은 물론 경제성도 담보되지 않는다. 효용성도 좋지만 경제성이 없다면 도태되기 마련이다.

그러므로 현실적으로 모든 사물에 RFID를 부착한다는 대전제가 불가능하다는 인식이 들자 유비쿼터스라는 거대 개념보다는 이보다 낮은 단계의 사물인터넷이 오히려 적절한 표현이라는 것이다.

그러므로 유비쿼터스를 사물인터넷 너머에 있는 만물인터넷(Internet of Everything) 시대로 묘사하기도 한다. 학자들에 따라 미래는 궁극적으로 사물인터넷의 문제점을 극복할 수 있으므로 유비쿼터스 시대가 될 수 있다고 생각한다. 다만 그 시기가 언제인지 관건이지만 미래 과학이 획기적으로 진전한다면 이런 상황이 결코 무리한 공상은 아니다. 이하 사물인터넷으로 설명한다.

필자소개
고려대학교·대학원 졸업, 프랑스 페르피냥대학에서 공학박사 학위 및 과학국가박사 학위
한국과학기술연구원(KIST), 한국에너지기술연구원에서 연구 활동
저서: 「침대에서 읽는 과학」, 「4차 산업혁명과 미래 직업」, 「로봇은 인간을 지배할 수 있을까?」, 「유네스코 선정 한국의 세계문화유산」, 「유적으로 보는 우리 역사」 등 100여권