산업을 비롯해 사회 전반의 모습을 크게 바꿀 것으로 주목받고 있는 4차 산업혁명은 2017년 가장 활발히 논의되었던 화두 중 하나지만, 이제 시작 단계라 실제 체감할 수 있을 정도로 진행된 변화는 미비하다. 이런 이유로 일반인이나 중소기업은 4차 산업혁명에 대한 관심이나 준비가 대기업이나 전문가들보다 상대적으로 소홀하다.

4차 산업혁명은 많은 변화를 불러올 것으로 전망되고 있으며, 지금까지 없었고, 예측하기 어려운 부분이 있지만, 현재 기술 수준으로 전망할 수 있는 부분도 있다. 업계에 몸담은 연구 기관이나 정부 기관들은 이런 4차 산업혁명에 대한 민간의 준비를 돕기 위해 여러 세미나나 컨퍼런스 등 행사와 연구 자료 등을 내놓고 있다. 관심만 있다면 현재 수준에서 4차 산업혁명을 대비할 방안을 모색해볼 수 있다.

지난 11월 23일 코엑스에서 개최된 ‘2017 미래유망기술세미나’는 올해로 12회를 맞이한 행사로 ‘4차 산업혁명과 미래 유망기술’이란 주제로 여러 정보를 습득할 수 있는 자리였다. 한국과학기술정보연구원(KISTI)가 주최하고 과학기술정보통신부가 후원한 이번 미래유망기술 세미나는 4차 산업혁명에 대응하기 위해 국내 중소?중견기업이 주목해야 할 기술에는 어떤 것들이 있는지 알아보는 자리였다.

KISTI는 ‘중소기업의 4차 산업혁명 대응’이란 주제로 엄청난 양의 정량적 데이터를 수집했다. 논문과 특허에 포함된 정보를 계량화한 디지털 데이터와 벤처투자사의 투자 정보 및 인수?합병 정보 같은 산업 데이터를 합쳤고, 이를 다시 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 무인운송수단, 3D 프린팅, 바이오프린팅, 로봇공학, 유전학 등 총 11개 분야 50개의 신규 유망 아이템을 선별했다.

이렇게 선정한 50개의 신규 유망 아이템을 다시 4차 산업혁명 전문가 등 각계 전문가로 구성된 선정위원단이 ▲기술의 유효성 ▲중소기업 적합성 ▲시장 확산 가능성 ▲4차 산업혁명 중요도 ▲트렌드 부합도 등 상세한 분석 과정을 거쳐 최종 10개를 선정해 발표했다.

이 같은 과정을 통해 최종 선정된 10대 미래유망기술은 ▲웹기반 빅데이터 수집?분석 패키지 ▲스마트 의류 ▲지능형 자동차 레이더센서 ▲3D 수리모델링 소프트웨어 ▲바이오잉크 ▲바이오프린팅으로 제작된 인공장기와 조직 ▲착용형 보조로봇 ▲고령자 돌보미 로봇 ▲휴먼 마이크로바이옴 분석 ▲개인 유전자 분석 서비스 등이다.

세미나를 통해 10대 유망기술을 소개한 전승표 한국과학기술정보연구원 기술사업화분석센터장은 “10개의 아이템이 다른 기술보다 우위라는 것은 아니다”라고 전제하며, “현재 중소기업의 기술에 접목해 어떻게 새로운 서비스를 제공할 것인가를 고민하고 활용하면 좋을 것”이라고 말했다.



01 인공지능 분야
웹 기반 빅데이터 수집 분석 패키지 기술
빅데이터는 4차 산업혁명에서 빼놓을 수 없는 핵심 기술로 의미 없는 데이터들을 수집해 분석을 통해 의미 있는 데이터로 바꾸는 기술이다. 방대한 데이터를 웹 기반 시스템 내에서 수집하고 분석해 비즈니스 인사이트를 도출하는 기술은 이제 막 도입기에 접어들었고, 사업화 가능성이 매우 높은 분야다.
빅데이터를 분석하기 위해서는 정형화된 데이터뿐만 아니라 비정형데이터까지 저장하고 관리할 수 있어야 하며, 언제 어디서나 데이터에 접근할 수 있는 클라우드 컴퓨팅 기반이 필요하다. 또 자연어를 기계어로 변환하고, 데이터 오류를 검출하는 연산시스템도 풀어야 하는 과제다.



02 사물인터넷 분야
스마트의류 기술
특수소재나 컴퓨터 칩을 사용해 전기신호나 데이터를 교환하고, 외부 스마트 기기와 연결된 의류를 스마트의류라고 한다. 이제 막 시작된 도입기에 해당하며, 사업화 가능성도 높은 분야다. 세계 스마트의류 시장은 2015년을 기준으로 2500만 달러에 불과하지만, 2020년에는 10억 달러로 매년 100% 이상 급성장할 것으로 전망되고 있다. 국내 스마트의류 시장도 2015년 기준 7억 원 수준에 불과했지만 2020년 324억 원으로 40배 이상 성장할 것으로 전망된다.
스마트의류 기술은 인체정보 측정기술과 환경정보 측정기술 등이 필요한 입력기술과 시?청각기술, 촉각기술 등이 요구되는 출력기술의 수준에 따라 품질이 좌우된다. 현재 일본의 토레이는 탄소섬유를 이용한 스마트의류를 상용화했는데 입고만 다녀도 착용자의 정보를 클라우드가 수집해 건강정보를 분석해준다. 국내에서는 코오롱스포츠가 사업을 진행 중이다.



03 무인 운송수단 분야
지능형 자동차 라이더센서 기술
현재 자동차 산업은 무인자동차로 발전해 나가고 있다. 사람 대신 인공지능이 운전하기 위해서는 필요한 여러 기술이 있는데 그 중 라이더센서 기술은 무인자동차의 눈이 되는 기술이다. 라이더센서 시장은 현재 도입기를 넘어 성장기에 들어섰으며 사업화 가능성이 높은 분야다.
라이더센서 기술은 전자기파를 송신하고 표적에 의한 반사 신호를 수신해 표적의 위치 및 이동 속도를 측정하는 기술로 안테나, 송수신단, 신호처리단으로 구성된다. 라이더센서 기술로 사업을 진행하기 위해서는 장거리 탐지능력, 정밀한 거리 해상도, 주행상황 인지 및 상황에 따른 대처 기술이 필요하다.
현재 라이더센서 기술은 콘티넨탈, 보쉬와 같은 글로벌 기업이 사업을 진행하고 있으며, 매년 20~30%씩 성장을 거듭하면서 2020년 66억 달러 시장, 국내도 2380억 원 시장 규모를 형성할 것으로 전망하고 있다.
발표를 진행한 전 센터장은 “현재 라이더센서 기술은 보쉬나 콘티넨탈과 같은 해외기업이 주도하고 있으니 후발주자로 사업에 뛰어든다면 특화가 필요하다”고 강조하며, “자동차가 아닌 자전거를 더 잘 인식하게 만드는 기술로 발전시킬 수도 있다”고 조언했다.



04 3D 프린팅 분야
3D 수리모델링 소프트웨어 기술
3D 수리모델링 소프트웨어 기술은 3차원 모델을 효율적으로 표현하기 위한 물리적 환경이나 실세계 물체를 묘사하기 위해 사용하는 소프트웨어다. 관련 시장은 성장기에 접어들었으며, 사업화 가능성은 높다.
3D프린터가 물체를 얼마나 정밀하게 묘사할 수 있느냐는 정보를 입력하는 소프트웨어에 따라 다르다. 점과 선에 의해 물체를 표시하던 2차원 시스템을 3차원 공간으로 확대하기 위한 Wireframe 모델과 면을 중심으로 물체를 표현하는 Surfacebased 모델, 물체의 내부와 외부가 정확히 구별되는 Solid 모델로 구성된다.
기술 개발을 위해서는 공간정보를 활용한 이미지와 데이터 처리기술 그리고 모델링 프로그램간 데이터 변환기술, 3D 모델링을 위한 데이터 및 자재 인식기술이 필요하다. 이미 각종 영화에서 모션캡처를 통해 CG로 변환하는 기술로 이용되고 있으며, 사진을 통해 ‘3D화’하여 자율주행 자동차 내비게이션에도 적용하고 있다.



05, 06 바이오프린팅 분야
바이오잉크 기술과 인공장기/조직
바이오잉크는 바이오 칩 또는 인공조직이나 장기 프린팅에 필요한 바이오 소재다. 사업화 가능성은 중간 정도로 산업이 이제 형성되고 있는 도입기 단계다.
이런 바이오잉크는 콜라겐이나 펩타이드 등 세포가 포함된 세포계 재료와 치아나 뼈를 구성하는 인산칼슘 또는 연골재생에 쓰이는 다당류 등 비세포계 물질로 나눠볼 수 있다. 바이오잉크 기술은 다양한 조직과 기관에 따라 그에 해당하는 물질을 다루고 모방할 수 있어야 한다. 바이오프린팅 과정별 점도·세포농도·해상도·세포생존력 등을 조절하고 충족할 수 있는지도 바이오잉크에서 필요한 기술이다.
바이오잉크 기술과 관련해 스웨덴의 셀링크(CELLINK)는 스웨덴 정부로부터 승인받아 상용화를 준비하고 있다.
바이오잉크를 통해 3D바이오프린팅으로 인공장기와 조직을 제작하는 기술도 발전 가능성이 높다. 세포계 바이오잉크 물질을 얼마나 활용할 수 있는지, 면역조절은 가능한지, 이종장기의 생산은 가능한지에 대한 기술이 뒷받침되어야 한다. 현재는 미국 오가노보가 바이오프린팅으로 인공 조직을 제작해 신약개발에 이용하고 있으며, 최근에는 인공신장까지 제작했다.



07, 08 첨단 로봇공학 분야
착용형 보조로봇, 고령자 돌보미 로봇 개발기술
착용형 보조로봇은 외골격 로봇이라고도 부르는데 기계화된 로봇 팔이나 다리를 인체와 일치시켜 기동성과 힘을 증폭시키는 로봇이다. 사람이 보조로봇에 보내는 압력이나 뇌파 등 생체신호를 통해 보조로봇에 명령을 내리는 생체신호 인식기술과 사람의 신호를 해석하고 패턴을 인식해 의도를 파악하는 기술로 구성된다. 또 단순히 입력된 신호에만 반응하는 것이 아니라, 사람의 동작을 예측하고, 필요할 때는 제어하며, 사람에 따라 사용자 맞춤형으로 형상을 조절가능하게 하는 기술은 앞으로도 개발이 필요한 분야다. 이스라엘의 리워크가 2016년 우리나라에서 장애인용 의족 보조로봇 판매를 허가받았다.
선진국들이 고령화 사회에 접어들면서 로봇 분야의 관련 산업도 규모가 성장하고 있다. 그중 고령자를 대상으로 대화 서비스, 인지 보조서비스, 낙상/병환 서비스를 제공하는 돌보미 로봇은 특히 시장이 커질 것으로 전망된다.
고령자 돌보미 로봇은 시청각을 통한 정보 인식 뿐만 아니라 사용자의 제스처를 통해 감정을 인식하는 기술, 사용자의 상황을 분석하고 추론해 판단하고 제어하며, 학습하는 인공지능, 스스로 배터리를 자동충전하는 기술이 발전 방향이다.
한국보다 앞서 고령화 사회에 접어든 일본은 이미 2013년 돌보미 로봇을 선보였다. NEC가 돌보미 로봇을 개발한 것인데 복약시간 알림, 약 배달, 목소리 인지를 통한 컨디션 통보 기능을 제공한다. 덴마크는 고령자 돌보미 로봇을 통해 고령자의 화장실 이동에 활용하고 있다. 고령자 돌보미 로봇의 다양한 활용을 통해 수많은 비즈니스 모델이 도출될 것으로 전망된다.



09, 10 유전학 분야
휴먼 마이크로바이옴 분석기술, 개인 유전자 분석 서비스 기술
한때 촉망받았던 유전자 정보인 게놈을 넘어 최근에는 인간의 몸속에 어떤 미생물군이 있으며, 이 미생물군이 가지고 있는 정보는 무엇인가를 분석하는 기술인 휴먼 마이크로바이옴(microbiome)이 제2의 게놈으로 떠오르고 있다. 휴먼 마이크로바이옴 분석기술은 인간의 몸속에 사는 미생물이 가지고 있는 유전정보를 분석하는 기술로 인간이 건강한 삶을 살아가는데 중요한 정보이다. 이를 통해 항암 면역을 위한 미생물 발견은 물론, 각종 염증성 질환과 대사질환 등에 유용하게 활용할 수 있는 기술로 미생물군의 상관관계 관련 다양한 정보가 축적되어 있어야 한다. 프랑스의 엔터롬은 미생물을 채취해 검사는 물론, 어떤 처방을 해야 하는지 알려주는 서비스를 하고 있다.
개인 유전자 분석 서비스는 인체 염색체의 광범위한 유전체 부위를 스캔, 분석해 유전자 이상 유무를 검사하는 서비스로 이를 통해 질병에 대한 사전 예방 및 조기 대처로 조기발견과 대응을 할 수 있다. 또 유전적 차이를 고려한 의약품 처방으로 부작용을 최소화하고 약물 효과를 최대화할 수도 있다.
이런 개인 유전자 분석 서비스는 유전정보 처리 및 분석기술, 온라인 기반 정보처리 기술, 유전 정보 보안기술, 유전체 정보 활용 진단 및 치료기술이 필요하다.
미국 ‘23andMe'는 지난 2007년부터 관련 서비스를 시작했지만, 의료시스템을 거치지 않고 정보를 제공하는 방식으로 사업을 진행해 미국 FDA의 규제를 받다가 2014년부터 조금씩 규제가 풀리고 있다.