September 20,2017

센서 기술, 4차 산업혁명 이끈다

사람의 마음을 읽는 센서 개발 중

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미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 보스턴대학의 인공지능 과학자들은 요즘 흥미로운 센서를 개발 중이다. 이른바 사람의 마음을 읽을 수 있는 뇌파 감지 센서가 바로 그것. 사람의 두뇌는 어떤 실수를 인지했을 때 두개골 밖에서도 감지할 수 있는 강력한 뇌 신호를 발산하게 된다. 이 센서는 바로 그 같은 신호를 감지할 수 있는 장치다.

이 센서를 개발하는 이유는 인간과 로봇 간의 상호협력 작업을 원활하게 하기 위해서다. 예를 들어 공장에서 컨테이너를 옮기는 일을 하는 로봇은 실수로 다른 곳에 컨테이너를 놓을 수 있다. 그러면 로봇을 감독하던 인간이 그 실수를 바로 잡기 위해 컴퓨터로 다시 지시해야 한다.

하지만 이 센서가 상용화될 경우 그럴 필요가 없어지게 된다. 로봇의 실수를 감독관이 인지하는 순간 센서가 감독관의 두뇌 신호를 바로 감지한다. 그러면 로봇은 별도 지시를 내리지 않아도 스스로 실수를 인식해 컨테이너를 다시 올바른 장소로 옮길 수 있다.

센서는 4차 산업혁명이라는 새로운 기술 혁신을 위한 기초 도구다.  ⓒ Pixabay Public Domain

센서는 4차 산업혁명이라는 새로운 기술 혁신을 위한 기초 도구다. ⓒ Pixabay Public Domain

이 소식에 눈길이 가는 건 4차 산업혁명에서 센서 기술이 차지하는 중요성 때문이다. 흔히 4차 산업혁명을 이끌어갈 새로운 산업으로 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 드론, 로봇, 자율주행차, 빅데이터, 3D 프린팅 등이 꼽힌다. 그런데 이 산업들의 기초를 이루는 것은 다름 아닌 센서다.

드론을 예로 들어보자. 드론은 GPS 등의 정확한 위치 측정 센서에 의해 비행 목표지점을 향해 날아갈 수 있으며, 초성능 카메라와 음성감지 센서 등으로 지상의 물체를 식별하고 사람의 목소리를 녹취하는 등 다양한 임무를 수행할 수 있다.

센서는 인간의 오감에 해당하는 감각기관

로봇도 센서가 없으면 아무런 일을 하지 못한다. 인간은 시각, 후각, 청각, 미각, 촉각의 다섯 가지 감각을 이용해 물질이나 외부의 상태 및 변화를 알아차린다. 로봇에 장착되는 센서는 이 같은 인간의 오감(五感)에 해당하는 감각기관이다.

사물인터넷도 마찬가지다. 모든 사물이 자기네들끼리 정보를 주고받아 주인에게 필요한 것을 스스로 알아서 해주는 것이 바로 이 기술의 개념이다. 그런데 이처럼 사물이 똑똑해지기 위해서는 센서가 필수적이다.

사물인터넷 시대의 냉장고를 예로 들어본다. 냉장고가 주인을 편안하게 해주기 위해선 온도, 습도, 동작 감지, 그리고 식품이 상할 때 발생하는 미량의 가스를 측정하는 가스 센서 등 수많은 센서가 필요하다.

인간은 오감을 통해 종합적으로 판단하는 제6감인 의식을 가동시킨다. 이세돌과 세기적인 바둑 대결로 유명해진 알파고 같은 인공지능 기술은 인간의 의식 및 판단을 대신한다는 점에서 제6감에 해당한다.

또한 우리 주변의 엄청난 자료들로 고객의 성향이나 미래 등을 예측할 수 있는 빅데이터의 경우 보통 인간이 미처 지니지 못한 초감각 센서라고 할 수 있다. 이처럼 센서는 4차 산업혁명이라는 새로운 기술 혁신을 위한 기초 도구라고 보면 된다.

인간의 오감은 한계를 지닌다. 시각은 일정한 거리와 크기만 볼 수 있으며, 청각의 경우 일정한 범위의 주파수만 구분할 수 있다. 따라서 인간은 고래가 내는 초음파는 전혀 들을 수 없다.

하지만 센서는 이러한 한계를 뛰어넘을 수 있다. 대표적인 사례가 인간보다 훨씬 먼 곳과 작은 크기도 볼 수 있는 망원경과 현미경이다. 그리고 어군탐지기 등에 사용되는 초음파감지기는 인간의 귀로 들을 수 없는 고주파대 음을 감지한다. 이외에도 적외선을 이용한 야간투시센서, 초정밀 소리감지 센서, 위성을 이용한 거리 및 위치 측정 센서 등은 인간이 미처 감지하지 못하는 것들을 거뜬히 해낼 수 있다.

2020년대엔 전 세계에 1조 개 센서 깔려

4차 산업혁명이 본격화되면 센서의 시장 규모는 더욱 커질 수밖에 없다. 현재 생산되는 차량에는 충돌감지 센서, 장애물 센서, 간격감지 센서 등 약 30종의 센서가 1대당 200개쯤 탑재된다.

하지만 스스로 운전하는 자율주행차의 경우 이보다 더 많은 종류의 센서가 1대당 300~400개 정도 탑재되고 있다. 그런데 앞으로 더욱 똑똑한 자율주행차가 개발될 경우 센서의 종류와 수가 이보다 훨씬 많이 장착될 수밖에 없다.

제로에너지 개념과 스마트 개념이 융합된 스마트 에코 빌딩도 센서가 없으면 무용지물이다. 에너지를 효율적으로 관리하기 위해선 ‘건물에너지관리시스템(BEMS)’이 필수인데, 이 기술은 건물 내의 모든 에너지 사용기기에 설치된 센서를 통해 에너지를 관리한다.

또한 스마트 빌딩도 센서가 있어야만 건물 내의 공기오염 정도 등을 파악해 실내 환기 등의 작업을 척척 해낼 수 있다. 이처럼 스마트라는 이름이 붙는 모든 기술에는 센서가 필수적이다.

시장조사기관 ‘BBC 리서치’는 지난 2010년 65조원이었던 세계 센서 시장규모가 2021년이면 220조원으로 성장할 것으로 예측됐다. 또한 일본 경제 전문지 ‘닛케이베리타스’는 2020년대가 되면 전 세계에 1조 개가 넘는 센서가 깔릴 것으로 전망했다.

현재 전 세계 인구가 약 75억명이니, 그보다 133배나 많은 센서가 세상을 감지하게 된다. 온 세상이 센서 중심으로 움직이는 센서 혁명의 시대가 눈앞에 다가온 셈이다.

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