사이버 물리 공간의 시대: 디지털과 실제 세계의 융합을 설계하는미래 공학도의 필수 교양

디지털과 실제 세계의 융합을 설계하는 미래 공학도의 필수 교양

사이버 물리 공간의 시대

최준균, 박효주, 고혜수, 최형우｜KAIST PRESS 기획

 

사이버 물리 공간(CPS)의

현재와 미래를 한 권에 응축한

카이스트 명강 PLUS 두 번째 책!

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어느새 우리 앞에 다가온 거부할 수 없는 흐름,

사이버 물리 공간이란 무엇인가?

 

한번 상상해 보자. 집에 돌아온 순간 스마트 워치가 내 체온과 몸 상태에 맞게 실내 온도를 조정하고, 확장 현실(XR) 헤드셋을 쓰니 오늘 검색했던 내용이나 시청했던 영상과 연관된 콘텐츠를 자동으로 추천해 준다. ‘BTS 콘서트’를 선택하자 선호하는 멤버를 가장 잘 즐길 수 있는 시간과 시점으로 재생되고, 직접 공연장에 간 것보다 생생한 경험을 한다. 이러는 동안에도 집에서는 실시간으로 상태를 파악, 내가 필요하기도 전에 물건이나 음식 재료를 주문해 채워 준다.

 

2007년 아이폰 출시로 스마트폰의 개념이 재정립된 이후, 텔레비전에서 냉장고, 세탁기까지 각종 기기에 인공 지능(AI)이 탑재되어 ‘스마트’라는 수식어를 달고 등장했다. 이제 우리는 사용자의 패턴을 학습하고, 환경에 따라 새로운 사용법을 제안하며, 탑재 소프트웨어를 스스로 업그레이드하는 기기들에 둘러싸여 있다. 앞으로 더 많은 사물과 기기가 인터넷에 연결되고, 인간의 능력을 뛰어넘을 정도로 인공 지능이 더 발달한다면 과연 우리는 어떤 삶을 살아가게 될까?

 

사이버 물리 공간(cyber physical space, CPS)이란 이처럼 물리 세상이 사이버 세상과 연결되고, 사이버 세상의 기술을 활용해 물리 세상을 제어하며 둘 사이의 경계가 점점 ‘사라지는’ 지점을 뜻하는 단어이다. 사람 간의 상호 작용을 도와 세상을 바꾼 인터넷처럼 사람과 기계의 상호 작용을 통해 세상을 또 한 번 변화시킬 것으로 기대되는 CPS 기술은 2010년 미국 대통령 과학 기술 자문 회의(PCAST) 보고서에서 향후 미국의 패권을 좌우할 ‘최고 연구 우선 순위’로 선정되었고, 현재도 각국에서 대규모의 지원이 계속되고 있다.

 

사이버 물리 공간에 관한 모든 것을 담은

최초이자 최고의 명강

 

이미 알게 모르게 우리 일상에 다양하게 침투했지만, 시중에 관련 국내 서적이 존재하지 않을 정도로 일반인에게는 아직 생소한 개념인 사이버 물리 공간의 올바른 이해와 준비를 위해 ㈜사이언스북스는 KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터와 함께 『사이버 물리 공간의 시대』를 「카이스트 명강 PLUS」 시리즈의 두 번째 책으로 출간했다.

 

「카이스트 명강 PLUS」 시리즈는 대한민국을 대표하는 과학 기술 석학들이 축적해 온 전문 지식을 담아내기 위해 ㈜사이언스북스가 KAIST PRESS와 공동으로 기획 · 출간하는 과학 기술 총서로, 2017년에는 양자 정보학의 최신 이론과 연구 성과를 모두 담은 국내 유일의 교과서 『양자 정보학 강의』를 출간해 고급 과학 독자 및 관련 전공자의 호평을 받은 바 있다.

 

이 책의 저자들(최준균, 박효주, 고혜수, 최형우)이 소속되어 있는 KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터는 인공 지능, 기계 학습을 기반으로 다종 환경 지원 클라우드 기술 및 지능형 CPS 기술을 개발하는 연구 센터로, 정보 기술(IT) 융합 연구의 권위자인 최준균 KAIST 전기 및 전자공학부 교수를 소장으로 30여 명의 전문 인력이 활동하고 있다. 『사이버 물리 공간의 시대』는 KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터가 엄선한 저자진이 사물 인터넷에서 엣지 컴퓨팅, 인공 지능, 빅 데이터, 디지털 트윈까지 사이버 물리 공간에 관한 모든 지식을 한 권에 응축한 책으로, 명강이라 불리기에 부족함이 없는 지식과 통찰이 담겨 해당 분야 전문가뿐만 아니라 디지털과 실제 세계의 융합을 준비하는 공학도들에게 미래를 대비할 길잡이를 제공할 것이다.

 

우리는 모두 사이버 물리 공간이 만드는 변화의 물결에 휩쓸리고 있는 여행자이다. 걷잡을 수 없이 빠르게 다가오는, 거스를 수 없는 미래 앞에서 무엇을 해야 하는지에 대한 답을 이 책에서 찾아가고자 한다.
―본문에서

 

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차례

머리말: 미래 지식 문명의 신대륙을 찾아서 5

 

1장 사이버 물리 공간의 등장

1 사이버 물리 공간이란 무엇인가? 13

2 사이버 물리 공간의 등장 배경 18

도구(하드웨어)의 진화 | 기술(소프트웨어)의 진화 | 플랫폼의 진화

 

2장 사이버 물리 공간과 산업

1 AI 생태계와 즐거움 45

우리 사회는 어떻게 진화할 것인가 | AI 생태계의 도래 |

즐거움, 모든 문화 현상의 기원

2 사이버 물리 공간을 활용한 산업별 발전 현황 69

산업의 변화, 그리고 ‘즐거움’ | 즐거움이 더해지는 산업 | 즐거움이 극대화되는 산업

3 사이버 물리 공간을 활용한 산업 발전 방향 89

즐거움의 가치: 게임화되거나, 도태되거나 | 경험적 가치: 소비와 공유 |

감각적 가치: 인지의 극대화, 경험의 확장

 

3장 사이버 물리 ‘공간’

1 경험과 감각을 공유할 수 있는 사이버 공간: 메타버스 107

2 경험과 감각을 공유할 수 있는 물리 공간: 인공 지능 체험 공간 115

3 사이버 물리 공간과 플랫폼의 미래 120

편리한 플랫폼 | 즐거움이 있는 플랫폼 | 똑똑한 플랫폼: 지식 플랫폼 |　

시너지 효과를 내는 플랫폼: 클라우드 플랫폼

 

4장 사이버 물리 공간과 기술

1 사이버 물리 공간을 위한 플랫폼 131

CPS | CPS 기술의 주요 특징 | CPS, IoT 및 디지털 트윈 | CPS 플랫폼

2 사이버 물리 공간을 위한 플랫폼 기술 요소 142

컴퓨팅 | 네트워크 | 새로운 도구들 | AI와 빅 데이터

3 CPS 플랫폼 구현의 기술적 고려 사항 187

안정성 | 디지털 미디어 표준 | 데이터 형식 표준과 공유

트러스트 | 실시간성 | 동기화 | 인간 상호 작용

 

맺음말: 사이버 물리 공간에서 살아남기 199

1 미래 경험 생태계를 맞이하기

2 미래의 산업, 기업 생태계에서 살아남기

 

후주 212

도판 저작권 215

찾아보기 216

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최준균

현재 KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터 소장이자 KAIST 전기 및 전자공학과 교수로 재직 중이다. 1986~1997까지 한국전자통신연구원의 실장 및 책임 연구원으로 근무하였으며 1990~1991년까지 캐나다 토론토 대학교 교환 연구원을 지냈다. 국제표준화 관련 ITU-T의 Rapporteur 및 IPTV Focus Group의 WG1 의장을 역임하였으며, 국내 대표단 의장으로써 활동하는 동안 NGN(BcN) 및 IPTV 관련 국제 표준화를 주도하였다. 최근 CPS 환경에서 AI를 접목함으로써 효율화를 꾀하는 것에 관심을 가지고 연구를 진행 중에 있다.

 

박효주

KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터 연구원으로 재직 중이다. 부산대학교 신문방송학과에서 뉴미디어로 석사 학위를, KAIST 기술경영학과에서 기술 혁신으로 석사 학위를 받았다. 미래 미디어 생태계 변화, 미래 기술, 지식 미디어, 기술 혁신의 탈추격 등과 관련한 프로젝트에 다수 참여했으며, 미디어 환경 및 기술 혁신에 따른 새로운 사회적 현상에 관심을 가지고 있다.

 

고혜수

KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터 선임 연구원으로 재직 중이다. KAIST 기술경영학과에서 석박사 과정을 밟으며 혁신 기업의 경영자 의도와 성과에 대해 연구했다. 중소기업 기술 지원, 기관 성과 평가와 관련한 프로젝트에 다수 참여했으며, 기술 환경 변화에 따른 기업 운영의 변화에 관심을 가지고 있다.

 

최형우

KAIST에서 공학 박사 학위를 받고, 현재 KAIST 정보전자 연구소 소속의 박사 후 연구원으로 일하고 있다. 인공 지능 기술, 특히 멀티에이전트 강화 학습을 활용해 사물 인터넷(IoT), 모바일 엣지 컴퓨팅(MEC), 스몰셀 네트워크의 자원을 최적화하는 데 관심을 가지고 있다.

 

KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터

KAIST-메가존클라우드 지능형 클라우드 융합기술 연구센터(KAIST-MZC센터)는 인공 지능, 기계 학습 기반 클라우드 운영 최적화 및 관리 자동화 기술 연구에 주안점을 두고, 클라우드 기반의 다종 환경 지원 클라우드 기술 및 지능형 사이버 물리 시스템 기술을 개발하는 연구 센터다. 차세대 지능형 클라우드 융합 기술이란, 인간 · 센서 · 디바이스 · 시스템 · 서비스 등 다양한 ICT 환경을 통해 수집되는 데이터를 클라우드 플랫폼에서 관리하고, 빅 데이터, 기계 학습, 인공 지능 등의 분석 기능과 소프트웨어를 활용해 지능적인 상황 인지를 가능하게 함으로써 응용 서비스 환경에 최적화된 의사 결정을 내리는 기술이다. KAIST-MZC센터는 클라우드 결합형 미래 웹 및 데이터 모델 기술 연구와 K-클라우드 기반 오픈 클라우드 기술 연구를 주로 하며, 메가존클라우드와 연구 교류를 통해 기술 협력을 지속하고 산학 협력 차원의 공동 연구 아이템 도출 및 시장 개척을 위한 솔루션 개발에도 함께한다.

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