휴머노이드 기술의 현 주소는?

휴머노이드는 ‘사람’을 의미하는 단어 ‘Human’과 ‘~와 같은 것’이라는 의미를 담은 접미사 ‘oid’의 합성어로, ‘인간과 가까운 지능과 신체를 가진 로봇’을 의미한다. SF 영화에서나 나오던 상상 속의 존재였지만, 첨단 과학기술의 발전카지노 사이트 가까운 미래 인류의 일상에 등장할 것카지노 사이트 기대된다.

휴머노이드가 일상이 되는 미래는 얼마나 가까이 와 있을까? 처음으로 이족(二足) 보행에 성공한 휴머노이드는 1973년 일본 와세다대학교 가토 이치로 교수팀이 개발한 ‘와봇-1(WABOT-1)’으로 알려져 있다. 단 몇 걸음에 불과했지만 두 발로 걸을 수 있었다. 이후 걸음마 수준이던 로봇 기술은 눈부신 발전을 거듭했고, 최근에는 로봇이 알아서 장애물을 피해 움직이거나 달리는 수준까지 발전했다. 미국 보스턴 다이내믹스(Boston Dynamics)가 개발한 아틀라스(Atlas)의 경우 파쿠르(Parkour, 주위 지형이나 장애물을 활용해 이동하는 곡예)는 기본이고, 공중제비를 돌기도 한다.

인간과의 상호작용 측면에서도 계속 기능이 향상되고 있다. 일본 소프트뱅크(Softbank)의 ‘페퍼(Pepper)’, 홍콩 핸슨 로보틱스(Hanson Robotics)의 ‘소피아(Sophia)’와 같은 최신 휴머노이드는 카메라와 오디오 인식 프로그램카지노 사이트 대화 상대의 표정과 음성을 인식한 뒤 AI 알고리즘카지노 사이트 이를 분석해, 인간과 자연스럽게 대화할 수 있고 몇 가지 감정을 표현할 수도 있다.

▲ 국내 최초의 휴머노이드 로봇 휴보가 뉴스앵커로 등장해 뉴스를 진행하고 있는 모습.(사진 제공: KAIST)

우리나라 기술로 만들어진 휴머노이드로는 한국과학기술원의 ‘휴보’ 시리즈가 첫손에 꼽힌다. 2015년 미국의 재난대응 로봇 경진대회인 ‘다르파 로봇 챌린지(DRC)’에서 세계 유수의 휴머노이드들을 제치고 1위를 차지해 세계에 한국의 높은 로봇 기술 수준을 과시한 바 있다. 이후 휴보는 2018년 평창동계올림픽에서 성화봉송 주자로 나서 다시 한번 화제를 모았고, 올해는 TJB 대전방송에서 뉴스 앵커로 깜짝 등장하기도 했다.

휴머노이드는 시장 전망도 밝다. 시장조사기관 ‘리포트앤리포트’에 따르면 휴머노이드 시장은 2023년 39억 달러 규모로 성장할 전망이다.¹⁾ 시장조사기관 ‘모도 인텔리전스’도 관련 시장이 2024년 약 33억 달러로 커질 것카지노 사이트 봤다.²⁾

1) 기획경제부 블로그(http://blog.naver.com/mosfnet/221971807614)

2) SAMJONG KPMG Newsletter 2019년 12월호(https://home.kpmg/kr/ko/home/newsletter-channel/201912/emerging-trends.html)

물론 휴머노이드가 일상에서 적극적카지노 사이트 활용되는 상용화 단계에 이르기까지는 아직 시간이 필요하다. 현재의 과학기술이 해결해야 할 과제가 아직 산적해 있기 때문. 현재의 휴머노이드는 배터리 문제로 구동할 수 있는 시간과 움직일 수 있는 공간이 한정적이며, 인공지능 수준도 사람과 비교하면 아직 아쉬운 부분이 많다. 외형 역시 대부분 사람보다는 기계에 가깝고, 데이터 저장/처리방식 역시 자체 저장된 데이터를 활용하는 방식이 아닌 외부 클라우드와 온라인카지노 사이트 연결되는 방식카지노 사이트 무수한 일상의 변수에 대처하기에 충분한 안정성을 확보했다고 보긴 어렵다.

미래형 휴머노이드의 외형 – 인간과 똑같은 촉감과 외형을 가진 ‘전자피부’

휴머노이드 상용화를 위해서는 필요한 성능을 갖추는 것도 중요하지만 사람들이 일상에서 접할 때 느끼게 될 위화감을 줄이는 노력도 중요하다. 하지만 현재 공개된 대부분의 휴머노이드들은 금속카지노 사이트 만든 뼈대 자체가 그대로 노출되는 형태로 ‘사람’이라기보다는 ‘로봇’이라는 느낌이 강하다. 성능이 완성되지 않은 만큼, 외형보다는 기능 자체를 구현하는 데 더 집중해온 것.

또한, 로봇을 사람과 비슷한 외형카지노 사이트 꾸미기 위해서는 색상과 형태는 물론 촉감까지 모든 측면에서 사람의 피부를 모방한 ‘전자피부(Electronic skin)’가 필수적인데, 그간 전자피부 분야는 로봇에 적용하기 위한 목적보다는 의학적인 목적카지노 사이트 연구개발이 진행된 경우가 많았다.

하지만 4차산업혁명 시대가 도래하고 로봇 개발이 가시화되면서 최근 학계를 중심카지노 사이트 관련 기술이 빠르게 발전하고 있다. 이에 조만간 사람 피부와 거의 차이가 나지 않는 수준의 전자피부가 등장할 것카지노 사이트 기대된다.

전자피부는 2000년대 초반부터 본격적인 연구가 시작됐다. 초기에는 실리콘에 센서를 넣는 형태의 전자피부가 주로 연구됐는데, 피부의 유연성을 재현하기에는 부족함이 많았다. 이후 그래핀과 같은 탄소화합물이 첨가된 유기재료가 개발되면서 연구에 탄력이 실리기 시작했다. 특히 그래핀의 경우 열전도율이 매우 높고 전자 이동성이 뛰어나면서도 투명하고 재질이 유연해, 전자피부에 가장 적합한 소재로 평가받고 있다. 이후 세계 각국 연구진들의 노력이 이뤄졌고, 최근 3~4년간 관련 연구성과가 쏟아졌다.

영국 글래스고 대학교(University of Glasgow) 공과대 연구팀은 2017년 태양에너지와 그래핀을 활용해, 겉 표면은 부드러우면서도 내장된 전자 칩을 통해 외부 자극을 감지할 수 있는 전자피부를 공개했다. 연구팀은 피부 촉각 수용체와 유사한 센서를 만들어 전자피부에 이식한 뒤, 태양에너지를 흡수해 전기에너지로 전환하는 작동방식을 구현했다.

이듬해인 2018년부터는 감각을 감지하거나 스스로 자가 회복하는 등의 기능이 탑재된 전자피부들이 개발되기 시작했다. 미국 콜로라도 대학교(University of Colorado)의 지엔량 샤오(Jianliang Xiao) 교수 연구팀과 웨이 장(Wei Zhang) 교수 연구팀은 2018년 2월 손상이 발생해도 자가 회복이 가능한 전자피부를 공개했다. 연구팀은 탄소와 질소의 이중결합을 반복해 만들어 흠집이 나도 쉽게 회복되는 고분자 화합물인 ‘폴리이민(Polyimine)’을 주재료로 전자피부를 만들었다. 또한, 안정성과 강도를 위해 은 나노 입자도 첨가했다.

미국 코네티컷 대학교(University of Connecticut)와 캐나다 토론토 대학교(University of Toronto) 공동연구팀은 2019년 2월 실제 피부에서 느끼는 것 이상의 감각을 느낄 수 있는 전자피부를 개발했다. 연구팀은 실리콘 튜브를 구리 선카지노 사이트 감싸고 nm(나노미터) 크기의 산화철 입자 유체를 튜브에 채워, 주변의 전기 신호를 통해 환경 변화를 감지할 수 있도록 했다. 또한, 자기장과 음파를 감지해 특수한 목적카지노 사이트도 활용할 수 있도록 했다.

▲ 촉각의 고통 신호 생성을 모방한 인공센서 및 신호처리 기반 인공 고통 신호 생성 모식도(이미지 출처: DGIST)

전자피부는 대한민국 과학자들의 경쟁력이 우수한 분야이기도 하다. 장재은 DGIST 정보통신융합전공 교수팀은 지난해 7월 DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수팀, 정보통신융합전공 최지웅 교수팀, 로봇공학전공 최홍수 교수팀과의 공동 연구를 통해 사람처럼 고통과 온도를 느낄 수 있는 촉각 센서를 개발했다. 특히 고통을 느끼는 센서를 개발한 것은 휴머노이드 개발에 있어 걸림돌이자 위험요소인 로봇의 공격성을 제어할 수 있는 수단을 확보한 것카지노 사이트 큰 의미를 가진다.

김도환 한양대학교 화학공학과 교수팀은 같은 해 9월 사람의 촉각세포를 모방해 미세한 압력변화를 감지할 수 있는 전자피부 소재를 개발했다. 기존 감지 방식은 물리적 자극을 받으면 소재 형태가 바뀌면서 나타나는 전기적 신호 변화를 감지하는 방식카지노 사이트 센서의 민감도가 떨어졌다. 김 교수팀은 사람의 피부를 구성하는 촉각세포의 세포막 구조와 외부 자극에 따라 나타나는 생체이온의 신호 전달 메커니즘을 모방한 인공 촉각 세포를 개발해, 민감도가 매우 높은 전자피부를 개발했다.

▲ 기존보다 20배 높은 초고감도 투명 압력 디스플레이로 물체의 표면정보를 읽어내는 모습.(이미지 출처: ETRI 실감소자원천연구본부 플렉시블전자소자연구실)

올해도 국내 연구진의 관련 연구성과가 두드러졌다. 한국전자통신연구원(ETRI) 실감소자원천연구본부, 서울대학교 전자컴퓨터공학부, 소프트로보틱스연구센터(SRRC) 공동연구팀은 지난 2월 미세한 압력변화를 감지해 압력을 가한 물체의 3차원 표면정보까지 파악할 수 있는 초고감도 투명압력센서를 개발했다. 지난 5월에는 박형순·김택수 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 사람 손바닥 피부의 특성을 모방해 아주 미세한 움직임까지 정교하게 조작이 가능한 전자피부를 개발하는 성과를 거뒀다.

이처럼 전자피부 분야는 최근에서야 학계를 중심카지노 사이트 의미 있는 연구성과가 나오고 있어서 기업이 상용화하기까지는 시간이 필요한 분야다. 하지만, 전문가들은 전자피부 시장을 성장 가능성이 큰 시장카지노 사이트 꼽고 있다. 글로벌 시장조사기관 ‘마켓 리포트’는 관련 시장 규모가 2019년부터 2024년까지 연평균 17.2%의 성장률을 기록할 것카지노 사이트 내다봤다.³⁾

3) 한국전자통신연구원 웹진 VOL. 158(https://www.etri.re.kr/webzine/20200814/sub01.html)

미래형 휴머노이드의 뇌 – 인간의 두뇌에 도전하는 ‘뉴로모픽 컴퓨팅’

휴머노이드 개발에 있어 핵심적인 기술은 무엇일까? 여러 가지 답이 있을 수 있지만, 인공지능(AI) 기술을 빼놓을 순 없을 것이다. 외형뿐만 아니라 행동 측면에서 인간과 비슷한 역할을 수행하기 위해서는 반드시 인간처럼 인지하고, 사고하고, 판단할 수 있어야 하기 때문.

하지만 현재의 폰 노이만 컴퓨팅 방식⁴⁾카지노 사이트는 대형 슈퍼 컴퓨터의 구현은 가능할지 몰라도 인간과 유사한 외형의 소형 휴머노이드에 탑재되는 인공지능 시스템을 구현하는 데에는 한계가 있다. 현재의 ‘깊은 신경망(DNN: Deep Neural Networks)’⁵⁾에 기반을 둔 인공지능 알고리즘은 여러 복잡한 인지 과제에서 인간과 유사하거나 인간을 뛰어넘는 성능을 입증했지만, 이러한 알고리즘을 구현하는 컴퓨팅 시스템의 에너지 효율은 인간 뇌에 비해 아직 상당한 차이가 존재하기 때문.⁶⁾

4) CPU, 메모리, 프로그램 구조를 갖는 프로그램 내장 방식의 범용 컴퓨터 구조

5) 입력층(input layer)과 출력층(output layer) 사이에 여러 개의 은닉층(hidden layer)들로 이뤄진 인공신경망(Artificial Neural Network, ANN). 현재 가장 최신의 인공지능들은 DNN을 기반으로 구현되고 있다.

6) 인공지능 뉴로모픽 반도체 기술동향, 오광일·김성은·배영환·박경환·권영수, 한국전자통신연구원(2020)

또한, 폰 노이만 컴퓨팅 방식은 연산을 하는 중앙처리장치(CPU)와 데이터를 저장하는 메모리로 구성돼 있는데, CPU와 메모리 간 데이터를 처리하고 저장하는 과정에서 병목현상이 발생한다. 머신러닝(machine learning)⁷⁾ 효율화를 위해 다양한 시도가 이뤄지고 있으나, 무어의 법칙⁸⁾에 따른 반도체 기술 혁신의 한계가 다가오고 있어 기존 방식카지노 사이트 기대할 수 있는 성능과 전력 효율은 크지 않다.

7) 인공지능이 스스로 데이터를 학습하고 예측을 수행하도록 하는 기술 또는 시스템(프로그램)

8) 반도체 칩에 저장할 수 있는 데이터의 양이 24개월마다 2배씩 증가한다는 법칙

실제 인공지능(AI) 알파고의 경우 구동을 위해 1,000개 이상의 CPU와 200개에 달하는 그래픽처리장치(GPU), 100만 개 이상의 메모리 반도체가 필요하다. 인간 몸 크기의 휴머노이드에 탑재하기에는 지나치게 많은 양이다. 설사 탑재할 수 있다고 해도 이를 구동하기 위한 전력 문제도 함께 해결해야 한다.

이에 사람 뇌의 정보 처리방식을 모방한 반도체를 개발해 이런 한계를 뛰어넘는 ‘뉴로모픽⁹⁾ 컴퓨팅 방식’이 새롭게 연구되고 있다. 사람 뇌는 뉴런과 시냅스가 병렬 구조로 이뤄져 병목현상을 걱정할 필요가 없다. 이를 본 따 실리콘에 트랜지스터를 포함한 몇 가지 전자 소자와 메모리 등을 탑재한 여러 개의 ‘코어(Core)’ 로 구성된 뉴로모픽 반도체를 개발하는 시도가 이뤄지고 있는 것.

9) Neuromorphic. ‘뉴런(Neuron)의 형태(Morphic)’라는 의미

코어 내 일부 소자는 뇌의 신경세포인 뉴런의 역할을 담당하고 메모리 칩은 뉴런과 뉴런 사이를 이어주는 시냅스 기능을 담당하는데, 이를 사람의 뇌처럼 병렬로 구성하면 훨씬 적은 전력카지노 사이트도 더 많은 양의 데이터를 처리할 수 있다. 또한, 사람 뇌처럼 학습하고 연산할 수 있어 복잡한 계산이나 추론도 효율적카지노 사이트 처리할 수 있다. 스스로 학습능력을 갖추고 사고를 할 수 있는 진정한 의미의 인공지능 구현에 한 걸음 더 가까워지는 셈.

뉴로모픽 컴퓨팅에 대한 연구는 2000년대 중반부터 유럽과 미국 등에서 원천기술 확보를 목적카지노 사이트 국가 주도 R&D 사업들이 시작되며 본격화됐다.¹⁰⁾ 유럽연합(EU)은 2013년부터 시작돼 2023년까지 10년간 10억 유로가 투자되는 Human Brain Project(HBP)를 통해 관련 연구를 진행하고 있으며, 미국도 2013년 ‘BRAIN Initiative’ 정책을 수립해 관련 연구를 수행하고 있다.

10) 인공지능 뉴로모픽 반도체 기술동향, 오광일·김성은·배영환·박경환·권영수, 한국전자통신연구원(2020)

글로벌 IT 기업들도 뉴로모픽 컴퓨팅 구현을 위한 반도체와 시스템 개발에 열을 올리고 있다. IBM은 2008년부터 미국 국방부 산하 DARPA가 주도하는 시냅스(SyNAPSE) 프로젝트에 참여해, 2014년 ‘트루노스(TrueNorth)’라는 뉴로모픽 반도체를 완성했다. 4,096개의 뉴로 시냅틱 코어로 구성된 이 반도체에는 100만 개의 인공 뉴런과 2억5,000만 개의 인공 시냅스가 연결돼 있다.

인텔은 뉴로모픽 반도체 개발 분야에서 가장 앞서 있는 기업으로 꼽힌다. 인텔은 지난해 자체 개발 뉴로모픽 반도체인 ‘로이히(LOIHI)’를 선보인 데 이어, 올해 3월에는 이를 기반으로 구현된 최신 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템 ‘포호이키 스프링스(Pohoiki Springs)’를 공개했다. 로이히는 13만 개의 뉴런을 갖춰, 전통적인 방식 대비 처리속도가 최대 1,000배 빠르고, 작업 효율도 최대 1만 배까지 향상된 뉴로모픽 반도체다. 포호이키 스프링스는 이런 로이히 칩 768개를 합쳐 작은 포유류의 뇌 수준인 약 1억 개의 뉴런을 갖췄다.

또한, 인텔은 미국 코넬 대학교(Cornell University) 연구팀과 함께 동물의 후각 체계를 구현한 수학 알고리즘을 개발해, 자체 컴퓨팅 시스템을 구축했다. 올해 7월에는 싱가포르 국립대학교(National University of Singapore) 연구팀과 함께 뉴로모픽 컴퓨팅 방식카지노 사이트 시각과 촉각 기능을 구현하는 데에도 성공했다. 인공지능 시스템에 단순한 연산 기능을 탑재하는 것에서 한 발 더 나아가 인간의 오감을 하나씩 구현하고 있는 것.

이 같은 연구가 계속 진전되면 인공지능 시스템이 명실상부한 휴머노이드의 뇌가 되는 날도 더욱 가까워질 것카지노 사이트 전망된다.

미래형 휴머노이드의 저장장치 – 1㎟에 10억 GB 저장 가능한 ‘DNA 메모리’

인간이 인간카지노 사이트 살아가기 위해 필요한 정보의 양을 가늠하기 어려운 것처럼, 휴머노이드가 인간카지노 사이트 살아가기 위해 필요한 데이터 양을 정확하게 추산하기는 쉽지 않은 일이다. 하지만 휴머노이드 기술은 인공지능, 빅데이터, 로봇 등 첨단 미래 기술이 집약된 기술인 만큼, 이를 현실에 구현하기 위해서는 방대한 데이터를 저장할 수 있는 저장장치가 필요하다.

인공지능을 구현하는 데 요구되는 데이터 양을 감안하면, 현재의 낸드플래시 기반 하드디스크(HDD, Hard Disk Drive)나 대용량 저장장치(SSD, Solid State Drive)만으로는 휴머노이드 구동에 필요한 데이터를 모두 담기 어려울 것으로 예상된다. 별도의 데이터 센터나 클라우드에 데이터를 저장하고 네트워크로 연결하는 방식이 유력하나, 네트워크를 유지하기 힘든 재난상황 같은 변수를 고려하면 오작동 가능성이 있어서 안정성이 우려되는 상황. 이에 휴머노이드에는 현 시점의 저장장치보다는 혁신적인 미래 반도체 기술로 구현된 차세대 저장장치가 탑재될 가능성이 크다.

가장 유력한 후보는 ‘DNA 메모리’다. 차세대 메모리 기술 중 DNA 메모리가 주목받는 이유는 간단하다. DNA가 지구상에 존재하는 그 어떤 물질보다 높은 데이터 저장 밀도를 가지고 있기 때문이다. DNA는 이론적카지노 사이트 1㎟당 약 10억 GB의 데이터를 저장할 수 있다. 또한 DNA는 유전정보를 저장하는 수단답게 저장기간 또한 반영구적이다.

DNA 메모리 구현의 핵심은 기존 0과 1로 이뤄진 이진법에 기반한 데이터를 아데닌(Adenine, 이하 A), 구아닌(Guanine, 이하 G), 시토신(Cytosine, 이하 C), 티민(Thymine, 이하 T) 등 DNA의 네 가지 염기서열로 변환해 저장하는 기술이다.

네 종류의 염기서열 중 A는 T와, G는 C와 각각 상보적카지노 사이트 결합하는 구조를 가지므로 A와 T의 결합은 0카지노 사이트, C와 G의 결합은 1로 설정해 0과 1의 디지털 정보를 DNA 염기 서열로 인코딩한다. 이렇게 인코딩된 DNA 염기 서열은 기계에서 DNA 합성을 통해 인위적카지노 사이트 만들 수 있고, 캡슐화(Encapsulation)해 저장할 수 있다. 데이터를 읽는 과정은 이와 반대 과정을 통해 이뤄진다. 먼저 캡슐을 제거(DNA release)하고 DNA 해독 장치로 DNA 염기 서열을 읽는다(Sequencing). 이렇게 읽은 염기 서열을 다시 0과 1로 번역하면 원래의 데이터와 동일하게 데이터를 복원할 수 있다.¹¹⁾

11) DNA 응용 기술 동향, 이재호·김도영·박문호·최윤호·박윤옥, 전자통신동향분석 제32권 제2호(2017)

처음으로 생체 DNA 구조를 인공 DNA로 모사한 것은 미국 하버드 대학교(Harvard University) 조지 처치(George Church) 교수 연구팀이다. 교수팀은 2012년 화학중합체로 인공 DNA를 만들고, 이진법 기반 데이터를 저장하기 위해 A와 C는 0으로, G와 T는 1로 나타내는 방식을 고안해냈다. 이후 저장해야 할 데이터를 인공 DNA에 변환한 후 이를 마이크로 칩 위에 배열해, 최초의 DNA 메모리를 개발했다.

이후 이어진 연구 중 가장 주목할 만한 성과는 2016년 미국 콜롬비아 대학교(Columbia University in the City of New York) 야니브 에를리치(Yaniv Erlich) 교수와 뉴욕게놈센터(New York Genome Center)의 디나 지엘린스키(Dina Zielinski) 연구원카지노 사이트 구성된 공동연구팀의 연구 성과다. 이들은 기존 방식을 사용하면서 DNA의 뉴클레오타이드(Nucleotide) 1개당 저장할 수 있는 데이터 양을 획기적카지노 사이트 확대한 연구성과를 공개했다.

기업 중에서는 마이크로소프트(이하 MS), 인텔, 마이크론테크놀로지 등이 선두 그룹에 속해 있다. 그 중에서 MS가 가장 앞서가고 있다. MS는 지난해 디지털 정보를 유전자 코드로 자동 번역하고 이를 다시 검색할 수 있는 시스템을 선보였다. 비록 5바이트 데이터를 저장하고 다시 읽어내는 데 21시간이나 걸리지만, DNA 반도체를 활용한 읽기/쓰기를 자동화된 시스템카지노 사이트 구축했다는 점에서 상용화를 향해 한 걸음 더 나아간 성과로 평가받는다.

이처럼 글로벌 유수의 연구진들이 지속적인 연구를 이어가고 있고, 최근에는 국가 단위의 프로젝트도 하나둘 출범하고 있는 만큼, 머지않은 미래에는 ‘DNA 메모리’가 상용화될 것카지노 사이트 전망된다. 실제로 우리나라에서도 ‘DNA 메모리 개발’이 지난 7월 과기부의 ‘혁신도전 프로젝트’에 선정되는 등 국가적인 추진과제로 선정됐다. 미국의 경우에도 정보고등연구계획청(IARPA) 주도로 DNA 메모리 개발을 위한 컨소시엄이 구성돼 올해에만 590억 원이 투자됐다. 미래 메모리 기술 개발을 위한 노력이 빠르게 결실을 거둔다면 생각보다 이른 시기에 휴머노이드가 상용화될 가능성도 있다.

<참고문헌 및 사이트
휴머노이드 로봇의 해외 연구 동향, 이이수·김지섭·김상현·이지은·김민곤·박재홍, 한국로봇학회(2019)
핸슨 로보틱스 공식 홈페이지(https://www.hansonrobotics.com)
보스턴 다이내믹스 공식 홈페이지(https://www.bostondynamics.com)
소프트뱅크 로보틱스 코리아 공식 홈페이지(https://softbankrobotics.com)
한국과학기술원 공식 홈페이지(https://www.kaist.ac.kr)
전자피부 기술 동향, 홍용택·변정환·오은호·이병문, 한국정보디스플레이학회(2016)
콜로라도대학 홈페이지(https://www.colorado.edu)
코네티컷대학 홈페이지(https://today.uconn.edu)
대구경북과학기술원(DGIST) 홈페이지(https://www.dgist.ac.kr)
한양대학교 홈페이지(http://www.hanyang.ac.kr)
한국전자통신연구원(ETRI) 홈페이지(https://www.etri.re.kr)
한국연구재단 홈페이지(https://www.nrf.re.kr)
인텔 공식 홈페이지(https://newsroom.intel.com/press-kits/intel-labs/)
인공지능 뉴로모픽 반도체 기술동향, 오광일·김성은·배영환·박경환·권영수, 한국전자통신연구원(2020)
뉴로모픽 소자의 현재와 미래, 박종길, 한국과학기술정보연구원(2017)
뉴로모픽 하드웨어 기술 동향, 정두석, 한국물리학회(2019)
콜롬비아대학 홈페이지(https://magazine.columbia.edu)
DNA 응용 기술 동향, 이재호·김도영·박문호·최윤호·박윤옥, 전자통신동향분석 제32권 제2호(2017)
과학기술정보통신부 홈페이지(https://www.msit.go.kr)

]]> /robot-humanoid/feed/ 0 /smart-eye-eye/ /smart-eye-eye/#respond Mon, 30 Mar 2020 20:00:00 +0000 http://localhost:8080/smart-eye-eye/

지금 보이는 멋진 풍경이나 사물을 다시 볼 수 있게 저장해두고 싶은 마음은 인간의 오랜 욕망 중 하나다. 이를 위해 선사시대엔 동굴에 벽화를 그렸고, 이후엔 천이나 종이 위에 인물이나 풍경을 그려 후대로 전했다. 카메라가 발명되고 나선 사진이 그 역할을 대체했다. 초기 필름 카메라는 디지털카메라로 진화했고, 디지털카메라는 더 작은 모듈로 더 선명한 이미지를 확보하는 방향카지노 사이트 발전했다. 점차 카메라는 스마트폰은 물론, 초소형 드론이나 안경에도 탑재할 수 있을 만큼 작아졌고, AR 등 다양한 기능을 하나씩 더하기 시작했다. 언젠간 우리 눈에 이식된 작은 칩이 카메라를 대체할 날이 올 것이다. 이 이야기는 반도체 기술 발전이 가져올 또 하나의 미래, ‘스마트 아이’에 대한 것이다.

보는 것을 넘어 다양한 기능까지 탑재한 만능 눈 ‘스마트 아이’

일종의 인공 안구인 ‘스마트 아이’는 단순히 카메라를 대신해 사진을 찍는 것 이외에도 많은 일들을 할 수 있을 것카지노 사이트 기대된다. 멀리 있는 사물을 선명하게 보거나 기존 인간의 눈은 보지 못했던 아주 작은 글씨나 사물을 인지하는 등 시각 기능을 개선하는 것은 가장 기초적인 단계. 나아가 눈을 깜빡하는 것만카지노 사이트 지금 보고 있는 순간을 영상카지노 사이트 남기거나, 네트워크와 연결해 내 시야를 멀리 떨어진 친구에게 실시간카지노 사이트 공유하는 것도 충분히 가능한 영역이다.

일종의 전자장치인 만큼, 내장된 반도체 칩을 활용해 스마트폰처럼 다양한 부가기능을 탑재할 수 있다. 특히 증강현실(AR) 기술과 결합하면 일상을 더욱 풍요롭게 만들어줄 수도 있다. 번역 기능을 활성화해 언제 어디서나 외국어 옆에 한글이 함께 표시되게 하거나 백과사전 기능을 활성화해 처음 보는 물건 옆에 그 물건에 대한 정보가 자동카지노 사이트 떠오르게 할 수 있다는 의미다.

또한, 시야 속 가상 공간에 시간, 날씨 같은 일상에 유용한 정보들을 띄워 놓거나, 저장해 둔 일정이나 문서를 불러와 확인할 수 있다. 집을 나서면 목적지로 향하는 가상의 화살표가 시야에 나타나 가야 할 길을 알려주고, 주변 가게를 둘러보면 가게에 대한 세세한 정보가 홀로그램에 떠오르게 할 수도 있다. 길을 걷다가 이름이 잘 기억나지 않는 친구와 마주쳤을 때 빠르게 안면 스캔을 한 뒤 인물 정보를 불러와 자연스럽게 아는 척을 하는 것도 가능하다. 모두 ‘스마트 아이’가 가져다줄 기분 좋은 일상의 변화다.

실제 스마트 아이의 전 단계라고 할 수 있는 ‘스마트 글래스(Smart Glasses)’는 이중 상당수의 기능을 이미 구현하고 있다. 또한, 호주 기업 바이오닉 비전 테크놀로지스(BIONIC VISION TECHNOLOGIES)는 실제 안구 뒤에 안경 형태의 카메라와 연결된 임플란트 칩을 심어 카메라로 찍은 영상을 이 칩을 통해 뇌에 전달하는 데 도전해 실제 사업적인 성과로 이어간 사례도 있다. 이 같은 기술이 더욱 정교해진다면, ‘스마트 아이’가 상상 속에서 현실로 찾아오는 시기를 더욱 앞당길 수 있을 것이다.

인공장기 관련 기술 급속히 발전…성큼 다가온 ‘사이보그’ 시대
스마트 아이는 언제쯤 실현이 가능할까? 이를 알아보기 위해 먼저 인공장기와 인공안구에 대한 현재의 연구 수준을 살펴보자.

현재 의료 분야에서는 이미 인공장기 연구가 활발하게 이뤄져 의수나 의족은 물론, 간, 심장, 신장 등 상당수 내장기관까지 다양한 인공장기가 개발돼 인체 여러 부위에 적용되고 있다. 인간의 몸을 마치 안경이나 액세서리처럼 자유자재로 바꿔 낄 날이 머지않았다는 의미다.

특히 이종 조직이나 환자의 세포를 활용하는 바이오 인공장기 분야에서는 △줄기세포나 장기 기원세포에서 분화한 세포를 3D 배양법카지노 사이트 다시 응집/재조합하는 ‘오가노이드’*기술 △인체를 대체할 생체적합성이 높은 소재를 장기 형태로 제작하는 3D 바이오 프린팅 기술 등 관련 기술이 급속하게 발전하고 있다. 이에 머지않은 미래에는 동물 유래 세포나 환자 자신의 줄기세포를 이용해 주요 장기를 인공장기로 대체하는 단계에 다다를 것카지노 사이트 예상된다.

또한, 전자기기를 활용한 인공장기 기술 역시 지금은 외부 기계에 연결된 형태로 장기의 기능을 부분적카지노 사이트 대체하거나 일부 기능을 회복시키는 수준에 머물러 있지만, 가까운 미래에는 인체 내에서 독립적카지노 사이트 해당 장기의 기능을 완전히 대체하는 수준에 이를 것카지노 사이트 전망된다. 신경, 근육 등 인체가 작동하는 원리들이 과학적카지노 사이트 규명되고 있고, 이를 전자기기를 활용한 메커니즘카지노 사이트 대체하는 연구들이 활발히 진행되고 있기 때문.

아울러 인공지능, 로봇, 가상/증강현실 등 상상 속에서나 가능하던 미래기술들도 하나둘 현실에 구현되고 있다. 전자기기를 활용한 인공장기 기술에 이 같은 미래기술들이 결합할 경우, 단순히 인체 일부를 대체하는 수준을 넘어 다양한 기능을 탑재하거나 인간 신체의 한계를 넘어서는 미래형 인공장기도 현실화할 수 있다. 누구나 초인적인 육체를 활용할 수 있는 ‘사이보그’의 시대가 조금씩 가까워지고 있는 것.

눈을 완전히 대체할 ‘인공안구’는 아직 미완성…관련 연구는 활발하게 진행 중

다양한 인공장기들이 개발되고 일부는 환자들에게 성공적카지노 사이트 이식돼 성과를 내고 있지만, 인간의 눈을 완전히 대체할 인공안구는 아직 미완성 단계에 머물고 있다. 눈은 고도로 발달된 인체 중에서도 가장 정밀한 기관이기 때문.

눈은 크게 외부에서 들어오는 빛을 굴절시키는 각막과 수정체, 빛의 통과량을 조절하는 홍채, 빛을 받아들이는 동공, 빛의 상이 맺히는 망막과 시각 정보를 뇌로 전달하는 시신경카지노 사이트 이뤄져 있다. 현재 이종 조직이나 환자의 세포를 활용하는 바이오 인공안구 연구는 전체 안구를 제작하기 전 단계인 눈의 각 부위를 인공적카지노 사이트 제작하는 단계에 다다라 있다.

각막의 경우 영국 뉴캐슬대학교 연구팀이 2018년 3D 바이오 프린팅 기술을 활용해 제작한 인공 각막이 최신 기술이다. 이 연구팀은 각막과 알지네이트, 콜라겐을 혼합한 혼합줄기세포(Mixed Stem Cells)를 만들어 바이오 3D 프린터로 인간의 각막 형태로 출력한 인공 각막을 최초로 제작하는 데 성공했다.

국내에서는 한국과학기술연구원(KIST) 연구팀이 2018년 인공망막장치 제작을 위해 망막을 구성하는 광수용체 단백질을 생산, 분리하는 데 성공했다. 또한, 망막 표면에 마이크로 전극을 이식해 신경 세포를 자극하는 형태의 인공망막장치 제작을 위해 시신경이 밝기 정보를 뇌에 전달하는 메커니즘을 규명하는 등 더욱 정교한 인공망막장치 제작을 위한 연구를 진행 중이다.

전자기기를 활용한 인공안구의 경우 2013년 미국 기업 세컨드 사이트(Second Sight)가 개발한 ‘아르구스(Argus) II’가 가장 널리 알려져 있다. 아르구스 II는 2013년 미국 FDA 승인을 받은 이후 임상시험을 진행한 결과 시력이 일부 회복되는 효과를 얻었으나, 일부 안구질환을 앓는 환자에게만 적용이 가능하다는 한계가 명확하다. 이후 세컨드 사이트는 2017년 아르구스 II를 기반으로 시각 피질 표면에 전극을 넣는 ‘오리온’을 개발해, 현재 임상실험을 진행 중이다.

▲ 미네소타 대학교 연구팀이 개발한 인공안구(출처 : 미네소타 대학교 홈페이지)

최근 이 분야에서 가장 주목받는 연구성과는 미네소타대학 연구팀의 연구 성과다. 이 연구팀은 2018년 3D 바이오 프린팅 기술을 활용해 안구 모양의 투명한 반구 위에 빛을 받아들일 수 있는 수용체(일종의 망막)를 출력하는 데 성공했다. 먼저 잉크로 반구 형태를 완성한 후 그 위에 포토다이오드와 반도체를 출력해 빛을 전기로 전환해 받아들이는 방식. 반도체로 빛을 받아들이는 것까지는 성공했지만, 상용화가 가능한 인공안구를 제작하기까지는 아직 추가적인 개선이 필요할 것카지노 사이트 보인다.

스마트 아이 구현을 위한 반도체의 역할은?…핵심은 ‘CMOS Image Sensor’ 기술 발전

전자기기가 작동하기 위해서는 반도체가 필요하다. 인공안구 역시 일종의 전자기기로, 시스템을 제어하고 작동시킬 시스템 반도체는 물론, 시스템 구현에 필요한 데이터를 보관해 둘 메모리 반도체가 반드시 필요하다. 특히 인공안구의 경우 빛을 전자신호로 변환해 시신경에 전달하는 것이 핵심 메커니즘인 만큼, 전자기기에서 카메라 등에 탑재돼 유사한 일을 하는 CMOS Image Sensor(이하 CIS)의 역할이 막중하다.

CIS는 눈의 망막과 마찬가지로 렌즈를 통해 받아들인 빛의 색과 밝기를 전기신호로 변환해 중앙처리장치에 전달하는 역할을 하는 반도체다. 각종 카메라에 삽입돼 전자기기의 눈 역할을 하고 있다.

하지만 현재 CIS 기술은 인간의 눈이 하고 있는 고도로 정밀한 시각 정보 처리 수준에는 못 미친다. 해상도, 입체감, 감도 등 주요 기능이 인간의 눈에 비하면 부족한 것이 현실. 사람 눈의 해상도는 576Mp(메가 픽셀)인데 반해, 현재 CIS가 구현할 수 있는 최고 해상도는 108Mp 수준에 머물고 있다. 밝은 곳에서 급격하게 어두운 곳카지노 사이트 전환될 경우, 또는 그 반대의 경우 그 즉시 시각 정보를 받아들이는 기능 역시 인간 눈의 수준에 도달하려면 아직 갈 길이 멀다.

하지만, 인간의 눈에 비해 CIS만이 우월한 부분도 있다. 인간의 시야각은 좌우 약 110~120도, 상하 약 150도인데 반해 CIS는 상하좌우 최대 360도 범위를 모두 커버할 수 있다. 또한, 멀리 있는 사물을 잘 볼 수 있는 망원 기능 등 인간 눈의 한계를 넘어설 수 있는 가능성도 보유하고 있다. 즉, CIS 기술이 발전해 해상도와 감도가 우리 눈의 수준에 도달하면, CIS가 인간의 눈을 대체하는 것은 물론, 인간의 한계를 넘어서는 다양한 시각 기능을 우리에게 선물할 수 있다는 의미다.

SK하이닉스 CIS Marketing Strategy 조호영 TL은 “인간의 눈은 인식 기능을 주로 담당해 수집된 시각 정보를 별도로 출력(Display)하지는 않는 반면, CIS는 출력을 위한 시각 정보를 확보하는 역할이 주된 기능”이라며 “향후 인식 기능이 강화되면 인간의 눈이 할 수 있는 역할을 대신하는 것은 물론, 눈을 대신하며 수집한 정보를 출력하는 디스플레이 장치로서도 기능할 수 있을 것”이라고 설명했다.

그러면서 “CIS는 사람의 눈과 달리 다양한 목적카지노 사이트 설계된 모듈로 제작돼 탈부착이 가능하다는 강점도 있어, 여러 상황에 따라 목적에 맞는 CIS를 장착해 일상을 더욱 편리하게 만들 수 있을 것”이라며, “가까운 미래에는 소방관이 화재가 발생하면 360°, 망원, 야간 투시 등의 기능이 있고, 열에 강한 CIS를 장착하고 화재 현장에 투입되는 등 각 상황과 역할에 맞는 CIS를 탈부착하면서 사용할 수 있는 시대가 올 것”이라고 전망했다.

놀라운 시력카지노 사이트 세상을 바꿀 그들의 이야기가 시작된다! “눈력자들”

게이머들에게 극한의 인내심이 요구되는 순간이 있다. 게임을 실행했는데 업데이트 화면이 뜰 때, 신작 게임을 설치하려는데 저장공간이 부족해 설레는 마음을 누르고 PC 정리부터 해야 할 때, 그리고 게임 설치 완료를 기다리느라 몇 시간 째 모니터만 바라보고 있어야 할 때. 겨우 짬을 내 모처럼 느긋하게 게임 할 시간을 냈는데 속절없이 시간만 버려본 경험이 한 번이라도 있다면, 인내심의 한계쯤은 이미 진작에 확인해봤을 터.

지긋지긋한 기다림도 이제 곧 끝난다. 5G가 본격적카지노 사이트 서비스가 시작되고 컴퓨팅 기술도 발전을 거듭하면서, 인터넷만 연결돼 있다면 설치 과정 없이 어느 기기에서나 바로 게임을 실행할 수 있는 ‘클라우드 게임(Cloud Game)’의 대중화 시기가 앞당겨지고 있기 때문. 드디어 게이머들이 진정카지노 사이트 원하던 ‘멋진 신세계’가 열리고 있다.

PC 대신 서버에서 데이터 설치∙실행…‘클라우드 서비스’ 이용한 새로운 게임환경

클라우드 게임은 일종의 스트리밍 서비스(Streaming Service)¹⁾다. 사용자는 게임 화면을 볼 수 있는 디스플레이와 명령을 입력할 수 있는 컨트롤러만 있으면 게임을 즐길 수 있다. 게임 실행에 필요한 데이터는 개별 기기가 아닌 중앙 서버에 저장되고, 입력된 명령을 실행하는 연산∙처리과정 역시 데이터가 설치된 중앙 서버에서 이뤄진다.

클라우드 게임의 스트리밍 방식은 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 첫 번째, ‘비디오’ 스트리밍 형식은 서버에 저장된 게임 데이터가 중개 거점인 ‘씬 클라이언트(Thin Client)’를 거쳐 개별 기기로 전송되고, 저장할 때도 이를 통해 서버로 전송되는 방식이다. 씬 클라이언트는 서버와 이용자 간의 데이터 이동이 원활하게 이루어지도록 하는 역할만 해, 작은 용량의 메모리로도 제 기능을 할 수 있다. ‘파일’ 스트리밍 형식은 최소한의 캐시(Cache)를 이용해 초기 게임을 구동하고, 점차 게임이 진행됨에 따라 게임에 필요한 데이터를 다운 받는 방식이다.²⁾

1) 네트워크를 활용해 소리(음악)나 영상 등의 멀티미디어 파일을 실시간카지노 사이트 전송∙재생하는 서비스
2) ‘미국 콘텐츠산업동향 : 미국 클라우드 게이밍 현황과 전망’ 한국콘텐츠진흥원(2019)

즉, 클라우드 게임 서비스에서 사용자의 기기는 사용자가 컨트롤러로 입력한 조작 값을 서버로 전송하고, 게임이 실행된 결과만 전달 받아 디스플레이하는 역할만 수행한다. 사용자의 기기에서 모든 작업을 수행하던 기존 게임과는 완전히 다른 메커니즘카지노 사이트, 데이터를 설치할 대용량 저장장치나 고성능 컴퓨팅 시스템 없이도 고사양의 게임을 즐길 수 있다.

클라우드 게임의 또 다른 장점은 같은 게임 콘텐츠를 다양한 기기로, 언제 어디서나 손쉽게 즐길 수 있다는 점이다. 설치뿐만 아니라 추가적인 업데이트까지 모두 서버에서 실시간카지노 사이트 이뤄지기 때문. PC에서 즐기던 게임 데이터를 그대로 이어받아 모바일 기기로 바로 플레이 할 수 있고, 기존에는 콘솔에서만 가능하던 비디오 게임을 태블릿 기기로도 즐길 수 있다.

머지않은 미래에는 최고 사양의 PC에서나 즐기던 최신 온라인 게임이나 가상현실 게임을 TV나 스마트폰에 네트워크 기능이 탑재된 소형 콘솔 하나를 부착하는 것만카지노 사이트도 즐길 수 있을 것카지노 사이트 기대된다.

‘반도체’가 촉발한 게임업계 ‘생존경쟁’, 클라우드 게임 중심 수익모델 변화 가속화

게임업계는 혁신적인 게임환경을 제공하는 클라우드 게임이 차세대 게임 플랫폼카지노 사이트 자리 잡을 것카지노 사이트 기대하고 있다. 클라우드 게임을 게임업계의 치열한 생존경쟁에서 살아남기 위한 유일한 수단카지노 사이트 바라보는 시각도 있다. 갈수록 게임의 그래픽 수준은 향상되고 게임 실행에 필요한 데이터의 크기가 점점 커지면서, 게임 구동에 필요한 하드웨어 사양이 끝도 없이 치솟고 있기 때문.

지난해 출시된 ‘파이널 판타지 15’의 실행 요구 용량이 업계 최초로 100GB를 넘긴 데 이어, 최신 게임인 ‘콜 오브 듀티: 모던 워페어’는 하드디스크에 175GB 이상의 여유 공간이 없으면 실행조차 불가능하다.(공식 최소사양 기준) 조만간 200GB 이상의 용량을 요구하는 게임도 등장할 것카지노 사이트 예상된다. 이는 256GB SSD의 저장공간 대부분을 게임 하나의 데이터를 저장하는 데 사용해야 한다는 것을 의미한다.

특정 게임 플레이를 위해 사용자에게 별도의 저장장치나 최고사양의 PC를 구매하도록 유도해야 하는 현 상황은 사용자뿐 아니라 게임 패키지를 보다 많은 사용자에게 판매해야 하는 게임업체 입장에서도 달갑지 않다.

특히 새로운 그래픽 기술인 ‘레이트레이싱(Ray Tracing)’의 등장이 결정적인 분기점이 될 전망이다. 레이트레이싱은 그래픽이 표시하고자 하는 사물과 주변의 광원 상태를 인지해, 광원에서 나오는 광선이 물체에 끼치는 영향(현상)을 연산(시뮬레이션)을 통해 이미지화하는 기법이다. 단순히 눈에 보이는 물체의 단면을 이미지로 표현하는 게 아니라 물체를 둘러싼 환경을 연산장치가 이해하는 방식카지노 사이트 레이트레이싱카지노 사이트 표현된 이미지는 실제 사물과 큰 차이를 보이지 않는다.³⁾

3) 권윤구∙정희석, ‘한국투자증권 글로벌기업 이슈 Next Big Thing: 클라우드 게임산업’ 한국투자증권(2018)

엔비디아가 지난해 8월 공개한 튜링(Turing) 기반 설계로 구현 신규 GPU는 레이트레이싱 그래픽 렌더링을 지원해, 게임 내 그래픽 품질을 실사 수준으로 끌어올렸다. 문제는 엔비디아의 그래픽 카드 지포스 RTX를 채택하는 것만으로 레이트레이싱 구현이 가능해진 PC와는 달리, 콘솔에서는 레이트레이싱 구현이 쉽지 않다는 점이다. 콘솔 가격이 대략 40~50만원인데 비해, 지포스 RTX의 가격대는 약 50~100만원 수준에서 형성되고 있다. 현재의 콘솔게임 사업의 수익구조와 콘솔 가격을 고려할 때, 레이트레이싱 구현이 가능한 그래픽 카드를 장착하기는 현실적으로 쉽지 않다.⁴⁾ 콘솔 위주의 글로벌 게임기업인 소니(Playstation, 이하 PS), 마이크로소프트(XBOX) 등은 새로운 돌파구를 모색해야 하는 상황카지노 사이트 내몰린 것.

4) 권윤구∙정희석, ‘한국투자증권 글로벌기업 이슈 Next Big Thing: 클라우드 게임산업’ 한국투자증권(2018)

그 돌파구로 선택된 분야가 바로 클라우드 게임 서비스. 소니는 올해 5월 IR Day 2019를 통해 레이트레이싱 구현이 가능한 차세대 PS를 공개하는 한편, 향후 전개해나갈 클라우드 게임 전략을 발표했다. 골자는 PS4 리모트 플레이를 강화해 PS에 가정 내 소규모 데이터센터 역할을 더하는 것. PS를 PC, 스마트폰 등 타 기기와 네트워크로 연동해 PS에서만 즐길 수 있었던 게임을 개별 기기에서도 즐길 수 있게 할 계획이다.

▲영상 출처 : XBOX 유튜브 공식 채널

마이크로소프트 역시 지난 6월 세계 최대 게임 박람회 ‘E3 2019’에서 자사 콘솔게임 플랫폼 XBOX의 고화질∙대용량 게임을 스마트폰에서 다운로드∙설치 없이 즐길 수 있는 클라우드 게임기술 ‘프로젝트 엑스클라우드(Project xCloud)’를 선보였다. 마이크로소프트는 이미 전 세계 140개국 54개 지역에 애저(Azure) 서버를 운영하고 있어, 서비스 안정성 측면에서 많은 기대를 받고 있다. 국내에서는 SK텔레콤과 손잡고 지난 10월부터 시범 서비스를 진행 중이다.

글로벌 IT 공룡들, 시장 선점 위해 속속 참전…성장하는 클라우드 게임 시장

이러한 패러다임 변화는 이미 오래 전부터 클라우드 서비스를 제공해온 글로벌 IT 기업에게도 새로운 기회가 될 것카지노 사이트 기대된다. 추가적인 투자 없이 기존 사업을 위해 구축한 글로벌 규모의 데이터 서버 인프라를 활용할 수 있기 때문. 실제 구글, 아마존 등 그간 게임산업과의 접점이 적었던 IT 기업들이 클라우드 게임 서비스에 적극적카지노 사이트 뛰어들고 있다.

구글은 지난달 19일부터 북미와 유럽 19개 국가에서 웹(크롬) 기반 클라우드 게임 플랫폼 스타디아(Stadia)의 서비스를 시작했다. 스타디아의 최대 강점은 ‘구글’이 보유한 IT 인프라다. 웹 포털, 유튜브 등 기존 서비스 플랫폼에 더해 자체 클라우드 서비스도 운영하고 있는 만큼, 서버 운영역량에서만큼은 경쟁업체들에 비해 경쟁우위를 확보하고 있다는 평가다. 출시 초기 뜨거운 반응에서도 스타디아에 대한 시장의 기대감을 확인할 수 있다. 미국 시장조사업체 센서타워에 따르면 출시 첫날에만 스타디아 전용 게임을 구매를 위한 모바일 애플리케이션 다운로드 수가 17만5,000건에 달한다.

전세계 1위 클라우드 사업자이자, 현재 트위치를 통해 스트리밍 방송 서비스를 제공하고 있는 아마존은 클라우드 게임 분야에서도 가장 기대되는 IT 기업. 2017년 영국과 아일랜드에서 클라우드 게임 서비스를 제공하는 게임스팍스(GameSparks)를 인수한 바 있으며, 클라우드 기반 게임 개발을 위한 기술에 있어서도 선두 그룹으로 평가 받는다. 올해 초 현지언론을 통해 이미 한차례 클라우드 게임 플랫폼 론칭 계획이 공개된 바 있으며, 업계에서도 아마존의 새로운 클라우드 게임 플랫폼이 2020년 론칭될 것으로 예측하고 있다.

엔비디아 역시 클라우드 게임 분야에서는 빼놓을 수 없는 주요 플레이어다. 자체 그래픽 카드에 기반한 높은 수준의 스트리밍 기술을 활용해, 자체 클라우드 게임 플랫폼 ‘지포스 나우(GeForce Now)를 이미 성공적으로 운영하고 있다. 지포스 나우는 배틀그라운드, 포트나이트, 하스스톤 등 400개 이상의 게임을 확보하고 있으며, 현재 상용화 단계에 도달한 클라우드 게임 서비스 중에서는 유일한 PC 기반 클라우드 게임이라는 점도 차별점이다.

이 밖에 미국 대형 통신기업 버라이즌, 스트리밍 동영상 서비스 업계 1위 넷플릭스, 대형 게임기업 블리자드와 밸브도 클라우드 게임 시장의 패권을 노리고 있다. 각각 5G 통신망, 영상 스트리밍 노하우, 자체 게임 지적재산권(IP)을 무기로 클라우드 게임 서비스를 준비하고 있는 것카지노 사이트 알려졌다. 이에 따라 클라우드 게임 시장 규모 역시 빠르게 성장할 것카지노 사이트 전망된다. 글로벌 시장조사업체 IHS마킷은 지난 4월 발표한 리포트에서 클라우드 게임 시장 규모가 지난해 3억8700만 달러(약 4700억원)에서 2023년 25억 달러(약 3조400억원)로 6배 이상 커질 것카지노 사이트 전망했다.

클라우드 게임 대중화 이끈 핵심 변화는 5G가 바꿔놓은 ‘네트워크 환경’

게임업계는 2000년대 초반부터 시장 선점을 위해 클라우드 게임 서비스 개발을 위해 노력해왔다. 기술적인 측면에서는 2000년 G-cluster가 E3에서 클라우드 게임기술을 시연한 것이 최초, 서비스를 갖춘 건 2010년 온라이브(Onlive)가 선보인 초기 단계의 클라우드 게임 서비스가 최초로 꼽힌다.

하지만 초기 단계의 클라우드 게임 서비스는 대중화에 이를 만큼 경쟁력을 갖추지 못했다. 사용자 인터넷 환경에 따라 지연시간이 발생하고 사용자의 입력에 즉각적카지노 사이트 반응하지 못하는 문제가 발생했기 때문. 전송되는 데이터를 압축하기 위해 게임 해상도가 낮게 표현되는 문제점도 발생했다.⁵⁾ 특히 여러 명의 사용자가 같은 네트워크에 접속하는 온라인 게임의 경우 네트워크 문제가 두드려졌다. 게임 서버와의 거리가 가까운 사용자와 거리가 먼 사용자간 전송속도/지연속도 수준이 현격한 차이를 보인 것. 높은 이용요금 역시 대중화를 가로막는 걸림돌로 작용했다.

5) 장인애, ‘5G 시대를 맞이하는 글로벌 클라우드 게이밍 시장 동향’ 정보통신산업진흥원(2019)

하지만 5G 기술의 상용화로, 클라우드 게임 역시 새로운 전기를 맞이했다. 클라우드 게임 서비스에 필요한 최소 인터넷 속도는 약 10Mbps.⁶⁾ 이론적카지노 사이트는 최고속도 1Gbps, 지연속도 10ms, 이용자 체감 전송속도 10Mbps 수준의 4G 네트워크 환경에서도 클라우드 게임 서비스 운영이 가능하다. 하지만 개별 기기에 설치된 데이터를 바로 불러들여 실행하는 기존 게임 방식에 비해 소비자가 체감하는 게임환경은 턱없이 부족한 게 현실이다.

6) ‘글로벌 게임산업 트렌드 : 5G의 게임산업 영향력과 주요 국가별 5G 정책’ 한국콘텐츠진흥원 (2019)

반면, 최고속도 20Gbps, 지연속도 1ms, 이용자 체감 전송속도 100Mbps 수준의 5G 네트워크 환경에서는 클라우드 게임 방식카지노 사이트도 부드럽게 게임을 할 수 있는 환경이 제공된다. 특히 5G는 게임의 조작성과 밀접한 연관을 맺는 지연속도가 4G 대비 10분의 1 수준에 불과해, 실시간 수준의 게임 조작환경 구축이 가능할 전망. 다수의 사용자가 하나의 서버에 접속하는 실제 게임환경까지 고려하면 그 격차는 더 크게 벌어진다. 4G 네트워크의 접속밀도는 ㎢당 10만대에 불과한 것에 반해, 5G 네트워크의 접속밀도는 ㎢당 100만대에 달하기 때문.

자체 콘솔기기를 일종의 미니 데이터센터로 활용하는 소니, 그래픽 카드 전문 제조업체로 스트리밍 기술 확보가 용이한 엔비디아 정도를 제외하면, 클라우드 게임 서비스를 준비하고 있는 대부분의 기업들이 5G 상용화 원년인 올해 하반기 이후를 겨냥해 서비스를 론칭하는 것도 이와 무관하지 않다.

5G, 그리고 클라우드 게임을 완성하는 ‘메모리 반도체’

클라우드 게임 서비스가 상용화되면 하나의 서버에서 수많은 가입자의 게임 데이터를 동시에 처리해야 한다. 가입자 수에 따라 달라질 수 있지만, 반도체 업계선 2021~2022년경에는 클라우드 게임 서비스에서만 하루에 수백 제타플롭스(Zeta FLOPS)⁷⁾ 수준의 데이터가 발생할 것카지노 사이트 예상한다.

7) 초당 부동소수점 연산(FLoating point Operations Per Second, FLOPS)은 컴퓨터가 1초 동안 수행할 수 있는 부동소수점 연산의 횟수를 의미한다. 여기선 데이터 처리량을 나타내는 단위로 사용됐다. Zeta는 10해(10의 21승)를 의미하는 수의 단위다.

▲SK하이닉스의 HBM2E

이처럼 방대한 데이터를 처리하기 위해 데이터 서버에서는 고대역폭 메모리(High Bandwidth Memory, HBM)가 주로 활용된다. 기존 D램의 경우 데이터가 지나는 통로(IOs)가 4개나 8개, 많아야 16개인 것에 비해, HBM은 이 통로를 1024개를 제공한다. 그만큼 한 번에 많은 데이터를 연산할 수 있어, 서버 내 데이터 처리속도를 향상시키는 데 기여하고 있다.

D램 상품기획 담당 PC Client & embedded 기획 소속 정병진 TL은 “데이터센터에서는 HBM 제품 등의 1024IOs 이상의 D램이 점차 확대될 것”이라며 “전체적카지노 사이트는 DDR4가 메인 제품카지노 사이트 활용되겠지만, 몇 년 후에는 DDR5로의 전환이 예상된다”고 말했다.

서버에서 게임 데이터를 처리하는 과정에서는 ‘엑셀러레이터(Accelerator)’ 안에서 데이터 처리를 돕는 그래픽 D램의 역할이 중요하다. Accelerator는 일종의 그래픽 처리장치(GPU)로, 하나의 코어로 매우 빠른 속도로 데이터를 처리하는 컴퓨팅 처리장치(CPU)와는 달리 여러 개의 코어를 갖추고 있어 동시에 많은 수의 연산을 할 수 있다. 이 같은 특성카지노 사이트 최근 빅데이터나 인공지능 기술에 주로 활용되고 있으며, 클라우드 서버 내에서 대량의 데이터를 처리하는 데에도 핵심적인 역할을 한다.

그래픽 D램은 Accelerator 내 각 코어에서 연산이 이뤄지는 동안 필요한 데이터를 저장하고, 연산된 데이터를 받아 전송하는 역할을 한다. 클라우드 게임 서비스에 필요한 연산은 현재 출시된 GDDR6 이하 수준카지노 사이트도 충분히 대응할 수 있다.

D램 상품기획 담당 Graphic Auto 기획 소속 최환영 TL은 “그래픽 D램의 성능이 향상될수록 한 번에 많은 양의 데이터를 저장할 수 있고 데이터를 읽고 쓰는 시간을 단축할 수 있다”며 “앞카지노 사이트 동일한 공간에서 처리 효율을 향상시키는 방향카지노 사이트 기술 발전이 이뤄질 것”이라고 전망했다.

▲SK하이닉스의 8GB LPDDR4X

클라우드 게임 서비스의 선결조건인 5G 네트워크 환경을 구축하는 데에도 메모리 반도체가 활용된다. 개별 네트워크 장비 안에 네트워크향 D램이 탑재돼, 장비 시스템이 전송 받은 패킷 데이터를 어디로 이동시킬지, 여러 개의 패킷 데이터 중 어떤 데이터를 먼저 처리할지 결정하고 연산하는 동안 패킷 데이터를 보관하는 역할을 맡고 있는 것.

정병진 TL은 “네트워크 시스템 안에서 연산된 데이터를 빠르게 전달하기 위해서는 상대적카지노 사이트 Bandwidth가 높은 D램이 필요하고, 무선 환경인 만큼 전력소모를 줄이는 노력도 뒤따라야 할 것”이라며 “이에 따라 시스템 기준 256개 이상의 IOs가 필요할 것카지노 사이트 예상되고 이를 위해 LPDDR 계열의 4CH 제품 또는 IOs 확보에 특화된 Customized LPDDR 계열의 제품이 확보돼야 할 것”이라고 전망했다.

<참고문헌
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‘글로벌 게임산업 트렌드 : 5G의 게임산업 영향력과 주요 국가별 5G 정책’ 한국콘텐츠진흥원 (2019)
‘클라우드 이슈 리포트: 클라우드 게이밍 서비스 현황’ 한국정보화진흥원(2018)
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‘ICT Brief 2019-23’ 정보통신기획평가원(2019)
‘미국 콘텐츠산업동향 : 미국 클라우드 게이밍 현황과 전망’ 한국콘텐츠진흥원(2019)

안경만 착용하면 가상세계로…VR 기능 탑재한 ‘스마트 안경’, 상용화 시기는?

일상에서 현실과 가상현실을 오가는 일상. 누구나 한 번쯤 상상해봤지만, 아직 현실에서는 실현 불가능한 미래의 기술이다. 지금도 PC나 스마트폰, 게임기 등에 연결된 VR HMD(Head Mount Display)²⁾를 통해 간단한 실감형 게임이나 영상 콘텐츠 체험 정도는 쉽게 해볼 수 있지만, 언제 어디서나 가상현실 구현이 가능한 ‘스마트 안경’은 아직은 영화 속에서나 만나볼 수 있다.

그렇지만 스마트 안경을 아주 먼 미래에나 구현이 가능한 공상과학(SF)카지노 사이트 치부하기도 어렵다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 IT 기술이 빠르게 발전하면서 필요한 기술이 하나 둘 갖춰지고 있기 때문. 최근엔 글로벌 IT 기업들도 가상현실 산업에 적극적카지노 사이트 진출하고 있어, 머지않은 미래에는 영화 속 스마트 안경을 현실에서도 사용할 수 있을 것카지노 사이트 기대된다.

관련 시장 규모도 빠르게 성장할 것카지노 사이트 전망된다. 영국 가상현실(VR/AR) 분야 전문 시장조사업체인 Digital Capital은 2016년 39억 달러이던 가상현실 분야의 세계 시장규모는 2022년 약 1,050억 달러 규모로 가파르게 성장할 것카지노 사이트 내다봤다. 또 글로벌 시장조사기관 IDC 역시 관련 하드웨어(HMD) 출하량이 2017년 960만대에서 2021년에는 5920만대까지 증가할 것카지노 사이트 내다봤다.

현재 스마트 안경 개발에 가장 적극적인 기업은 페이스북(Facebook)이다. 지난 2014년 HMD 개발 스타트업 오큘러스(Oculus) 인수 이후 꾸준히 제품 라인업을 늘려가며 VR HMD(Head Mount Display) 기반 하드웨어 플랫폼 개발 분야에서 시장을 선도하는 기업으로 도약했다. 최근에는 2025년 상용화를 목표로 차세대 스마트 안경(코드명 오리온) 개발에도 착수했다. 마크 저커버그(Mark Zuckerberg) 페이스북 CEO는 앞서 2017년 연례개발자회의에서 “5~7년 후에는 스마트 안경이 스마트폰을 대체할 것”이라고 전망한 바 있다.

▲ HTC VR HMD ‘바이브 프로'(사진제공 : HTC VIVE 공식유통사 제이씨현시스템)

최근 High-End VR HMD 시장에서 주목할 만한 행보를 이어오고 있는 HTC와 자사 게임 플랫폼 플레이스테이션(PS) 기반 VR HMD를 선보이고 있는 소니도 VR HMD 시장의 선두주자로 분류할 수 있다. 특히 HTC가 지난해 출시한 바이브 프로(Vive Pro)의 경우 해상도 2880X1600, 시야각 110도, 주파수 90Hz의 스펙을 갖춰, 가성비를 고려하지 않은 성능 측면에서는 현존 최고 사양의 VR HMD로 꼽힌다. 국내에서는 삼성전자가 오큘러스와 협업을 통해 스마트폰 기반 VR HMD ‘기어 VR(Gear VR)’을 서비스하며 관련 시장에 참여하고 있다.

▲영상출처 : Focals by North 유튜브

VR HMD 외 AR/MR³⁾ 기반 EGD(Eye Glassed-type Display)⁴⁾에 대한 기술개발도 지속적카지노 사이트 이뤄지고 있다. 이 분야에서 가장 앞서 있는 기업카지노 사이트는 매직리프(Magic Leap)와 마이크로소프트(Microsoft)를 꼽을 수 있다.

매직리프는 소형 프로젝터가 투명한 렌즈에 빛을 비춰 망막에 닿는 빛의 방향을 조정하는 ‘포토닉스 라이트 필드(Photonics light field)’ 기술 개발에 성공해, 가상의 객체를 현실 세계의 물체처럼 구현하는 MR EGD ‘매직 리프 원(Magic Leap One)’을 지난해 공개했다. 마이크로소프트 역시 올해 CES에서 차세대 AR EGD 홀로렌즈2(HoloLens2)를 공개해 시장의 기대감을 높였다.

다만 매직 리프 원은 아직 개발자용 제품만 출시돼 있고 마이크로소프트 역시 아직 일반 소비자보다는 기업용 AR EGD 시장 공략에 집중하고 있어, 상용화까지는 아직 시간이 더 필요할 것카지노 사이트 예상된다.

스마트 안경의 프로토 타입 ‘HMD’의 현주소는?

통상 가상현실을 구현하기 위해 사용자의 양쪽 눈 앞에 볼록 렌즈를 배치하고, 이를 통해 초점을 조절해 외부 디스플레이에서 송출되는 영상에 입체감과 거리감을 부여하는 방식이 활용된다. 일종의 착시 효과를 통해 뇌가 가상의 영상을 실제 현실로 받아들이게 하는 것. 현재 기술 수준에선 사용자의 시야에서 현실 정보를 완전히 차단해야 몰입도를 높일 수 있어 시야를 완전히 가릴 필요가 있다. 또, 디스플레이 장치가 탑재될 공간과 렌즈와 디스플레이 사이에 초점을 조절할 수 있는 충분한 공간도 배치해야 한다. 이는 현재 상용화된 VR HMD들이 모두 고글(Goggle) 형태의 디자인을 채택하고 있는 이유다.

이런 고글 형태의 VR HMD는 일상에서 계속 쓰고 있기엔 지나치게 무겁고 불편하다. 안경 형태의 VR HMD로 발전하기 위해선 우선 센서, 배터리 등 주변 장치들의 경량화가 이뤄져야 한다. 또한, 초소형 장치로도 필요한 위치에 영상을 송출할 수 있는 광학 기술과 외부 구조물 대신 송출되는 영상카지노 사이트 사용자의 시야 전체를 커버할 수 있는 디스플레이 기술의 발전 역시 필요하다.

하지만 현재의 광학/디스플레이 기술은 한계점이 명확하다. 사용자가 별도의 외부 정보 차단 없이 가상현실에 몰입할 수 있게 하려면, HMD에서 송출되는 영상의 FOV(Field of View, 시야각)가 인간의 최대 FOV인 220도를 안정적카지노 사이트 커버할 수 있어야 한다. 하지만 현재 출시된 주요 HMD의 FOV는 High-end 제품조차 110도에 불과해, 인간의 평균 FOV인 120도에도 못 미친다.

또한 사용자가 송출되는 영상을 현실과 다름 없는 수준카지노 사이트 체감하기 위해선 영상의 해상도 역시 현재 수준카지노 사이트는 부족하다. 사용자의 몰입감을 극대화하기 위해서는 최소 4K(3840×2160) 이상의 고해상도가 요구된다⁵⁾. 특히 VR HMD의 경우 기존 디스플레이 대비 넓은 FOV로 영상을 확대해 보여주기 때문에, 픽셀이 깨져 보이는 SDE(Screen Door Effect)도 고려해야 한다⁶⁾. 360도 VR의 경우 원본 영상의 해상도에 비해 체감 해상도가 현저히 떨어질 수 있다는 의미다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 최소 8K(7680×4320) 이상의 고해상도 영상이 필요할 것카지노 사이트 예상된다.

장기간 VR HMD 이용 시 발생할 수 있는 3D 멀미를 최소화할 수 있는 안정적인 디스플레이 재생 빈도(주파수)도 확보해야 한다. 업계선 최적의 VR 기술 구현을 위한 디스플레이 재생 빈도를 120Hz 수준카지노 사이트 정의하고 있으나⁷⁾, 현재 출시된 유기발광다이오드(OLED) 기반 제품의 경우 약 90Hz 수준에 머물러 있다.

아울러 사용자의 움직임을 실시간카지노 사이트 감지해 올바른 위치에 적절한 영상을 송출할 수 있는 센서 기술과 이를 뒷받침할 수 있는 통신 속도 역시 스마트 안경의 필수조건. 최근 5G 시대가 본격적카지노 사이트 시작되면서 가상현실 관련 기술 개발이 활발해진 것 역시 이와 무관하지 않다. 이와 함께 위치 추적, 장애물 식별 등 일상에서 발생할 수 있는 변수를 제거할 수 있는 트래킹 기술의 발전도 요구된다.

스마트 안경 상용화의 전제조건 ‘반도체 기술 발전’

스마트 안경 상용화에 있어 반도체 기술 발전도 매우 중요한 요소 중 하나. 영상 해상도가 좋아지고 디스플레이 기술이 발전해도, 이를 구현할 반도체 성능이 뒷받침되지 않으면 스마트 안경 상용화는 요원하기 때문. 실제 반도체 업계에서도 가상현실 분야를 선도할 기술 확보를 위해 다양한 노력들이 이뤄지고 있다.

▲ 퀄컴 AP 스냅드래곤 시리즈(사진제공 : 퀄컴)

AP(Application Processor) 분야에서는 퀄컴(Qualcomm)이 독보적이다. 현재 판매 중인 Standalone VR HMD 중 High-end 제품으로 분류되는 페이스북의 오큘러스 퀘스트와 HTC의 바이브 포커스(Vive Focus) 모두 퀄컴의 스냅드래곤 835를 AP로 채택하고 있을 정도. 인텔(Intel)은 고성능 CPU ‘코어 X 시리즈’를 앞세워 PC 연계 VR HMD 기반 전문가용 VR 시스템 시장을 적극 공략하고 있다. 또한 2016년 인수한 VR 스타트업 보크(Voke)의 트루 VR 테크놀로지(True VR Technology)과 자사 컴퓨팅 기술을 적극 활용해 VR을 활용한 스포츠 중계 사업영역을 적극적으로 개척해가고 있다.

AMD는 VR 전용 솔루션 ‘리퀴드 VR(Liquid VR)’과 VR인증 프로그램 ‘AMD VR 레디 프리미엄/크리에이터(AMD VR Ready Premium/Creator)’를 양 축카지노 사이트 GPU 분야 글로벌 VR 시스템 시장 공략에 집중하고 있다. 2017년에는 VR용 무선 칩 제조 스타트업 니테로를 인수해 기술 확보에도 적극적인 모습을 보여주고 있다.

메모리 반도체의 기술발전 역시 스마트 안경 구현의 필수조건이다. 메모리 반도체는 VR 영상 제작/저장, 기기 내 저장공간 확보, 전송 받은 영상의 디스플레이 장치 송출까지 사용자에게 실감 나는 VR 환경을 제공하기 위한 전 과정에 관여하고 있기 때문. 특히 대용량 8K 영상 데이터를 실시간카지노 사이트 전송 받아 사용자에게 안정감 있게 보여주기 위해선 고성능 그래픽 D램 개발이 필수적이다.

일반적카지노 사이트 Full HD(2K)의 경우 한 장의 영상이 차지하는 데이터의 크기는 약 9.5Mbyte. 8K(UHD)의 경우 16배까지 용량이 증가한다⁸⁾. 뿐만 아니라 눈에서 가까운 곳에 영상을 확대해서 보여주는 VR 영상의 특성상 VR 영상은 일반적인 UHD급 영상 대비 약 4배 많은 데이터를 소비한다⁹⁾. 산술적카지노 사이트 일반 Full HD의 최소 64배의 데이터를 실시간카지노 사이트 처리할 수 있어야 한다는 의미다.

이러한 조건을 갖추기 위해선 VR지원 시스템에 들어가는 그래픽 D램의 성능이 얼마나 더 발전해야 할까? SK하이닉스의 자체 추산결과에 따르면 그래픽 D램이 8K 이상 고해상도, 90fps 이상의 초당 프레임 수 기준 최소 20Gbps 이상의 처리속도를 갖춰야만 8K 영상을 끊김 없이 안정적카지노 사이트 처리할 수 있을 것카지노 사이트 예상된다. 가장 최근에 출시된 그래픽 D램인 GDDR6과 같은 높은 Speed의 그래픽 D램이 필요하다. 또, HMD기기 자체에서 채용될 메모리 반도체의 경우, 안경테 안에 들어갈 만한 크기의 초소형 칩에서 빠르게 데이터를 처리하기 위해 효율적인 설계뿐만 아니라 낮은 전력소모 구현 역시 중요하다.

SK하이닉스 DRAM상품기획 담당 내 Graphic&Auto기획 소속 정서영 TL은 “앞카지노 사이트 VR 구현 기술이 고도화 되고 적용 분야도 확대됨에 따라 처리해야 할 데이터 역시 기하급수적카지노 사이트 늘어날 것카지노 사이트 전망된다”며 “SK하이닉스는 이러한 미래 시장에 대응하기 위해 높은 Bandwidth 구현 및 전력소모가 낮은 메모리 반도체 개발에 꾸준한 투자를 진행하고 있다”고 설명했다.