스마트 머신과 4차 산업혁명 기술동향

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제조사: 하연

규격: 274쪽 (A4)

ISBN: 979-11-85497-09-9 (93560

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IDC에 따르면 인공지능 시장규모는 2017년 1,650억 달러까지 성장할 것으로 전망하고 있는 가운데, 로봇기술, 인공지능(AI), 감지기술(remote sensors), 무제한적인 빅데이터 저장(big data storage), 사물인터넷(IoT)의 등장, 인터페이싱과 인터넷 네트워크간의 커뮤니케이션(interfacing & communications between internet networks) 등을 기반으로한 지능기술은 전례없는 처리능력으로 4차 산업혁명을 주도하는 기반기술로 떠오르고 있다.

이는 새로운 방식의 디지털 혁명이라 할 수 있는 4차 산업혁명으로 이어져 융합(Convergence)과 연결성(Network)을 키워드로 초고속 유·무선통신을 통해 연결된 수십억명의 사람들이 정보에 엑세스하게 될 경우 그 임팩트는 무궁무진할 것으로 예측하고 있다.

 

4차 산업혁명은 첨단과학기술(ICT)과 모든 사회시스템이 결합되어 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능, 로보틱스, 스마트팩토리, 자율주행차량, 3D프린팅, 나노기술, 생명공학, 재료 과학, 에너지 저장 및 양자컴퓨팅과 같은 분야에서 새로운 기술 혁신을 주도하게 될 것이며, 이러한 4차 산업혁명의 변화는 인간의 향후 생활 향방을 상상할 수 없을 정도로 도약의 가능성을 제시하고 있다.

또한 4차 산업혁명은 각국, 또는 일정 산업에 국한되지 않고 국가적 경계와 산업별 장벽을 넘어서 전세계를 기반한 움직임으로 이미 전세계적으로 많은 기업체들은 첨단 제조업과 ICT를 융합하여 생산성 향상과 품질경쟁력 제고를 위해 사물인터넷(IoT), 인공지능, 로봇, 빅데이터 등 기존의 시스템을 붕괴시키고 새로운 시스템을 만들어낼 정도의 위력적인 혁신을 일으키게 될 것으로 예측된다.

 

이에 주요 선진국은 물리적 세계와 인터넷 가상공간의 사이버 세계가 하나의 네트워크로 연결돼 집적된 데이터의 분석과 활용, 사물의 제어가 가능하게 될 4차 산업혁명 대응정책 수립 근간을 토대로 대내외 산업 환경변화와 산업 경쟁력을 강화하기 위해 대응정책의 방향성을 제시하고 있으며, 이는 모든 사물이 지능을 갖춘 디바이스 메시와 스마트 머신 등 기술융합 측면에서 지금까지 상상할 수 없었던 효율성과 생산성 향상으로 이어지게 될 것으로 이처럼 빠른 속도로 다가오고 있는 4차 산업혁명의 패러다임 전환은 기회임과 동시에 위기임을 인식해야 한다.

 

 

1장. 제4차 산업혁명(4th Industrial Revolution)과 스마트 머신(Samrt Machines)

      1. 제4차 산업혁명(4th Industrial Revolution)과 스마트머신 개요

            1-1. 제4차 산업혁명의 개요 및 특징

                  1-1-1. 제4차 산업혁명의 개요

                  1-1-2. 제4차 산업혁명의 등장배경과 지능기술

                             ​가. 등장배경

                              ​나. 지능정보기술

                  1-1-3. 제4차 산업혁명의 특징

                             ​가. 사물인터넷과 스마트 머신 기반의 초연결성(Hyper-Connected)

                             ​나. 인공지능(AI) 기반의 초지능화(Hyper-Intelligent)

                             ​다. 사이버 물리시스템(Cyber-Physical System, CPS)

                             ​라. 스마트팩토리(Smart Factory)

                             ​    라-1. 현장 자동화

                             ​    라-2. 공장운영시스템(MES)

                             ​    라-3. 기업 자원관리시스템(ERP)

                             ​    라-4. 제품개발지원시스템(PLM)

                             ​    라-5. 공급사슬관리시스템(SCM)

                  1-1-4. 4차 산업혁명의 구조

                             ​가. 플랫폼화

                             ​나. 4차 산업혁명과 인공지능(artificial intelligence)

                             ​    나-1. 딥러닝(Deep Learing)

                             ​    나-2. 구글의 알파고(AlphaGo)

                             ​    나-3. 인공지능의 고도화, 인지컴퓨터

                             ​다. 4차 산업혁명과 사물인터넷과 메시 네트워크

                             ​    다-1. 사물인터넷(IoT)

                             ​    다-2. 디바이스 메시(Device mesh)

                             ​라. 4차 산업혁명과 빅데이터

      2. 스마트 머신(Samrt Machines)의 개요 및 관련 기술 동향

            2-1. 스마트 머신(Samrt Machines)의 개요 및 특징

                  2-1-1. 스마트 머신(Smart Machine)의 개요

                  2-1-2. 스마트 머신의 특징

                  2-1-3. 스마트 머신의 활용

            2-2. 스마트 머신 관련 기술 동향

                  2-2-1. 기계 음성 기술

                  2-2-2. 센서

                  2-2-3. 무선 통신기술

                             ​가. RFID(Radio Frequency IDentifition)

                             ​나. GPS(Global positioning system)와 Beacon

                             ​다. 무선 네트워크

                             ​    다-1. Wi-Fi

                             ​    다-2. 블루투스

                             ​    다-3. ZigBee

                             ​    다-4. Z-Wave

                             ​    다-5. 5G

 

2장. 스마트 머신 응용 기술 동향

      1. 스마트 머신 기술 동향

            1-1. 스마트 머신과 자율주행 자동차

                  1-1-1. 센서

                  1-1-2. 인공지능

                  1-1-3. 정밀도로지도

                  1-1-4. V2X(Vehicle-to-Everything)

                  1-1-5. 지능형 교통시스템(ITS)

            1-2. 스마트 머신 상업용 무인항공기(드론)

            1-3. 스마트 머신 음성 어시스턴트 또는 가상 개인비서(VPA: Virtual Personal Assistants)

                  1-3-1. 구매 추천 시스템과 지능형 상품판매

                  1-3-2. 지능형 가상 개인비서(Virtual Personal Assistants, 이하 VPA)

            1-4. 스마트 머신 의료 진단 지원

                  1-4-1. 지능형 헬스케어

                  1-4-2. 의료분야 왓슨(Watson)

            1-5. 스마트 머신과 지능형 금융

                  1-5-1. 핀테크(Fim Tech)

                  1-5-2. 블록체인(Block Chain)

                             ​가. 블록체인 개념

                             ​나. 블록체인 특징

                             ​    나-1. 퍼블릭 블록체인(Public Blockchain)

                             ​    나-2. 프라이빗(컨소시엄) 블록체인(Private Blockchain)

                             ​다. 블로체인 활용 분야

            1-6. 스마트 머신과 지능형 시큐리티

            1-7. 스마트 머신과 지능형 로봇

                  1-7-1. 공장 작업 로봇

                  1-7-2. 스마트 머신 재해 구조 로봇

                  1-7-3. 스마트 머신 인간형 간병 로봇

                  1-7-4 스마트 머신 가정용 로봇

      2. 스마트 머신 업체 동향 및 시장 전망

            2-1. 스마트 머신 업체 동향

            2-2. 시장 전망

                  2-2-1. 스마트팩토리 시장 전망

                  2-2-2. 자유주행 자동차 시장 전망

                  2-2-3. 가상 개인 비서 시장 전망

     

 

표 목차

 

[표 1] 산업혁명의 진화[1차혁명(증기기관)→2차혁명(전기)→3차혁명(정보화)]

[표 2] 국가별 4차 산업혁명 전략 비교

[표 3] 지능 기술의 등장과 발전 단계

[표 4] 지능정보사회의 미래

[표 5] 제4차 산업혁명의 사회변화 이슈

[표 6] 4차 산업혁명의 주요기술

[표 7] 초연결사회를 구현하기 위한 핵심기술 및 관련 기술

[표 8] CPS 응용분야 및 개념

[표 9] CPS 기술 개발 현황 및 기술 변화

[표 10] 스마트팩토리 구축 기술 및 시스템의 예

[표 11] 스마트 공장의 구성

[표 12] 스마트 공장 시스템 및 구성 요소

[표 13] 스마트팩토리 주요제품 분류 및 소프트웨어 활용

[표 14] 해외 선도기업의 스마트공장 추진 현황

[표 15] 주요국의 스마트팩토리 전략의 차이점

[표 16] 스마트팩토리 개념

[표 17] 스마트팩토리 수준 정의

[표 18] 스마트팩토리 구성 요건

[표 19] 스마트팩토리 구축 단계

[표 20] 스마트팩토리의 제조단계 및 제품생명주기관리솔루션

[표 21] 4차 산업혁명 준비를 위한 5대 요소별 국가 순위

[표 22] 인공지능 트랜드

[표 23] 기술 분류(‘16, IITP)

[표 24] 알파고의 두 가지 전략

[표 25] 인공지능 바둑 프로그램

[표 26] 컴퓨터의 세대별 특징 정리

[표 27] IoT 생태계

[표 28] IoT Applications 및 융합서비스 분야

[표 29] 인티그레이션, 컨버전스, 메시업이 비교

[표 30] 스마트 머신

[표 31] 스마트 머신 시스템

[표 32] 구글의 자율주행자동차 AI 학습과정

[표 33] 스마트 머신 등장 배경

[표 34] 스마트 머신 기술 상세설명

[표 35] 음성인식 기술 분류

[표 36] 음성인식 기술 추진 현황

[표 37] 음성인식 기술의 현재와 미래

[표 38] 스마트 센서 구성 및 분류

[표 39] 센서의 세대간 기술 진화

[표 40] 와이파이 종류별 비교

[표 41] 무선통신 기술의 비교

[표 42] 자율주행 자동차 관련 기술

[표 43] 글로벌 완성차업체 자율주행기술 로드맵

[표 44] 항법용 일반 지도와 정밀 지도(HD Map) 차이점

[표 45] V2X 협조형 커넥티드 카 개념

[표 46] V2X 서비스 지원을 위한 주요 성능 요구사항

[표 47] 서비스에 따른 V2X 통신의 특성

[표 48] V2X 시스템 시험 규격

[표 49] 기업별 자율주행 기술 개발현황

[표 50] C-ITS 목표 및 추진전략

[표 51] 드론의 분류

[표 52] FAA 새로운 상업용 드론 법안 내용

[표 53] 드론을 구성하는 기술과 구조

[표 54] 공공분야 드론 및 무인기 활용 모델

[표 55] 상업용 드론 활용업체별 주요 내용

[표 56] 유통, 항공 등 인공지능을 이용한 국내 기업들

[표 57] 4차 산업혁명의 특징과 물류산업의 과제

[표 58] 국내외 주요 기업들의 AI 음성비서 개요

[표 59] 스마트폰 AI 음성 비서 서비스

[표 60] 미래 의료기기의 발전방향

[표 61] u-Health 사업추진 방향

[표 62] 국내 주요 병원별 AI 기술개발 현황

[표 63] 블록체인 기술의 장점과 응용 분야

[표 64] 퍼블릭 블록체인 vs 프라이빗 블록체인

[표 65] 블록체인 적용 분야

[표 66] 해외 금융기관의 블록체인 활동 현황

[표 67] 지능형 CCTV의 주요 기능

[표 68] 2015년 고용인원 1만 명당 로봇 보급 현황

[표 69] CES 2017에 등장한 주요 로봇

[표 70] 해외 선도기업의 스마트공장 추진 현황

[표 71] 제조업 혁신 3.0 전략

[표 72] 자율차·무인차 대중화 파급효과

[표 73] 자율주행 시장에 새롭게 진입한 기업들

[표 74] 주요 센서 관련 시장

[표 75] 인공지능 기반 커뮤니케이션 소프트웨어의 종류

 

 

그림 목차

 

[그림 1] 4차 산업혁명 관련 개념 관계도

[그림 2] 패러다임 변곡점 발생과 지능화 시대로의 진전

[그림 3] 지능정보기술

[그림 4] 지능정보기술과 4차 산업혁명

[그림 5] 4차 산업혁명

[그림 6] IoT Ecogystem

[그림 7] 인터넷 패러다임

[그림 8] 정보통신기술 계층과 디지털 커넥톰

[그림 9] IoT 디바이스의 지능화 수준

[그림 10] 지능정보기술과 산업·기술 융합 예시

[그림 11] 대규모 CPS 네트워크용 미들웨어

[그림 12] 다중 채널 제어 시스템의 기본 구조

[그림 13] 독일 인더스트리 4.0의 스마트 공장 개념도

[그림 14] 현대위아 스마트팩토리 솔루션 구성

[그림 15] 스마트팩토리의 수평·수직 통합

[그림 16] 공급사슬관리시스템(SCM)

[그림 17] 4차 산업의 ecosystem

[그림 18] 4차 산업혁명의 전개 구조

[그림 19] 산업 패러다임의 변화

[그림 20] 인공지능 알고리즘

[그림 21] 인공지능의 활용

[그림 22] 인공지능 패러다임의 변화

[그림 23] 딥러닝에 의한 자가습득형 인공지능

[그림 24] 인공지능 기반 플랫폼화

[그림 25] Pixel Recursive Super Resolution

[그림 26] CNN을 통한 데이터 처리 흐름

[그림 27] 폰 노이만 컴퓨팅 기술과 인간 뇌의 전력 효율성 비교

[그림 28] 뉴로모픽 칩 작동 방법

[그림 29] 신경회로망의 구조와 기능을 수리적으로 모사하는 뉴로모픽 인공두뇌 모델링 방법

[그림 30] IoT 운영과 정보기술 데이터 패턴 분석

[그림 31] Microsoft Azure IoT 서비스

[그림 32] GE Predix 개념도

[그림 33] 기술 요소별 사물인터넷 시장 전망

[그림 34] 글로벌 IoT 시장

[그림 35] 국내 ioT 시장

[그림 36] Mesh Topology

[그림 37] 디바이스 메시의 역할

[그림 38] 빅데이터 지식처리 인공지능 SW의 개념도

[그림 39] 빅데이터와 인공지능

[그림 40] 빅데이터의 수집, 축적, 분석

[그림 41] 스마트 머신 개요

[그림 42] 스마트 머신 주요 기술의 하이프 싸이클

[그림 43] 스마트 머신의 주요 구성 요소[그림 44] 음성인식 시스템

[그림 45] 외부 사물 및 센서와 스마트 디바이스와의 연결방법

[그림 46] 스마트폰에 탑재되는 스마트센서의 예시

[그림 47] RFID 기반 PDA 솔루션

[그림 48] RFID 태그 분류

[그림 49] GPS 작동

[그림 50] 무선네트워크 이용 모니터링

[그림 51] 블루투스5

[그림 52] BLE 비콘 서비스 동작

[그림 53] 지그비 프로토콜 스택

[그림 54] 5G 네트워크

[그림 55] 인텔의 5G MODEL

[그림 56] 자율주행자동차 시스템 구성

[그림 57] 첨단안전장치 및 자율주행자동차 기술 개요

[그림 58] 스마트 비전 시스템의 실시간 가상 정보

[그림 59] 자율주행 자동차 개발 협력 관계도

[그림 60] 자율주행 프로세스와 V2X 통신, 정밀 지도의 필요성

[그림 61] 자율주행을 위한 정밀지도 레이어 구분 예

[그림 62] 셀룰러 V2X (C-V2X)

[그림 63] V2X 통신시스템 구성도

[그림 64] 자율주행 차량의 운행 알고리즘

[그림 65] 2017년 상업용 드론의 전망 7가지

[그림 66] 아마존 드론 택배 기술

[그림 67] 국가별 드론 제조사 비중 현황

[그림 68] 아마존 추천 시스템

[그림 69] 왓슨의 API 활용

[그림 70] 롯데백화점 스마트 쇼퍼 흐름도

[그림 71] 웨어러블 기기에 적용된 근조도 센서(Silicon Labs의 Si1132)

[그림 72] ICT기반 헬스케어 서비스 사례

[그림 73] 생체 정보 측정을 위한 스마트 센서

[그림 74] 의료기관내 통합 PACS

[그림 75] IBM의 암 치료용 AI인 '왓슨 포 온콜로지'

[그림 76] 블록체인의 연결 구조

[그림 77] 블록체인 작동 프로세스

[그림 78] 블록체인 거래의 기본구조

[그림 79] 클라우드 가상화 기반의 보안 취약점

[그림 80] 로봇의 3대 핵심 구성(인공지능, 로보틱스 기술, 부품)

[그림 81] 스마트팩토리 구성 요건

[그림 82] 후쿠시마 원전 사고현장에서 활약한 로봇들

[그림 83] 센서가상머신 기술 기반 아기돌봄 서비스 개념도

[그림 84] 세계 스마트팩토리 시장 규모 추이

[그림 85] 스마트팩토리 국내 시장규모 추이

[그림 86] 자율주행 자동차 개발 협력 관계도

[그림 87] 가상 개인비서 Amy 사용 예시