우리가 맞이할 4차 산업혁명 시대

4차 산업혁명하면 대부분의 사람들은 인간과 인공지능의 사이를 대결 구도로 그려놓고, 어두운 미래를 연상한다. 하지만 4차 산업혁명 시대가 인공지능과 함께 살아가야 하는 시대라면 인공지능을 경쟁과 시합의 대상으로 보기보다는 공생하여 더욱 탁월한 결과를 이끌어낼 수 있는 파트너로 보려는 자세가 필요하다. 결국, 인간의 경쟁 상대는 인공지능이 아니라, 인공지능을 활용할 줄 아는 또 다른 인간이며, 앞으로는 인공지능을 능숙하게 다룰 줄 아는 변호사와 그냥 변호사, 인공지능을 능숙하게 다룰 줄 아는 예술가와 그냥 예술가가 존재할 것이다. ‘인공지능과의 일전을 어떻게 대비할 것인가’보다는 인공지능을 최고의 파트너로 인식하고 ‘인공지능을 나의 꿈에, 직업에 어떻게 적용할 것인가’에 대해 생각해야 한다. 인공지능은 기존 데이터에서 패턴을 찾아내는 능력이 뛰어나지만, 인간의 창작은 기존 지식을 숙달하는 것을 넘어 기존 패턴을 완전히 뒤집는 독창성으로 나아간다.
인공지능이라는 훌륭한 도구를 사용한다면 자신의 창조적 상상력을 발휘하는 데 있어 걸림돌이 되었던 시간, 비용, 인력 등의 제약을 극복하고 최고의 걸작품을 탄생시킬 수 있을 것이다. 수많은 비용과 시간이 필요했던 창작 활동을 개인 혼자서 할 수 있는 시대가 열리는 것이다. 인공지능의 발전은 오히려 인간에게 더욱 위대한 상상력과 창의적 능력을 요구한다.
앞으로의 시대에는 인공지능, 빅데이터를 비롯한 정보통신 기술이 전 분야에 걸쳐서 핵심 요소로 자리매김할 것이다. 의사, 판검사, 변호사, 회계사와 같은 ‘사’자 직업이 성공을 보장하던 시대는 이미 끝난 지 오래되었다. 이제는 4차 산업혁명과 관련된 소프트웨어를 더 잘 다루는 사람이 사회를 지배할 수 있다. 변화하는 시대에 살아남기 위해 일찍부터 많은 준비를 하길 바란다. 4차 산업혁명의 실체를 의심하는 사람들도 있지만, 속도, 규모, 복잡성의 측면에서 미루어볼 때, 4차 산업혁명은 과거 인류가 겪었던 산업혁명들과는 확연히 다르다. 세상은 이미 새로운 산업혁명 시대에 들어섰지만, 우리는 아직 이 새로운 혁명의 다면성과 깊이를 완벽히 이해하진 못하고 있다.
그런 점에서 이 책은 증기기관이 만든 1차 산업혁명부터 디지털 시대가 만든 4차 산업혁명의 과정과 개념, 그리고 그 의미를 풀어내면서, 더 나아가 4차 산업혁명과 인공지능에 대한 다양한 궁금증을 알기 쉽게 설명하고 있다. 컴퓨터, 빅데이터, 사물 인터넷, 3D 프린터, 4D 프린터, 블록체인, 코인, 자율주행차, 스마트 공장, 스마트 안경, 드론, 나노로봇 등 4차 산업혁명과 인공지능을 대표하는 핵심 기술에 대한 지식과 더불어, 미래사회에 대비하기 위해 무엇에 집중해야 하는지를 객관적으로 전달한다.

이 책의 구성은…

Chapter 1 당신이 맞이할 미래, 4차 산업혁명

소위 4차 산업혁명의 시대다. 뉴스를 보거나 신문을 보면 4차 산업혁명 관련 키워드가 주를 이룬다. 정부에서도, 기업에서도, 학교에서도, 언로에서도 다들 4차 산업혁명이 어떻다 하는데, 대체 4차 산업혁명이 무엇이길래 이리도 호들갑일까? 사실, 1차, 2차, 3차 산업혁명이 없었다면 4차 산업혁명도 없다. 산업혁명의 시작점은 18세기 토마스 뉴커먼에 의해 발명되고 제임스 와트가 개선한 증기기관에서 시작되었다. 하지만 이 증기기관의 아이디어는 고대 그리스 철학자 헤론의 ‘아에올리스의 공’에서 발현되었다.
증기기관은 전기문명과 함께 생산시스템에 혁명적인 변혁을 가져왔다. 특히 2차(대량생산 시스템), 3차 산업혁명(컴퓨터 인터넷 시스템)을 거치면서, 정보통신기술의 총아로 일컫는 디지털 기반의 4차 산업혁명으로 이어진다. 결국 인공지능, 사물 인터넷, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 자율주행차, 나노로봇, 드론, 증강현실 등 첨단 정보통신기술이 경제, 사회 전반에 융합되어 일상에서 혁신적인 변화를 가져오게 된 것이다. 이러한 4차 산업혁명을 이해하는 요소로는 초생산, 초지능, 초연결, 초융합, 공유경제의 활성화라는 키워드로 이해된다.

Chapter 2 사람처럼 생각하는 컴퓨터, 인공지능

먼저 컴퓨터는 어떻게 생겨났을까? 사실 컴퓨터는 사람의 계산능력을 넘어서는 부분을 보완하기 위해서 만들어진 것이었다. 하지만 인공지능은 한 마디로 정리한다면, 사람보다 단순히 계산능력이 탁월한 컴퓨터가 아니라 사람처럼 생각하고 행동하는 컴퓨터다. 하지만 여전히 인공지능에 대한 명확한 기준과 능력, 범위는 아직도 명료하게 설명되지 않는 부분도 있다. 그럼에도 알파고처럼 바둑의 원리를 이해하고 다음의 수를 판단하는 등 문제를 해결하기 위한 지능적 행동을 하는 컴퓨터를 인공지능이라고 할 수 있다. 결국 인공지능은 인간의 학습능력, 지각능력, 추론능력, 언어능력, 판단능력, 행동능력을 고루 갖춘 컴퓨터인 셈이다.
그렇다면, 인공지능은 어떻게 이러한 학습능력의 전 시스템을 갖추게 된 것일까? 바로 머신러닝과 딥러닝 덕분이다. 머신러닝은 인공지능을 구현하는 하나의 방법으로 인간으로부터 대량의 데이터를 제공받아 수학적 최적화와 통계분석기법을 통해 다음에 일어날 일을 예측한다. 한편, 딥러닝은 데이터 기반으로 인공지능을 구현하는 머신러닝의 한 종류라고 할 수 있다. 결국 우리 뇌 안에는 수천 억 개의 뉴런이 서로 촘촘하게 연결되어 신호를 주고받으면서 작동하는데, 딥러닝은 이런 인간 두뇌의 뉴런 구조를 본 따 만든 모델로, 엄청난 양의 데이터를 통한 학습으로 사물과 음성을 인식한다.

Chapter 3 컴퓨터와 정보통신기술

인류 역사상 최초의 컴퓨터라고 할 수 있는 주판은 기원전 2400년경에 바빌로니아에서 원시적인 형태로 개발된 이후, 기원전 200년경 중국에서 개량을 거쳐 거의 2000년 이상 사용되었다. 17세기 독일 빌헬름 시카드가 발명한 기계식 계산기에서 1946년 미국 펜실베니아 대학의 존 에커트와 존 모클 리가 발명한 컴퓨터 에니악이 제1세대 컴퓨터였다. 그렇다면, 이 당시의 컴퓨터는 왜 집채만 한 크기였을까? 그 이유는 진공관에 때문이었다. 사실, 컴퓨터가 작동하기 위해서는 전기가 흐르는 방향을 자유자대로 바꿔줄 수 있는 반도체가 필요한데, 이때 반도체 기능을 대신했던 것이 바로 진공관이었다.
컴퓨터의 발달은 1960년대 인터넷 네트워크를 발달하게 만들었다. 인터넷의 통신기술은 1G, 2G, 3G, 4G, 5G 단계를 거치면서 컴퓨터의 인공지능화를 가속시켰으며, 이 인공지능은 4차 산업혁명 시대와 맞물려 초고속성, 초연결성을 지니게 되었다. 현재 5G를 기반으로 한 인공지능은 가상현실, 증강현실, 사물 인터넷, 빅데이터, 알고리즘, 스마트 공장, 원격의료, 무인배달, 클라우드, 스트리밍 게임까지 다양한 분야에서 엄청난 변화를 가져오고 있다.

Chapter 4 상상을 현실로 만드는 인공지능 기술들

그동안 영화나 만화 속에서 상상해왔던 기술들이 현실화되는 것들이 많다.
먼저 사물 인터넷은 1999년 케빈 애슈턴이 최초로 제안한 개념으로 기존 통신의 주요 목적이 사람과 사람을 연결하는 것에 있었다면, 이제는 언제, 어디서나 사람과 사물, 심지어 사물과 사물끼리도 통신을 가능하게 만든 기술이다. 즉, 초연결사회가 도래한 것이다. 스마트 공장은 설계, 개발, 제조, 유통, 물류 등 생산 전체 과정에서 정보통신기술을 적용하여 생산성, 품질, 고객만족도 등을 향상시킬 수 있는 지능형 공장이다. 세계적인 일본 만화 <드래곤 볼>에는 스카우터라는 장비가 있는데, 이것의 외형은 안경처럼 귀에 착용하는 형태다. 스카우터의 화면에는 상대방의 위치와 전투력이 표시되어 정보를 공유할 수 있다. 이것이 바로 스마트 안경으로 이미 이런 안경에 대한 제작과 실험을 지나 상용화를 준비 중이다.
그 외 상상을 현실로 만드는 인공지능 기술들은 생산과 소비의 경계를 허무는 3D 프린터, 하드웨어와 소프트웨어의 경계를 허무는 4D 프린터, 멀리서도 회의 참석이 가능한 홀로그램, 운전자의 개입 없이도 도로 위를 달리는 자율주행차, 스마트폰 조종으로 하늘을 나는 드론, 인간 의사가 아닌 로봇이 수술을 집도하는 나노로봇 등이다.

프롤로그
4차 산업혁명과 인공지능의 세계로

Chapter 1 당신이 맞이할 미래, 4차 산업혁명
1. 산업혁명은 어떤 단계를 거쳤는가?
2. 4차 산업혁명이란 대체 무엇인가?
3. 4차 산업혁명은 과연 실체가 있는가?
4. 4차 산업혁명 시대, 무슨 일이 일어날까?
5. 4차 산업혁명의 핵심은 인공지능과 빅데이터다
6. 빅데이터와 인공지능은 왜 4차 산업혁명의 핵심이 되는가?
7. 4차 산업혁명 시대의 디지털 기술들
8. 4차 산업혁명 시대, 사라질 직업과 떠오르는 직업은?
9. 기술이 발전해도 직업의 본질은 지속된다

Chapter 2 사람처럼 생각하는 컴퓨터, 인공지능
1. 인공지능이란 대체 무엇일까?
2. 인공지능은 어떻게 배워나가는 걸까? : 머신러닝과 딥러닝
3. 터미네이터 같은 로봇은 언제 만들어질 수 있을까?
4. 예술의 영역에 뛰어든 인공지능
5. 정보사회의 원유, 빅데이터란 무엇인가?
6. 빅데이터에도 속성이 있다고?
7. 구글은 어떻게 나를 그렇게 잘 알까?
8. 미래의 고소득 직업, AI 빅데이터 전문가

Chapter 3 컴퓨터와 정보통신기술
1. 컴퓨터는 어쩌다 만들어졌을까? 계산기에서 컴퓨터가 태어났다고?
2. 옛날 컴퓨터는 왜 크기가 집채만 했을까?
3. 컴퓨터는 왜 숫자 0과 1만 인식할까?
4. 하드웨어와 소프트웨어는 무엇이고 어떻게 다른가?
5. 인터넷은 언제, 어떻게, 왜 시작되었을까?
6. 1G, 2G, 3G, 4G, 5G가 무엇을 의미하는 걸까?
7. 5G는 초고속성, 초저지연성, 초연결성을 특징으로 한다
8. 정보와 데이터는 무엇이고 어떻게 다른가?
9. 데이터 마이닝하는 방법은 무엇인가?
10. 클라우드 컴퓨팅과 엣지 컴퓨팅
11. 플랫폼은 왜 강력한 무기가 되는가?
12. 전자화폐란 무엇인가?
13. 비트코인과 블록체인은 무엇인가?
14. 포켓몬GO를 왜 증강현실 게임이라고 하는가?

Chapter 4 상상을 현실로 만드는 인공지능 기술들
1. 사물 인터넷이란 무엇인가?
2. 사물 인터넷과 정보보안 문제는 무엇인가?
3. 스마트 공장 : 다품종 유연생산의 총아
4. 스마트 안경 : <드래곤 볼>의 스카우터가 현실화된다면?
5. 3D 프린터 : 생산과 소비의 경계를 허물다
6. 4D 프린터 : 하드웨어와 소프트웨어의 경계를 허물다
7. 홀로그램의 원리는 무엇인가?
8. 홀로그램으로 회의하는 날이 올까?
9. 자율주행차 : 인간의 개입 없이 도로 위를 달린다
10. 자율주행차는 어떻게 작동할까?
11. 무인비행장치: 드론
12. 드론은 어떤 분야에 활용될까?
13. 나노로봇이 인간의 병까지 수술한다고?

에필로그
미래를 위한 한 걸음, AI 빅데이터 관련 자격증 준비하기