제4차 산업혁명 기술과 지식재산권

에너지 분야는 제 4차 산업혁명의 핵심기술이 융합되면서 공급, 거래, 관리에 있어서 혁신적인 변화를 가져올 것이다. 재생 에너지 기술, 전기 자동차 등에 의해 새로운 시장이 열리고 있는 그 핵심에 에너지저장장치(ESS)가 있다. 제4차 산업 혁명 시대에는 개별 단위의 에너지 저장 장치보다는 ESS와 같은 대용량 에너지 저장 장치의 등장은 필수적이다. ESS는 발전소 전력을 저장했다가 전력이 필요한 시점에 공장·가정에 전송하는 대용량 배터리를 말하며, 스마트 그리드(지능형 전력망)의 핵심 장치이기도 한다. 전력이 남아돌 때 저장했다가 나중에 사용함으로써 전력효율을 높일 수 있다. 소비자 입장에서는 요금이 싼 시간에 전기를 저장해 놓고 요금이 비싼 시간대에 사용할 수 있어 전기 요금을 절약할 수 있는 중요한 수단이 될 수 있다. 기존에는 전기를 생산하자마자 바로 소비되어야 하는 상황이었으나, 앞으로는 저장해놓았다 사용할 수 있을 것이다. 특히 태양광이나 풍력 같은 신재생에너지가 에너지원으로 사용될 경우 출력 안정성을 보장하기 위한 핵심 기술이기 때문에 선진국에서는 적극적으로 육성하고 있는 분야이기도 하다. 2017년 09월 04일 중랑물재생센터는 전국 공공기관 최초로 신재생에너지 설비인 대용량전력저장장치(ESS)를 올 연말까지 설치할 계획이라고 밝혔다. 설치된 시스템은 낮에 쓰고 남은 전기를 저장하는 ‘전력저수지’ 기능을 수행하고 정전 시에는 비상전원으로 활용할 유용한 신재생에너지 장치이다. 이번에 설치하는 ESS는 저장용량 18MW(megawatt)로 일반 가정 약 1600가구가 지속적으로 사용할 수 있는 전기용량이며, 정부가 지난해 12월 ESS 활용 촉진을 위해 ‘특례요금제도’를 개정한 이후 공공시설에 설치하는 것으로는 전국 최대 규모다. 중랑물재생센터와 LG-히타치워터솔루션(주)이 공동으로 참여하는 이 사업은 중랑물재생센터가 센터 내 유휴부지(275㎡)를 제공하고 LG-히타치워터솔루션이 약 100억 원의 시설비를 투자한다. LG-히타치워터솔루션은 약 13년간 해당 설비를 운영하면서 발생하는 전기요금 절감분으로 투자금 및 금융비 등의 부대비용을 회수하는 사업 방식이다. 산업혁명과 관련된 주관심사 중의 하나는 자율 주행차와 관련이 되어 있다. 자율 주행차는 운전자 없이 차가 스스로 도로를 주행하여 목적지까지 도착하는 무인 자동차를 의미한다. 구글에서 시작된 개발 붐은 각 나라의 주요 자동차 메이커 회사와 테슬라, 포드, BMW 같은 세계적인 완성차 기업들로 확산 되고 있다. 자동차 선도 기업들은 2021년을 개발을 완료 시점으로 보고 있다. 자율 주행 자동차는 레이더 기술, 무선 네트워크, 사물인터넷, 영상 인식, 인공 지능 등 최첨단 기술이 총동원 된다. 자율 주행 차량은 차에 부착된 다양한 센서들을 이용하여 주변의 데이터를 수집하여 사람보다 더 빠르게 상황에 대처하고 판단할 수 있기 때문에, 사람이 운전하는 자동차보다 안전하고 효율적이라는 실험 결과가 많이 발표되고 있다 일부 국가에서는 개발을 거의 마친 자율주행차를 실용화를 위한 시험을 위해 도로에 투입하고 있으며, 개인 자동차뿐 아니라 철도와 버스, 지하철 등 대중교통에도 자율운행을 적용하는 방안을 고려하고 있다. 자율 주행차를 구성하는 핵심기술들은 모두 4차 산업혁명과 관련된 기술들로서 크게 주변 상황 인식, 판단, 제어기술로 구분할 수 있다. 상황 인지는 자동차가 주변의 사물이나 상황을 자동으로 인식하는 기술로써 레이더, 카메라, 위성 위치 확인 시스템(GPS), 각종 센서 등을 통해 이루어진다. 레이더는 주로 군사용으로 사용되던 기술로서 전자파를 발사하고 전자파가 사물에 부딪혀서 돌아오는데 걸리는 시간을 계산하여 사물의 위치와 거리를 탐지한다. 자율 주행차에서 보행자, 다른 자동차와 같은 주변 사물을 인지하는데 레이더 기술이 광범위하게 사용된다. 카메라는 주변 영상을 촬영한 후, 영상 안에 포함된 물체를 인식하는 기능을 수행한다. 물체 인식을 위해서는 기본적으로 인공 지능 기반의 기계 학습이 필요하다. 물체 인식이란 촬영되는 영상 속에서 사람, 도로, 자동차 또는 주행선 등을 찾아내는 기술이다. GPS는 자율주행차가 목적지에 도달하기 위한 경로를 찾는 네비게이션 기능을 위해서 사용된다. 일본의 경우에는 도요타가 2012년에 구글 자율주행차 프로젝트 제의를 거부할 정도로 거부감이 컸으나, 정부에서는 적극적으로 추진하자는 분위기로 바뀌고 있다. 도요타에서는 2017년 1월 CES에서 자율주행 콘셉트카를 발표했으며, 2025년 상용화를 목표로 개발에 박차를 가하고 있다. 국내에서는 현대차가 CES 2017에서 아니오닉 자율주행차 모델을 선보였으며, 특이하게도 인터넷 포털 회사인 네이버에서도 자사의 IT기술을 활용해 자율주행차를 제작해 시험운행에 들어갔다. 일반적으로 자율운행차의 자율운행 수준은 미국 자동차공학회(SAE-Society of Automotive Engineers)에서 제정한 6단계(수준 0~수준 5) 자율주행 기준을 사용한다. 현대 아이오닉은 수준4를 만족시켜 완성도가 높다는 평가를 받고 있다. 각 나라의 자율주행차 개발 현황을 보도록 하자. 대표적인 주자인 구글에서는 이미 ‘구글카’라고 하는 자율주행차를 개발하여 시험 중에 있으며, 시험차를 실제 도로에 배치하여 운영하고 있다. 미국의 네바다주에서는 이미 42만 킬로미터의 테스트 시험운전을 마치고 일부 구간에 실제 배치하여 운행하고 있다고 한다. 스위스에서는 통신회사인 스위스컴이 2015년부터, 독일제 폴크스바겐 차량에 각종 센서와 컴퓨터, 소프트웨어를 장착해 무인자동차 주행실험을 진행하고 있다. 이 실험에 사용된 무인 자동차는 도로 주행, 제동, 회전 등을 컴퓨터가 제어하고 주변 차량, 도로, 보행자 등을 구별하기 위해, 레이저 스캐너, 고성능 카메라, 사물 인식 기술 등이 적용 되었다. 독일에서는 BMW가 2017년에 인텔과 손잡고 프로토타입 40대를 제작하여 일반도로에 투입하여 도로 시험에 들어가기로 했으며, 벤츠에서는 2015년 국제 소비자 가전제품 쇼(CES, Consumer Electronics Show)에서 ‘F015 럭셔리 인 모션’이라는 이름의 자율주행차 모델을 공개하고 미국에서 시험 주행에 들어갔다. 증강현실이란 스마트폰이나 태블릿에 장착된 카메라에 들어오는 영상에 사진이나 글자와 같은 추가적인 정보를 겹쳐서 보여주는 기술이다. 카메라에 입력되는 현실(Reality) 영상에 새로운 정보가 증강(Augmented) 되기 때문에, 증강 현실이란 용어를 사용하게 되었다. 가상현실은 현실에 없는 가상의 공간을 만들어서, 이를 사용자에게 보여 주는 기술인 반면, 증강 현실은 현실 영상에 정보나 물체를 합쳐서 보여준다는 차이점이 있다. 가상현실을 보기 위해서는 사용자가 직접 VR 안경을 착용한 후 화면을 보아야 한다. 하지만 증강 현실은 기기 없이 직접 볼 수 있기 때문에 현실감이 높다. 증강 현실 기술은 최근 게임이나 영화 분야를 넘어 제조업 분야에서도 사용되기 시작하였다. 특히 스마트팩토리 분야에 이 기술을 적용할 경우, 많은 효과를 기대할 수 있다. 제조 공장에서 신입 사원에게 공장에 없는 기계 사용법에 대한 교육을 시키고자 할 때 스마트폰으로 공장 내부를 비추게 되면, 없던 기계가 공장 내부 화면과 겹쳐져 태블릿 화면에 표시된다. 이렇게 하면 현실감 높은 교육이 가능할 것으로 기대된다.