보라빛 소를 만나기 위한 도약

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1846호(2018. 5. 16. 발행)에 기고한 원고입니다.

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간과되지만 무서운 부상, ‘뇌진탕’ 진단 기술 개발 경쟁.pdf

◾ 미식축구에서 시작된 스포츠 선수의 ‘뇌진탕’ 문제는 이슈화 되면서, 경기 중 충격을 흡수하기 위한 장비와 함께 빠르고 정확한 뇌진탕 진단 기술 개발 노력이 전개되고 있음

▸ 보스턴 의과대학 연구팀에 따르면 미국프로풋볼리그(NFL)을 포함해 미국에서 활동한 202명의 미식축구 선수들의 뇌를 분석한 결과 87%인 171명의 뇌에서 만성뇌외상병(CTE) 관련 징후가 포착되었음

▸ CTE는 퇴행성 뇌질환으로 충격에 의한 뇌 손상이 주요 원인 중 하나로 알려져 있는데, 연구용으로 뇌를 기증한 선수들은 평균 15년간 선수로 활동하였음

▸ NFL에서 선수생활을 한 111명 중에서는 단 한 명만 제외하고 전원이 CTE 징후를 나타냈으며, 대학 선수 출신 53명 중에는 48명에서 CTE 징후가 발견되었음

▸ 연구팀에 따르면 미식축구 선수들의 증상은 일반인의 뇌에서 나타나는 병변과 확연히 구분되며, 이미 미식축구가 장시간에 걸쳐 뇌에 충격을 주는 문제에 관한 연구들이 있었다고 함

▸ 얼마 전까지만 해도 NFL에서 뇌진탕의 진단은 의무실이나 탈의실에서 주로 기억력이 괜찮은지를 문진하거나 걸을 때 휘청거리는지 등을 기준으로 이루어졌음

▸ 그러다 보니 부상에서 조기 복귀를 원하는 선수는 증상을 축소해서 답을 하는 경우가 많았고, 경기 중 부상이 의심되더라도 사이드라인에서 진단하는 것은 어려웠음

▸ 미식축구가 뇌의 건강에 악영향을 미친다는 것이 객관적으로 드러나면서, 최근에는 충격을 흡수하는 헬멧 등 장비 개선이 이루어지고 있고, 부상에서 복귀까지의 과정을 가이드 해주는 프로토콜을 마련하는 등 각종 대책이 나오고 있음

▸ 아울러 경기 도중 필드에서 과학적이고 신속하게 이동식 기기를 이용한 진단법을 개발하는 등 새로운 진단 방법 개뱔도 가속화되고 있음

◾ 새로운 진단 방법 중 앞서가고 있는 것은 실리콘밸리의 벤처기업‘싱크씽크(SyncThink)’가 내놓은 ‘아이-싱크(EYE-SYNC)’라는 진단기기임

▸ 싱크씽크는 스탠퍼드 대학에서 시선 추적과 뇌진탕의 관련성을 연구해 온 잠쉬드 가자르 박사가 2009년에 설립한 기업으로, 2016년에 아이-싱크의 실용화에 성공하고 미 식품의약품안전국(FDA)의 승인을 받아 출시하였음

▸ 아이-싱크 진단기기는 VR(가상현실) 헤드셋과 태블릿으로 구성되는데, 피험자가 헤드셋을 착용하면 진단이 시작되며 헤드셋의 화면에 빛나는 점이 원형을 그리면서 움직이면 피험자는 눈으로 이 점의 움직임을 쫓기만 하면 됨

<자료> SyncThink

[그림 1] 뇌진탕 진단기기 ‘아이-싱크’

▸ 헤드셋에는 시선 추적 기능이 탑재되어 있어 두 눈의 움직임이나 흔들림을 측정하는데, 장애가 있으면 움직임이 흔들리거나 잘 따라가지 못하게 된다고 함

▸ 또한 부상 직후에 안구의 움직임을 추적하면 손상 범위를 파악할 수 있으며, 부상 후 재활하는 도중에도 회복의 흔적을 추적할 수 있다고 함

▸ 태블릿에 설치된 소프트웨어는 눈의 움직임 정도를 측정 점수와 차트로 표시해 주며, 진단 시간은 60초 이내로 소요됨

▸ 싱크씽크는 지난 2015년 임상 연구를 통해 뇌진탕뿐만 아니라 젊은 치매, ADHD(주의력결핍 과잉행동장애), 약물 사용 등 다양한 요인이 안구 운동에 영향을 미칠 수 있다는 의료 보고서를 공개한 바 있음

▸ 아이-싱크는 현재 스탠퍼드 대학과 노트르담 대학 등 12개 이상의 유명 대학에서 도입했으며, 프로 스포츠 구단으로는 처음으로 미 프로농구(NBA) 최강팀 중 하나인 골든스테이트 워리어스가 이번 시즌부터 도입하였음

▸ 워리어스의 경우 아이-싱크를 통해 뇌진탕뿐만 아니라 선수의 피로 상태 정도를 측정함으로써 선수의 컨디션 관리에도 활용하고 있다고 함

◾ 아이-싱크 외에 안구 운동에 주목하여 뇌진탕 진단 시스템 및 장비의 개발을 진행하고 있는 스타트업으로는 ‘아이가이드(EyGuide)’가 있음

▸ 아이가이드는 텍사스 공과대학의 브라이언 스틸 교수가 설립한 신생 기업으로 2018년 2월에 NFL이 주최한 비즈니스 아이디어 콘테스트 ‘1st & Future(퍼스트 앤 퓨처)’에 출전해 비록 우승은 놓쳤지만 최종 후보에 오르며 주목을 받게 되었음

▸ 아이가이드가 내놓은 ‘포커스(Focus)’라는 진단 장비는 아이패드와 시선 추적 장치로 구성되어 있는데, 진단이 시작되면 눈앞에 놓인 아이패드 화면에 역시 빛나는 점이 팔자를 그리며 나타나고 피험자는 이를 눈으로 쫓으면 됨

<자료> EyGuide

[그림 2] 아이가이드의 진단기기‘포커스’

▸ 포커스 장비 역시 이를 시선 추적 기능으로 측정하고 신경 장애가 발생하지 않았는지 판정하는 방식인데, 측정 시간은 10초로 아이-싱크보다 더 빠름

▸ 포커스 진단기기는 먼저 종합격투기 경기에서 실증 실험이 진행되었으며, 현재는 펜실베이니아 주립대학 등 30개 기관에서 도입하고 있음

▸ 비즈니스 모델은 라이선스 방식으로 1개 기관당 최초 1 년간은 월 200 달러에, 2년째부터는 월 100 달러에 소프트웨어 및 하드웨어 패키지를 무제한으로 사용할 수 있음

◾ 이들에 비해 캐나다 캘거리 대학 연구팀은 뇌의 산소 수준과 혈액 흐름을 영상으로 포착함으로써 뇌진탕에 의한 뇌 손상의 징후를 진단하는 휴대용 시스템을 개발하고 있음

▸ 이 시스템은 LED 조명과 뇌 사진을 컴퓨터로 전송하는 센서가 내장된 헤드셋으로 구성되며, 근적외선 분광법으로 뇌의 이미지를 측정하는데, 그간의 연구 결과에 따르면 뇌진탕이 의심되는 경우 산소 수준 및 혈류 패턴에 변화가 발생한다고 함

<자료> University of Calgary

[그림 3] 캘거리대의 휴대형 뇌손상 진단 기기

▸ 연구팀에 따르면 뇌진탕에 의한 뇌 손상 후 몇 개월에서부터 몇 년까지 뇌에 생리적인 변화가 발생할 가능성이 있으며, 연구팀은 그러한 변화를 측정할 수 있는 휴대용 기술을 개발하고 있다고 함

▸ 현재 캘거리 앨버타 어린이 병원에서 임상 연구가 진행되고 있는데, 연구팀에 따르면 이 새로운 기술이 부상의 정도와 뇌가 얼마나 회복했는지를 진단하는 데 얼마나 도움이 되는지 확인하기 위해 젊은 환자들의 경과를 추적하고 있음

▸ 한편 퍼듀 대학에서도 뇌의 사진과 혈액 바이오 마커를 사용하여 뇌의 외상을 진단하기 위한 연구를 진행 중인데,이처럼 다양한 연구가 동시 병행적으로 이뤄지고 있다는 사실은 그만큼 뇌진탕 문제가 심각하고 동시에 비즈니스 찬스로 파악되고 있음을 시사 

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1846호(2018. 5. 16. 발행)에 기고한 원고입니다.

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모세혈관까지 선명, 8K 고화질 영상이 가져올 수술의 변화.pdf

◾ 일본 국립암연구센터 등은 2018년 3월 대장암 환자를 대상으로 ‘8K 슈퍼 하이비전 기술’ 을 이용한 복강경 수술 시스템의 임상 시험을 시작하였음

▸ 3월 14일에는 첫 임상 사례로 8K(화소수 가로 7680 X 세로 4320 픽셀) 복강경을 이용해 40대 여성의 대장암 수술이 이루어졌는데, 수술 집도의는 고화질의 깨끗한 영상을 통해 수술의 질이 향상되었다고 평했음

▸ 또한 8K 기술의 도움으로 ‘머리카락만큼 가느다란 두께’의 모세혈관도 명확하게 볼 수 있었기 때문에, 수술 중 출혈량은 불과 5mL 정도였다며 만족감을 표했음

▸ 이번 임상 시험은 일본 국립암연구센터 외에 NHK 엔지니어링 시스템, 올림푸스, NTT 데이터 경영 연구소가 공동으로 참여하고 있으며, 일본의료연구개발기구(AMED)의 지원사업으로 개발된 복강경 수술 시스템을 사용하고 있음

▸ 공동 연구팀에 따르면 2017년 수술 시스템 개발 과정에서 2차례 수술이 있었으며, 2018년에는 총 23명을 수술할 예정이고, 안정성과 실효성을 검증한 후 선진 의료기술을 실용화한다는 목표를 세우고 있음

<자료> xTech

[그림 1] 8K 복강경을 이용한 대장암 수술

◾ 8K 복강경은 현재 주로 사용되는 2K 풀HD 복강경에 비해 16배의 고화질 영상을 촬영할 수 있으며, 장기 손상도 줄이고 수술 참여 의사 수도 줄일 수 있는 이점이 있음

▸ 복강경 수술 건수는 최근 급속하게 증가하고 있으며, 특히 대장암 수술의 70% 이상이 복강경 수술로 이루어지고 있음

▸ 그러나 복강경 수술은 모니터에 영상을 비추고 수술을 하기 때문에 화질이 수술의 질에 영향을 주고, 조작에 제한이 생기거나 사각이 발생하는 등의 문제가 있으며, 개복 수술에 비해 수술 환자의 장기를 손상시킬 확률이 두 배 높은 것으로 나타나고 있음

▸ 8K 시스템의 가장 큰 장점은 수술의 전체상과 환부의 확대상을 동시에 볼 수 있다는 점인데, 일반 복강경 수술은 해상도가 낮기 때문에 수술 부위를 확대하려면 복강경을 환부 가까이로 옮겨야 해서 환부 확대 이미지와 전체상을 동시에 확인할 수 없었음

▸ 이번 임상시험에 사용하는 8K 복강경 수술 시스템은 일반적으로 사용되는 2K 기술에 비해 16배 고정밀 영상을 얻을 수 있기 때문에, 고정 카메라에서 항상 전체상을 촬영하기만 하면 되며, 확대하고 싶은 부위가 있다면 전체상의 일부를 떼어 확대하면 됨

<자료> xTech

[그림 2] 확대 부위(左, 4K), 전체상(右, 8K)

▸ 기존 2K 복강경 시스템에서는 특정 부위 확대를 위해 카메라를 이동하는 과정에서 좁은 수술 부위에 카메라와 수술 기구가 충돌하며 장기를 손상시키는 문제도 발생하였음

▸ 8K 시스템의 수술실은 2개의 모니터를 설치하는데, 전체상과 특정 환부의 확대 영상을 각각 모니터에 띄우고 이를 실시간으로 보면서 수술을 진행할 수 있게 한 것이 특징임

▸ 삽입한 복강경은 환부에서 떨어진 곳에 고정해도 되기 때문에 보다 넓은 작업 공간을 확보할 수 있어 수술 도중 장기 손상의 가능성을 낮출 수 있음

▸ 또한 기존 2K 시스템이 카메라를 이동시켜야 하기 때문에 집도의를 포함 보통 3명의 의사를 필요로 했다면, 고정 카메라를 사용하는 8K 복강경 시스템에서는 2명의 의사만으로 수술을 실시할 수 있어 의사 부족 문제 해소에도 기여할 수 있을 전망

◾ 복강경 수술은 개복 수술처럼 직접 장기를 보고 만질 수는 없지만 화질이 매우 선명하기 때문에 직접 보는 것 이상으로 촉감을 보완할 수 있다고 함

▸ 공동 연구팀과 수술 참여 의사들에 따르면, 8K 시스템으로 보는 영상은 개복 수술 시에 육안으로 보는 것과 흡사하거나 그 이상으로 선명하다고 함

▸ 한 의사는 8K 시스템으로 촬영한 영상을 반나절 이상 보고난 다음날 2K 복강경 시스템을 이용한 수술을 집도했는데, 백내장에 걸렸나 싶을 정도로 영상이 조악했으며, 마치 안개가 낀 것 같은 영상을 보면서 충격을 받았다고 표현하고 있음

▸ 복강경 수술은 개복 수술과 달리 직접 장기를 만질 수 없는 한계가 있지만, 8K 시스템은 직접 보는 듯한 느낌을 주는데, 이는 3D TV가 아니더라도 화소 수가 높아질 경우 심도(depth)가 잘 표현되어 마치 입체감을 느끼게 되는 것과 같은 이치임

◾ 이번 임상 시험은 복강경 수술의 정확도와 퀄리티를 개복 수술과 비슷한 수준으로 올려 놓는 것을 목표로 하고 있는데, 주요 평가항목 중 하나는 수술 중 출혈량임

▸ 일본임상종양연구그룹(JCOG)의 ‘진행 중인 대장암에 대한 복강경 수술과 개복 수술의 완치율에 관한 무작위 비교 시험’ 결과에 따르면, 복강경 수술의 수술 출혈량 중앙값은 30mL이었음

▸ 이에 비해 2017년에 실시한 2건의 8K 복강경 수술 사례에서는 출혈량이 각각 5mL와 0mL로 억제되었으며, 올해 실시할 23건의 임상시험에서는 출혈이 30mL 이상인 환자의 비율을 전체의 25% 이하로 억제한다는 목표를 세우고 있음

▸ 출혈량 이외의 부수적 평가항목으로는 수술의 부작용 발생 비율과 완전 절제율, 개복 수술로 전환 비율, 외과 의사 2명에 의한 수술 완수 비율 등이 있음

◾ 한편 8K 복강경 수술 시스템이 장점만 있는 것은 아니며 개선 과제도 도출되고 있는데, 카메라의 소형화와 커뮤니케이션 속도의 단축이 필요할 것으로 지적되었음

▸ 8K 시스템은 복강경을 고정하고 있기 때문에 한 시점에서의 영상 밖에 얻을 수 없는데, 확대상을 얻기 위해 복강경을 환부 가까이 이동시키지 않아도 되는 것은 큰 장점이지만, 촬영 범위가 고정되어 있어 환부를 이리저리 돌려 촬영하는 것은 어렵게 되었음

▸ 따라서 향후에는 카메라를 돌려 가며 촬영할 수 있도록 유연성을 개선한다는 방침이며, 복강경에 탑재하는 카메라를 소형화하여 여러 대를 설치하는 방법도 검토 중임

▸ 집도의가 전체상에서 확대하고 싶은 부분을 잘라내는 작업을 하는 직원에게 지시를 하는 과정의 번거로움도 문제로 지적되었음

▸ 편집 직원이 수술대에서 떨어진 위치에 있는 콘솔에서 영상을 잘라내는 작업을 수행하므로, 집도의는 확대될 부분에 집게를 대고 매번 ‘이 부분을 확대해 달라’고 알려주어야 할 필요가 생기기 때문

▸ 지시한 사항이 처리될 때까지 집도의는 손을 멈추고 수술을 진행할 수 없는데, 이러한 '틈'이 생겨 버리면 의사의 리듬과 집중력이 흐트러질 위험성이 높아지게 됨

▸ 기존의 시스템은 집도의의 옆에 있는 조수가 복강경을 움직여 확대 이미지를 촬영하기 때문에 지시에 따른 번거로움은 적었는데, 8K 시스템에서도 어떻게 수술 작업의 틈이 없이 이미지 확대를 실현하느냐가 향후 개선 과제가 됨

<자료> Pinterest

[그림 3] 고화질 영상 수술 시스템의 이점

◾ 이번 임상 시험으로 얻어지는 결과는 대장암뿐만 아니라 향후 다른 영역의 치료 및 진단에 활용하는 것을 염두에 두고 있음

▸ 예를 들어, 카메라의 소형화에 성공하면 내시경 검사에도 응용할 수 있을 것이며, 고화질의 특징을 살리면 화면상으로 종양의 양성/음성 여부를 판단 할 수 있을 것으로 기대되고 있음

▸ 특히 고화질 영상을 학습한 이미지 판독 인공지능(AI)과 결합할 경우, 사람이 아닌 시스템에 의해 보다 정확한 진단이 가능할 것으로 전망되고 있음

▸ 실제로 이번 시범사업에 참여하고 있지 않지만 샤프는 자체 실증 시험을 통해 8K 이미지와 딥러닝 등을 활용한 병리 진단 시스템 구현을 목표로 하고 있으며, 이미 5G와 8K 모니터를 조합한 원격의료 시스템 개발을 진행하고 있음

▸ 샤프는 8K 이미지가 세포 단위의 입도로 조직의 팽창 여부와 색상을 표시할 수 있기 때문에, 육안으로 발견하지 못하는 작은 종양, 전이, 병변 등도 8K 이미지와 AI를 이용해 검출할 있을 것으로 기대하고 있음

▸ 또한 AI와 8K 모니터를 결합한 새로운 사업으로, 다리 등에 생긴 미세한 이상 현상을 검지하거나 거동이 수상한 사람을 구별해 내는 등 8K의 고화질 이미지 특징을 살린 비즈니스를 지속적으로 개발해 나간다는 방침

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1846호(2018. 5. 16. 발행)에 기고한 원고입니다.

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※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1845호(2018. 5. 9. 발행)에 기고한 원고입니다.

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루이비통, LPWA 기술 기반 고급 여행가방 추적 서비스 시작.pdf

◾ 루이비통은 비행기 탑승 전에 맡긴 여행 가방 분실을 걱정하는 고객들을 위한 IoT 기반의 스마트 가방 추적 서비스 제공을 시작하였음

▸ 목적지 공항 도착 후 수하물을 찾을 때면 혹시 가방이 분실되지 않았을까 하는 걱정을 안고 기다리게 되는데, 특히 고급 여행 가방일수록 이런 우려는 커지게 됨

▸ SITA(국제항공정보통신기구)에 따르면 2017년 화물 취급 실수, 소위 로스트 배기지(Lost Baggage) 발생률은 여객 1,000명당 5.57%인데, 2017년 총 여행객 수가 4억 명에 이를 것으로 추정되므로 약 2,228만 건 정도의 로스트 배기지가 전세계에서 발생한 셈

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1845호(2018. 5. 9. 발행)에 기고한 원고입니다.

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IT 업계의 직업윤리 강령 제정은 필요한가.pdf

◾ 대중에게 영향을 미치는 일에 종사하는 대부분의 직업인은 어떤 형태든 윤리적 행동 규범을 준수하지 않으면 안 되나, 거의 유일한 예외가 IT 업계라 할 수 있음

▸ ‘무엇보다 남에게 해로운 일을 하지 말라’는 내용을 골자로 하는 히포크라테스 선서는 대표적인 직업윤리 강령이지만, 그 밖에도 법관, 배관공, 건설노동자 경찰관에 이르기까지 대부분의 직업은 준수해야 하는 윤리적 행동 규범을 가지고 있음

▸ IT 업계도 미국컴퓨터기기학회(ACM)와 IEEE(전기전자엔지니어협회)가 윤리와 전문직 실무에 관한 합동 태스크포스(TF)를 통해 강령을 정하는 등 조직이나 기업 단위에서 개별적으로 행동 강령을 정하는 사례가 있음

▸ 그러나 IT　업계 전체를 커버하는 포괄적인 윤리 규범은 없는데, 이런 현상에 대해서는 컴퓨터 과학 분야는 여타 과학 분야와 달리 직업적으로 행한 일로 인해 심각하게 부정적인 결과에 아직 직면해 본 경험이 없기 때문이라는 분석도 있음

<자료> Ethical Software Professional

[그림 1] IEEE-ACM의 직업윤리 강령

◾ 그러나 이러한 상황에 변화의 필요성을 제기하는 목소리가 커지고 있는데, 최근 페이스북에서 벌어진 선거 공작이 결정적 계기가 되고 있음

▸ 컴퓨터 과학 및 소프트웨어 개발에 관련된 윤리적 문제는 계속해서 존재해 왔지만 점차 그로 인한 사회적 손실이 증가할 뿐 아니라 그 규모와 영향도 확대되고 있음

▸ 2015년에는 폴크스바겐의 엔지니어가 배기가스 규제를 회피하기 위해 고의로 자동차 프로그래밍을 행한 것이 외부 테스트를 통해 밝혀진 바 있음

▸ 2016년 미국 대선에서는 페이스북을 비롯한 여러 미디어가 만연한 가짜 뉴스에 대한 대책에 나섰지만, 그 페이스북은 현재 사용자의 개인 정보를 케임브리지 애널리티카(Cambridge Analytica)가 유용한 사건에 연루되어 있음

▸ 미국 정보당국은 선거에 대한 러시아의 해킹이나 간섭, 또는 트위터와 페이스북 등 소셜 미디어 플랫폼이 행한 역할에 대해 알아내려고 노력 중이며, 트럼프 대통령은 무슬림을 추적하기 위한 등록 제도의 재개 또는 신설을 공약해 논란을 불러일으키고 있음

▸ 위의 사례들은 소프트웨어를 악의적 목적으로 사용한 예의 극히 일부에 지나지 않을 것인데, 왜냐하면 기술 하나 하나 코드 한줄 한줄에 대해 그 개발과 이용이 어떤 영향을 가져올 수 있는지 낱낱이 명확하게 파악하는 것은 불가능하기 때문임

◾ IT 직업윤리 강령의 필요성은 업계 내부에서도 제기되고 있는데, 선택의 상황에서 판단의 근거가 될 합의된 규범이 있다면 그에 따라 결정하고 행동하면 되기 때문

▸ 우리가 매일 사용하는 IT 기기, 소프트웨어, 앱, 솔루션 등이 올바르게 작동하는지 여부는 그 설계 및 구현을 다루는 사람들에게 달려있는데, 이는 사실 개발자들에게 상당한 압력으로 작용할 수 있음

▸ 또한 납기에 대한 압박에 시달릴 때, 특히 생계가 위태로워 진 때에는 옮고 그름을 판별하면서 나아가는 것이 쉽지 않은 일인데, 이 때 자신들이 의지할 수 있는 컨텍스트와 생각의 틀을 제공해 줄 윤리 강령이 있다면 좋겠다고 생각하는 사람도 많이 있음

▸ 따라서 IT 업계 전체가 합의된 직업윤리를 가지고 있으면 좋겠지만, 다양한 생각을 가진 사람들이 모인 업계이다 보니 반드시 모든 요소에 대해 합의해야 한다는 강박을 가질 필요 없이 우선 업계표준의 윤리 강령 마련에 초점을 둘 필요도 있을 것임

▸ 명문화 된 윤리강령은 직무의 어떤 부분에 대해 확신이 없는 사람에게 튼튼한 기반이 될 수 있으며, 한발 떨어져 강령을 바라보고 나면, ‘강령에 비추어 봤을 때, 내가 지금 여기서 하려는 일은 옳다’라는 자기 확신을 갖게 할 수 있기 때문

◾ 비록 명문화 된 직업윤리 강령은 아직 없지만, 소프트웨어 개발에 있어 윤리에 대한 논쟁은 소프트웨어 개발이라는 직업이 만들어진 순간부터 종종 격렬하게 전개되어 왔음

▸ 현실적으로 특정 기술의 용도로 고려할 수 있는 것들을 모두 평가하는 것은 불가능한데, 이러한 속성은 예상치 못한 용도가 나올 수 있다는 점에서 재미를 주기도 하나 동시에 무서운 점이기도 함

▸ 어떤 IT 도구도 사용 방법에 따라서는 흉기로 돌변할 수 있는데, 가령 우리 일상에 점차 가까이 다가오고 있는 AI(인공지능)와 자동화의 이용에 관해서는 전문가가 아니더라도 선도 악을 동시에 볼 수 있음

▸ 기업에 다양한 후보자 선별을 지원하는 AI의 경우 인사업무의 효율성을 가져다주지만 한편으로는 인종, 민족, 성별이 다른 사람을 제거하는 데 악용할 수도 있는데, 이처럼 애초 도입의도와 달리, 혹은 의도하지 않은 결과는 언제든 일어날 수 있는 것임

▸ 최근 케임브리지 애널리티카 사건으로 논란이 된 페이스북의 ‘그래프(Graph) API’ 역시 명확히 예상되는 긍정 효과와 부정 효과 사이에서 어정쩡한 입장을 견지하다 발생한 참사로 볼 수 있음

▸ 그래프 API는 2010년 출시 직후부터 엔지니어들 사이에서 경고의 목소리가 끊이지 않았던 기능이었고 정보보호가 우선시되었다면 빛을 보지 못했을 것이나, 마케팅 도구로서 활용도가 워낙 높아 페이스북이 암묵적으로 묵인해 온 것이 사고의 원인이 된 것임

◾ IT 업계 차원의 윤리 규정이 없는 상황이다 보니, 최근에는 일부 기업들은 물론 개발자 개인이 자신들의 가치관을 드러내며 입장을 표명하려는 움직임이 나타나고 있음

▸ 미국 IT업계에서는 2016년 12월 ‘NeverAgain.tech’라는 운동이 시작되었는데, 현재까지 이 운동에 서약으로 동참 의사를 밝힌 사람은 2,800여 명에 이름

▸ 서약의 내용 중에는 ‘헌법에서 보호받고 있는 종교적 신념을 기준으로 사람들의 데이터베이스를 구축하는 것을 우리는 거절한다. 정부가 탐탁지 않게 생각하는 사람들을 집단 추방하려는 일에 도움 주기를 우리는 거부한다’는 문구가 포함되어 있음

<자료> Ashot Margaryan

[그림 2] NeverAgain.tech 운동

◾ IT 직업윤리에 관한 올바른 질문을 하기 위해서는 장기적으로는 교육 시스템 내에서 직업윤리에 대한 교육이 지금보다 더 강화되어야 한다는 견해도 있음

▸ 직업윤리와 관련해서는 판단이 보다 복잡하고 어려운 상황도 있는데, 가령 오라클의 임원이었던 조지 폴리스너는 2016년 12월 오라클의 공동 CEO가 트럼프 당선자의 정권 인수팀에 참가한 것을 공개적으로 비난하며 사임한 바 있음

▸ 이러한 상황에서는 옳고 그름의 경계선이 어디 있는지 쉽게 판단하지 못할 수도 있기 때문에, 표준화된 직업윤리의 마련 이상으로 중요한 것은 올바른 질문을 세우는 방법임

▸ 현재 교육 과정에서 학문으로서의 윤리에 대한 강좌는 일부 존재하지만, 직업인이 처한 상황에서 윤리에 대한 강좌는 찾아보기 어려움

▸ 윤리 교육 외에 직업윤리 교육이 별도로 필요한 이유는, 윤리의 개념이 단독으로 작동하는 것이 아니라 직업의 다양한 규범 중 일부가 되어 기능하기 때문임

▸ IT 업계에서 직업윤리의 문제가 더욱 복잡한 이유는 혼자서만 소프트웨어를 개발할 수 없는 경우가 많아 다른 사람의 윤리관이 얽히게 되며, 나쁜 결정이라는 것이 대개 한 번에 이루어지는 것이 아니라 단계를 거치며 서서히 굳어지기 때문임

▸ 직업윤리와 관련해 올바른 질문을 정립하는 방법을 가르치는 데 있어 필수적인 것은 사람마다 질문에 대한 이해와 가치관은 각각 다르다는 것에 대한 인정하는 것임

▸ 가령 원자로를 가동하는 소프트웨어 개발, 무인 항공기용 유도 폭탄 또는 군용기의 조준 시스템 개발에 종사하는 것에 대해 아무 감정이 없는 사람도 있고, 심각하게 고민하는 사람도 있는데, 이런 차이를 인정한 위에 합의 가능한 지점을 확대해 나가야 할 것임

◾ IT 직업윤리 강령이 필요한가에 대한 정답은 존재하지 않겠지만, 기술의 힘을 대다수의 이익이 되는 방향으로 활용하는데 있어 직업윤리 논의는 좋은 출발점이 될 수 있음

▸ IT 업계의 직업윤리 강령 논의가 활발해지는 것은, 우리 사회가 기술 의존도가 높아지면서 만일 위험이 발생할 경우 그 피해의 범위와 규모가 심대한 충격을 야기하는 소위 ‘위험사회’가 되어 있기 때문임

▸ 현재 어떤 기술들은 매우 조심스럽게 사용하지 않으면 안 된다는 것을 알고 있기에 위험과 뜻하지 않은 결과를 최소화하기 위한 노력은 크게 전진하고 있음

<자료> Dave Nimesh

[그림 3] 울리히 벡의 ‘위험 사회’ 이론

▸ 기술 구현이 과연 가능할까라는 질문은 이제 의미를 잃어가고 있는데, 인간이 생각한 것들을 구현할 수 있는 기술과 능력이 세상에 존재한다는 것을 누구나 알고 있기 때문

▸ 따라서 보다 유의미한 질문은 기술을 구현할 때 이중안전장치는 무엇인지, 유해한 영향을 최소화하기 위해 무엇을 할 수 있는지와 같은 물음이 되어야 할 것임

▸ 현재는 기한을 맞춰야 하는 압박이 매우 크거나 제품 출시에 대한 시장의 압력도 있기 때문에, 개발자, 최고정보책임자(CIO), 최고기술책임자(CTO), 기타 IT 리더들이 충분히 생각할 시간을 빼앗기고 있음

▸ 이런 면에서 볼 때, 회의적 시각도 있긴 하지만 AI와 기계학습, 자동화 등은 윤리적 문제의 해결에 도움을 줄 수 있음

▸ 업무 프로세스를 자동화하여 인간의 노력을 경감 할 수 있으면, 사람들에게 여유시간을 만들어 주어 이 기술들이 미치는 영향에 대해 보다 면밀하고 깊게 생각할 계기를 마련해 줄 수 있고, 위험 요인이 발현하는 것을 최대한 저지할 수 있기 때문임

▸ IT 업계의 직업윤리 강령과 관련해 유일한 정답이나 절대적 정답은 존재하지 않으며, 또한 윤리 강령이 있다고 해서 윤리적 쟁점이 모두 마무리되는 것도 아님

▸ 그러나 기술이 가진 놀라운 힘을 활용하여 공공의 이익에 부합하는 해결책을 창출하고자하는 개인이나 기업에게 윤리 강령은 좋은 출발점이 될 수 있을 것임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1845호(2018. 5. 9. 발행)에 기고한 원고입니다.

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무어의 법칙 종언 이후, &lsquo;양자 컴퓨팅&rsquo;에 주목하는 반도체 업계.pdf

[ 요 약 ]

[ 본 문 ]

◾ 지금까지 약 반세기 동안 IC(집적회로)의 진화는 기본적으로 미세화가 견인해왔으며, 이 미세화에 의한 혜택을 누리기 위해 IC 설계 기술이 진전해 왔다고도 할 수 있음

▸ IC 설계의 진전 방향은 크게 두 가지인데, 하나는 회로의 대규모화에 대한 대응이고 또 하나는 표면화되는 물리적 현상에 대한 대응임

▸ 전자는 높은 추상화 수준의 설계, 예를 들어 C 언어나 C++에서 IC를 설계하는 기술이며, 후자는 가령 미세화하지 않은 경우에는 보이지 않는 기생 용량(반도체 소자에서 부수적으로 생기는 정전 용량)과 기생 저항을 고려하기 위한 설계 기술임

▸ 진전을 계속해 온 설계 기술이 대상으로 하는 IC는 기본적으로 동일한 모습이었는데, 예를 들어 마이크로프로세서 및 마이크로 컨트롤러(MCU는) 등 논리 IC는 논리 게이트로 구성되어 있음

▸ 논리 게이트는 하나 또는 그 이상의 입력을 받아 언제나 단 하나의 예측 가능한 출력을 산출하는 논리 회로로서 기존 컴퓨팅에서 '0'과 '1'의 값을 갖는 논리 비트를 연산하는 회로인데, 대표적으로 AND 게이트, NAND 게이트, OR 게이트 등이 있음

◾ 그러나 미세화가 종언을 고하면서, 기존 컴퓨팅에서 연산에 사용하는 논리 비트 수의 증가와 고속화도 거의 한계점에 다다르고 있음

▸ 인텔 공동 창업자 고든 무어는 1965년에 자신의 이름을 따서 반도체 집적에 관한 방정식을 제창했는데, 이후 50년 가까이 반도체 업계를 설명해 온 법칙이 되었음

▸ 무어의 법칙은 생산되는 트랜지스터의 총량은 2년마다 2배로 증가한다는 것인데, 프로세서의 성능 향상과 생산비용의 개념을 연계한 것으로, 2배 많아진 트랜지스터를 생산하는데 소요되는 비용은 2년 전과 똑같이 유지됨을 의미함

<자료> Intel

[그림 1] 무어의 법칙

▸ 무어의 법칙이 종말을 향해 가고 있다는 주장은 2011년 이론 물리학자 미치오 가쿠의 저서 ‘미래의 물리학’에서 제기되었음

▸ 가쿠 교수는 대안적인 반도체 집적 기술이 발견되지 않는다면 무어의 법칙은 2020년 이내에 자취를 감출 것이라는 예상을 내놓았는데, 실제 2013년에 AMD가 미세화에 실패하면서 큰 주목을 받기 시작하였음

▸ 이후 마이크로소프트 연구소가 ‘무어의 법칙에 관한 법칙’이 존재한다며, 무어의 법칙 종말을 예견하는 사람들의 숫자가 2년마다 2배로 증가한다고 있다고 말할 정도로 가쿠의 예언은 업계에서 사실로 받아들여지고 있음

▸ 무어의 법칙 종말은 아이러니하게도 반도체 집적이 놀라울 정도로 빠른 혁신을 지속적으로 이뤄냈기 때문으로, 일부 디바이스의 기능은 가장 기본적인 크기가 원자 단위로 너무 작고, 이는 많은 사람들이 무어의 법칙 종말에 동의하는 근거가 되고 있음

◾ 무어의 법칙 종언은 자연스레 차세대 컴퓨팅 기술은 무엇이 될 것인가라는 화두와 연결되는데, 양자 컴퓨팅은 유력한 대안 중 하나로 수년 전부터 큰 주목을 끌고 있음

▸ 가쿠 교수는 저서에서 무어의 법칙이 종말을 고한 후 차세대 컴퓨터 기술은 분자 트랜지스터와 양자 컴퓨터 등이 될 것이라는 전망을 내놓은 바 있음

▸ 양자 컴퓨팅은 양자 게이트라 불리는 회로가 양자 비트를 연산하는데, 양자 비트는 ‘중첩(관측될 때까지 0도 1도 아닌 중첩 상태에 있는 것)’과 ‘양자 얽힘(얽혀 있는 한 양자 비트의 상태가 다른 양자 비트의 상태에 영향을 주는 것)’의 성질이 있음

<자료> Towards Data Science

[그림 2] 양자 비트의 중첩(Superposition)

▸ 이러한 양자적 특성으로 인해 적은 양자 비트 수에서도 병렬도가 매우 높은 연산이 가능해지는 것으로 알려져 있으며, 이는 논리 비트 수의 증가나 고속화가 포화상태에 이른 가운데 양자 컴퓨팅이 주목받는 이유가 되고 있음

▸ 양자 컴퓨터의 정의에는 여러 가지 설이 있지만, 양자 게이트를 조합한 방식의 범용적인 양자 컴퓨터(양자 게이트식)와 조합 문제 해결 전용의 양자 컴퓨터(양자 어닐링식), 이렇게 두 종류로 구분하는 경우가 많음

▸ D-Wave를 비롯해 상용화에 앞서 가고 있는 방식은 양자 어닐링식 양자 컴퓨터인데, 이는 풀고 싶은 문제를 이징 모델(Ising Model)에 떨어뜨리면 나머지는 컴퓨터가 최적의 솔루션(또는 가까운 솔루션)을 자동으로 도출하는 방식임

▸ 이징 모델은 통계역학에서 물질의 위상 전이(phase transition)와 임계 현상(critical phenomenon)을 기술하는 가장 간단한 모형을 말함

▸ 반면, 양자 게이트식 양자 컴퓨터는 현재 기존 컴퓨팅 설계 기술을 개발해온 연구자들이 더 많이 연구 대상으로 삼고 있는 방식임

◾ 지난 3월 독일 드레스덴에서 개최된 ‘DATE 18’ 컨퍼런스에서는 기존 컴퓨팅을 전제로 한 설계 기술 개발보다 양자 컴퓨팅을 위한 설계 기술 개발의 성과들이 소개되었음

▸ 큐비트를 물리적으로 구현하는 기술은 여러 방식이 알려져 있지만 모두 실현할 수 있는 양자 비트 수가 아직 적어 이론이 아닌 현실에서 양자 컴퓨팅이 기존 컴퓨팅을 능가하려면 상당한 시간이 소요될 것으로 전망되고 있음

▸ 그렇지만 무어의 법칙의 종말이 바로 코앞에 다가오고 있는 가운데, 기존 컴퓨팅을 상정 한 설계 기술을 연구개발하기 보다, 많은 수의 양자 비트가 실현된 미래를 전제로 양자 컴퓨팅을 위한 설계 기술 개발이 중요하다고 생각하는 연구자는 최근 급증하고 있음

▸ DATE(Design, Automation & Test in Europe, 유럽 설계자동화 및 테스트 학회)는 IC 설계 기술 관련 국제 컨퍼런스인데, 올해 열린 DATE 18 학회에서는 양자 컴퓨팅용 설계 기술을 개발해 온 연구자들의 활동성과가 발표되고 토론되었음

▸ 이는 현재의 한계에도 불구하고 양자 컴퓨팅에 대한 연구가 앞으로 더욱 활발히 전개될 것임을 시사하는 것이어서, 올해 학회는 지금까지의 속도보다 그리고 예상 속도보다 훨씬 빠르게 양자 컴퓨팅의 발전이 전개될 수 있다는 기대감을 낳았음

◾ 학회 첫날 경영자 세션에서는 향후 세계에 공헌할 기술의 하나로 양자 컴퓨팅이 소개되었는데 마이크로소프트 양자 연구소가 양자 컴퓨팅의 잠재력을 강조하였음

▸ 경영자 세션의 제목은 ‘How Electronics May Change Our Lives, and the World(전자공학이 인류의 삶과 세상을 변화시킬 것인가’이었으며, 4가지 기술이 소개되었는데, 양장 컴퓨팅에 관한 토론은 마이크로소프트가 담당하였음

▸ MS 양자 연구소의 양자 아키텍처와 연산 그룹(QuArC) 수석 연구원 마틴 로틀러는 양자 컴퓨팅의 잠재력을 호소했는데, 가령 2048 비트 RSA 암호를 해독하는데 기존 컴퓨팅은 10억 년이 걸리지만 양자 컴퓨팅으로는 1초에 가능함

<자료> xTech

[그림 3] 양자 컴퓨팅의 RSA 암호 해독 성능

▸ 이어 그는 양자 컴퓨팅을 시험해 볼 수 있는 하는 소프트웨어로 MS가 제공하는 ‘Microsoft Quantum Development Kit(양자 개발키트)’를 소개했는데, 양자 컴퓨팅용 알고리즘을 개발하는 GUI 환경과 개발된 알고리즘을 실행하는 양자 컴퓨팅 시뮬레이터 등으로 구성되며, 알고리즘의 기술은 MS가 개발한 양자 컴퓨팅용 언어인 ‘Q #’을 사용한다고 함

◾ MS는 또 다른 경영자 세션에도 등단하여 양자 컴퓨팅의 개요를 설명하며, 기존 가상통화의 근간 기술인 암호화가 깨질 수 있으며 양자 암호화로 방어할 수 있음을 설명하였음

▸ 마틴 로틀러는 ‘양자 컴퓨팅을 위한 설계 자동화’ 세션에도 등단해 ‘Quantum algorithms: The Quest for scalable programming, synthesis, and test(양자 알고리즘: 확장 가능한 프로그래밍, 합성, 테스트를 위한 탐색)’을 주제로 강연하였음

▸ 그는 양자 컴퓨팅의 개요를 밝히며 논리 게이트와 양자 게이트의 차이 등을 설명했으며, 큐비트를 실현하는 하드웨어 기술에는 여러 가지가있고, 적절한 규모의 양자 컴퓨팅 실현을 통해 현재의 암호화 기술이 깨질 우려가 있음을 설명하였음

▸ 지금까지 다양한 양자 게이트가 제안되고 있지만, 로틀러에 따르면 ‘Clifford+T(클리포드+T)’라는 양자 게이트 세트가 만능 게이트 세트로 인식되고 있음

▸ ‘Clifford+T’에서 앞의 Clifford는 Hadamard(아다마르, 프랑스 수학자) 게이트와 위상 시프트 게이트, CNOT (Controlled NOT) 게이트의 집합을 의미하며, 뒤의 T는 T 게이트(π/8 게이트라고도 하며, 회전각이 π/4인 위상 시프트 게이트)를 나타낸다고 함

▸ ‘Clifford+T’ 게이트 세트를 만능이라고 하는 것은 임의의 양자 함수가 일정 이하의 에러율로 구현이 되도록 장애 허용 범위(fault tolerance)를 양자 계산에 결합할 수 있기 때문임

▸ 그러나 다른 3 개의 양자 게이트(클리포드 게이트 세트)에 비해 T 게이트는 비용이 많이 들기 때문에 이를 줄이는 것이 필요하다고 함

▸ 이어 그는 양자 컴퓨터로 연산하는 연산 내용(양자 알고리즘)을 양자 게이트에 매핑하는 컴파일링(양자 컴파일러 처리)와 양자 컴퓨팅에서 발생하는 도는 양자 오류(중첩 상태가 없어지는 것)의 수정 처리가 필요하다는 것 등을 설명하였음

▸ 이후 양자 연산 회로의 예를 소개하고, 양자 컴파일러에서 얻은 회로라 하더라도 기존 컴퓨팅과 마찬가지로 설계 검증이 필요하다는 것 등을 언급하였음

▸ MS의 뒤를 이어서는 스위스 ETHZ(에단 취리히)에서 개발한 오픈소스 양자 컴퓨팅을 위한 프레임워크 ‘ProjectQ’를 설명하였고, 스위스 EPFL(로잔 공대)는 독일 브레멘 대학이 개발한 양자 연산회로 설계를 위한 오픈소스 툴킷인 ‘RevKit’을 설명하였음

<자료> xTech

[그림 4] 양자컴퓨팅용 소프트웨어 프레임워크

◾ 특별 세션의 주제는 ‘양자 컴퓨터의 검증’이었는데, 최근 학계와 산업계에 양자 컴퓨팅의 진출이 시작되고 있으나, 설계와 검증 및 자동화에는 진전이 없었음이 지적되었음

▸ 특별 세션의 제목은 ‘Theoretical and Practical Aspects of Verification of Quantum Computers(양자 컴퓨터 검증의 이론과 실제)’였는데, 세션 의장은 IBM과 이스라엘 Haifa(하이파) 연구소가 맡았음

▸ 강연자들은 최근 양자 컴퓨팅의 긍정적 면은 학계와 산업계에 양자 컴퓨팅의 진출이 시작되고 있다는 것으로, 양자 소자 등 하드웨어의 연구 개발 및 응용 분야의 개척에 의미 있는 진전이 있었다고 평가하였음

▸ 반면 양자 컴퓨터의 설계와 검증, 그 자동화에 대해서는 별로 진전이 없었다고 평가하며, 설계·검증·자동화 기술 없이는 실제로 사용가능한 양자 컴퓨터 시스템의 구축은 어렵다고 지적하였음

▸ 특히 검증에 초점을 맞춰 논의가 전개되었는데, 가령 기존 컴퓨팅과 양자 컴퓨팅의 원리가 다르기 때문에 검증 방식에서도 차이가 있음을 지적하였음

◾ 학회 중간에 열린 특별 기조 강연에서는 새로운 에너지 효율적인 컴퓨팅 회로 구현 기술을 양자 컴퓨팅에도 적용 가능하다는 의견이 소개되어 큰 관심을 끌었음

▸ 기조 강연에 나선 스탠퍼드 대학의 옐레나 부코비치 교수는 에너지 효율이 높은 시스템온칩(SoC) 광컴퓨팅 회로의 구현 기술을 개발하였는데, 부코비치에 따르면 이 기술은 양자 컴퓨팅에도 적용이 가능함

<자료> Jelena Vuckovic

[그림 5] 에너지 효율적인 광 컴퓨팅 회로 기술

◾ DATE 18에서는 여느 학회와 마찬가지로 구두 발표로 이루어지는 일반 강연 이외에 포스터 발표도 많았는데, 많은 포스터 발표가 양자 컴퓨팅을 다루었음

▸ 포스터 발표는 논문의 주요 내용을 포스터로 만들어 학회 장 곳곳에 붙이는 것인데, 관심을 모은 것 중 하나는 ‘Improved Synthesis of Clifford+T Quantum Functionality(클리포드+T 양자 기능성 합성의 개선)’이라는 포스터였음

▸ AI 관련 소프트웨어 연구소로는 세계 최대 규모를 자랑하는 독일 German Research Center for Artificial Intelligence(DFKI)를 비롯한 여러 대학이 공동 연구한 것으로, 발표자 명의는 DFKI의 필립 니만이었음

▸ 니만 교수의 연구 주제는 더 나은 클리포드+T 세트의 양자 회로 실현인데, 일반적으로 어떤 양자 연산을 실현하는 클리포드+T 세트의 양자 게이트 조합 방법은 다양하나, 앞서 언급한대로 T 게이트는 구현 비용이 다른 양자 게이트에 비해 높음

▸ T 게이트의 구현 비용 지표로는 T-count와 T-depth가 주로 사용되는데, 전자는 양자 회로 전체에 포함되는 T 게이트의 개수, 후자는 T 게이트가 하나 이상인 회로 단락의 수를 의미함

▸ 니만 교수는 T 게이트의 구현 비용을 낮출 수 있도록 클리포드+T 세트 양자 게이트의 조합이 되도록 하는 컴파일 방법을 개발했는데, 그에 의하면, 종래에 비해 넓은 범위를 보고 대체하는 양자 게이트를 선택하면 비용을 줄일 수 있다고 함

▸ 포스터에는 기존 방법과 제안된 방법으로 컴파일 한 결과의 T-depth를 비교한 그래프가 게재되었는데, 제안된 방법의 T-depth가 작아지는 것을 알 수 있었음

◾ DATE 18 학회는 IC 설계의 패러다임이 양자 컴퓨팅으로 전환할 수 있다는 것과, 따라서 국내 기업들도 패러다임 전환에 대한 능동적 대처가 필요함을 시사하고 있음

▸ 반도체 산업은 기술 혁신의 측면에서 두 가지 특징이 있는데, 하나는 산업 내에서 혁신이 지속되어 왔다는 것이고, 또 하나는 그 혁신의 패러다임이 동일했다는 점

▸ 그러나 이제 이러한 상황에 큰 변화가 일어나고 있으며, 무어의 법칙 종말은 이 변화가 돌이킬 수 없는 것임을 상징하고 있음

▸ DATE 18을 통해 이제 반도체 업계는 IC 설계의 기본 패러다임이 미세화가 아니라 양자 컴퓨팅이라는 관점에서 R&D를 전개해 나갈 것임을 시사하였음

<자료> ISSCC

[그림 6] 양자 컴퓨터를 위한 반도체 설계

▸ 이러한 변화는 현재 글로벌 반도체 산업의 주요 축을 구성하고 있는 우리나라 반도체 산업에도 향후 중대한 변화 동인이 발생할 수 있음을 의미하는 것임

▸ 국내 반도체 산업이 경쟁 우위를 지속적으로 확보하기 위해서는 양자 컴퓨팅, AI 등 새로운 기술에 대한 이해와 적극적인 연구개발 투자 및 협업 노력이 필요할 것임

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1844호(2018. 5. 2. 발행)에 기고한 원고입니다.

▶ IITP에서 PDF 포맷으로 퍼블리싱한 파일을 첨부합니다. 가독성이 좋으니 참고하시기 바랍니다.

탄소나노튜브(CNT)로 가능성의 영역에 들어선 &lsquo;우주 엘리베이터&rsquo;.pdf

[ 요 약 ]

[ 본 문 ]

ž 우주에는 지구보다 미네랄이 풍부한 소행성들이 많지만 이들 행성으로부터 지구로 자원을 가져오려면 비용효율적인 운송 수단이 필요함

Ø 지구상의 인구는 여전히 증가하고 있고, 이 인구를 부양하기 위한 자원과 에너지는 계속해서 고갈되어 가고 있는 상황이기 때문에, 최근 들어 우주개발은 에너지 문제 해결책 마련을 위한 대안의 하나로 주목받고 있음

Ø 예를 들어 미 항공우주국(NASA)는, 우주 공간에서는 태양광을 가로막는 것이 없어 지구 표면보다 24배 효율로 태양광 발전이 가능하기 때문에 우주에서 태양광 에너지를 만들고 마이크로파를 이용해 지상에 전송해 활용하자는 아이디어를 내고 있음

Ø 우주 태양광 외에도 다양한 우주자원 개발에 대한 논의가 있는데, 게임에서 흔히 기본 설정으로 차용되고 있는, 소행성에 존재하는 미네랄을 캐서 활용하자는 제안이 대표적임

Ø 우리가 사는 지구의 표면에는 사실 광물 자원이 풍부한 곳이 별로 없는데, 지구가 부글부글 끓는 마그마 상태일 때 무거운 원소가 내부에 가라 앉아 버렸기 때문임

Ø 이에 비해 태양계의 우주 공간에는 미네랄이 풍부한 소행성이 많이 떠돌고 있는데, 예를 들어 지난 2015년 미국 기업 플래너테리 리소스는 소행성 511번 ‘다비다(Davida, 일명 1903LU)’에 1,538경 달러의 자원이 매장되어 있다고 추정한 바 있음

Ø 그러나 우주개발을 통해 미네랄 같은 자원을 확보하더라도 문제는 지구로 가져오기 위해서는 대량수송 기관이 필요하다는 것인데, 우선 생각해 볼 수 있는 대량수송 로켓은 비용효과성이 전혀 맞지 않으며, 로켓은 짐을 ‘가져 갈’ 수는 있으나 ‘가져 올’ 수는 없음

Ø SF 처럼 워프(Warp) 같은 것이 실현 가능하다면 모르겠지만 그야말로 꿈 같은 이야기이고, 현재로서는 건설하는 데 50년이 걸릴지 100년이 걸릴지 모르지만 그나마 가능성이 보이고 가장 비용효과성이 좋을 것으로 기대되는 수송기술이 ‘우주 엘리베이터’임

ž ‘우주 엘리베이터’는 우주 공간에서 길이 수만 ㎞의 와이어를 지상에 늘어뜨려 ‘클라이머(Climber)’라 부르는 차량이 오르내리게 하는 인류 최대의 수송 인프라 계획임

Ø 우주 엘리베이터라는 아이디어 1960년대부터 존재해 왔는데, 지구의 정지위성 궤도, 즉 적도 상의 고도 3만 6천 km에서 지상으로 밧줄(와이어)를 매달고 이를 오르내리는 기계를 이용해 물자와 사람을 수송해 보자는 것임

Ø 지구에서 달까지의 거리가 약 38만 3천 km이므로 현재 미국, 일본 등에서 현재 연구의 목표로 하고 있는 우주 엘리베이터의 와이어 길이는 정지위성 궤도까지 거리보다 훨씬 긴 약 10만 ㎞ 내외임

Ø 우주 엘리베이터 구상도를 보면 ‘수직으로 이동하는 모노레일’의 이미지에 가까운데, 늘어뜨려진 와이어 위를 기차 차량과 비슷한 ‘클라이머(climber)’가 오르내리는 방식임

Ø 와이어의 길이가 10만 km이고 클라이머가 시속 200㎞로 오르내린다고 가정하면 끝에서 끝까지 이르는 전 과정은 약 3주가 소요되는 셈인데, 중간 지점인 되는 정지 궤도(적도 상공 약 3 만 6천 ㎞)에 가까워질수록 지구의 중력에서는 벗어나게 됨

ž 우주 엘리베이터의 연구가 시작되고는 있지만 아직은 초보 단계이며, 전문가들은 대략 2050년경에 실현 가능할 것으로 전망하고 있음

Ø 우주 엘리베이터는 천체의 자전에 의한 원심력에 의해 사람과 물자를 우주로 전송하는데 사용할 수도 있음

Ø 해머 던지기에서는 선수가 스스로 회전하며 해머를 휘두르고 그 원심력으로 해머를 멀리 날리는데, 그와 동일한 방식으로 우주 엘리베이터 맨 끝부분에서는 큰 원심력을 얻을 수 있기 때문에 효율적으로 우주 공간에 물자를 날려보낼 수 있다는 것임

Ø 이런 식으로 지구뿐 아니라 소행성, 화성, 목성, 토성의 위성에 우주 엘리베이터를 건설함으로써 ‘태양계 물류망’을 구축하게 된다면 우주 개발을 효율적으로 추진할 수 있는 수단이 될 수 있을 것으로 기대하고 있음

Ø 과학자들은 우주 엘리베이터가 2050년경에 구현될 것으로 보는데, 지구에 앞서 소행성, 화성, 달에 먼저 구축한 뒤 마지막으로 지구에 연결될 것으로 보고 있음

ž 우주 엘리베이터가 오랫동안 아이디어로만 존재하다 실현 가능성을 보이기 시작한 것은 실현 가능한 강도(強度)를 제공하는 ‘탄소나노튜브(CNT)’ 소재가 등장하면서부터임

Ø 물자뿐 아니라 사람도 실어 나르려는 이 장대한 우주 인프라가 실현되려면 와이어가 말 그대로 생명줄이 되는데, 설계상 70~80 GPa(기가파스칼, 1GPa는 약 1천 기압) 정도의 높은 장력을 요구함

Ø 또한 길이가 10만 km에 달하는 긴 와이어를 내려뜨리더라도 자체의 무게로 인해 끊어지지 않을 정도의 강도(強度)를 가진 소재가 필요한데, 그 후보 소재로 유력시되고 있는 것이 ‘탄소나노튜브(CNT)’임

Ø 탄소나노튜브(CNT)는 탄소 원자가 그물망처럼 결합하며 통 모양으로 된 구조를 하고 있는데, CNT 하나의 직경은 20 나노미터 임(1나노미터는 10억 분의 1 미터)

Ø CNT의 단면적당 인장 강도는 철강의 약 20 배에 이르며, 무게는 철근의 4분의 1에서 3분의 1, 전류 밀도는 구리의 100 배 이상, 열전도율은 구리보다 5 배 이상임

Ø 이러한 우월한 특성을 가진 CNT는 다양한 응용이 기대되고 있는데, 특히 전류 밀도의 특성을 살려 연료 전지와 전기를 모아 두는 커패시터(capacitor)로 활용이 기대되고 있음

Ø 이 밖에도 건설용 재료로서는 높은 인장 강도의 특성이 기대되며, 철근 및 강재 케이블의 대체재로 사용 가능성도 적극 고려되고 있음

Ø 가령 콘크리트 빔 속에 들어가는 직경 32mm의 철근을 1mm 이하의 CNT로 대체할 수 있는 것으로 알려져 있는데, 실용화된다면 구조물의 대폭적인 경량화에 기여할 수 있음

ž 이론적 가능성을 넘어 우주에서 실제로 CNT를 사용하려면 길이, 무결함, 내구성 등 산적한 과제를 해결해야 하는데, 현 시점에서 요원한 것들이지만 여러 실험이 시작되고 있음

Ø 일본에서는 2015년 4월부터 CNT의 내구성 연구와 관련해 우주 환경에서 노출하는 실험을 시작했으며, 2017년 7월에 2년간의 노출 기간을 마치고 시험체를 회수하여 손상 정도를 확인하였음

Ø 자외선, 방사선, 원자상 산소 등에 일정 기간 동안 노출된 CNT에 어떤 열화가 발생하는지 확인한 것인데, 자외선 등 한 가지 요소에 대한 환경 평가는 지상에서도 있었지만, 우주 공간처럼 여러 요소가 복합적으로 영향을 끼치는 환경에서 열화 평가로는 첫 시도였음

Ø 노출 실험에서는 CNT를 뭉친 소재를 사용했는데 직경은 20 마이크로미터였고, 비교를 위해 피복하지 않은 꼰 실과 에폭시 수지로 피복한 꼰 실을 준비하였음

Ø 에폭시 수지는 방사선이나 자외선으로 즉시 열화될 것을 알고 있었으므로, 고온, 마찰, 방사선, 여러 화학 약품 등에 대한 내구성이 강한 수지로 인공위성의 표면을 덮는 데 사용되는 폴리이미드 필름을 에폭시로 피복한 CNT 위에 깔았음

Ø 노출 실험 장소는 지상에서 400 km 부근을 비행하는 국제우주정거장(ISS) 일본 실험 구간의 선외 실험 플랫폼이었으며, CNT를 붙인 간이 노출 실험 장치(ExHAM)을 우주정거장 밖에 부착하였음

Ø  ISS 진행 방향의 전면과 후면에 CNT의 시험체가 오도록 배치하였고, 전면에서는 1년 동안, 후면에서는 1년 및 2년 동안 노출시킨 두 회수하였음

Ø 회수한 시험체를 전자 현미경으로 검토한 결과, ISS 진행 방향의 뒤쪽보다 앞쪽의 시험체가 더 크게 손상되었는데, 국제우주정거장은 초속 9km로 나아가기 때문에 전면의 원자상 산소가 CNT에 부딪쳐 산화가 보다 쉽게 된 것으로 분석됨

Ø 노출 실험이 이루어진 지상 400km 부근은 전리층의 열권이라 불리는 공간인데, 산소 등의 분자 상태가 유지되지 않고 원자 별로 나누어 ‘원자상 산소’가 존재하는 것으로 나타났음

Ø CNT의 인장 강도 저하율은 전면의 경우 노출 후 50% 정도. 뒷면의 경우 20% 정도로 확인되었으며, 노출 기간의 차이가 손상 정도에 미치는 영향은 작은 것으로 밝혀졌음

Ø 이번 실험의 의의는 지구에서 우주 엘리베이터의 와이어를 연장해 갈 때, 원자상 산소의 영향을 받는 구간이 있다는 것을 밝혀낸 것임

Ø 앞으로 일본은 방사광 측정 등을 통해 상세한 분석을 진행하여 원자 수준에서 손상 메커니즘을 규명할 예정이며, 또한 CNT의 손상을 억제하기 위해 코팅 등의 내구성 향상 대책을 연구개발해 나간다는 계획임

ž CNT 외에도 우주 엘리베이터를 구현하기 위해 필요한 기술 요소는 다양하지만, CNT와 같은 신소재의 등장은 공상으로 여겨지던 아이디어의 현실화에 강한 모멘텀이 되고 있음

Ø 우주 공간에서 열화 문제 외에도, 아직 긴 섬유 형태로 CNT를 양산하는 기술을 아직 발견하지 못하는 등 와이어 자체만 해도 앞으로 기술 개발이 필요한 부분이 많이 있음

Ø 와이어 이외에도 연구개발 해야 할 과제는 아주 다양한데, 가령 각국의 우주 엘리베이터 협회는 와이어를 오르내리는 자율주행 클라이머 개발을 이벤트 형식으로 진행하고 있음

Ø 수백 kg 무게를 감당할 부력이 있는 풍선을 띄우고 거기에서 CNT가 아닌 기존 소재로 만든 밧줄을 지상에 내려뜨린 뒤 이를 클라이머가 오르내리게 하는 대회를 개최하고 있음

Ø 대회에 출전하는 클라이머는 열차 모양의 소형 로봇으로 보면 되는데, 풍선과 지상의 거점을 어떤 경로, 어떤 방식으로든 이동해 가장 먼저 왕복하는 로봇이 승자가 됨

Ø 현재 대회에 사용되는 와이어의 길이는 최대 1250m로 3만 6천 km에 도달하기 위한 장대한 로드맵을 감안하면 겨우 첫발을 뗀 셈이라 할 수 있음

Ø 기술적으로는 30 km 높이까지는 실험이 가능하다고 하는데 클라이머에 가장 어려운 것이 바로 그 높이로. 아래쪽은 1기압에 더우면 40℃까지 올라가고, 위쪽은 0.05 기압에 영하 50℃ 정도까지 내려가기 때문

Ø 그만큼 환경이 급변하는 구간을 시속 100km 이상으로 승강하려면 최대한의 신뢰성이 필요한데, 우주 엘리베이터 구현까지는 이런 류의 수 많은 과제를 해결해 나가야 함

ž 중국이 우주산업 굴기를 표방하고 있고 미국도 우주 개발 리더십 회복을 기치로 내거는 등 연구가 본격화 될 조짐이어서 향후 더 풍부한 연구 성과들이 소개될 것으로 전망

Ø 우주 개발은 여전히 공상의 영역으로 인식되며 한동안은 투자가 주춤한 모양새였지만, 인공지능(AI), 로보틱스, 나노, 3D 프린팅 등 기술이 급속히 발전하고 여러 신소재가 등장함에 따라 선진국들은 우주개발 연구를 다시 본격화 할 움직임을 보이고 있음

Ø 중국은 지난 2016년 12월 ‘중국 항천 백서’를 발표하고 우주개발 5개년 계획을 발표했는데, 이에 따르면 2018년 달의 뒷면을 탐사하고 2020년에 화성을 탐사하는 것으로 되어 있으며, 만일 성공한다면 중국의 우주개발 능력은 미국과 러시아 수준으로 올라서게 됨

Ø 미국도 현재 시점을 우주에서 인류의 활동이 시작되려는 여명으로 규정하고, 인류가 새로운 기회와 새로운 도전을 가져 올 전환점에 서 있다는 점을 강조하고 있음

Ø 마이크 펜스 미국 부통령은 지난 달 열린 우주 재단(Space Foundation)의 34회 연례 심포지엄에서 트럼프 행정부는 우주에서 미국의 리더십을 복구하겠다고 약속하며 우주 탐사에 대한 대담한 계획을 발표하였음

Ø 이에 따르면 미국은 2024년까지 화성에 초대형 우주선을 보낼 것이며, 달에 얼음으로부터 로켓 연료를 만들어내는 작업기지를 건설하게 될 것이고, 최초의 소행성 채굴 프로젝트를 통해 상당 량의 가치 있는 미네랄을 확보할 수 있게 될 것임

Ø 그리고 이러한 성과들이 계획대로 이루어지면, 비록 30여년 정도 더 걸릴 것으로 보이지만, 달에 최초의 우주 엘리베이터를 구축하는 차세대 우주기술 혁신의 단계로 접어들 수 있을 것으로 보고 있음

Ø 손에 와 닿는 우주 개발은 아직 요원해 보이지만, 최근 수년간 특이점을 넘어선 기술이 얼마나 혁명적 변화를 가져올 수 있는지 목도하고 있는 점을 감안하면, 우주 개발 역시 예상보다 훨씬 이른 시점에 이론적 가능성을 현실로 바꾸어낼 수 있을 지 모름

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1844호(2018. 5. 2. 발행)에 기고한 원고입니다.

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도로를 달릴 수 있는 전기 항공기, 하늘을 날 수 있는 전기 자동차.pdf

ž 항공기 제조업체인 프랑스의 ‘에어버스(Airbus)’는 전기 추진력으로 비행하는 ‘전기 항공기’의 연구 개발 프로젝트에 수억 유로를 투자 중이라고 밝힘

Ø 에어버스는 지금까지 일부 전기 항공기에 대한 R&D 프로젝트를 진행 중이라고만 밝혀 왔으며, 투자액의 규모를 밝히기는 이번이 처음임

Ø 전기 추진 시스템은 터보 팬 엔진과 같이 열기관을 이용한 기존의 추진 시스템에 비해 온실가스 감축과 연비 향상, 소음 감소, 구조의 단순화에 따른 유지 보수 부담 경감 등의 이점이 있는 것으로 알려져 있음

Ø 이러한 장점 외에도 전동화를 위해 필수적인 모터와 모터를 제어하는 ​​인버터, 그 전력원이 되는 배터리의 성능이 크게 향상되면서, 항공기 산업 분야에서는 현재 전기 항공기의 연구 개발이 한창 진행 중에 있음

Ø 그 중에서도 특히 에어버스는 소형 기기에서 대형 기기에 이르기까지 다양한 타입의 기체에서 전동화를 진행하고 있는데, 그룹 소속의 기업뿐 아니라 외부 기업과도 협력하면서 전동화를 추진하고 있음

ž 에어버스가 연구에 골몰하고 있는 전동 소형 비행기는 여러 개의 회전 날개(로터)를 갖춘 ‘수직 이착륙(VTOL, Vertical Takeoff Vertical Landing)’ 기기임

Ø 에어버스에는 현재 ‘시티에어버스(CityAirbus)’, ‘바하나(Vahana)’, 그리고 ‘팝.업(Pop.Up)’의 3개 VTOL 프로젝트가 있음

Ø 이 중 시티에어버스(CityAirbus)는 에어버스 그룹 소속인 ‘에어버스 헬리콥터(Airbus Helicopters)’가 중심이 되어 연구 개발을 진행하고 있음

Ø 시티에어버스의 폼팩터는 간단 쿼드콥터형 드론을 확대한 것으로, 현재 시제품을 개발 중이며, 2018 년 말에 시험 비행을 실시할 예정임

Ø 바하나(Vahana)는 틸트형의 회전 날개(로터)를 갖춘 VTOL 기기로, 이러한 폼팩터의 특징은 큰 양력과 추진력을 얻기 쉽다는 것임

Ø 이륙시에는 로터 부분을 지상과 수평이 되게 하여(로터의 회전축이 수직이 됨) 지상을 향해 바람을 불어 보내 양력을 얻고, 공중 부상 후에는 로터가 지면에 대해 경사지게(틸트) 회전시킴으로써 수평 방향의 추진력을 얻어 목적지까지 비행하게 함

Ø 바하나의 연구 개발은 실리콘밸리에 있는 에어버스의 R&D 조직 ‘A³(에이 큐브)’에서 진행 중이며, 틸트형 로터는 아니지만 실제와 같은 크기(1:1 크기)의 시험 제작 기기로 올해 1월 비행 시험을 했는데, 약 5m의 높이에서 53초 동안 비행했다고 함

Ø 연구 개발에 참여하고 있는 연구원들은 바하나 프로젝트 진행 상황을 공식 블로그에 세세하게 게재하고 있는데, 이 블로그를 통해 에어버스가 틸트형 기기뿐 아니라 무인 비행을 가능하게 하는 자율비행 기술의 연구 개발에도 적극적으로 임하고 있음을 알 수 있음

ž 실용화를 염두에 두고 실증 실험을 진행하는 VTOL 기기가 시티에어버스와 바하나라면, 팝.업(Pop.Up)은 아직까지 컨셉 모델 단계에 있음

Ø 팝.업의 외형은 캡슐형의 2인승 캐빈으로, 비행할 경우는 쿼드콥터형의 ‘에어 모듈’에 캐빈을 합체시키며, 땅에서 주행하는 경우는 ‘그라운드 모듈’에 합체시켜 전기 자동차로 이용할 수 있게 하였음

Ø 팝.업이 최초로 개발된 것은 2017년 제네바 모터쇼로, 에어버스는 폴크스바겐 그룹 소속 이탈리아의 디자인 기업인 이탈디자인(Italdesign)과 공동으로 개발을 진행하고 있음

Ø 2018년 제네바 모터쇼에서는 차기 컨셉 기기인 ‘팝.업 넥스트(Pop.Up Next)’를 선보였는데, 이탈디자인뿐만 아니라 폴크스바겐 그룹 소속인 아우디가 전지 및 자율운전 기술 관련 협업을 했다고 함

<자료> Airbus 

[동영상] 에어버스의 ‘팝.업 넥스트’

ž 에어버스는 소형 VTOL 기기 외에도 ‘E-쓰러스트(E-Thrust)’ 같이 열기관과 전기로 추진하는 ‘하이브리드’ 대형 여객기의 실현을 위한 연구 개발도 진행하고 있음

Ø 에어버스는 우선 완전히 전기로 움직이는 소형 실증 기기 ‘E-팬(E-Fan)’ 시리즈 연구를 시작했으며, 이를 고출력화 한 중간 크기의 실증 기기 ‘E-Fan X’를 독일 지멘스 및 영국 롤스로이스 홀딩스와 협업으로 개발 중인데, 2020년에 첫 비행을 목표로 하고 있음

Ø E-Fan X는 100명 내외가 탑승 할 수 있는 기존의 로컬 운행 기기 ‘BAe 146’ 모델을 바탕으로 하며, 4개의 터보 팬 엔진 중 1 개를 출력 2MW의 모터로 대체하였음

ž 에어버스 등 대형 항공사가 소형 및 중형 전기 항공기 연구개발에 박차를 가함에 따라 향후 하늘을 나는 자동차를 개발하려는 기업들과 경쟁이 볼 만할 것으로 기대

Ø 에어버스의 VTOL 기기 중 관심을 모으는 것은 컨셉 모델인 ‘팝.업 넥스트’인데, 그라운드 모듈과 합체하여 도로를 주행하는 전기차로도 이용할 수 있기 때문

Ø 흥미로운 것은 전기차를 개발하고 있는 대기업 및 스타트업 중에 ‘비행 자동차’를 개발하고 있는 곳들이 있고, 따라서 이종 산업간 융합에 따른 경쟁이 벌어지게 되었기 때문

Ø 파나소닉과 NEC는 최근 전동 승용 비행기를 개발에 대한 지원 및 협력 계획을 각각 발표했는데, 지원 대상이 되는 협력 업체는 2020년 ‘비행 자동차’의 실현을 목표로 개발에 나서고 있는 ‘카티베이터(CARTIVATOR)’임

Ø 카티베이터는 도요타 자동차의 젊은 엔지니어들을 리더로 100명의 유명 개발자를 모아 진행중인 개발 프로젝트로, 2020년 도쿄 올림픽 성화대에 점화할 비행 자동차를 개발하고, 2030년에 세계 최소형 비행 자동차를 상용화한다는 로드맵을 가지고 있음

Ø 네덜란드의 스타트업 ‘PAL-V 인터내셔널’은 도로 위뿐 아니라 공중으로 이동할 수 있는 비행 자동차의 세계 최초 상용화를 목표로 뛰고 있는 기업 중 선두 주자임

Ø 이 기업은 2인승 비행 자동차 ‘PAL-V 리버티(Liberty)’를 2019년에 세계 최초로 상용화 할 예정인데, 올해 제네바 모터쇼에서 실제 모습을 처음으로 공개한 바 있음

Ø PAL-V 리버티는 지상을 주행하는 ‘드라이브 모드’와 공중을 이동하는 ‘비행 모드’를 갖추고 있는데, 비행 모드는 ‘오토 자이로(자이로콥터)’로 움직이게 됨

Ø 오토 자이로는 헬리콥터처럼 회전 날개(로터)를 갖고 있지만 그 구조는 다른데, 헬리콥터가 엔진에서 직접 로터를 회전시키는 반면, 자이로 플레인의 경우 별도로 갖춘 프로펠러로 전진시키고, 그 전진에 의해 생기는 기류를 로터로 받아 회전시키는 방식임

Ø 2020년을 전후해 지공 혹은 공지 양용의 전기 비행기나 전기 자동차들이 모습을 드러내면서 새로운 이동기기 시장이 만들어질 것으로 보이며, 자동차 산업과 항공 산업 간 새로운 차원의 경쟁과 협업이 뜨겁게 벌어질 것으로 예상됨

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1844호(2018. 5. 2. 발행)에 기고한 원고입니다.

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거대 SNS 플랫폼들의 스포츠 독점 스트리밍, 격화되는 스포츠 OTT.pdf

ž OTT(Over The Top)이라 불리는 인터넷 스트리밍 동영상 서비스의 인기가 높아지는 가운데, 북미 2개의 프로 스포츠 리그가 봄 시즌에 맞춰 공격적 움직임을 보이고 있음

Ø 우선 메이저리그(MLB)는 구글의 ‘유튜브 TV’ 서비스와 월드시리즈의 프리젠팅 스폰서 계약 2년 연장 및 제휴 확대를 발표하였음

Ø 프리젠팅 스폰서(presenting sponsor)는 타이틀 스폰서 금액의 25% 이상을 부담하는 조건으로 경쟁사를 배제시킴으로써 인지도를 높일 수 있는 후원 방식임

Ø 유튜브 TV는 2017년에 서비스를 시작하였으며, 지상파 채널과 케이블 채널을 전송하는 유료 인터넷 방송 서비스로 ABC와 NBC 등 미국 4대 네트워크와 엔터테인먼트 채널 CW, Syfy 등 50 개 이상의 채널을 제공하고 있음

Ø 유튜브 TV는 지난해 월드 시리즈에서 처음으로 프리젠팅 스폰서로 참여해 포수 뒤쪽 등 다양한 장소에 로고를 노출하였으며, TV 중계 중에 기존의 15초, 30초 광고에 추가해 6초짜리 광고를 내보냄으로써 화제가 된 바 있음

Ø 광고 당시에는 유튜브 TV가 새로운 서비스였기 때문에 인지도가 높지 않았던 상태라 광고비용 대비 효과 면에서 의문의 목소리도 있었는데, 이번 계약은 월드시리즈뿐 아니라 시즌 전체로 계약을 확대한 것임

Ø 이와 동시에 유튜브 TV에서 MLB 산하의 MLB 전문 채널인 ‘MLB 네트워크’의 전송도 시작한다고 발표했는데, 가입자들은 이 채널을 무료로 시청할 수 있고 추가 요금을 지불하면 MLB 유료 스트리밍 서비스인 ‘MLB.TV’를 유튜브 TV에서 시청할 수 있게 되었음

ž MLB의 새로운 움직임은 이뿐 만이 아니어서, 유튜브와 제휴 발표 이튿날에는 페이스북과 정규 시즌 중 25 경기를 독점으로 중계한다고 발표하였음

Ø 계약 내용에 따르면 경기 영상은 MLB 네트워크가 제작하며, 페이스북으로 전송되는 경기는 출전 팀의 소속 지역을 포함해 어떤 곳으로도 일체의 TV 중계를 허용하지 않음

Ø 페이스북은 작년에도 금요일 밤에 열리는 20 경기를 라이브로 스트리밍 했지만 이때는 TV 중계도 같이 이루어졌던 것이며, 이번 계약내용처럼 미국의 주요 프로 스포츠 리그가 소셜 미디어에서만 독점으로 경기 영상을 전달하는 것은 최초 사례임

Ø 이런 독점 계약이 성사될 수 있었던 이유는 중계 대상이 되는 경기들이 모두 평일 오후에 치러지는 것이기 때문임

Ø 페이스북의 계약 금액은 일요일 저녁 경기의 독점 방송권을 획득하고 있는 스포츠 전문 채널 ESPN에 비교하면 매우 저렴한 3000만 달러 수준으로 알려지고 있으며, 게다가 계약에는 자체 하이라이트 프로그램의 전송 허가 등의 내용도 포함되어 있음

Ø 페이스북은 커뮤니티와 대화가 야구와 페이스북의 공통적인 핵심 가치라며, MLB의 새로운 송신 서비스 시도는 야구 경기에 인터랙티브한 소셜 요소를 접목할 것이라며, SNS를 통한 OTT 서비스에 기대감을 내비치고 있음

Ø MLB는 최근 청년층이 야구장을 찾지 않아 관객층의 노령화되는 문제로 고민을 겪고 있는데, 이번 유튜브 TV 및 페이스북과의 계약을 통해 이들 서비스의 핵심 이용자인 청년층에 야구에 대한 관심이 다시 활성화되기를 기대하고 있음

ž MLB의 발표 직후 메이저리그축구(MLS) 역시 트위터와 경기의 라이브 스트리밍 및 하이라이트 프로그램, 팀 소개 프로그램의 전송권에 대해 3년 계약을 맺었다고 발표했음

Ø 트위터를 통한 이번 시즌의 축구 라이브 스트리밍은 3월 10일부터 시작되었으며 매주 24 경기를 대상으로 스트리밍 중계를 실시할 예정임

Ø 흥미로운 점은 경기의 TV 중계를 스페인어 방송국인 ‘유니 비전(Uni Vision)’이 맡는다는 것으로, 트위터의 스트리밍에는 영어 실황 해설이 덧붙여지게 됨

Ø 영어권 팬들이 트위터로 시청을 할 수 있게 하려는 시책인 것인데, 참고로 이 패키지 전송 권한은 지난 시즌에는 페이스북이 가지고 있었음

Ø 트위터 측은 열성적인 MLS 팬들이 트위터 하나 만으로도 전문가와 팬들의 실시간 댓글을 보면서 생방송을 즐길 수 있게 되었다며 SNS를 통한 관전의 장점을 어필하고 있음

ž MLS는 트위터와 계약 발표 한 주 전에 영국 퍼폼 그룹(Perform Group)이 운영하는 DAZN(다존)과 캐나다의 OTT 서비스 이용자를 겨냥한 3년 전송 계약을 체결하였음

Ø DAZN은 캐나다 이용자를 대상으로 ‘DAZN 캐나다’ 서비스를 제공 중인데, 이번 계약으로 앞으로 3년 동안 DAZN 캐나다에 ‘MLS 라이브’라는 이름으로 정규 시즌 262 경기의 라이브 스트리밍과 하이라이트 프로그램을 전송하게 됨

Ø 단, MLS에는 현재 토론토, 몬트리올, 밴쿠버 등 3개의 캐나다 도시에 소속된 팀이 있기 때문에, 이 3팀이 출전하는 129 경기에 한해서는 생방송을 하지 않고 2일 후에 스트리밍으로 전송함으로써, 실제 경기장에 가서나 TV를 통해 라이브로 보는 수요와 충돌이 생기지 않게 하였음

Ø DAZN는 세계 각국의 유명 축구 리그를 5개국에 전달하고 각 국가 및 지역에 맞는 서비스 전개를 실시하고 있는데, 단순히 스트리밍만 하는 것이 아니라 플랫폼의 특성을 살려 다양한 서비스를 제공하는 것이 향후의 트렌드로 자리잡을 가능성이 높음

※ 아래 글은 정보통신기술진흥센터(IITP)가 발간하는 주간기술동향 1843호(2018. 4. 25. 발행)에 기고한 원고입니다.

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매트리스 업계에 다양한 스타트업이 몰리고 있는 이유.pdf

ž 몇 년 전 스페인의 매트리스 제조업체 ‘덜멧(Durmet)’이 배우자의 불륜이 의심될 경우 통보해 준다는 스마트 매트리스 ‘스마트리스(Smarttress)’를 공개해 화제가 된 적이 있었음

Ø 스페인은 ‘인생은 한번뿐, 바람 피세요’라는 카피로 유명한 애슐리 메디슨 서비스에 가입자가 많은 국가 중 하나임

Ø 이런 배경 하에서 개발했다고 소개된 스마트리스 제품은 매트리스 사이에 24개의 진동 센서가 부착되어 접점을 감지해 매트리스 움직임의 강도와 주기, 압력 포인트 등의 데이터를 통해 침대 우에서 무슨 일이 벌어지고 있는지 실시간으로 앱을 통해 알려 줌

Ø 덜멧 측은 홍보 동영상을 통해 스마트리스가 배우자의 불륜을 의심하는 사람들에게 낮에는 마음의 평안을, 밤에는 편안한 잠을 선사할 것이라 말하고 있음

Ø 스마트리스는 해당 제품 사이트를 통해 주문을 받았었지만, 당시에도 정보가 부족해 실제 이러한 제품이 존재하는 지에 대한 의구심이 있었는데, 현재 해당 페이지는 운영되지 않고 있음

ž 스마트리스를 단순 해프닝으로 볼 수도 있지만, 다양한 기능을 내세운 매트리스는 시장에 넘쳐나고 있고 미국에만 매트리스 스타트업이 500개에 달한다는 사실은 주목할 만함

Ø 유기농 매트리스, 질 좋은 수면 매트리스 등 미국의 인터넷 쇼핑몰에서는 다양한 매트리스가 판매되고 있는데, 대부분의 사람들이 매트리스를 자주 교체하지 않는다는 점을 감안하면, 이렇게 매트리스 제조가 많은 관심이 쏠리고 있는 것은 일견 의아하게 보임

Ø 보통 사용하는 매트리스가 너무 오래되었거나, 결혼이나 새로운 생활의 시작 등 인생의 터닝 포인트에 침대를 교체하게 되는데, 그 주기는 대략 8~10년 정도라고 함

Ø 그럼에도 많은 기업들이 온라인에서 매트리스를 판매할 수 있는 이유는 우선 ‘시장 진입이 매우 쉽다’라는 점으로, 제조업체만 찾을 수 있다면 자신의 브랜드 라벨을 붙이는 것만으로 사업을 시작할 수 있기 때문

Ø 지금까지 매트리스는 가족이 운영하는 작은 점포나 백화점 또는 매트리스 전문 체인점에서 판매하는 것이 주류였으며, 전자상거래를 통해 구매할 수 있게 된 것은 다른 상품과 비교할 때 비교적 최근의 일임

Ø 교체 주기는 길지만, 매트리스는 250 달러 정도에 생산되는 반면 1000 달러에 판매 할 수 있어 이익률이 높기 때문에, 몇 개만 팔아도 충분히 비용 회수가 가능하다는 점이 미국에서 ‘매트리스 스타트업 붐’이 도래하게 된 원인이라고 함

ž 매트리스는 다품종 소량생산으로 브랜드화가 이루어지지 않던 분야였으나, 역발상으로 온라인 상에서 브랜드를 만들어 성공한 기업들이 있는데 ‘캐스퍼(Casper)’가 대표적

Ø 저반발 매트리스의 선구자인 템푸-페딕(Tempur-Pedic)을 제외하면, 온라인 브랜드가 지금처럼 급증하기 전에 사람들이 매트리스의 브랜드를 지정하는 경우는 거의 없었음

Ø 일반 제품이라면 사람들은 먼저 브랜드를 인식하고 실제 매장을 돌아 다니며 가격과 제품을 비교하겠으나, 가족 기업들은 대형 체인과 가격 경쟁을 피하고 싶었기 때문에 각각의 매트리스 업체들은 미묘하게 다른 제품들을 만들어 왔음

Ø 이 때문에 소비자들은 매트리스 제품을 비교하는 것이 어려워졌고, 동시에 브랜드를 인식하는 것도 어려워진 것이었는데, 수십 년 간 지속된 이런 분위기를 뒤집고 온라인 브랜드의 확산에 성공한 것이 ‘캐스퍼’ 매트리스임

Ø 캐스퍼 매트리스의 특징은 ‘상자에 담겨 배송된다’는 것인데, 매트리스는 배송 비용이 많이 붙는 것이 관례였지만 캐스퍼는 이런 관행을 깸으로써 호응을 얻었고 온라인 매트리스 판매로 지금까지 150억 달러를 벌어들였음

Ø 유튜브에는 ‘캐스퍼의 매트리스의 상자를 개봉했다’는 제목의 동영상이 무수히 올라오고 있어, 상자 개봉이 하나의 놀이로까지 자리잡았음을 알 수 있음

ž 온라인 매트리스 사업에 많은 스타트업들이 뛰어들고 있지만, 여전히 온라인 시장의 비중이 낮아 진입 여지는 충분하며, 캐스퍼보다 혁신적 사업모델이 등장할 가능성도 높음

Ø 온라인 매트리스 판매 사업을 하고 있는 기업의 대부분은 디지털 마케팅 회사라고 볼 수 있는데, 많은 기업들이 매트리스의 생산을 제조업체에 하청하고 있기 때문

Ø 실제 매장에서 판매하던 때와 마찬가지로 2018년 현재도 매트리스도 이익률은 높고, 또한 온라인 판매의 경우 매장을 운영할 필요가 없으며, 캐스퍼 매트리스의 경우처럼 배송비용도 낮출 수 있기 때문에 매우 매력적인 사업 아이템이라 할 수 있음

Ø 포브스에 따르면 2016년 매트리스 산업 전체에서 온라인 매트리스의 점유율은 5%였지만 2017년에는 10%로 늘어났으며, 앞으로 점유율은 더 늘어날 것으로 예상됨

Ø 스타트업들은 많은 벤처 캐피털로부터 자금을 받고 있는데 매트리스 개발·판매 비용이 낮기 때문에 이익을 내는 데 고심을 하더라도 투자자들이 용인해 주는 것도 호조건임

Ø 온라인 매트리스 스타트업 운영에 있어 비용 지출은 주로 광고·고객 서비스·웹사이트 유지를 위한 것인데, 실패하는 기업도 있지만 잃는 돈은 크기 않기 때문

Ø 그러나 전문가들은 2~3년에는 현재의 온라인 브랜드들이 사라지게 될 것이며, 지금까지는 성장할 여지가 많았지만 성장의 표준화가 시작되면 고객 유치를 위한 비용이 증가할 것이고 많은 기업이 수익성 압박에 노출 될 것으로 보고 있음

Ø 온라인 매트리스 업계의 경쟁이 이미 격화되고 있음을 보여주는 정황 증거들도 많은데, 대표적인 것이 온라인 매트리스 리뷰 사이트에 대한 주도권 경쟁을 하는 것임

Ø 보도에 따르면 매트리스 리뷰 사이트인 ‘메모리 폼 토크(Memory Foam Talk)’는 온라인 매트리스 브랜드인 넥타(NECTAR)와 금전적 관계가 있는 것으로 드러났는데, 이런 현상은 성장 속도가 정체되는 시장에서 기업이 한정된 점유율을 획득하려고 할 때 나타나는 것임

Ø 그러나 매트리스 산업에 진입할 수 있는 문은 여전히 활짝 열려 있기 때문에, 캐스퍼의 ‘박스 매트리스’보다 혁신적인 아이템을 들고 나와 높은 매출을 달성할 스타트업의 출현 가능성도 아직 충분하다고 볼 수 있음