[2021 스마트시티 전망 ⓵] 센서에서 3D까지…이제 애플리케이션이다

2021년 스마트시티 분야에 적용되는 기술이 더 큰 혁신을 가져오리라는 것은 누구나 동의하는 바다. 2020년이 스마트시티로의 이행에 이정표가 된 해라면 2021년은 섹터별로 스마트시티의 모습이 구체적으로 구현되는 해가 될 전망이다. 그 선두를 이끄는 것은 IoT를 비롯한 최고의 기술들이다. 2021년의 스마트시티 기술 동향을 예측해 본다.

5G의 확산과 함께 스마트시티에 적용되는 IoT는 통합의 길로 전진하게 된다. 도시, 건물, 기업 및 정부기관 전체의 정보 기기를 통합하게 된다. 2021년에는 스마트시티를 발전시킬 수 있는 현실적인 솔루션이 다수 출시된다. 5G 연결은 확장되고 속도는 빨라진다. 5G는 스마트시티와 스마트 연결 공간을 구동하는 커넥티드 IoT 기기까지 확대된다.

센서는 1980년대 중반부터 상업적으로 출시됐다. 현재는 전 세계적으로 소니를 선두로 100개 이상의 대기업들이 다양한 용도의 센서를 개발, 판매하고 있다. 압력 센서, 터치 센서, 온도와 습도 센서, 광학 및 이미징 센서, 바이오 센서 등 다양한 용도의 센서들이 스마트시티는 물론 모든 산업과 서비스의 영역에 적용되고 있다.

이제는 센서를 어떻게 만드느냐를 고민하는 단계다. 선진 업체는 센서를 섬유나 종이 등에 프린팅하는 방법으로 고도화의 길을 걷고 있다. 전자기기에서의 채용을 넘어 웨어러블로의 확산이다. 센서를 마이크로 단위로 줄이면 혈액 주사제 등 헬스케어 용도로 쓰일 수도 있다.

IoT 센서는 코로나19의 확산으로 인해 스마트시티에서 이미 마스크 감지, 군중 감지 및 온도 감지 센서 영역에서 널리 사용되고 있다. 나아가 교통 및 주차장 관리, 상하수도 관리, 폐기물 관리, 건설, 재난 구조 등 스마트시티가 지향하는 여러 서비스에서도 폭 넓게 채택되고 있다.

공공 5G 네트워크의 경계를 넘어 기업용 사설 5G 네트워크 구축도 활성화될 것으로 기대된다. 5G 네트워크가 엔드 투 엔드 수준으로까지 고도화되는 것이다. 그렇게 되면 유선 광케이블에 버금가는 송수신 능력을 갖게 돼 복잡한 유선망이 간소해지고 대부분 무선으로 대체된다. 2021년부터는 거리와 골목마다 거미줄처럼 어지럽게 얽혀 있는 유선 케이블이 사라지기 시작할 것이다.

사설 네트워크가 고속으로 무선화되면 단순한 하드웨어 조작만으로도 여러 팀과의 협업이 가능해진다. 클라우드 컴퓨팅까지 결합하면 시너지가 생긴다. 생산성이 향상되고 기업들의 도입은 가속화될 것이다. 결국 무선 5G 네트워크에 대응하는 기업용 IoT 솔루션과 애플리케이션의 개발과 출시가 봇물 터지듯 늘어날 것으로 예상된다.

2021년에는 대중교통, 택배, 승차공유 등 다양한 사업 분야에서 자율주행차가 거리를 누비게 될 것으로 기대된다. 최초에는 건물의 복도와 통로, 물류 창고, 대형 마트의 진열대 사이 등에서 무인 자동차가 다니겠지만 빠르면 내년 하반기에는 고속도로에서 무인 자동차와 트럭이 달리고 교통이 복잡하지 않은 한적한 마을의 거리를 운행하는 자율주행차를 목격할 수 있다. 자율주행차의 유형과 다양성은 크게 증가할 것이다.

자율주행에서 가장 앞서 있는 미국 캘리포니아의 경우. 2021년부터 상당수의 도시에서 자율주행차가 운행될 예정이다. 웨이모와 리프트를 필두로 한 승차공유 서비스가 전면에 서 있다.

여기에는 자율주행차 용도의 AI 칩이 핵심 역할을 하게 되는데 이미 퀄컴이나 인텔, 미디어텍, 엔비디아 등 칩 공급자들이 기술의 상용화 단계에 접어들었다. 차량의 주변을 감시하는 센서 역시 상용화됐다. 자율주행을 위한 요소기술들은 모두 실제 적용 단계에 들어간 상태다.

주목되는 기술은 역시 AI다. 5G 네트워크와 함께 IoT 센서들이 고도화되고 자율주행 차량이 거리를 누비게 되면 스마트시티 곳곳에서 수집되는 대량의 데이터를 처리하는 것이 최대의 과제가 된다. AI가 각광받을 수밖에 없는 이유다. 대량의 데이터를 받아 실시간으로 분석하고 상황을 인식해 해법을 찾아내는 것은 AI의 몫이다. 핵심은 AI와 IoT의 유기적 결합이다.

AI 컴퓨팅은 이제 원숙한 경지로 올라서고 있다. 앞으로는 적용의 문제가 남을 뿐이다. 엔지니어들은 지능을 추가한 시스템을 어디에 어떻게 접목시킬 것인지를 설계하는 것이 최대의 과제로 부각될 것이다.

3D 기술도 스마트시티 구축의 중요한 요소다. 특히 건축 분야에서 유용하다. 설계 단계에서 시뮬레이션이 가능하고 시공하기 전에 예상되는 문제점을 완벽하게 찾아내 수정한다. 환경적으로 타당한 건축인지도 점검할 수 있다. 모든 설계가 완벽해진 후 시공에 들어간다. 시행착오를 거의 없앤 스마트시티에서의 건축에 3D 적용은 필수다.

코로나19로 인해 오프라인의 대규모 행사는 모두 취소됐다. 2021년에도 상당수의 전시회나 컨퍼런스가 사이버 상에서 개최될 것이다. 전자상거래도 마찬가지다. 사회적 거리두기를 비롯한 사회생활의 변화로 인해 온라인 쇼핑과 교육, 조직에서의 온라인 공동작업이 일반화됐다. 기업에서는 제품의 기획, 개발, 생산, 마케팅, 판매 전 프로세스에 3D 기술이 접목되며 개인은 기업이나 조직이 제공하는 3D 제작물을 보고 실생활에 응용한다. 이 모두에 적용되는 3D 기술은 궁극적으로 스마트시티의 디지털 트윈을 실현하는 바탕이 된다.

2021년의 스마트시티는 위에 소개한 것 외에도 여러 요소기술이 적용된다. 일일이 나열할 수 없을 뿐 하나 하나가 모두 자신의 기능과 역할을 갖고 있다. 중요한 것은 모든 기술은 스마트시티 서비스라는 측면에서 하나로 모인다는 것이다. 결국 모든 기술은 연결된다. 연결성(커넥티비티)와 지속가능성이 이야기되는 것도 그 때문이다. 2021년은 스마트시티가 추구하는 목표들이 상당 부분 기술적으로 완성되는 해가 될 것이다.