자동화 시대는 인간 개입이 최소화된 상태에서 기계가 복잡한 작업을 수행하는 시대를 뜻한다. 진정한 의미의 자동화 시대는 글로벌 정보 시스템과 생산 전산화로 본격적으로 시작됐다고 할 수 있다. 이 시기에 제조업은 효율성을 높이고 고용 시장은 새로운 인재에게 기회의 문을 열었다. 경제와 사회에 혁신을 일으키며 3차 산업혁명의 핵심 역할을 했다.
이제 새로운 유형의 자동화 시대이다. 사이버물리시스템(CPS)을 탄생시킨 기술이 적용되기 때문이다. CPS는 물리적 부품과 컴퓨팅 부품이 엔지니어링된 상호작용 네트워크를 포함하는 스마트 시스템이다. CPS는 인텔리전스와 네트워킹 기능을 기반으로 컴퓨팅 시스템을 갖추고 있다. 이는 외부와 상호작용하는 센서, 동작이나 기능을 구현하는 액추에이터가 필요하다.
그렇다면 CPS는 사물인터넷(IoT) 시스템과 어떻게 다른가. 미국표준기술연구소(NIST)가 여러 차이점을 설명한 바 있지만 그 가운데 CPS가 IoT를 포함하는 상위 집합이라는 개념이 가장 적합하다고 생각한다. CPS는 기존 IoT 플랫폼에서는 볼 수 없는 제어 시스템과 머신러닝 애플리케이션도 함께 제공한다. 결과적으로 기존 IoT를 넘어서는 확장된 개념이다. 실제로 CPS 제어와 인공지능(AI) 기능은 차세대 자동화 시대에서 중요한 역할을 차지한다.
이러한 관점에서 차세대 자동화 시대를 선도하려면 다음과 같은 준비가 필요하다. 첫째 차세대 자동화 시대에서 핵심 역할을 하는 '임베디드 AI'에 주목해야 한다. 오늘날 AI 기능이 클라우드에서 에지로 이동함에 따라 에지에서 AI가 널리 활용되고 있다. 마이크로컨트롤러와 센서가 다양한 방식으로 기능하도록 지원하는 AI 기술로 구현된다. 나노에지 AI 기술은 특별한 전문성이 없더라도 사용이 가능, 머신러닝 애플리케이션 개발을 간소하게 해 준다. 최신 알고리즘을 지원하기 때문에 성능·비용 효율성도 보장된다.
둘째 '이종 집적화'를 이해하고 혁신 기술을 연동할 수 있는 기반을 마련해야 한다. 센서, 전력 장치, 무선 연결 등 혁신 기술은 기능과 형태가 다른 부품을 하나의 반도체 칩에 통합하는 이종 집적으로 CPS를 구현한다. 컴퓨팅의 경우 기존에는 서로 다른 프로세싱 코어를 사용하는 이종 컴퓨팅을 이용했다. 이는 소형 프로세스 노드와 같은 물리적 한계가 있었다. 반면에 동일한 반도체 다이에 서로 다른 코어를 배치하면 더 복잡하고 다양한 기능을 수행할 수 있다.
셋째 차세대 자동화 시대에는 산업계 전반에 걸친 협력을 더 강화해야 한다. CPS 장치가 더욱더 똑똑해지면서 이를 적절하게 보호하는 시스템도 발전해야 한다. AI가 보편화되면서 더욱 강력해진 공격을 막아낼 수 있는 보안 조치도 절실해졌다.
모든 기술 트렌드는 지속 가능한 세상으로 귀결된다. 기술 발전과 비즈니스 수행에서 지속 가능성 중심으로 결집해야 한다. 또 테크기업은 기후 위기에 대응하고 친환경성을 강화할 수 있도록 전 공동체의 행동을 독려하는 솔루션을 제공해야 한다. 차세대 자동화 시대의 진정한 실현은 현재와 미래에 대한 행동을 통해 이루어질 수 있기 때문이다.
박준식 ST마이크로일렉트로닉스 한국지사장 promotion.korea@st.com
