[스마트팩토리(Smart Factory) : 스마트 제조] 책 보기#11

공학 대학원 강좌용[스마트 제조_11]

3D printing technology is rapidly approaching us, likely to become as essential as smartphones. Future generations may find it strange that we cannot create products through 3D modeling, and they might even be using 4D printers.

The Internet of Things (IoT) enhances the functionality of objects by connecting them to the internet, allowing for continuous data collection through sensors and the provision of automated intelligent services based on that data.

어떤 장르의 음악도 연주할 수 있다: 3D 프린팅

3D 프린팅 기술을 통해 진화된 새로운 세상

3D 프린터는 이름에서 알 수 있듯이 컴퓨터로 디자인한 3D 모델을 사 람의 눈으로 보고 만질 수 있는 형태의 입체물로 출력하는 장치이다. 방 식에서 약간의 차이는 있지만 모든 3D 프린터는 1차원의 선이 모여서 2 차원의 면이 되고, 2차원인 면이 모여서 3차원의 입체가 되는 것과 같이 가로와 세로축으로 이루어진 면을 높이축으로 쌓아 올리면서 입체 모형 을 만들어 내는 개념이다. 이를 적층 조형이라고 한다. 눈사람 만들기를 떠올리면 더 쉽게 이해할 수 있다. 기존에는 입체물을 제작할 때 얼음을 조각할 때처럼 불필요한 부분을 깎아 내어 모양을 만드는 절삭가공이나 붕어빵 기계처럼 금형을 제작하여 금형에 용융된 원료를 채워서 굳히는 사출성형방식을 활용하였다. 때문에 만들 수 있는 형상에는 한계가 있었 다. 하지만 3D 프린터의 경우 적층제조방식을 활용하기 때문에 여러 모 양의 복잡한 입체물도 제작이 가능하게 되었다.

3D 프린팅 기술과 스마트제조

창학이는 졸업을 앞둔 대학생이다. 창학이는 지금 사용하고 있는 스마 트폰이 오래되어 새로운 디자인의 스마트폰을 사려고 한다. 스마트폰을 사기 위해 인터넷을 찾아보았지만 현재 판매 중인 스마트폰에서는 마음에 드 는 디자인을 찾지 못했다. 이는 하던 중 학창시절에 배운 3D 모델 땅을 활용해서 스마트폰을 직접 디자인하기로 마음먹었다. 교내에는 3D 프린터가 설치되어 있었고 재료비 지불하면 자유롭게 이용할 수 있었다.

창학이는 교내에 설치된 3D 프린터 중에서 자신이 원하는 디자인에 가장 복잡한 3D 프린터를 선택하고 스마트폰 제작을 위한 부품들을 출력했다. 출력된 부품들은 이며 세부 조합 과정이 필요 없을 정도로 정교하게 출력 되어 3년만에 손쉽게 조럴을 바치고 스마트폰 제작을 마쳤다.

이렇게 새로운 스마트폰을 만든 창학이는 자신의 스마트폰을 친구들에 게 자랑했다. 졸업을 앞두고 창업에 관심이 많던 차에 친구들 사이에서 반 등이 워낙 좋으니 자신만의 특별한 스마트폰을 사업화하고 싶어졌다. 하지 반 핸드폰 디자인이 마음에 들어도 교내에 설치된 3D 프린터는 보급용이 라서 제품의 내구성이 미출하여 사업화하기 위해서는 전문제조기업의 도 움이 필요하다고 생각했다. 그래서 그는 자신의 스마트폰을 제조해 줄 수 있는 전문제조기업을 알아보기 위해 자신의 스마트폰 3D 모델을 온라인의 3D 모델 스토어에 등록하였다.

김정빈 씨는 Happy Cell Phone이라는 스마트공장을 운영하는 중소 제 조기업 사장이다. 그는 새 스마트폰 제조를 위해 3D 모델 스토어를 검토하 고 있었다. 그러던 중 창학이가 올린 스마트폰 3D 모델이 눈에 띄었다. 시 장에서의 성공 가능성을 검토한 후, 3D 프린터로 제작한 시제품의 내구성 과 사용자인터페이스 등을 테스트해 보았다. 그는 최종적으로 창학이가 개 말한 스마트폰을 생산하기로 하고 파트너 계약을 맺었다. 스마트폰 디자인 에 대한 지식재산권과 수익의 일부를 창학이가 가지는 조건이다. 창학이는 자신이 개발한 스마트폰의 이름을 Gold Spoon으로 정하고 제품 등록을 하 였다.

위의 이야기를 통해 기존 제품 개발 과정과 미래 제품 개발 과정의 명 확한 차이를 알 수 있다. 기존에는 소비자의 아이디어가 직접 실현되어 제품화되는 경우가 적었다. 3D 프린팅 기술이 발달되면 누구나 제품을 제조할 수 있기 때문에 새로운 부가가치를 창출하기가 훨씬 쉬어진다. 3D 프린팅 기술을 통해 아이디어 기획에서 시제품생산까지 소요되는 시 간이 획기적으로 단축되기 때문이다. 보잉과 포드는 3D 프린터를 활용하는 대표적인 기업들이다. 보잉은 3D 프린터를 시제품 제작단계에 활용하여 설계기간의 60%를 단축하는 동시에 비용의 45%를 절감했다.

이처럼 미래에는 정보 공유와 협업을 통해서 시공간을 초월한 제조가 실현되며 소량의 개인맞춤형 제품 생산으로 개인 제조기업과 중소기업에 게 새로운 시장을 창출할 수 있는 기회가 제공될 것이다. 창의적인 아이 디어만 있다면 누구나 제조에 참여할 수 있기 때문에 제조업의 저변 확대 는 물론이고 경쟁력 향상에도 크게 기여할 것으로 전망된다.

김미래 씨의 경우 자신만의 제품을 만들기 위해 인터넷 카페를 활용했 지만 창학이처럼 3D 프린팅 기술 유통 플랫폼을 활용하면 창업자와 전문 제조기업 그리고 소비자를 직접 연결하여 더 스마트한 제품을 개발할 수 있을 것이다. 따라서 미래에는 개방형 유통 플랫폼을 통해 3D 프린팅 기 반의 창의적 아이디어를 가진 1인 기업이 활성화되거나 기존 중소 제조 기업의 참여 확대도 가능할 것으로 기대된다.

하정이는 최근 사귀기 시작한 남자친구와 연애에 푹 빠져 있는 여대생 이다. 하정이는 남자친구의 낡은 스마트폰이 항상 마음에 걸려서 생일선 물로 새 스마트폰을 사주기로 결심했다. 남자친구에게 어울릴만한 스마트 폰 디자인을 찾기 위해 온라인 3D 모델 스토어에서 스마트폰을 검색해 보 았다. 그 중 창학이가 개발한 스마트폰인 Gold Spoon이 남자친구에게 잘 어울린다고 생각되어 자세히 들여다보기로 했다. 디자인이 마음에 들기는 하는데, 한 가지 아쉬움이 있었다.

바로 Gold Spoon 디자인에서 스마트폰 모서리 부분을 조금 더 곡선형으로 수정하면 완벽한 스마트폰이 될 것 같 은 것이다. 아쉽지만 여기에서 포기할 하정이가 아니다. 하정이는 즉시 3D 모델 스토어에서 디자인 수정사항을 작성하여 함께 구매버튼을 눌렀다. Happy Cell Phone)는 스마트폰의 디자인 수정 요청사항을 파악한 후 수 정된 Gold Spoon 스마트폰을 생산한다.

기존의 제조방식에서는 작은 단위의 부품을 생산하여 조립하였지만 3D 프린터를 활용하면 큰 단위의 부품 혹은 완제품의 형태로 생산하여 조립공정을 간소화할 수 있게 된다.

유럽항공우주방위산업체는 3D 프린터를 이용해 자전거 제조방식을 기존의 금형을 이용하지 않고 단번에 생산할 수 있게 변경한 에어 바이크 를 만들었다. 기존 공정보다 원료의 10분의 1가량만 사용하고, 무게도 일 반 자전거의 65% 수준이면서 조립과정도 없애서 고장의 가능성도 훨씬 줄어들었다. 또, 자동차 부품회사인 델파이사는 알루미늄 디젤 펌프를 하 나의 부품으로 만들어 제조비용을 크게 줄였다. 특히 펌프가 여러 부품의 조립 형태가 아니라 하나의 부품으로 만들어졌기 때문에 누수현상도 크 게 줄어들었다.

3D 프린터를 활용한 미래의 제조방식에서는 노동력과 가공공정이 줄어들고, 설계도면을 해석하는 절차도 없어져 설계 결과물을 바로 제조할 수 있게 된다. 이렇게 되면 가공 과정에서 발생할 수 있는 재료의 낭비가 줄고, 투입 인력은 감소되어 제품의 원가가 절감된다. 무엇보다도 과거 에는 실현할 수 없었던 다양한 디자인의 제품을 필요할 때마다 즉시 생산 할 수 있는 것이다. 이것은 스마트제조가 가져다 줄 놀라운 혜택 중 하나 이다.

기존에는 특정 제품을 만들기 위해서는 그 제품에 맞는 금형을 제작하 고, 또 새로운 제품을 제작하기 위해서는 또 다시 새로운 금형을 만들어 야 했다. 하나의 금형은 단 한 종류의 제품만을 만들기 위해 제작되는 것 이기 때문이다. 3D 프린터를 활용하면 이러한 일은 사라질 것이다. 이것 역시 유연한 제품 제조를 가능하게 하는 스마트제조의 또 다른 이점이다.

3D 프린팅 기술의 미래

다양한 이야기를 통해 3D 프린팅 기술이 스마트제조와 연계되어 세상이 어떻게 바뀔지 알아보았다. 위 이야기 속에는 3D 프린팅 기술로 창출될 수 있는 몇 가지의 부가가치가 내포되어 있다.

우선, 제품의 설계 단계에서 시제품 제작에 소요되는 시간과 비용을 획 기적으로 절감할 수 있다. 설계된 제품의 기능이 기대한 대로 작동되는 지, 제조 단계에서 만들기 어려운 부품이 있는지와 같은 검증이 디자인과 설계 단계에서부터 이루어지기 때문이다.

둘째, 컴퓨터에서 만들어진 3D 모델만 있으면 전 세계 어디서든지 시 공간을 넘는 제조가 가능해진다. 3D 모델을 공유하고 판매하는 온라인'3D 모델 스토어뿐만 아니라, 3D 프린터를 보유한 누구나 '3D 제품 스토 어'를 통해 자신의 제작능력을 광고할 수 있다.

셋째, 규모를 갖춘 기업만이 할 수 있는 대량생산방식이 아닌 소량의 맞춤형 틈새시장 제품을 제작하는 1인 기업 시대를 앞당길 수 있다. 창의 적으로 고안한 제품을 원하는 방식으로 제조할 수 있는 생산시대가 도래 한다는 의미다. 요즘 들어 자신만의 제품을 원하는 소비자가 폭발적으로 증가하고 있는 추세를 감안할 때, 미래의 부가가치를 창출할 수 있는 3D 프린팅 기술은 스마트제조에 필수적이라고 할 수 있다.

이처럼 3D 프린팅 기술이 보편화된다면 우리는 새로운 시대를 경험하 게 될 것이다. 누구나 김미래 씨처럼 자신이 꿈꾸는 맞춤형 자동차를 가 질 수 있다. 창학이처럼 자신이 원하는 고유한 디자인의 스마트폰을 가질 수도 있고, 이를 3D 프린팅 기술 유통 플랫폼에 공유하여 제품화할 수도 있다. 입고 싶은 스타일의 옷을 찾을 수 없을 경우 3D 프린팅 기술을 통 해 내가 상상하는 옷을 직접 디자인하여 만들 수도 있을 것이다. 사실 김 미래 씨나 창학이처럼 누구나 자신이 좋아하는 제품이 있기 마련이고 내 게 딱 맞는 제품을 갖고 싶어하는 욕망이 있으나 지금까지는 이를 마음속 으로만 상상하고 간직할 수밖에 없었다. 하지만 이제 이 모든 것들이 3D 프린팅 기술의 발전으로 가능해진다. 아주 그럴듯한 장밋빛 미래 아닌가. 하지만 현재 3D 프린팅 기술의 수준으로 볼 때 당분간 원하는 것을 쉽 게 손에 넣기는 어렵다. 3D 프린터의 속도나 조형물의 강도와 크기, 표 면 정밀도, 활용할 수 있는 재료의 다양성 관점에서 3D 프린팅 기술은 현 실적으로 많은 한계가 존재하기 때문이다. 동일한 부피의 제품을 몇 초에 하나씩 만들어 낼 수 있는 사출 성형 공정에 비해 양산성 확보는 어려운 수준이다.

표면 정밀도 역시 현재 정밀 금형 제조방식과 비교하여 다소 떨어지는 것이 현실이다. 또한 적층 방식으로 이루어지는 제조이기 때문 에 단층 방향의 힘에 약한 편이다. 이렇게 3D 프린팅 기술은 여러 가지 기술의 측면에서 제한적이지만 현재 활발하게 진행되고 있는 신기술의 개발, 재료물질의 발전 및 핵심 이렇게 3D 프린팅 기술은 여러 가지 기술적 측면에서 제한적이지만, 특허권 만료 등과 같은 긍정적 요인들로 인해 수년 내 빠른 속도로 발전 할 것으로 예상된다.

반나절에서 하루가 소요되는 느린 조형 속도는 수 분에서 한 시간 이내로 당겨질 것이고 최대 조형 사이즈 또한 기존 30cm' 크기에서 미래에는 수십 nm 사이즈 이상까지 가능해질 것이다. 정밀도 면 에서도 0.5mm~0.01mm에서 복잡한 나노 수준으로 좋아질 것이다.

현재로서는 광경화성 수지, 레이저 소결 수지, ABS 필라멘트와 같은 플라스틱류와 금속 일부의 제한적인 재료에 한해서 제작되지만 향후에는 스테인리스, 티타늄, 유연한 섬유 세라믹, Carbon Fiber, 유리, 구리 등과 같은 다양한 재료로 확대될 것으로 예측된다. 또한 여러 가지 재료를 조 합해서 새로운 재료를 만들 수도 있다. 이렇게 되면 개별 재료의 성분만 으로는 가질 수 없는 정밀한 제품을 만들 수 있다. 국내 기업들도 3D 프 린터에 활용이 가능한 소재를 차세대 먹거리로 인식하여 적극적인 투자 와 노력을 쏟아 붓고 있다. 따라서 머지않아 소재 문제로 인한 3D 프린터 의 한계를 곧 넘을 수 있을 것으로 예상된다.

전문가들은 현재 3D 프린터에서 생산되는 제품 중 20% 정도만이 최종 완성품이라고 평가한다. 아직까지 3D 프린팅 기술의 기술 수준이 완제 품을 생산하기에는 부족한 상황이기 때문이다. 하지만 기술적, 경제적 한 계가 극복된다면 3D 프린터 자체가 완제품을 생산하는 주요 기계 장비로 변할 수 있다.

사용자 측면에서 현재는 3D CAD 전문가들 중심으로 활용하고 있지만, 초보자용 소프트웨어의 개발과 보급으로 조만간 일반인들도 쉽게 사용할 수 있을 것이다. 점차적으로 복잡한 외형 디자인과 수백 수천 개의 내부 부품들도 쉽게 설계하여 제작할 수 있을 것으로 전망된다. 다만, 누구나 제조에 참여할 수 있게 됨으로써 발생하는 부작용들도 생각해 볼 필요가 있다. 2013년 미국의 민간 무기개발단체 '디펜스 디스트리 뷰트가 세계 최초로 3D 프린터로 제작할 수 있는 총기의 설계도면을 공 개한 바 있다. 많은 사람들이 빠른 속도로 이 설계도면을 공유했고 총기 소지가 합법화된 미국에서 큰 논란이 되었다. 이 설계도면으로 생산된 총 기는 실제로 사람의 두개골을 관통할 만큼 가공할 살상력을 보였다. 3D 프린팅 기술의 장점과 단점을 극명하게 보여 주는 사례라고 할 수 있다.

긍정적인 삶의 변화와는 반대로 삶을 위협할 수도 있는 기술이 바로 3D 프린팅 기술이다. 총기 설계도면과 같이 위험한 도면 외에도 지적재 산권, 특허권이 있는 도면이 불법적으로 유통되어 해당 도면에 대해 로열 티를 받고 있는 회사가 피해를 볼 수도 있다. 3D 프린팅 기술은 제조업이 한 단계 더 발전하기 위해서 꼭 필요한 기술이고 엄청난 발전 속도를 보 이고 있지만 이로 인해 발생될 여러 가지 문제점에 대한 대비책 마련은 아직 미흡한 상황이다. 법률적, 제도적 장치가 뒷받침되어야만 더 빛을 발하는 기술이 될 것이다.

3D 프린팅 기술의 분류

3D 프린터는 여러 가지 제작 방식을 가지고 있지만 대표적으로 FDMFused Deposition Modeling, SLA Streolithography, SLS Selective Laser Sinteing 세 가지 방식이 있다.

FDM 방식은 가는 실형태의 열가소성 물질을 노즐 안에서 녹여 얇은 필름형태로 적층한다. 쉽게 말하면 열을 이용하여 ABS, PLA 플라스틱 등 의 재료를 녹여 지시된 위치에 쌓아서 결과물을 만드는 방식이다. FDM 방식 프린터의 구조는 재료를 출력하는 노즐과 모델이 적층되는 베드판, 그리고 모터를 이용하여 노즐과 베드bed판을 움직이는 암으로 구성되어 있다. 출력을 실행하면 출력할 모델 형태에 따라 가로와 세로 방향으로 노즐 헤드와 베드판을 이동시키면서 한 층을 출력한다. 첫 번째 중의 출 력이 완료되면 노즐을 위로 조금 올려 두번째 층을 출력하고 이를 반복 하여 전체 형태를 출력한다.

FDM 방식은 구조가 간단하고 고체 형태의 재료를 이용하므로 관리가 편하고 저렴하다. 보급형 ABS, PLA 플라스틱 재질은 단단한 강도가 필요 한 구조물을 제작할 때는 좋지만 잘 휘는 연성이 요구되는 구조물을 제작 하기에는 적합하지 않다. 재료 사용에 따라 크게 ABS와 PLA 모두 사용할 수 있는 프린터와 PLA 재료만 사용이 가능한 프린터로 나눌 수 있다. ABS 재료를 이용하는 프린터는 배드판에 열선이 있고 PLA 재료만 이용하는 프린터는 베드판에 열선이 없기 때문에 ABS 재료를 사용하는 프린터는 PLA 재료도 사용이 가능하지만, PLA만 사용하는 프린터는 ABS 재료를 이용할 수 없다.

SLA'Streolithography 방식은 액체 광경화성 수지가 담긴 수조 안에 저전력, 고밀도의 UV 레이저를 투사하여 경화시키는 방식으로 적층한다. 조형판 위에 지지대를 조성하고 조형하고자 하는 모델의 아랫부분부터 적층을 한다. 이는 레이저를 쬐면 빛에 반응하는 부분이 고형화되는 원리를 이용 한 것이다. 재료가 액상이기 때문에 프린터 안에 수조가 있는 것이 특징 이다. 하단에 레이저 장치가 있어 출력을 실행하면 레이저 장치에서 쏘 는 광선이 미러를 거쳐 액상 수지가 담겨 있는 수조에 닿게 된다. 미러는 출력물의 모델 형상에 따라 움직여 레이저 광선이 닿는 위치를 지정한다. 이렇게 하나의 층을 출력하면 배드판이 위로 조금 올라가 두 번째 층을 출력한다. FDM 방식과는 다르게 배드관이 아래에서 위로 움직이기 때문 에 출력물이 거꾸로 붙어서 출력된다. 결과물이 정교하기 때문에 치의공, 보석 세공, 건축 시뮬레이션 등에 많이 사용된다. 강도가 약해 건조 과정 을 거쳐야 하고 FDM 방식보다 비싸기 때문에 가정용보다 사무용으로 많 이 사용되고 있다.

SLS Selective Laser Sintering 방식은 베드에 도포된 분말에 선택적으로 레이저 광선을 쏘아서 적층한다. 동작은 SLA와 비슷하지만 재료가 분말이므로 레이어별로 출력될 때마다 분말 가루를 새롭게 뿌려주고 바닥을 평탄하 게 만들어 주는 작업이 필요하다. 금속 등 다양한 재료를 사용할 수 있고 정교하기 때문에 여러 분야에 응용해서 사용이 가능하다. 현재는 산업용 으로 사용되고 있지만 2014년 2월 이후 특허가 풀렸기 때문에 저렴한 SLS 방식의 프린터가 출시될 것이라고 예상하고 있다.

SLS 방식은 금속, 나일론 등 다양한 재료 사용이 가능할 뿐만 아니라 정 교한 모형 제작에 사용되고 있다. 대부분 산업용으로 출시되어 부피가 크 고 전력 소비도 높다.

재료의 특성에 따라 3D 프린팅 기술이 나눠지기도 한다. 액체 형태일 경우 뛰어난 표면과 미세형상 구현이 가능하지만 내구성이 떨어는 단점 이 있다. 분말 형태일 경우에는 다양한 재료의 선택이 가능하며 높은 정 밀도, 견고함 등의 장점을 보유하고 있다. 고체 형태일 경우 다시 플라스 틱, 왁스, 종이 필름 형태로 나뉜다. 플라스틱은 낮은 제조단가, 내습성 등의 장점이 있지만 정밀성이 다소 떨어지는 경향이 있다. 왁스는 매끄러운 표면, 신속성, 정밀성을 보유하고 있다. 종이 필름 형태의 재료는 재료비 가 매우 저렴하고 대형 제품의 제작이 가능하나 내구성이 떨어진다.

플라스틱을 활용한 3D 프린팅 기술은 기술적 완성단계이며, 주로 저 가형, 가정용으로 적용되고 있고, 금속의 경우 기술개발 초기단계로 고가 형의 산업용 프린터에 주로 사용되고 있다. 플라스틱의 경우 보다 더 다 양한 분야에서 시제품, 완구 등에 적용되고 있으며, 기술적으로 완성단계 에 있다. 금속의 경우는 알루미늄, 티타늄이 많이 사용되어 의료, 기계부 품 등에 적용되고 있으며, 기술개발 초기단계에 있다. 종이, 목재, 식재료, 고무 등은 건축 및 음식에 적용된다. 이처럼 3D 프린터의 재료는 주로 플 라스틱이지만 최근에는 금속, 초콜릿, 섬유 등 다양한 종류로 발전되고 있다.

IOT는 현실이다.

사물인터넷의 기술적 이야기를 하기 전에 스마트 홈이라는 재미있는 사례를 생각해 보자.

사물인터넷?! 관련 기업에 다니는 회사원 김연결 씨는 내일 회사의 다른 지사로 출장이 잡혀 있어서 비행기 시간에 맞도록 알람을 맞춰 놓았다.

그런데 알람시계가 김연결 씨가 설정해 눈 시간보다 30분이나 일찍 울린다. 웰일인지 알고 보니 공항까지 가는 도로에 교통사고가 발생해서 심한 교통지체가 예상된 것이었다. 스마트 1\가 켜지면서 날씨와 교통상황뿐만 아니라 평소 김연결 씨의 생활 패턴을 빅데이터로 분석하여 필요한 뉴스를 보여 주고 밤새 도착한 메일과 오늘 일정에 대한 브리핑을 해준다. 김연결 씨가 식사를 하기 위해 주방으로 이동한다. 스마트 냉장고에서는 김연결 씨가 착용한 스마트의류를 통해 측정된 건강상태에 따라 적절한 아침 식단을 제시해 준다. 매일 섭취해야 하는 약통에 붙여 둔 NFC 태그는 근처에 접근하면 복용시간이나 방법을 잊지 않도록 자동으로 안내해 준다. 옷장으로 가서 오늘 회사에서 있을 회의 참석자와 날씨에 따라 스마트 옷상에서 주진해 준 웃을 입고 출근을 하기 위해 가방을 챙기는데 가져가야 한 수지품이 보이지 않는다. 하지만 집안 곳곳의 스마트 카메라와 연결된 를 농해 여기저기 홈어져 있던 소지품이 어디에 있는지 확인할 수 있다. 출근 준비를 마치고 현관을 나가려고 보니 우산 손잡이가 빛을 내며 깜빠인다. 비가 온다는 사실을 깜박했던 김연결 씨는 우산을 가지고 집을 나섰다. 비가 오면서 갑자기 뚝 떨어진 기온을 인지하고는 김연결 씨가 나오는 시간에 맞춰 따뜻하게 예열이 되어 있는 자을 주행 자동차를 타고 출근길에 오른다. 회사에서 일하던 중 오후가 되어 집에 사람이 없는 시간, 집안에 홀로 남아있을 반려동물이 걱정된 김연결 씨는 스마트폰을 사용해 집안 곳곳을 확인한다. 로봇청소기는 분주하게 집안 곳곳을 청소하고 있고 집안의 쾌적한 실내 공기를 위해 창문이 열리고 환기가 되는 모습을 실시간 영상으로 살펴볼 수 있다.

퇴근 후 김연결 씨는 피곤한 하루를 마무리하며 를 시청하고 있다. '띵동' 초인종 소리가 올리더니 17 화면에 현관에 서있는 방문자의 모습이 나타나면서 얼굴 인식을 통해 택배 배송원임을 알려 준다. 김연결 씨가 취침하기 위해 침대에 누우면 동작감지 기능을 가진 방범 시스템이 작동되어 안심하고 숙면올 취할 수 있는 편안한 취침 환경을 만들어 준다. 위와 같이 주거 환경에 IT 기술을 융합해서 더 편리하고 안전한 생활을 가능하게 하는 생활환경을 '스마트 홈%"%『9"이라고 한다. 지능형 정보 생활기기가 네트워크에 연결되어, 사람과 자연스러운 상호작용을 통해 생활에 편의롤 제공함 수 있는 것이다. 이는 우리 일상과 매우 밀접한 연관을 가지고 있는 시물인터넷 융합 기술의 집합체 중 하나라고 할 수 있다.

그리고 회사원 김연결 씨의 이야기는 사물인터넷이 활용되고 있는 수많은 영역중 하나의 사례에불가하다. 사물들은 영화속 장면처럼 본래 자신의 일을 훨씬 똑뚝하게 해내고 있지만 이는 더 이상 먼 미래의 이야기가 아니다. 현재 진행 중인 사물인터넷의 모습이다.

사물인터넷이란 무엇인가?

사물인터넷은 1999년 미국 MIT 대학의 AUTO ID CENTER 연구소에서 각종 사물들이 센서를 통해 인터넷에 연결되는 것을 설명하고자 만든 용어이다. 이 용이가 처음 생거났을 당시에도 이미 기기, 컴퓨터 및 기계들이 제한적으로 인터넷에 인갈되어 있었다. 그러나 최근 센서, 프로세서 등의 기술이 빌전함에 따라 과거에는 데이터를 생성하고 전송할 수 없었던 사물들을 인터넷에 분격적으로 연결할 수 있게 되면서 '사물인터넷'이라는 개념이 더욱 각광받기 시작하였다.

사물 인터넷이라는 용어는 여러연구와 각종 보고서, 글로벌 표준기구(예 : ITU, 3GPP, IEEE, ETSI등)에 따라 다음과 같은 다양한 정의가 존재한다.

"인간과 사물, 서비스의 세 가지 분산된 환경 요소에 대해 인간의 명시적 개입 없이 상호 협력적으로 센싱, 네트워킹, 정보 처리 등 지능적 관계를 형성하는 사물 공간 연결망" -한국인터넷진흥원(KISA, 2013)

"기기 및 사물에 통신 모듈이 탑재되어, 유무선 네트워크로 연결됨으로써 사람과 사물 간, 사물과 사물 간에 정보 교환 및 상호 소통할 수 있는 지능 적 환경" -국제전기통신연합(ITU1)

"사물인터넷은 센서들과 스마트 객체들의 네트워크로 구성된 시스템으로 서, 스스로 설정 가능하고 적응적인 시스템으로 일상생활과 관련되거나 혹은 산업과 관련된 모든 객체를 포함하는 모든 사물을 상호 연결함으로 써, 사물들이 스스로 지능화되고 프로그래머블하며 더욱 인간과 원활한 상호작용을 할 수 있는 것을 목적으로 한다." -국제전기전자기술자협회(IEEE)

"인터넷에 연결된 사물이 사람의 개입 없이 지능적으로 정보를 수집, 가 공, 처리하는 통신기술 인프라"

-방송통신위원회(2012)

"ICT 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사람과 사물 간에 정보 를 교류하고 상호 소통하는 지능형 인프라 및 서비스 기술" -미래창조과학부(2013)

이러한 다양한 정의들 속에서 공통된 부분을 통해 좀 더 쉽게 해석해 보면 사물인터넷이란 말 그대로, 사물이 인터넷에 연결되어 그 정보를 활 용하여 사물 본연의 기능을 더 충실히 행하도록 하는 기술이라고 말할 수 있다. 즉 센서가 탑재된 다양한 기기들을 통해 정보들이 지속적으로 수집 되고 유·무선 네트워크를 통해 송신된 정보를 기반으로 자동화된 지능 형 서비스를 제공하는 것이 사물인터넷의 핵심이라고 할 수 있다.

용어의 정의에 있어서 한 가지 특징적인 면은, 사물인터넷과 관련된 하 드웨어의 기술적 발전으로 사물인터넷이라는 용어는 점점 더 넓은 범위 의 개념으로 확장되고 있다는 것이다. 특히 단순히 여러 사물들을 연결하 는 것 보다는 사물로부터 얻어진 정보를 분석하고 활용하여 새로운 가치 를 창출한다는 개념이 강조되고 있다. 시스코나 퀄컴 등 일부 기업 등과 글로벌 시장 조사 기관 가트너는 사물인터넷을 넘어 '만물인터넷 Internet of Everything: IoP이라는 용어까지 사용하고 있다.

이는 사물인터넷이 사물들끼 리의 연결을 의미한다면 사람, 프로세스, 데이터 등을 포함하는 유·무형의 모든 사물을 네트워크로 유기적으로 연결해 사물에 '지능ntelligerice'을 부 여하는 것을 강조하기 위한 용어로 쓰이고 있다. 또한 IoT'를 'Internet of Things'가 아닌 Information of Things'로 해석하는 경우도 있다. 하지만 일반적으로는 사물인터넷라는 용어가 이러한 확장된 개념까지 포괄하여 사용되고 있다.