4차 산업혁명

4차 산업혁명(Fourth Industrial Revolution)은 4IR, 인더스트리 4.0(Industry 4.0) 또는 지능 시대(Intelligence Age)라고도 불리며, 21세기의 급속한 기술 발전을 설명하는 신조어이다. 이는 3차 산업혁명("정보화 시대")에 이어지는 것으로, 2016년 세계경제포럼(WEF) 창립자이자 전 회장인 클라우스 슈밥이 이 용어를 대중화하였다. 그는 이러한 발전이 산업 자본주의의 중대한 전환을 의미한다고 주장하였다.

이 산업 변화 단계의 핵심은 인공지능, 유전자 편집, 첨단 로봇공학 등의 기술이 융합되어 물리적·디지털·생물학적 세계 간의 경계를 흐리게 만드는 것이다.

출처: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

이 과정 전반에 걸쳐, 현대의 스마트 기술, 대규모 기계 간 통신(M2M), 사물인터넷(IoT)을 활용한 전통적 제조업 및 산업 관행의 지속적인 자동화를 통해 글로벌 생산 및 공급 네트워크의 운영 방식에 근본적인 변화가 일어나고 있다. 이러한 통합은 자동화 증대, 통신 및 자가 모니터링 개선, 인간의 개입 없이 문제를 분석하고 진단할 수 있는 스마트 기계의 활용으로 이어진다.

또한 이는 1990년대 후반과 2000년대 초반의 디지털 시대에서 사회 전반에 기술이 편재하는 내장형 연결성의 시대로의 사회적·정치적·경제적 전환을 의미하며, 이는 인간이 주변 세계를 경험하고 인식하는 방식을 변화시킨다. 이는 인간의 자연적 감각과 산업적 능력만으로 이루어진 세계를 넘어 증강된 사회적 현실을 창조하고 그 안으로 진입하고 있음을 제시한다. 4차 산업혁명은 때때로 창의성과 상상력이 경제적 가치의 주요 동력이 되는 상상력 시대의 시작을 알리는 것으로 기대된다.

역사

4차 산업혁명이라는 용어는 독일 정부의 첨단기술 전략을 개발하던 과학자 팀에 의해 처음 도입되었다. 세계경제포럼(WEF) 전 회장 클라우스 슈밥은 2015년 《포린 어페어스》(Foreign Affairs)에 발표한 기사를 통해 이 용어를 더 넓은 대중에게 소개하였다. "4차 산업혁명의 마스터링"은 스위스 다보스-클로스터스에서 열린 2016년 세계경제포럼 연차 총회의 주제였다.

2016년 10월 10일, 포럼은 미국 샌프란시스코에 4차 산업혁명 센터의 개소를 발표하였다. 이는 슈밥이 2016년 출간한 저서의 주제이자 제목이기도 하다. 슈밥은 이 네 번째 시대에 하드웨어, 소프트웨어, 생물학을 결합하는 기술(사이버-물리 시스템)을 포함시키며, 통신과 연결성의 발전을 강조한다. 슈밥은 이 시대가 로봇공학, 인공지능, 나노기술, 양자 컴퓨팅, 생명공학, 사물인터넷, 산업용 사물인터넷, 분산 합의, 5세대 무선 통신 기술, 3D 프린팅, 완전 자율주행차 등 신흥 기술 분야의 혁신적 돌파구로 특징지어질 것으로 전망한다.

출처: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

WEF의 '그레이트 리셋'(The Great Reset) 제안에서, 4차 산업혁명은 코로나19 팬데믹 이후 경제를 지속 가능하게 재건하기 위한 솔루션의 전략적 인텔리전스로 포함되었다.

1차 산업혁명

1차 산업혁명은 증기력과 수력을 통해 수공업 생산 방식에서 기계로의 전환으로 특징지어졌다. 새로운 기술의 도입에는 오랜 시간이 소요되어, 이 시기는 유럽과 미국에서 1760년에서 1820년 또는 1840년 사이를 가리킨다. 이러한 변화를 처음 도입한 섬유 제조업뿐만 아니라 철 산업, 농업, 광업에도 영향을 미쳤으며, 점점 강해지는 중산층이라는 사회적 영향도 가져왔다.

출처: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

2차 산업혁명

2차 산업혁명은 기술 혁명이라고도 불리며, 1871년에서 1914년 사이의 시기로, 광범위한 철도 및 전신 네트워크의 설치로 사람과 아이디어의 더 빠른 이동이 가능해졌고, 전기의 보급이 이루어졌다. 전기화의 확대는 공장이 현대적 생산 라인을 개발할 수 있게 하였다.

3차 산업혁명

3차 산업혁명은 디지털 혁명이라고도 불리며, 20세기 후반에 시작되었다. 이는 개인용 컴퓨터의 출현, 인터넷, 통신 및 산업 공정의 광범위한 디지털화로 특징지어지는 정보기술 중심 경제로의 전환을 의미한다.

제레미 리프킨이 2011년 출간한 《3차 산업혁명》이라는 저서는 디지털 통신 기술과 재생에너지의 교차점에 초점을 맞추었다. 이 책은 2017년 바이스 미디어에 의해 다큐멘터리로 제작되었다.

특성

본질적으로 4차 산업혁명은 사이버-물리 시스템(CPS), 사물인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅, 인지 컴퓨팅, 인공지능을 포함하는 제조 기술 및 공정에서의 자동화와 데이터 교환 추세를 말한다.

기계는 반복적 기능 수행에 있어 인간의 효율성을 향상시키며, 기계학습과 컴퓨팅 파워의 결합은 기계가 점점 더 복잡한 작업을 수행할 수 있게 한다.

4차 산업혁명은 고용량 연결성 같은 사이버-물리 시스템의 기술적 발전, 터치 인터페이스와 가상현실 시스템 같은 새로운 인간-기계 상호작용 방식, 로봇공학과 3D 프린팅(적층 제조)을 포함한 디지털 명령의 물리적 세계로의 전달 개선, 빅데이터와 클라우드 컴퓨팅, 태양광·풍력·파력·수력 등 오프그리드 에너지 및 전기 배터리(리튬이온 재생에너지 저장 시스템과 전기차)의 개선 및 보급으로 정의되어 왔다.

출처: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

또한 분산 의사결정, 즉 사이버-물리 시스템이 스스로 결정을 내리고 가능한 한 자율적으로 작업을 수행하는 능력을 강조한다. 예외 상황, 간섭, 또는 상충하는 목표가 있는 경우에만 작업이 상위 수준으로 위임된다.

차별성

4차 산업혁명의 지지자들은 이것이 단순히 3차 산업혁명의 연장이 아닌 별개의 혁명이라고 주장한다. 이는 다음과 같은 특성에 기인한다:

• 속도 — 기존 산업이 영향을 받고 대체되는 기하급수적 속도
• 범위와 시스템 영향 — 영향을 받는 부문과 기업의 방대한 규모
• 기술 정책의 패러다임 전환 — 이 새로운 방식에 맞게 설계된 새로운 정책의 존재. 싱가포르가 혁신 정책에서 인더스트리 4.0을 공식 인정한 것이 한 예이다.

이 개념에 대한 비판자들은 인더스트리 4.0을 마케팅 전략에 불과하다고 일축한다. 그들은 개별 부문에서 혁명적 변화가 식별되기는 하지만 아직까지 체계적 변화는 없다고 주장한다. 또한 인더스트리 4.0의 인식 속도와 정책 전환은 국가마다 다르며, 인더스트리 4.0의 정의가 통일되어 있지 않다. 가장 잘 알려진 인물 중 하나인 제레미 리프킨은 "디지털화가 3차 산업혁명으로 알려진 것의 특징이자 핵심 기술이라는 데 동의한다"고 하면서도, "디지털화의 진화는 아직 겨우 시작되었을 뿐이며, 사물인터넷 형태의 새로운 구성이 그 발전의 다음 단계를 대표한다"고 주장한다.

구성 요소

4차 산업혁명의 적용은 다음을 통해 이루어진다:

• 모바일 기기
• 위치 감지 기술(전자 식별)
• 첨단 인간-기계 인터페이스
• 인증 및 사기 탐지
• 스마트 센서
• 빅 애널리틱스 및 고급 프로세스
• 다단계 고객 상호작용 및 고객 프로파일링
• 증강현실/웨어러블
• 컴퓨터 시스템 자원의 온디맨드 가용성
• 데이터 시각화

출처: Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

인더스트리 4.0은 가치를 창출하기 위해 광범위한 신기술을 네트워크화한다. 물리적 프로세스를 모니터링하는 사이버-물리 시스템을 사용하여 물리적 세계의 가상 복제본을 설계할 수 있다.