4차 산업혁명은 현실과 가상이 데이터를 통해 융합하는 혁명이다. 현실을 가상화하는 디지털 트랜스폼과 가상을 현실화하는 아날로그 트랜스폼이 순환하는 4차 산업혁명의 4단계 스마트 트랜스폼 과정은 인간의 두뇌에서 이뤄지는 4단계와 동일하다. 인간의 뇌는 현실 세계가 아니고 데이터로 이뤄진 가상 세계다. 1분 전의 내 생각은 분명 현실이 아니라 가상이다. 인간의 뇌와 4차 산업혁명은 현실 세계를 가상화해 구조화된 모델을 만들고 예측과 맞춤으로 현실을 최적화(스마트화)한다는 측면에서 동일하다. 데이터 측면에서 수집·저장·구조화·현실화라는 4단계는 인간의 뇌와 4차 산업혁명에서 동일하게 발생하고 있다. 이제 이러한 4차 산업혁명의 4단계 프로세스를 구체적으로 살펴보자.
첫째는 현실 세계를 데이터화하는 단계다. 현실 세계는 우리 마음대로 할 수 없다. 그러나 데이터의 가상 세계는 편집과 복제가 자유롭다. 인간은 오감으로 시간·공간·인간이라는 천지인(天地人)의 현실 세계를 데이터화한다. 동일한 개념으로 데이터화 단계는 사물인터넷(IoT)과 생체인터넷(IoB)으로 현실 세계를 데이터화하는 것이다. 즉 현실의 시간·공간·인간을 각종 센서로 데이터화하는 것이 4차 산업혁명의 첫 단계다. 여기에서 각종 센서는 4차 산업혁명의 오감 역할을 한다.
둘째는 클라우드에 빅데이터를 만드는 정보화 단계다. 현실의 데이터는 단기 기억은 해마에, 장기 기억은 대뇌피질에 저장돼 정보화된다. 마찬가지로 현실의 사물과 인간의 데이터는 서버와 클라우드에 저장돼 빅데이터가 된다. 현실 세계에 흩어진 데이터들이 통합되면서 융합의 가치를 만들게 되는 것이 네트워크 효과다. 예를 들어 개별 자동차의 위치들을 수집한 내비게이터는 전체 교통의 흐름을 보여 주게 된다. 요소 데이터들이 모인 빅데이터가 부분과 전체를 통합하는 역할을 담당하게 된다. 숲과 나무를 동시에 볼 때 생태계의 입체적 구조가 드러나게 된다. 따라서 정보화는 반드시 클라우드에서 이뤄져야만 한다.
셋째는 지능화 단계다. 뇌의 전전두엽은 해마와 대뇌피질의 데이터를 구조화해 예측과 맞춤의 가치를 창출한다. 이를 위해 현실 세상에 대한 구조화된 모델을 만드는 것이 인간의 지능이다. 마찬가지로 클라우드에 모인 빅데이터를 분석하고 구조화해 미래에 대한 시간의 예측과 개별 사물과 개인에 대한 시공간의 맞춤을 제공하는 것이 지능화 단계다. 빅데이터를 구조화한 모델로 예측과 맞춤을 최적화하는 것이 인공지능의 역할이다.
네 번째는 스마트화 단계다. 인간의 행동에 해당하는 4차 산업혁명 기술이 로봇이다. 가상 세계에서 최적화한 예측과 맞춤의 가치를 현실화하는 것이 인간의 행동이다. 마찬가지로 인공지능의 예측과 맞춤의 가치를 현실화하는 기술을 광의의 로봇 개념으로 제시하고자 한다. 협의의 로봇은 물리적 행동을 수반하나 광의의 로봇은 반드시 물리적 행동일 필요는 없다. 소프트웨어 로봇도 있고 챗봇도 있다. 인간은 행동의 결과 피드백을 통해 학습한다. 로봇의 행위 결과가 긍정적이면 AI 내부 모델 강화 학습을 하고 부정적이면 수정 학습을 해 더욱 구조화된 모델로 진화하는 것이 학습 과정이다. 1단계인 데이터화가 현실의 가상화라면 4단계인 스마트화는 가상의 현실화다. 인공지능이 도출한 예측과 맞춤의 가치를 현실화하는 단계다.
가상화에 필요한 기술이 디지털 트랜스폼이라면 스마트화에 필요한 기술은 그 반대 방향 기술인 아날로그 트랜스폼이다. 여기에 중간에서 가상 세계의 최적화 역할을 하는 인공지능이 추가되면 스마트 트랜스폼의 기술 3종 세트가 완성된다. 4차 산업혁명의 구현 모델로 디지털 트랜스폼+인공지능+아날로그 트랜스폼(D.T+A.I+A.T)의 기술로 이뤄진 ①데이터화 ②정보화 ③지능화 ④스마트화의 4단계 모델을 제시한다.
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