1967호2020.10.07.

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1967호

기획시리즈 2차세대 방송콘텐츠 제작과 오감인식 유도기술에 대한 연구

[오세강/MBC강원영동]

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 새로운 알고리즘과 솔루션 융합

Ⅲ. 다목적 융합기술이론

Ⅳ. 결론

ICT 신기술 15중소기업 스마트공장의 운영인력 양성정책 지원

[배경화/중소벤처기업진흥공단]

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 스마트공장의 개념과 운영 인력 양성 추진 실태

Ⅲ. 중소기업 스마트 공장 운영인력 양성정책의 정책적 지원방안

Ⅳ. 결론

ICT R&D 동향 24낙상예방방지 소프트 웨어러블 슈트

[서갑호/한국로봇융합연구원]

밀리미터파 쿼드 리지 프로브 안테나

[김동찬/한국과학기술원]

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*

I. 서론

차세대 실감 미디어 영상은 기존의 TV시청 유형에서 벗어나 새로운 변화 추이를 통해

다중성(多重星) 감각을 갖춘 미래혁신 기술로 진화하고 있다. 사용자 중심의 오감자극 이

동 형태, 감성, 인공지능 등의 변화로 이행되고 있는 것이다. 말하자면 시각적 호기심에서

벗어나 수용자 중심의 지속성 및 관심을 유도하는 상승 요인에 따른 다변화로의 이행을

* 본 내용은 오세강 부장(☎ 033-650-2291, oskcg@hanmail.net)에게 문의하시기 바랍니다.** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.

4차 산업혁명 시대의 방송 콘텐츠와 실감미디어 진화 기술 확보를 위한 차세대 혁신이 요구되는 시점에 이르렀다. 다채널 다변화 속에서 높은 질적 수준의 영상미디어 체제를 갖춘 결과물을 도출하기 위해 앞으로 선점해야 할 진화 기술과 설정 범위에 대한 확장성이 보다 엄밀하게 요구되고 있다. 나아가 차세대 진화 유형의 기술 플랫폼 구축을 위해 지속적인 성과로 이어질 수 있도록 노력을 기울여야 하는 시점이기도 하다. 본 고에서는 효과적인 융·복합 체계의 오감 인식 유도 기술에 대한 다양성이 결합한 최적화된 설정 기준과 기틀을 마련하려는데 있다. 또한, 연구에서 가장 핵심이 되는 미래 유형에 초점을 맞추기 위해 기술 규격과 방향성을 정밀하게 제시하고자 한다. 특히, 실감미디어 방향과 기술력 선점에 있어서 수용자 입장과 제작 표현 기술 형태가 정확하게 부합하는 오감인식 유도 기술 플랫폼을 구축하고 그 방향성을 제시할 것이다.

chapter 1

차세대 방송콘텐츠 제작과 오감인식 유도기술에 대한 연구

•••오세강 ‖ MBC강원영동 보도국CG 부장

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의미한다. 차세대 기술력은 인간 심리와 자극이라는 감각기관으로부터 비롯된다. 감각 수

용기(sensory receptor)인 시각, 촉각, 청각의 주요 기능(시신경, 청신경, 뇌신경)은 중추

신경계의 자극 반응(incentive reversal)을 통해 지각 형태로 승화시키는 일차적 행위로

이해할 수 있다. 이른바 감각 자극과 함께 시간지각(chronognosis), 공간지각(space

perception), 지각 행동(perceptual action), 심리요인(psychological factor)의 파악

에 이르는 다양한 인지 영역(cognitive area)까지 내포하는 것이다. 이러한 구성은 방송

콘텐츠 제작에 있어 질적 표현의 수준을 끌어올릴 뿐더러 차세대 기술로 진화시키게 된다.

방송 제작 기술 측면에 있어 감각 기능의 요소를 얼마나 극대화하고, 신경 자극을 어떻게

작용해 만드는지에 대한 것은 감성 자극 기술의 가치에 따른 것이다. 선진화된 제작 기술

유형은 첨단이론 구축을 어떻게 확보해 나갈 것인가에 대한 고민과 수용자 측면에서 무엇

을 요구하는지에 대한 능동적 사고 및 스타일링(styling)의 확장성에 비추어 이행될 수

있도록 하는데 있다. 방송 미디어 시각 효과 기술에서는 감성 자극이 교차하는 지점과

표현이 정확하게 부합해야 하는 상황 연출이 무엇보다 요구되는 측면이다. 다시 말해 잠재

의식과 공간영역 범위까지 감지하여 형상화하는 기술을 함축한다.

차세대 미디어 산업기반의 주축이 되는 오감 인식 기술과 생동감 넘치는 초고도 화질

(Ultra High-Definition: UHD) 기술은 오감 인식 콘텐츠의 본질이자 수용자 ‘니즈’ 속성을

파고들기 위해 최적화된 하드웨어에 기반한다. 선진화된 제작 구성안은 융·복합(融·複合)

방법론(methodology)을 통해 수용자 인식 반응 기술에 대한 섬세한 방향 설정을 요구한

다. 수용자 심리의 지속적 유도 구축(control technology) 형태를 위해 지속 가능한 수용

자 관점과 주목성, 디자인 구성안, 전문성 설정으로 엄밀하게 확립되어야 한다. 기술적

측면의 노하우는 사회적 충격 완화 및 해소를 위한 방안으로 문화예술사업 콘텐츠와 지속

성이 강한 실질적 데이터 구성으로 이행되도록 해야 한다. 다각적인 요인을 통해 심리적

특성과 차별화된 질적 수준을 시각적 표출로 이끌어내도록 하는 것이다. 여기에는 관념적

통찰, 창의적 아이디어, 디테일한 표현과 합리성 요인까지 이어지게 하는 다각화된 기술이

매우 중요하다. 현재의 방송미디어 체제는 다채널 다매체의 그리고 다변화의 모든 형태를

갖추고 있다. 자율성과 개성이 강조되는 디자인 발상 체계로 메타포밍(metaphorming)

의 개방적 사고로 전이되도록 권장한다. 감성적 접근 방법에 있어 표면적으로 드러나지

않는 이면적 사고를 형상화하는 플랫폼 구축은 예측 기술(technological forecasting)

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형태를 포함해야 한다. 미디어 제작과 관련한 디자인 기술 발상과 사고력까지 확장함으로

써 응용 형태와 질적 수준에 대한 깊이와 차이까지 통찰해야만 하는 것이다. 여기에는

표현 제작 방식에 있어 차세대 오감 인식 기술에 부합하는 균형 잡힌 프로세스 기반과

잠재된 인식까지 포함한다. 이에 기존의 틀에서 벗어나 최적화된 환경 조건을 마련하고

자율적 제작 이론을 총체적으로 산출해내는 방식을 제안하고자 한다.

II. 새로운 알고리즘과 솔루션 융합

1. 감성 자극을 위한 오감 기술 이론

감성 자극 유도 방안으로 무엇보다 수용자가 느끼고 어떻게 반응하는지에 대한 면밀한 분석이 요구된다. 감각기능에 따른 신경 자극을 유도하기 위해서는 수용자의 의도를 정확하게 파악해야만 한다. 그 중에서도 시선을 사로잡는 매개체를 활용하여 유도성 행동을 촉발해 의미 전달을 자연스럽게 유도하는 것이 오감 기술이다. 여기에는 진행되는 절차적인 과정과 그 반응을 세부적으로 분류하는 엄밀한 분석이 요구된다. 감성 디자인에 부합하는 콘텐츠 제작을 위해서는 프로토타입(prototype) 기준 설정과 수용자 중심에 따른 착상이 요구되는 측면이 있다. 아울러 감각적이고 효율성을 담은 제작 프로세스가 함께 동반되어야 한다. 그 중에서도 특히 몰입(immersion)은 수용자의 심리와 시각적 인지 효과를 통해 관심으로 유도하는 감각적인 테크닉이다. 이를 위해 오감의 감성 자극(emotion stimulus) 반응을 통해서 신체적 조건이 행동으로 옮겨진다는 점에서 뇌로 전달되는 과정에 대해 면밀하게 살펴볼 필요가 있다.

또한, 정보 데이터가 지각되는 경로의 시간 차이를 정확하게 설정함으로써 표현의 실체

화(hypostasieren)로 이끌어 내는 방안을 강구해야 한다. 이를 위해 실무 경험과 표준화

된 정량적 통계와 기술데이터 성립이 우선적으로 요구된다. 특히, 실감 미디어(immersive

media) 콘텐츠 분야가 이를 뒷받침해 주어야 하는데, 즉 주제를 형성하는 피사체의 다이

내믹한 동선과 대상의 모션 값에 대한 경험 실무 데이터 정보는 무엇보다 중요하다. 이는

곧 변수 상황에 대응하고 실무에서 실수를 최소화할 수 있는 백 데이터(back data)로

구축되어야 한다. 다시 말해 설정 매체의 움직임 방향을 통해 수용자의 행동 유도성을

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지닌 시각 효과로 뇌에 자극을 주어 표출하는 것을 의미한다.

주제가 되는 피사체의 움직임은 화면상의 구도와 공간 시각 연출 방식의 표현이지만,

실제 공간 활용을 위한 영상 표출은 주변 환경과 조화를 이루는 방식으로 연출되어야 한

다. 실감을 유도하는 표현기법으로는 기존의 데이터의 활용과 실제 배경 그리고 환경적

조건이 충족되는 과정을 통해 구현된다. 이를테면, 미디어 파사드(media facade), VR

(Virtual Reality), MR(Mixed Reality), AR(Augmented Reality), 홀로그램(hologram)

과 같은 다양한 장르의 표현 기술 분야는 표현의 특성과 차별성을 지니고 있다. 이는 곧

효율적 측면이 다르고 추구하는 목적과 접근 방법이 다르기 때문이다.

[그림 1]의 연구모형을 살펴보면 몰입으로 유도되는 과정은 알고리즘 생성 과정과 함께

입체적 상호 관계를 이룬다는 것을 알 수 있다. 특히, 몰입으로 매료되기 위해서는 이미지

속성의 크기, 사물의 깊이, 오브젝트의 반사, 무게감, 재질감에 의한 고도화된 실사 구현이

몰입감을 높여주고 지탱하는 기반 요소이며 조화를 이루는 플랫폼 생성 관계라고 할 수

있다. 주목성과 이미지 가치부여가 동반 성장하기 위한 방법으로 디테일한 표현과 초점이

요구되는 과정으로 다루고 있다[1].

여기에는 전문가시스템(expert system) 기술 노하우, 제작 기법의 디자인 관점(design

viewpoint) 전문 표현 기술이 요구된다. 특히, 대상에 초점이 되는 제작 과정에서 지속성

구축과 알고리즘은 유도성이 머무는 범위에 공존한다는 것을 알 수 있다. 뇌의 움직임을

활성화시키고 작용하게 하는 뇌구조의 일차수용영역(primary receiving area)은 대뇌

피질 영역으로, 제작 기술을 확보하기 위해서는 후두엽(시각, 공간기억), 측두엽(청각, 지

각), 두정엽(촉각, 미각), 전두엽(감정, 판단) 사고력을 통하는 뇌 구조를 정확히 파악하여

<자료> 오세강, 감각적 인터페이스 구축을 위한 디자인 설계이론, 한국문화융합학회, 문화와 융합 통권 60집, Vol,41-2, 2019, p130.

[그림 1] 몰입 과정에서 플랫폼 생성 과정까지의 연구모형

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표현으로 이끌어야만 한다[4]. 시각을 통해 자극하는 방법으로 제일 먼저 인지되는 주제

피사체(subject)를 포착하는 과정에서 지속성과 호감(관심 유형) 결정이 이루어진다는 사

실에 주목해야 한다. 문제는 지속성과 이를 유도하는 기술 방향으로 설정할 수 있는가의

여부에 관한 것이다. 그렇지만 수용자 인지 영역을 최우선으로 매료시킨다는 점에서 시각

의 표현과 제작 비중은 무엇보다 크다. 특히, 물체를 바라보는 시각 초점, 그리고 대상을

이루는 범위, 표현 기술을 담아내기 위한 아포리즘(aphorism)의 깨달음과 같은 감성론적

인 프레임워크로 구성된다.

그렇다면 미래에 제시되어야 하는 실감미디어 기술에 대한 접근 방법과 기술이론 그리

고 미래 알고리즘에 대한 성립 조건에 대해 구체적으로 살펴볼 필요가 있다. [표 1]의

미래 제시형 알고리즘 형태 변화를 보면 현재의 기능 요소에서 추상적 관점 그리고 이면적

측면을 담아내기 위한 구조로 이루어져 있다. 이러한 기술적 측면의 알고리즘 형태를 구축

하기 위해서는 다양한 장르와 융합을 통한 조화로운 기술 형태로 구성되어야 한다. 이는

지각의 형태가 지속성을 유지하기 위한 수용자 관점과 사고, 심리적 관계를 이해함으로써

문제를 해결하는 방식으로의 접근을 의미한다. 미디어 방송의 콘텐츠 체계는 너무 광범위

하고 제작 표현의 깊이와 다양성 역시 지나칠 정도로 크다. 그래서 이를 하나로 결집하기

위한 융·복합 기술 기반을 확보하기 위해 새로운 형식의 패러다임이 요구되는 것이다.

그래야만 포괄적이면서도 매우 다양한 기법 사례를 통해 적재적소에 최적화된 제작 기

술을 적용할 수 있는 것이다. [표 1]과 같이 유기적 접근 방식과 추상적 유형을 통해 다양

하고 새로운 혁신 기술 알고리즘 형태가 구축된다는 것을 암시하는 것이다. [그림 3]은

<자료> E. Bruce Goldstein 지음, 김정오 외 6 옮김, 감각과 지각 7판, 박학사, 2015, p29.

[그림 2] 환경으로부터 자극을 받는 신경세포 수용기

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[표 1] 미래 제시형 알고리즘 형태

표현을 위한 소재와 재질감 구현은 시각의 집중과 관심을 유도하는 고밀도 상상 촉감 기술

(haptics)을 통해 인지 자극을 불러일으킴으로써 질감에 대한 디테일이 중요한 요소로

작용한다. 색감과 입체 볼륨 쉐도우, 다각도 그림자, 빛의 농도와 방향, 명암의 무게, 반사

값, 굴절 형태, 톤 온 톤(tone on tone)은 기존 방식을 벗어나 다채롭고 창의적인 융합

기술이 응축되어 있다. 실사구현 기법을 최대한 적용하여 수용자 감성 자극 측면으로 다가

서는 것을 의미한다. 이른바 울트라 UHD 방송에서 강조되는 제작 요소로서, 생생함을

전달하고 뇌에 각인되는 사실적 표현의 몰입감(沒入感)으로 빠져들게 하는 오브제(objet)

재질이 요구되는 것이다. 일반적으로 미술의 상징적 물체나 대상으로 설명하지만, 미디어

콘텐츠에서는 새로운 주제와 설정 소재로 다룬다.

일반적으로 다가서기 쉬운 사물이나 이와 상반된 형이상학적 소재 및 미묘한 대상은 지각 반응과 공감을 통해 각인시키기 좋은 표현요소로 작용할 수 있다[1]. 또한, 오브제는 상황 설정이나 순간포착 그리고 적절한 타이밍에 부합하는 기발한 소재에 의해 실현되는 것이다. 오브제는 다양성을 내포하고 있는 반면 그 활용에 있어 적절성과 조화가 이루어져야만 효율성과 존재감이 드러난다는 사실을 항상 염두에 두어야 할 것이다.

<자료> 오세강, MBCEG CG실, 역사토크 시간여행 강원 시즌2, 3D Main Title Image, 2016.

[그림 3] 표현 소재와 재질감 구현 이미지

알고리즘 유기적 접근 기하학적 방법론

콘텐츠 디자인 유형 감성(Affective) 추상(abstracting)

콘텐츠 디자인 기술 방법론 응용(감성과 문화예술) 융합(가상현실, 인공지능)

콘텐츠 디자인 표현유형 재질감(사실적 표현) 지속 가능성(시각 효과)

<자료> 오세강, “응용과 감성을 기반으로 한 혁신 디자인 알고리즘에 대한 표현 기술 제안 연구”, 한국문화융합학회, 문화와 융합 통권50집, Vol,39-6, 2017, p.844.

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[표 2] 감각기관과 기능 및 복합구조 형태

[표 2]는 감각기관(sensory organs)의 기능 및 역할을 위한 방안과 형태를 어떻게 전개

할 것인가에 대한 방법론적인 물음에서 시작된다는 것을 보여주고 있다. 감각 기능을 활용

한다는 것은 자극 반응을 체계적으로 활용할 수 있다는 것을 의미한다. 이에 기존 제작방

식에서 탈바꿈된 예측과 신호체계의 표상까지 읽어내는 다중적 관점이 요구되고 있다.

[표 2]는 기존 방식을 포함한 감성 기술 요인이 필수 조건이며 반응이 자극으로 이어지는 감각기능 형태는 매우 중요한 심리요인임을 보여주고 있다. 말하자면 감각기관과 기능 형태의 상관관계에 대한 다채로운 융합의 필요성을 강조하는 것이다. 신경계 기능 형태에 있어 표정인식(deepface), 상황 인지 기술(context cognition technology), 음성 데시벨(decibel, DB), 동작(motion and action), 신호(signal intelligence), 터치 촉감방송(haptics broadcasting), 떨림 반응(response criterion), 모션 위치 예측 광학흐름(optical flow)과 함께 감각기관 기능으로 제 역할을 하기 위한 상호작용 형태 등을 들 수 있다. 이러한 감각기관과 형태는 차세대 유도 기술에 있어 융·복합 구조로 재분석되어 적용해야 하는 다각화된 부분이다.

특히, 신호체제와 촉감 기술 그리고 광학 흐름은 차세대 감각 기술 영역이다. 그렇다면 그 접근성 여부에 있어서도 새로운 형태와 이면적 관점을 함축하고 복합 구조 형태로 다루어야 하므로 기술적 난이도에 대한 접근은 물론 그 이론 형태에 있어서도 더욱 견고해야 한다. 혁신 기술은 데모 버전(demonstration), 베타 테스트(beta test), 프로토타입 설정을 통해 안정된 결과 도출을 위한 방안을 마련해 나가야 한다.

2. 감성에 부합하는 기술이론

차세대 기술은 경험을 통해 변화되는 구조가 다소 안정적이며 수용자 입장에서 받아들

일 때도 크게 무리 없어야 한다. 이러한 측면을 최대한 활용하여 접근성 여부와 기술 영역

의 조화를 이루는 제작 기술로 이어지도록 해야 한다.

얼굴표정인식Deepface

상황인지 기술Context Cognition Technology

음성(데시벨 척도) Decibel, DB

동작 움직임 지각 Motion and Action

신호정보 Signal Intelligence

터치(질감) 촉감방송Haptics Broadcasting

떨림 진동, 반응기준Response Criterion

모션 위치 예측 광학흐름 Optical Flow

<자료> E. Bruce Goldstein, 감각 및 지각심리학, 박학사, 2015, p.176.

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[표 3]과 같이 첨단 영상 디자인 표현과 기술에 대한 변수와 통계 조사를 통해 파악한

결과는 매우 유의한 차이가 있었다. 표현 제작 기술 측면과 변수에 있어서, 이펙트 위주의

화려한 영상 이미지 제작 형태와 창의적 표현으로 구축된 디자인 구성과 독창성과 개성이

어필된 영상 이미지는 세련되고 간결한 느낌을 주는 영상 이미지와 통계에서 미미한 차이

를 보였다.

통계조사에서 “첨단 표현 기술은 무엇이라 생각하는가?”에 대한 일반적인 물음에 대해

서는 창의적 표현으로 이루어진 디자인 구성이 39.7%를 차지한 것으로 나타났다. 이러한

측면은 이펙트나 독창성, 개성, 세련미보다 월등히 높은 수치를 보여주었다. 이는 독자적

기술이 창의성을 떠받드는 의미로 해석해도 무난한 것으로 판단된다. 주요 연구 변인들

간의 차이에서는 큰 차이를 보이지 않고 미미한 차이를 보여주고 있다. 영상미디어 제작에

[표 3] 영상미디어 디자인 표현과 그래픽 제작 기술 및 첨단 디자인 기술에 대한 생각의 주요 연구 변인들 간의 차이(N=494)

변수

이펙트 위주의 화려한 영상

이미지(n=100)

창의적 표현으로 이루어진 디자인 구성

(n=100)

독창성, 개성이 강조된 영상 이

미지(n=100)

세련되고, 간결한 느낌을 주는

영상 이미지(n=100)

　F

사후검정

M(SD) M(SD) M(SD) M(SD)

표현 기술 방식 3.75(.49) 3.88(.48) 3.88(.53) 3.88(.47) 1.29

감성표현 발생 3.95(.41) 4.06(.49) 4.00(.40) 3.90(.58) 2.81*

선호하는 스타일 및 컬러 유형 파악 3.86(.36) 3.86(.48) 3.84(.41) 3.84(.41) .10

디자인 기술 다각화 방안 3.83(.37) 3.99(.47) 3.91(.43) 3.94(.48) 2.02

디자인 응용표현 방식 3.89(.45) 3.95(.42) 3.98(.45) 4.04(.41) 2.05

지각의 형태분석 4.04(.48) 3.98(.48) 3.92(.44) 4.00(.49) 1.04

첨단제작 기술구축에 대한 연구 3.91(.40) 3.98(.48) 3.87(.41) 3.83(.66) 2.43

미래지향적 시각 효과의 융합형태 3.95(.44) 4.00(.47) 3.93(.48) 4.02(.54) .95

감성과 오감을 자극하는 형태 3.93(.38) 3.97(.48) 3.90(.44) 3.94(.49) .46

몰입형태 3.98(.40) 4.03(.53) 4.13(.43) 4.06(.46) 1.62

응용과 융합 기술의 방향성 4.06(.45) 3.98(.48) 4.05(.43) 4.08(.47) 1.37

표현 기술 방식 3.80(.61) 3.90(.60) 4.00(.58) 3.90(.64) 1.57

*p<.05

<자료> 오세강, 응용Software를 활용한 platform 진화 기술 구축에 관한 연구, 박사학위논문, 2018, pp.188-189.

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있어 표현과 기술이 첨단 제작 기술에 대한 사고에 따르는 주요 변인들 간의 차이 결과는

다음과 같이 나타났다. 영상미디어 디자인 제작 표현에서 감성 표현 통계 데이터는 유의한

차이로 드러났다(F=2.81, p<.05). 다른 응답에서 차이의 결과를 위해 Scheffe의 기준과

사후검정을 실시하였는데, 사후검정 결과는 차이가 없는 것으로 판명되었다. 따라서 영상

디자인 제작 표현과 더불어 제작 기술은 첨단 표현 기술에 대한 사고력에 따라 통계 결과

에서 유의한 차이가 드러날 것으로 예상하였으나, 가설 설정 상황에 대한 사후검정 결과에

도 드러나지 않았다. 집단 간 차이는 다소 있었으나 일련의 집단에서 차이가 드러나는지에

대해 알 수 없어 부분 채택으로 결론을 내렸다[2].

영상 제작을 위한 상황에서는 디자인 다각화 기술, 창의적 디자인 구성에서 수치가 높게

드러남에 따라, 개성과 창작 영역에 대한 중요성을 확인할 수 있었다. 아울러 미래지향적

시각 효과에서는 세련되고 간결한 느낌에 대한 결과가 높게 나타났다. 또한, 영상미디어

표현 기술 방식에서는 독창성, 개성이 강조된 이미지가 다소 높게 나타났다. [표 3]의 결과

를 살펴보면, 앞으로 디자인 표현 및 기술 구축을 위한 첨단 제작 방식과 선진화된 혼합

기술에 대한 새로운 방향성과 접근 유형의 요구를 유추할 수가 있다. 통계 데이터는 표현

기술에 대한 오차 범위를 최소화할 수 있다. 특히, 인간 중심의 제작 표현방식에 있어

선택할 수 있는 기술 이론과 유도 기술의 표현 방법은 동반 성장의 의미를 함축한다. 이러

한 데이터 과정을 통해 수용자의 가치를 파악하고 검토하여 실질적 구성안으로 담아내는

방식을 제안하고자 한다. 나아가 감성인식 기술을 포함한 이면적 관점에 이르는 다각화된

접근 역시 절실히 요구된다.

최근 들어, 코로나19로 인한 비대면 상태가 지속되면서 미디어산업과 관련된 다양한

관람 매체에 대한 불확실성이 커지고 있는 상황이다. 유례없는 팬데믹(pandemic)의 여파

로 비대면 기술(untact technology)이 확대될 것으로 예상된다. 미디어 콘텐츠 산업은

인적 자원을 바탕으로 하는 그룹화된 제작 형태라는 측면과 질적 수준을 요구하는 워크플

로우 구조를 갖기 때문에 제작스태프의 제작 환경과 불편한 상황은 당분간 이어질 것으로

추정된다. 그렇기 때문에 차세대 콘텐츠 기술은 실감이라는 공감 체험 문화가 동시다발적

으로 이루어져야 하는 어려운 측면이 존재하기도 한다. 사용자 중심에 부합하는 기술 형태

를 지니면서 관심 유도를 최대한 몰입으로 유도하는 제작 유형이 바탕을 이루어야 할 것이

다. 이른바 실감형 콘텐츠 표현에 적합한 VR, AR, MR, 홀로그램을 통해 가상의 시각

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처리를 융합하여 새로운 실감 미디어로 솔루션을 제공할 필요가 있다. 또한, 정교한 VFX

(Visual Effect) 그래픽 기법을 가미하여 다이내믹한 실사와 가상, 증강현실의 표현을 추

가함으로써 몰입감을 극대화하는 것이다. 물론 이처럼 다양한 기술적 난이도를 어떻게

좁혀 나갈 것인가 하는 문제에 대한 해결은 현재 연구 과정에서 단정 짓기는 어렵다.

그 이유는 상황에 따라 무수히 많은 변수가 얼마든지 존재할 수 있기 때문이다. 하지만

근간이 되는 것은 환경적 상황에 최적화된 표현과 질적 수준을 최대로 끌어올리며 충만감

을 극대화하는 디자인 프로세스 기술이 주축을 이루어야 한다는 점이다. 그래서 사용자

중심의 사고와 함께 차이를 이해하고 받아들이는 유연한 관점이 요구된다. 또한, 감성의

오차 범위와 오감을 통해 인지하는 구조 형태가 서로 다르고 변수값이 상황에 따라 존재한

다는 점에 대해 인식할 필요가 있다. 다시 말해 보편적이고 일괄적 제작 패턴 그리고 동일

한 조건의 평행이론이 존재하기 어렵다는 측면에 대한 인식을 의미한다.

[그림 4]의 디지털 미디어 아트는 단순한 구조에서도 수용자 주목성과 정서를 매료시키

는 반복적인 도형 패턴을 이루고 있다. 단조로운 도형 형태의 패턴이지만 TV 브라운관에

자주 활용되는 고급 이미지와 심플함, 간결한 디지털 이미지로 자주 활용되는 소재이다.

이러한 단순한 소재 구성은 미래 제작 기술로 관념적 통찰을 통해 재구성되어 탈바꿈된

형태로 드러날 것이다. [그림 5]와 같이 새로운 알고리즘 구축을 위해 이면과 다중성 역할

을 인지하고 사용자 중심의 접근성 그리고 정량적 통계를 통해 조사함으로써 객관적인

솔루션으로 제공된다. 실감 미디어 제작 기술 방식은 감성과 오감의 축을 이루는 구조

속에 새로이 재발견되는 것이다. 미래 혁신적인 디자인 패턴은 기하학적 형태와 조화를

이루는 단순미 그리고 몰입과 감성을 자극하는 구조로 이어질 것이다. 이러한 도형 패턴은

새로운 시대 트렌드를 의미하는 디자인 관점이 녹아 있다. 표현에 있어 색과 형태는 기존

<자료> 오세강, “응용Software를 활용한 platform 진화 기술 구축에 관한 연구”, 박사학위논문, 2018, p.42.

[그림 4] 삼각형 도형으로 응용된 패턴 이미지영상

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에 드러나지 않은 메탈 컬러와 기존에 발견되지 않은 인위적으로 개발된 컬러 색상 톤으로

이루어질 것이다. 형태에 있어서는 단순 도형이 기하학적인 형태로 변형되어 진화를 거듭

할 것으로 예측된다. 이를테면 뒤틀림이나 돌출된 면과 각 그리고 면속에서의 분할되어

쪼개진 면 등 수많은 다양성으로 부각되어 나타날 것이다. 다양한 자연색의 조화와 기존에

활용되지 않은 컬러 색상이 활발하게 적용될 것으로 보인다. 재질감 역시 자연의 질감과

인공적 조화를 이루는 융합 디자인 표현 형태로 재탄생할 것이다. 특히, 색이 지닌 이미지

톤의 무게는 이 두 가지의 역할 중에 질적 수준을 가늠하는 척도로 중요한 표현 기술

솔루션을 형성하게 된다. 때로는 매개체 공간 활용에 적합한 설정인지 따져보고 처리하는

것이 바람직할 것이다. 여기에는 검증된 빅데이터 통계 결과를 통해 표현의 실질적인 활용

여부를 결정하는 것이 하나의 방법일 수 있다. 그래야만 다양한 제작 기술 솔루션을 기반

으로 문제 해결을 위한 디자인 기술 구축으로 새로운 유형의 알고리즘을 마련할 수 있을

것이다. 다시 말해 솔루션 구축을 위해 다양한 응용 형태와 융합 기술을 매우 적절하게

적용해야만 한다. 응용과 융합은 그 성격이 서로 유사해 보이지만, 영상 디자인 기술에

있어 응용은 상황을 고려한 효율적 형태로 어떻게 꾸며 나갈 것인가에 대한 문제인 반면,

디자인 융합은 다양한 형태를 조합하여 하나로 결부시켜 기존에 없던 새로운 기술을 창출

해 내는 것이다.

III. 다목적 융합 기술이론

다목적 기술 방안을 위해 빅데이터의 활용과 적용은 매우 중요하다. 그래서 통계분석

자동화 방식을 갖춘 규칙 패턴을 유지하면서 관련 정보를 제공하는 데이터 마이닝(data

mining)과 분석 기술의 활용은 필수적이다. 게다가 제작 기술의 다중 처리를 위한 불확실

<자료> 오세강, “응용Software를 활용한 platform 진화 기술 구축에 관한 연구”, 박사학위논문, 2018, p.44.

[그림 5] 응용 패턴 영상그래픽 타이틀 이미지

기획시리즈-방송·콘텐츠

정보통신기획평가원 13

성에 대한 극복과 다양한 목적에 따른 융합 기술 형태 확보의 근간에는 이에 따른 기술이

론이 마련되어야만 가능하다. 구체적으로 다양한 데이터 정보 제공과 분석을 위한 데이터

마이닝 기술의 활용을 위한 새로운 데이터 분석 방법이 요구될 뿐만 아니라, 다각적이고

선진화된 융합 기술은 실질적 경험에서부터 다양한 결과가 창출된다는 점에 주목할 필요

가 있다. 이 말은 곧 축적된 데이터가 확실성에 대한 보장을 한층 더 강화시키고 객관성을

확보한다는 것을 의미한다.

HCI(Human Computer Interaction)를 통해 사람과 시스템 간의 생체 신호 기반으로 뇌에 전달되는 상호관계 여부까지 함께 파악되어야 한다. 또한, 감성인식(emotion recognition) NUI(Natural User Interface) 사용자 시스템이 스스로 상황을 파악하는 과정도 융합 기술로 응축되어야 한다. 영상 미디어 표현 기술 전달에 있어 제작방식은 매우 다양하다. 이를테면 상황에 따라 매력적으로 표현될 수 있는 복고 타입의 레트로 스타일(retro style)이나 태피스트리(tapestry) 장식 스타일을 활용하여 친밀감과 일반인들의 대중성을 유발하는 일종의 응용 기법사례로 적용할 수 있다. 또한, 어포던스 디자인(affordance design)과 같은 체계화된 인지 속성을 통해 행동 유도성을 발휘하는 것도 하나의 방법으로 다룰 수 있다. 또한, 지각 전달 방식에 있어 마인드 매핑(mind mapping)과 같은 심벌, 표상, 이미지, 컬러와 두뇌에 되새기는 사고력 학습기법 활용도 매우 유용한 활용 사례라고 할 수 있다. 유도 기술에 있어 감정 조절과 잠재된 뇌의 전두엽 자극을 통해 판단, 성격, 행동을 이행하는 뚜렷한 매개체를 제공해야 한다. 인간의 뇌를 심도 있게 분석하고 해석함에 따라 인지 범위와 착시현상 등에 대한 과학적 근거도 확보할 수 있다. 그러므로 자극의 범위를 더욱 확장함으로써 감각과 지각을 부르는 감각 자극 기술 형태를 새롭게 구축할 수 있는 것이다. 사물을 보는 시지각 형태는 매우 다채로운 성향을 지니고 있다. 이에 대상의 초점을 명확하게 선점하는 프로세스 역시 얼마든지 확보해 낼 수 있는 것이다. 결국 즉각적인 반응, 식별 등 일련의 절차를 통해 나타나는 현상과 규격, 상태, 상황을 수행해야 하는 일련의 과정을 만들어내야만 한다.

IV. 결론

다양한 제작 경험 사례를 통해 미래 예측과 다변화에 대한 감성 접근 방식과 이론화된

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제작 기술 방법론에 대해 제시하고, 수용자에 대한 심리와 잠재된 의식까지 확장하여 제작

범위가 응축된 알고리즘 형태에 대해 새로운 산출물과 함께 차별화된 표현 방법론을 제안

하였다. 무엇보다 미래 수용자 측면에서 무수히 많은 다양한 제작기법과 경험 활용을 통한

함축된 응용과 융합 기술의 조화가 요구되고 있다. 하지만 경쟁력 있는 콘텐츠 제작 기술

을 통해 어떻게 탈바꿈할 것인지에 대한 수많은 연구과제가 여전히 남아 있다. 기술적

측면의 다각화와 변화 그리고 발상의 전환을 통한 지속적인 제작 기술 진화에 대한 심도

있는 객관화된 데이터 축적과 표현 기술 로드맵은 무엇보다 중요하다.

그러므로 다목적 융합 기술 이론과 감각기를 자극하는 오감 인식 유도 기술을 제시하며

몰입감을 유발하는 다양한 프로세스를 제안한다. 시각 관점에 대한 파악과 합리적 근거를

통해 정형화된 빅데이터 제작 가이드라인 구축 및 최적화된 접근 방법과 이면적 측면에

이르는 실질적 기술 데이터 이론들을 제시한다. 따라서 미디어 콘텐츠 제작 기술의 진화와

미래예측에 대한 디자인 표현 방법론에 부합하는 다양한 방송 콘텐츠 기술 이론을 구축하

는 연구로 수반될 수 있도록 하였다. 그래야만 결과적으로 국가 산업기반의 경쟁력 확보는

물론 표준화된 방법론 구축에 따라 차세대 유도 기술 플랫폼을 구축할 수 있을 것이다.

[ 참고문헌 ]

[1] 오세강, 몰입기술을 활용한 영상그래픽 Processes 구현에 대한 연구, 한국교양교육학회, 교양교육연구, Vol.10-4, 2016, pp.383-385, p.389.

[2] 오세강, “응용Software를 활용한 platform 진화기술 구축에 관한 연구”, 박사학위논문, 2018, p.42, p.44, pp.188-189.

[3] E. Bruce Goldstein 지음, 곽호완 외 6 옮김, 감각 및 지각심리학 9판, 박학사, 2015, p.176.[4] E. Bruce Goldstein 지음, 김정오 외 6 옮김, 감각과 지각 7판, 박학사, 2015, p.29.[5] 오세강, 감각적 인터페이스 구축을 위한 디자인 설계이론, 한국문화융합학회, 문화와 융합 통권 60

집, Vol.41-2, 2019, p.125, p.130.[6] 조준동, 창의융합 프로젝트 아이디어북, 한빛아카데미, 2015.[7] 오세강, 오감에 부합하는 디자인 관점과 방법론에 대하여, 한국문화융합학회, 2019년 한국문화융합

학회 하계전국학술대회, 2019, pp.13-17.[8] 오세강, 응용과 감성을 기반으로 한 혁신 디자인 알고리즘에 대한 표현기술 제안 연구, 한국문화융

합학회, 문화와 융합 통권 50집, Vol.39-6, 2017, p.844.[9] 오세강, 역사토크 시간여행 강원 시즌2, MBCEG CG실, 3D Main Title Image, 2016.

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*

I. 서론

글로벌 금융위기 이후 세계 각국은 저성장 국면의 극복과 ICT 기반의 제조업 혁신을 통해 산업혁신을 위한 패러다임 전환을 추진하고 있다. 더욱이 각국의 정부는 유니콘 기업을 육성하기 위한 다양한 전략들을 추진 중이며, 그 속에서 기업들은 전 방위적으로 AI, IOT 등 새로운 기술을 바탕으로 한 신사업모델을 도입·창출하고 있다. 특히, 각국 정부는 직면하고 있는 4차 산업혁명시대에 대한 효과적인 대응책을 준비하고 있으며, 기업들은 미래 산업에 능동적으로 대응할 수 있는 산업 생태계를 조성해 나가고 있는 상황이다. 새로운 패러다임 변화로서의 4차 산업혁명은 물리적 세계와 사이버 세계가 네트워크로 연결되고, 집적된 데이터의 분석활용 및 사물의 자동제어가 가능해지면서 제품의 생산과 서비스가 자동화·지능화되는 새로운 산업 시대의 도래를 의미한다. 특히, 4차 산업혁명은 사물인터넷 등 주요 기술의 발전과 ICT 관련 기술들과 타 산업이 융합되어 스마트공장, 자율주행자동차, 스마트시티 등 새로운 산업 및 서비스 창출을 더욱 촉진시키고 있다[1].

이 같은 4차 산업혁명의 등장은 다양한 시각에서 정의되고 있으나, 최초로 4차 산업혁

명을 언급한 것은 독일의 제4세대 산업생산 시스템인 ‘Industry 4.0’에서 출발한다. 그

* 본 내용은 배경화 지부장(☎ 031-899-9101, g9141005@naver.com)에게 문의하시기 바랍니다.** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.

chapter 2

중소기업 스마트공장의 운영인력 양성정책 지원

•••배경화 ‖ 중소벤처기업진흥공단 지부장

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이후 2016년 1월 스위스 다보스에서 개최된 세계경제포럼(WEF)의 주제로 “4차 산업혁명

의 이해”가 선정되고 그에 대한 논의가 구체화되기 시작하였다. 이런 논의 이후에 각국은

4차 산업혁명시대를 대비하여 ICT를 기반으로 한 스마트화, 인터넷을 통한 네트워킹화

등을 확산시키고 있으며, 중소기업을 둘러싼 산업생태계도 급격히 변화해 가고 있다.

한편, 독일, 미국, 일본 등과 같은 전통적인 제조 강국들은 경기침체 극복, 미래 핵심

산업시장 선점 등을 위해 스마트공장, 산업인터넷 등을 중심으로 하는 제조업 강화 정책을

적극적으로 추진 중이다. 우선, 독일은 2000년대 이후 자국의 강점인 산업 소프트웨어

및 엔지니어링 기술을 활용하여 제조 경쟁력을 극대화하기 위한 Industry 4.0 전략을

제시하고, 기업들이 스마트공장을 중심으로 산업 플랫폼을 구축할 수 있도록 재편하고

있다. 특히, 독일은 지역의 연구기관이나 대학, 연구소 등에 “중소기업 4.0 역량센터”를

운영하도록 하고 있는데, 이 센터는 중소기업의 스마트공장 구축, 중소기업에 대한 컨설팅

및 기술 지원을 적극적으로 지원하고 있다[2]. 다음으로, 미국은 산업기반 강화 및 고용

창출을 위한 제조업 리쇼어링(re-shoring)을 강조하기 시작하였으며, 미국 정부는 산업경

쟁력 강화를 위해 인터넷 등 ICT 중심의 제조업 혁신정책을 강화해 나가고 있다. 마지막

으로, 우리 정부는 2014년 이후 제조업과 ICT의 융합을 통해 생산현장은 물론, 제조업

산업 전반에 혁신을 가져오기 위한 “제조업 혁신 3.0 전략”을 수립하여 관련 정책을 추진

중에 있다. 또한, 2022년까지 정부는 스마트공장 2만 개를 보급하여, 제조업의 스마트화

에 의한 중소기업의 생산성 및 경쟁력 향상, 질 좋은 일자리 창출 등을 정책적 목표로

하고 있다.

또한, 글로벌 기업들은 제조기반의 경제기반 강화 및 신규 일자리 창출을 더욱 강화하기

시작하면서, 각국의 정부는 자국 내 제조업 강화정책을 강화하는 방향으로 정책노선을

선회하였다. 더욱이 중국은 낮은 인건비를 장점으로 내세워 경공업 강국으로 성장했으나.

4차 산업혁명이 강조되면서 첨단기술 분야에 본격적으로 투자를 시작하며 신흥 제조 강국

으로 부상하였다. 우리나라는 더욱 치열해지고 있는 선진국이나 중진국과의 경쟁에서 살

아남기 위해 그간 해외 투자로 인해 상대적으로 미약해진 국내 제조업 기반을 강화하는

동시에 심각한 생산인력 부족의 문제를 해결하기 위한 대안으로서 스마트공장 도입을 적

극적으로 검토하기 시작하였다.

이에 본 고에서는 중소기업이 스마트공장을 도입·추진함에 있어서, 관련 분야의 전문적

ICT 신기술

정보통신기획평가원 17

인 운영인력을 양성할 수 있는 지원방안을 살펴보고자 한다.

II. 스마트공장의 개념과 운영 인력 양성 추진 실태

1. 스마트공장의 개념

스마트공장(smart factory)이란, “제품 기획, 설계, 생산, 유통, 판매 등 전 과정을 ICT로 통합, 최소 비용과 시간으로 고객맞춤형 제품을 생산하는 미래형 공장”이라고 할 수 있다. 구체적으로는 “제조의 모든 단계가 자동화, 디지털화되어 가치사슬 전체가 실시간으로 연동하며, 전통 제조 산업의 자동화·효율화·지능화를 위해 생산 정보와 지식, 데이터를 실시간으로 공유, 활용하여 여러 변화에 신속하게, 지능적으로 자율 대응하는 것”을 의미한다. 또한, 스마트공장은 맞춤형 제조 서비스를 통해 새로운 제조 및 서비스 산업을 만들어 가는 것이다. 즉, 스마트공장은 설계·제조·판매·서비스의 연결을 통해 전통 제조업의 서비스 분야를 확장하여, 수요자 요구에 따라 맞춤형 제품의 제조 및 서비스를 제공하는 것이다. 이 같은 추진 상황 속에서 국내의 스마트공장의 개념에 대한 논의를 보면, 최초로 도입되던 시점에 민관협동스마트추진단(2017)은1) 스마트공장이란, “정보통신기술과 설

1) 스마트공장 관련 사업은 산업통상자원부 산하 민관합동스마트추진단에서 중소벤처기업부 산하 스마트제조혁신추진단으로 이관(2019.07.02)되었다.

<자료> 한국생산성본부, 「스마트 제조 산업 발전방향」, 2016.

[그림 1] 스마트공장 기술 분류

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비 및 자동화 솔루션이 융합되어 시장과 고객이 요구하는 스마트 제품을2) 적시에 생산·납품할 수 있는 의사결정과 운영체계가 최적화된 지능형 공장”으로 정의하였다. 이어 스마트제조혁신추진단(2019)은 스마트공장을 “제품의 기획부터 판매까지 모든 생산과정을 정보통신기술로 통합해 최소비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품을 생산하는 사람 중심의 첨단 지능형 공장”으로 정의하고 있다. 또한, 국가기술표준원의 한국산업표준(Korean Industrial Standards: KS)에 따르면, 스마트공장이란, “전통 제조 산업에 ICT를 결합하여 제품의 기획, 설계, 생산, 유통, 판매 등 전 과정을 ICT 기술로 통합, 최소비용과 시간으로 고객 맞춤형 제품 생산을 지향하는 공장으로, 생산성 향상, 에너지 절감, 인간중심의 작업환경이 구현되고, 개인맞춤형 제조, 융합 등 새로운 제조환경에 능동적 대응이 가능한 공장”을 의미한다. 또한, 스마트공장과 관련된 생산 공정 시스템으로서 스마트 제조란, “제품기획, 설계, 생산, 품질, 재고, 조달 등 스마트공장 내 제조 프로세스의 정보화, 최적화 및 생산시스템의 자동화를 ICT 기반 스마트 기술로 실현하는 제조 공정”을 의미한다. 그리고 스마트 공장의 기술구성은 설계·운영·관리를 위한 소프트웨어 관련 기술과 설비·센서·통신·디바이스 등의 하드웨어 관련 기술로 구성된다.

2) 여기서 스마트 제품은 “언제 어디에서 누가 어떻게 생산하고 납품하였는지에 관한 정보를 내재하고 있는 제품”을 의미한다(산업통상자원부·민관합동 스마트공장 추진단, 2017.).

<자료> 삼정KPMG, 「4차 산업혁명과 제조혁신: 스마트 팩토리 도입과 제조업 패러다임 변화」, 2018.

[그림 2] 스마트공장 개념도

ICT 신기술

정보통신기획평가원 19

스마트공장의 범위는 “End-to-Engineering Integration”을 고객이 원하는 제품을 만

들기 위한 제품개발 가치사슬의 통합, “Horizontal Integration”을 기업들 간의 새로운

비즈니스 모델이나 생태계 구축, “Vertical Integration”을 유연하고 재구성 가능한 제조

시스템 구현을 위해 중소기업 제조현장의 센서 신호를 ERP시스템까지 수직 통합하는 개

념으로 정의하고 있다[3].

결국, 스마트공장에 대한 개념은 다양하게 논의되고 있으나, “제조기술과 ICT 기술의

융합을 통해 장비, 제품 등이 모두 연결되어 최종적으로는 소비자가 원하는 제품을 생산할

수 있는 체계”를 의미하는 것으로 정의될 수 있다.

2. 중소기업 스마트공장의 인력양성정책 추진 실태

2017년 문재인 정부는 국정 5개년 계획에서 “과학기술 발전이 선도하는 4차 산업혁명 전략”을 제시하고, 2018년 12월 중소기업 경쟁력 제고를 위한 스마트공장 구축에 중점을 둔 “중소기업 스마트 제조혁신 전략”을 발표하였다. 특히, 정부는 2022년까지 중소기업 스마트공장 3만 개 구축, 스마트 산업단지 10개 조성, 산업재해 30% 감소, 스마트 공장 전문 인력 10만 명 양성의 4대 목표를 설정하여 추진 중이다. 구체적으로, 정부는 국내 중소기업의 기존 현장인력을 스마트공장 운영 인력으로 직무전환하기 위한 교육을 지속적으로 강화해 오고 있다. 2019년 기준으로 정부는 지역산업과 연계한 학습형 스마트공장 배움터를 확대하고(2019년, +2개소), 중소벤처기업진흥공단 연수원 스마트공장 공정기술교육(2019년, 250개 과정)을 운영해 오고 있다. 또한, 정부는 전문가가 스마트공장 기업을 진단·분석하고 컨설팅하는 지원 프로그램을 신설·운영하고 있다. 그리고 정부는 스마트 산업단지를 중심으로 2019년 기준 9개소에 산업단지형 공동훈련센터 운영을 확대하고 있다.

한편, 2017년 이전부터 수행되어 온 스마트공장 보급사업 등이 총괄 부처에서 2017년 중소벤처기업부로 이관된 이후, 중소벤처기업부가 스마트공장 공급, 산업육성 및 관련 인력사업을 담당하고 있으며, 2017년부터 시행계획을 통해 지원 사업을 추진, 2019년 총 11개 분야 전체 4차 산업혁명과 직·간접적 연관 사업을 추진 중이다[5]. 중소벤처기업부의 스마트공장 운영인력 교육은 중소벤처기업진흥공단에서 주관하여 실행하며, 2019년 기준으로 총 8개 과정으로 구성되어 있고 각 과정은 필요에 따라 하위과정으로 구분·운영

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되고 있다.3) 그리고 정부는 중소기업 스마트공장 운영 인력 양성을 위해 지원체계를 강화하고, 스마

트공장 인력정책 총괄은 중소벤처기업부와 중소기업기술정보진흥원(스마트제조혁신추진

단)이 스마트공장 관련 교육은 고용노동부, 산업통상자원부, 중소벤처기업부를 중심으로

추진하고 있다. 다만, 지금까지 정부가 제공하고 있는 직업훈련은 재직자 대상 직업훈련과

실업자 대상 직업훈련이 분리되어 추진되고 있다. 따라서 정부의 스마트공장 핵심 운영인

력 교육은 직접 교육 사업이 아닌 컨설팅 방식으로 지원하고 있다. 이런 정부의 스마트

공장 운영 인력교육은 근로시간 단축 사업 내 일하는 방식 개선 등 생산성 향상 지원

등을 중심으로 차별적으로 운영되고 있다. 그리고 정부가 스마트공장 구축 시에 기존 인력

의 재배치 등을 포괄하는 교육을 운영하고 있다. 더욱이 중소기업이 스마트공장 확산에

따른 노동자의 직무전환을 지원하기 위해 자치단체·산업계와의 공동조사를 통해 수요가

큰 지역의 폴리텍대학을 특화 캠퍼스로 지정·운영하고 있다.

그러나 정부의 중소기업 스마트공장 인력 양성 정책은 ICT와 제조에 대한 이해·지식·기

술 컨설팅과 이를 바탕으로 한 문제해결 능력을 갖춘 융합형 인력 양성을 요구하고 있다.

특히, 중소기업(스마트공장 수요기업)은 스마트공장을 위한 전문 운영인력 수요가 증가함

에 따라 이종기술들의 융합과 지속적인 제조혁신을 이끌 전문 운영 인력을 필요로 하는

상황이다. 그리고 솔루션 공급 기업은 관련 핵심 기술 개발의 제약과 높은 해외 의존도로

인한 취약한 경쟁력을 강화하는데 필요한 전문 운영 인력 확보에 애로를 느끼고 있는 실정

이다. 실제, 국내 중소기업들의 디지털화 전환 시에 당면 과제로 대두되는 “우수한 인력

부족”이 18%로, 아태지역 국가들의 평균인 17%보다 높게 나타난 것으로 조사되었다. 또

한, 국내 중소기업들이 직면한 과제로는 디지털 실현 기술 부족(11%)과 이행력 부족(11%)

이 지적되고 있다[6]. 실제, 이러한 스마트공장 도입에 따른 국내 중소기업의 구축결과에

대한 만족도를 조사한 결과를 보면, 만족하는 사유로는 “생산성 향상(46.3%)”, “공정 간소

3) 2019년도 기준으로 중소벤처기업진흥공단이 운영하는 8개의 인력교육과정으로는 기업현장지도프로그램, 스마트공장공정기술교육, 스마트배움터 구축계획, 스마트공장 거점학교 지정, 스마트공장 취업맞춤반 운영, 국립마이스터고 특화교육, 스마트공장 계약학과 운영, 스마트맵 구축 등이 있다. 이 밖에도 산업통상자원부의 스마트공장 전문 인력양성 교육과정으로 6개 과정(스마트공장 운영·설계 전문 인력양성, 로봇기반 혁신선도 전문 인력양성, 산업인공지능 전문 인력양성, 임베디드 SW 전문 인력양성, 첨단센터 전문 인력양성, 뿌리스마트융합특성화 인력양성)을 운영하고 있다. 고용노동부는 총 5개 과정을 운영하고 있는데, 4차 산업혁명 선도 인력양성, 폴리텍 러닝팩토리, 일학습병행 훈련과정 개설, 산업단지형 공동훈련센터 운영, 지역산업맞춤형 인력양성 훈련 등이다. 그리고 교육부는 대학생을 대상으로 조기취업형 계약학과, 사회맞춤형학과 중점형 등을 운영 중이다.

ICT 신기술

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화(31.3%)”, “근로환경 개선(26.5%)” 등의 순으로 나타났다. 따라서 스마트공장의 도입이

정보·지식·서비스를 기반으로 수요자 요구에 대한 맞춤형 제품의 제조 및 서비스를 제공하

는데 중요한 의미를 지닌다고 할 수 있다. 다만, 정부의 스마트 공장 구축지원정책 시에

개선이 필요한 부문으로는 “정부지원금 확대(37.2%)”, “개발(구축)기간 짧음(11.2%)”, “전문

인력 부족(5.7%)”, “멘토 및 컨설팅, 교육 필요(4.8%)” 등으로 조사되었다[4].

Ⅲ. 중소기업 스마트 공장 운영인력 양성정책의 정책적 지원방안

1. 대중소기업 협력을 통한 중소기업의 핵심 운영인력 양성 강화

최근에 코로나19 전염병으로 인해 소요되는 마스크 생산 중소기업과 대기업의 기술협

력 등의 사례에서 볼 수 있듯이, 스마트공장 구축을 위해 대기업과 중소기업의 기술협력과

컨설팅을 위한 협력체계를 강화할 필요가 있다. 스마트공장 운영을 위한 핵심 운영인력

지원으로 실제 현장에서 실습을 통해 운영하고 핵심 노하우를 전수 받아 수요기업에 직접

적용할 수 있도록 해야 한다. 실제, 대기업과 협력하는 중소기업 스마트공장은 생산제품의

안정적인 판매가 가능하다는 점에서 도입유인이 크나, 이를 안정화하고 고도화하기 위해

서는 대기업의 지속적인 기술컨설팅과 협력 네트워크 구축을 통한 스마트공장 핵심 운영

인력 양성체계 구축이 절실하다.

그러나 스마트공장 도입을 통한 생산성 증가 효과가 해당 기업에 피드백되지 않거나,

혁신성장을 위해 지속적으로 추진되지 않아 충분한 영업이익이 보장되지 않는다면 중소기

업이 기대하는 스마트공장 도입·고도화를 통한 장기적인 혁신역량 강화를 기대하기는 어

렵다. 따라서 협력 중소기업의 스마트공장 구축은 단기적으로는 글로벌 공급사슬 리스크

(risk) 관리도 있지만, 중장기적으로는 제품의 글로벌 경쟁력 강화를 통해 지속적인 시장

경쟁력을 확보하는데 목적이 있어야 할 것이다.

2. 중소기업 스마트공장의 핵심 운영인력 교육을 위한 선진 고급인력 활용

중소기업 스마트공장 인력양성은 기존 중소기업 인력에 대한 스마트공장 운영 스킬 교

주간기술동향 2020. 10. 7.

22 www.iitp.kr

육과 더불어 선진국의 스마트 고급 기술 인력의 활용을 신중히 고려해야 할 것이다. 물론,

이 같은 선진국의 스마트 고급 기술 인력의 활용과 기존 근로자의 운영 스킬 교육에 있어

서는, 재직무교육 등을 통해 새로운 근무환경에 대해 적응할 수 있도록 지원해야 할 것이

다. 중소기업은 생산 과정에서 축적된 노하우를 공유하기 위해 스마트공장 도입과정에서

운영 인력들과의 협업적인 관계 구축이 무엇보다도 중요하다. 실제, 독일의 경우에는 독특

한 기업문화를 바탕으로 경영진에서 스마트공장 도입의 이유 및 고용보장 등을 명확히

근로자들에게 설명하여 노사 간 합의점을 도출한 후 스마트공장 도입을 추진하고 있다.

지금까지 외국인 기술 인력의 도입 및 활용이 주로 생산인력이나 기초 운영인력에 그쳤지

만, 독일의 지멘스 암백 공장에서 운영하고 있는 것과 같은 Training center를 구축하여

근로자 재교육, 재배치를 위한 시스템 및 S/W 관련 교육을 실시할 수 있도록 선진국의

전문기술인력을 통한 훈련체계를 갖출 필요가 있다.

3. 규제자율특구의 지역거점형 스마트공장 운영인력 양성 네트워크 강화

정부의 스마트공장 추진정책은 일자리 창출 수요가 높은 자동차, 중공업, 석유화학, 소

재부품장비 등 중후장대 산업을 중심으로, 또한 지역거점을 중심으로 한 중소기업 스마트

공장 운영인력을 양성해 나가야 할 것이다. 이를 위해 정부는 각 지역별로 스마트공장

보급·확산을 위해 스마트공장추진단, 테크노파크와 중소벤처기업진흥공단 현장조직 등을

중심으로 추진하고 있는 기존의 각종 지원 체계를 재검토할 필요가 있다.

정부는 지역에서 추진 중인 중소기업 스마트공장에 대한 기술융합 및 네트워크 협력을

강화해 나가야 한다. 그리고 현재 정부가 구축한 지역별 네트워크의 추진 주체인 지역대학

및 연구소, 민간기업 등과의 긴밀한 협력 네트워크를 강화해 나가야 할 것이다. 특히, 정부에

서 적극적으로 추진 중인 규제자율특구를 중심으로 중소기업의 스마트공장 운영인력 양성을

지원할 수 있도록 “(가칭) 스마트공장 핵심인력 플랫폼” 구축을 강화해 나가야 할 것이다. 실제,

지역 네트워크를 활용한 인력 공동 활용 사례로 독일의 AGZ(Arbeitgeberzusammenschluss)

와 Ruegen KIM(Kooperations-Initiative Maschinen Region Braunschweig) 등을

벤치마킹할 필요가 있다[7].

ICT 신기술

정보통신기획평가원 23

IV. 결론

지금까지 중소기업이 스마트공장을 구축·운영해야 하는 당위성과 추진 시 정책적 지원

방안에 대해 구체적으로 살펴보았다. 중소기업의 스마트공장 추진은 지금까지의 최첨단의

기계장비의 구축과는 다른 개념으로서 데이터를 매개로 하여 제조기반 중소기업의 생산성

증가와 효과적인 인력활용, 서비스의 극대화 등의 목적을 달성할 수 있는 계기가 될 수

있을 것이다. 다만, 중소기업이 스마트공장을 추진하는데 있어서 가장 필수적인 성공요인

은 다름 아닌 우수 인력이라고 할 수 있으며, 국내 중소기업이 겪고 있는 인력난, 즉 우수

한 전문 인력 확보 문제는 지속적으로 지적되어 왔던 문제이다.

지금까지 중소기업은 우리 경제를 견인하는 중추적인 역할을 하고 있다. 최근 중소 제조

업은 주력산업의 침체로 인해 제조업 가동률이 떨어지고, 코로나 19영향으로 글로벌 공급

망이 차질을 빚고 있는 상황에 놓여 있어 스마트공장의 도입은 더욱 더 절실하다. 다만,

중소기업이 도입과정에서 야기될 수 있는 인력운영 및 비용발생 부문에 대해 지속적인

정책적 지원이 필요하다고 생각된다.

본 고에서 살펴본 바와 같이, 4차 산업혁명시대에 중소기업이 스마트공장을 도입·운영

하는데 있어 전문 인력의 확보는 스마트화의 성공을 결정하는 중요 요인이라고 할 수 있

다. 따라서 본 고에서 제시한 바와 같이 정부 및 유관기관은 중소기업의 스마트공장 추진

시 운영인력 확보를 위한 정책적 지원을 지속적으로 확대하는 방안을 고민해야 할 것이다.

[ 참고문헌 ]

[1] 조재혁·나영식, 「4차 산업혁명 대응을 위한 정부 R&D사업의 전략적 투자 포트폴리오 구축 방안」, 2017, p.3.

[2] 김광희, 「한·독 스마트팩토리 정책 비교 및 시사점」, 제18-21호, 중소기업연구원, 2018. 8. 20, p.7.[3] (주)네코아이씨지, 「스마트공장 교육현황 분석 및 교육성과 지표개발을 위한 연구」, 중소벤처기업진

흥공단, 2019. 12, p.8.[4] 중소기업중앙회, 「정부지원 스마트공장 구축 실태조사」, 2018. 11. 14, p.12.[5] 기술경영경제학회, 「스마트 팩토리 추진 효율성 제고를 위한 중소기업 교육 개선 전략」, 국민경제자

문회의지원단, 2019. 11. 26, pp.23-24.[6] 데일리 시큐, “2020년 아시아태평양 지역 중소기업 디지털 성숙도 조사 결과…한국 6위 차지”,

2020. 7. 28.[7] 중소기업연구원, 「스마트 제조혁신 발전방안 연구」, 2020. 4, p.126.

주간기술동향 2020. 10. 7.

24 www.iitp.kr

*

I. 결과물 개요

II. 기술의 개념 및 내용

1. 기술의 개념

지능정보 기술을 활용한 노약자 보행안전 지원 기술 개발

* 본 내용은 서갑호 본부장(☎ 054-240-2599, neoworld@kiro.re.kr)에게 문의하시기 바랍니다.** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.*** 정보통신기획평가원은 현재 개발 진행 및 완료 예정인 ICT R&D 성과 결과물을 과제 종료 이전에 공개하는 “ICT

R&D 사업화를 위한 기술예고”를 2014년부터 실시하고 있는 바, 본 칼럼에서는 이를 통해 공개한 결과물의 기술이전, 사업화 등 기술 활용도 제고를 위해 매주 1~2건의 관련 기술을 소개함

개발목표시기 2020. 12. 기술성숙도(TRL)

개발 전 개발 후

TRL 3 TRL 7

결과물 형태의복 형태의 웨어러블 슈트로 내부에는 낙상예측/예방/보행지원 기능을 위한

HW 및 SW가 적용된 형태 검증방법

핵심 기술에 대한 공인시험인증슈트시제품에 대한 사용자적합성평가

Keywords 소프트 웨어러블 슈트, 지능정보, 메타구조물, 낙상예측, 낙상예방, soft wearable suit, intelligent information, meta-structure, fall prediction, fall prevention

외부 기술요소 100% 개발기술 권리성 특허, SW

chapter 3-1

낙상예방방지 소프트 웨어러블 슈트

•••서갑호 ‖ 한국로봇융합연구원 본부장

ICT R&D 동향

ICT R&D 동향

정보통신기획평가원 25

유연소재 소프트 액츄에이터/센서 및 유연구조 시스템 구동 제어 기술

메타 소재/구조물을 이용한 의복 형태의 소프트 외골격

소프트 웨어러블 슈트 통합 및 실증

2. 동작 시나리오

소프트 센서 외 다수의 센서를 통해 사용자의 보행 형태 및 자세에 대한 데이터 수집

데이터 분석을 통한 사용자의 동작 상태 분류(일반 보행 상태, 낙상 위험 감지 상태,

낙상 발생 진행 상태)

각 상태별 소프트 액츄에이터 및 메타 구조물의 동작방식 실시간 변경

[그림 1] 기술개념도

주간기술동향 2020. 10. 7.

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III. 국내외 기술 동향 및 경쟁력

1. 기술의 특성 및 성능

노약자의 낙상 예측 및 예방, 근력보조의 소프트웨 어러블 슈트 개발

- 주요 기술: 가변강성 메타 구조체 기술, 소프트 엑추에이터 및 센서 기술, 음의 푸아

송비에 의한 충격저감 기술, AI기반 낙상 예측 기술, 보행주기 분석 및 공압제어

기술

- 적용 분야: 일상생활(노약자), 재활

슈트 성능

- 낙상 예측 시간: 현재 자세를 고려하여 200ms 이내에 착용자의 상태(보행/낙상 등)

를 결정함

- 보행 보조 근력: 10Nm 보행보조 시 최대 10Nm(일반 보행근력의 20%에 해당)를

지원함

- 가변 강성: 힘의 전달율을 높이기 위한 강성이 변하는 메타 구조체 기술로 2배 이상

강성이 변하며, 평상시에는 유연한 상태를 유지함

- 슈트의 형태: 슈트는 일반 옷과 유사하며, 의복형 웨어러블 슈트로 착용성이 우수하

도록 제작, 제어기 무게를 모두 포함하여 5kg 이내를 목표로 개발 중에 있음

2. 경쟁 기술/대체 기술 동향 및 현황

소프트 로보틱스 기술 개발 동향

- 소프트 소재 및 구동 기술을 이용한 엑소글러

브 폴리 기술을 개발(서울대)

※ 손이 마비되거나 근육이 손상된 환자들

이 1kg의 추를 들어 올리거나 작업하는

것이 가능

탄성중합체를 이용하여 공압으로 구동하는 재활치료용 기기를 개발(서울대)

[그림 2] 소프트 재활로봇-엑소글러브

ICT R&D 동향

정보통신기획평가원 27

- 기기 내에 리니어 액츄에이터를 여러 방향으로 배치하고, 사용자의 보행 운동에 맞추

어 액츄에이터를 제어하여, 관절의 재활을 보조하도록 설계함

메타 물질 관련 기술 개발 동향

- 연세대학교와 듀크대학교는 공동으로 옥제틱(auxetic) 구조를 도입한 음의 푸아송

비 메타 물질에 대한 연구를 진행 중

국내 인공근육 기술은 소재에 국한되어 있으며, 섬유고분자, 그래핀, 더블라셀 등을

활용한 인공근육, 전자피부 등의 기술을 개발

[그림 3] 착용형 재활치료용 장비

[그림 4] 음의 푸아송비 메타 물질 종류

구분 특징 이미지

섬유고분자

- 열에너지를 이용하여 인위적으로 꼬인 구조의 인공근육으로 열이 가해질 경우 수축하고 다시 초기 상태로 돌아오는 성질을 가짐

- 직접적인 온도 변화뿐만 아니라 전기적 자극, 빛의 흡수, 화학 반응에 대해서도 뛰어난 특성을 보여줌

그래핀 - 사람의 인체조직을 모티브로 만들어진 투명한 전자피부부터 인공근육까지 현재 그래핀으로 상용화

더블라셀 2중직 - 섬유조직을 더블라셀 이중직으로 하여 인공스킨 조직의 지지체를 대체

주간기술동향 2020. 10. 7.

28 www.iitp.kr

서울대 김대형 교수팀에서는 내장된 센서를 이용하여 온도와 습도, 촉감까지 느끼는

스마트 인공피부를 개발

- 초박막 폴리이미드(Pl) 박막과 실리콘 단결정 나노 리본(SiNR)으로 만든 온도, 습도,

압력, 변셩 센서들과 인공피부를 가열하는 금(Au) 나노 리본 발열체를 투명한 실리

콘 고무속에 배치, 신축성이 있고 신축된 상태에서도 정상적으로 센서가 동작

과학기술정보통신부 글로벌 프런티어 나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단은 “냄새

맡는 전자피부”를 세계 최초로 개발

- 전자피부는 ‘전기용량’이라는 특성을 이용한 것으로, 휘어지고 늘어나는 피부로서의

특성과 촉각과 후각을 동시에 감지 가능

낙상예측 관련 기술 개발 동향

[그림 5] 스마트 인공피부

[그림 6] 본 연구에서 개발한 전자피부의 다양한 센싱결과(촉각센싱 및 화학센싱)

구분 특징

Chinese Academy of

Sciences(중국)

- 몸통 상부에 위치한 가속도계로부터 획득된 3차원 가속도 정보와 Markov 기반 머신러닝 기술을 접목하여 낙상 감지(Fall detection) 및 낙상 예측이 가능한 기술을 개발

Markov 기반 머신러닝 알고리즘 학습을 위한 여러 낙상 재현

ICT R&D 동향

정보통신기획평가원 29

3. 우수성 및 차별성

구분 특징

Feng Chia University

(중국)

- 관성센서(가속도계, 각속도계, 지자기센서가 포함된 복합센서; IMU)와 신경회로망(Neural network) 기술을 이용하여 약 70%에 가까운 낙상을 예측

ActiveProtective

(미국)

- 낙상 사고 시 골절을 예방할 수 있는 웨어러블 에어백(Wearable Airbags)을 개발- 엉덩이의 움직임을 모니터링 하는 센서가 장착되어 사용자가 낙상하면 동작을 감지해 에어백이 튀어 나오

며, 비상 연락처에 경보를 보냄

24에이트(미국)

- 슬리퍼에 압력 및 동작 센서를 장착해 노인의 움직임을 감지하고 낙상 사고를 파악하는 스마트 슬리퍼를 개발

경쟁 기술 본 기술의 우수성/차별성

- 미국, Harvard Univ.& Wyss Institute/Soft Exosuits* 와이어를 이용하여 무릎 보조의 동력을 발생시키고, 소프

트센서를 기반으로 하는 행동인지 기능이 탑재됨* 연구개발 단계로 여러 타입의 시제품이 개발되고 있음

- 한국, KIRO/Soft-Wearable suit* 공압제어를 기반으로 하여 동력을 발생시키나, 인체에 적

용이 용이하도록 소프트 엑추에이터를 적용하여 착용성이 우수하도록 설계함

* 보행보조의 기능도 있지만, 낙상을 미리 예측하고, 예방하여 노약자의 낙상사고를 예방하는데 주목적이 있음

* 가변강성 메타소재 기술을 이용하여 필요시는 강성을 높여 근력지원의 힘 전달율을 높이고, 불필요 시에는 강성을 낮추고 유연성을 높여 착용성을 높이는 기술이 포함됨

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4. 표준화 및 특허

표준화 동향: 해당없음

관련 보유특허

IV. 국내외 시장 동향 및 전망

1. 국내외 시장 동향 및 전망

세계 로봇시장 규모는 고령화에 대한 대응, 노동력의 대체, 자국 산업 경쟁력 제고,

국방력 강화 등을 위한 각국의 적극적 활용 정책으로 높은 성장세를 유지할 전망

웨어러블 로봇 시장은 2016년 8,940

만 달러에서 2021년 4억 7,390억

달러로 연평균 39.6%의 성장을 할

것으로 분석(ABI research, 2015)

웨어러블 로봇은 주로 외골격 구조의

Exoskeleton에서 발전하여 점차

Exosuit(soft wearable suit) 관련

기술을 개발하는 추세로 발전하고

No. 국가 출원·등록번호(출원ㆍ등록일) 상태 명칭

1 대한민국 10-2018-015104710-2027069 등록 낙상보호 및 보행지원용 소프트 외골격 슈트

2 대한민국 10-2019-0146753 (2019-11-15) 출원 웨어러블 슈트 제어 방법

3 대한민국 10-2019-0146754 (2019-11-15) 출원 낙상 에방 웨어러블 슈트

4 대한민국 10-2019-0146755 (2019-11-15) 출원 충격 저감 웨어러블 슈트

5 대한민국 10-2019-0147312 (2019-11-18) 출원 사용자 적응형 웨어러블 슈트

[그림 7] 웨어러블 로봇 분야의 세계 시장규모 전망

ICT R&D 동향

정보통신기획평가원 31

있음

특히, 미국의 San Francisco Bay 부근에 Exoskeleton과 Exosuit 관련 기업들이 집

중되어 있음

2. 제품화 및 활용 분야

V. 기대효과

1. 기술도입으로 인한 경제적 효과

최근 고령화와 건강에 대한 관심 고조로 ICT 융합의 스마트 헬스케어 시장이 급속도로

성장 중이며, 고령자 관련 세계 시장규모는 100조 원으로 추산되며 매년 약 10% 이상

성장할 것으로 예측되고 있음

[그림 8] 웨어러블 로봇 분야 주요 기업의 형성 상태

활용 분야(제품/서비스) 제품 및 활용 분야 세부내용

낙상방지 웨어러블 슈트- 노약자의 낙상예방 및 방지를 위한 기능에 의해 웨어러블 슈트를 착용한 노약자의 낙상으

로 인한 사고를 줄일 수 있으며, 또한 낙상이 발생하더라도 충격저감 기능에 의해 특정 부위의 골절 발생률을 낮추는 웨어러블 슈트

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- 시각·청각·감각 보조기기 분야의 세계시장 규모는 2014년 142억 달러에서 2018년

까지 연평균 5.2% 성장하여 183억 달러로 시장 규모가 확대될 것으로 전망(출처:

TIPA, 2015.)

ICT와 로봇 그리고 웨어러블 기술을 융합한 분야는 2018년 전 세계 32조 원(출처:

IDC 2016.)으로 성장할 것으로 예상되며, 이 분야가 신산업으로 육성할 수 있도록

기술개발 지원을 확대 및 강화할 필요가 있음

ICT R&D 동향

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*

I. 결과물 개요

II. 기술의 개념 및 내용

1. 기술의 개념

Quid-ridge Probe Antenna는 다수의 안테나를 이용하여 5G 이동통신기기의 특성

* 본 내용은 김동찬 박사과정(kdch5204@kaist.ac.kr)에게 문의하시기 바랍니다.** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다.*** 정보통신기획평가원은 현재 개발 진행 및 완료 예정인 ICT R&D 성과 결과물을 과제 종료 이전에 공개하는 “ICT

R&D 사업화를 위한 기술예고”를 2014년부터 실시하고 있는 바, 본 칼럼에서는 이를 통해 공개한 결과물의 기술이전, 사업화 등 기술 활용도 제고를 위해 매주 1~2건의 관련 기술을 소개함

개발목표시기 2020. 12. 기술성숙도(TRL)

개발 전 개발 후

TRL 2 TRL 5

결과물 형태 HW-Antenna 검증방법 3자 검증

Keywords 프로브 안테나, 광대역OTA(Over the Air), MPAC(Multi-Probe Anechoic Chamber), Dual Polarization

외부기술요소 100% 개발기술 권리성 특허

chapter 3-2

밀리미터파 쿼드 리지 프로브 안테나

•••김동찬 ‖ 한국과학기술원 박사과정

ICT R&D 동향

주간기술동향 2020. 10. 7.

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을 짧은 시간에 측정하기 위해서 사용되는 MPAC(Multi-Probe Anechoic Chamber)

에 사용되는 기술

2. 기술의 상세내용

기술의 배경

- 5G 이동통신기기에 대한 연구 개발이 전 세계적으로 빠르게 진행됨에 따라 5G 이동

통신기기 측정기술 또한 연구 개발이 빠르게 진행되고 있음

- 기존의 이동통신기술과는 다르게 빔포밍 기술이 더해짐에 따라 수많은 패턴에 대한

측정이 요구되고 있음

- 이러한 요구에 맞춰서 빠르고 정교한 측정을 위해서 여러 개의 안테나를 이용하여

빠르게 측정하는 MPAC에 대한 수요가 늘고 있음

- 5G 측정 MPAC에서 사용되는 Probe Antenna는 High/Broadband Frequency,

Dual Polarization, 낮은 Return Loss의 성능을 지녀야 함

기술의 특징 및 장점

- 비대칭 동축 피드(asymetric coaxial feed)와 두 쌍의 ridge를 이용하여 Dual

Polarization 및 Low return loss를 구현

- 지수 프로파일(Exponential Profile)을 이용하여 High frequency/Broad Band

를 구현

[그림 1] 기술개념도

ICT R&D 동향

정보통신기획평가원 35

기술의 우수성

- 5G 이동통신의 고주파 대역에서 Dual polarization을 통해서 편파별로 측정이 가

능하며, 광대역을 구성하므로 주요 국가(미국, 중국, 한국 등)의 5G 주파수대역 커버

가 가능

기술의 시장성

- 본 기술의 프로브 안테나는 다른 RF 장비와 통합되어 5G RF 통신 장비를 측정하기

위한 챔버 구성에 응용될 수 있으며, 광대역 안테나로서 응용범위가 넓음

- 5G 및 IoT의 기술 개발에 관심이 높아지고 있으므로, 밀리미터파 대역을 사용하는

시스템에서 높은 시장성을 가짐

기술이전 범위

- 개발 예정인 기술에 대한 관련 특허 및 논문

사업화 제약사항

- 실제 사업화하기 위해선 Probe Antenna를 측정시스템에 최적화하기 위한 튜닝작

업이 필요하기 때문에 Probe Antenna 뿐만 아니라 측정 시스템이 함께 진행되어야

함

[그림 2] Quad ridge Probe Antenna 개념도

주간기술동향 2020. 10. 7.

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III. 국내외 기술 동향 및 경쟁력

1. 경쟁기술/대체기술 동향 및 현황

5G 이동통신기기 측정을 위하여 Probe Antenna와 관련하여 Probe Antenna의 매

칭 문제를 해결하기 위해서 Feeding 및 Profile에 대한 다양한 방법으로 연구가 진행

되고 있음

경쟁기술 본 기술의 우수성/차별성

해외 주요 5G 측정 솔루션

- 유사 목적을 가진 Probe Antenna와 비교했을 때, 더욱 낮은 Return Loss 성능을 가지며, 5G 이동통신 대역에 더욱 적합한 주파수를 가짐

- 기존의 동축 피드 쿼드 리지 프로브 안테나는 낮은 주파수 대역에서 광대역 안테나로서 사용이 가능했지만, 지수 프로파일 구조를 응용함으로써 밀리미터파 대역에서도 광대역이 가능한 측면에서 한층 발전한 형태로 볼 수 있음

- 안테나의 반사손실과 방사패턴을 최적화하기 위해 tuning screw를 활용한 프로브 안테나를 제작함

2. 표준화 및 특허

표준화 동향

- 3GPP에서는 5세대 통신 장비가 밀리미터파 대역을 사용함으로써 4세대 통신 장비

를 측정하기 위해 사용되었던 conducting test 방식 대신 OTA(Over the Air) 방

식으로 측정 장비 시스템이 변화하는 추세를 가짐

- OTA 챔버에서 사용하는 측정 안테나 구조가 이중 급전 안테나이고 밀리미터파 대역

의 광대역 대역폭을 가지는 안테나로 상용화를 추진 중임

관련 보유특허

No. 국가 출원ㆍ등록번호(출원ㆍ등록일) 상태 명칭

1 한국 10-2019-0002175 출원 밀리미터파 쿼드 리지 프로브 안테나

ICT R&D 동향

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IV. 국내외 시장 동향 및 전망

1. 국내외 시장 동향 및 전망

퀄컴의 독무대였던 4G 초창기와는 달리 수많은 국내외 업체가 5G 이동통신 및 모뎀칩 시장에 도전하고 있는 실정이며, 세계 각국 및 통신 관련 민간 업계에서는 5G 신기술과 같은 핵심 사업의 기회를 선점하려고 노력하고 있음

이동통신뿐만 아니라 5G 기반의 실시간 자동화, 동영상, 원격제어, AR 등 ICT 산업 글로벌 매출이 크게 증가할 것으로 전망되고, 5G 기반의 서비스 수요가 증가함에 따라 5G 측정 장비용 안테나 기술의 중요성이 더욱 부각되고 있음

국내외 측정 솔루션 회사(Keysight, MVG, MTG 등)들은 5G 측정과 관련하여 크게 CATR(Compact Antenna Test Range)과 MPAC에 대해서 개발 진행 중

세계 5G 시장 규모 추이를 보면 2025년까지 7,914억 달러, 국내 5G 시장 규모는 34조 7,020억 원이 될 것으로 예상(출처: ETRI 산업전략연구부)

2. 제품화 및 활용 분야

V. 기대효과

1. 기술도입으로 인한 경제적 효과

MPAC에 본 연구에 의한 Probe Antenna를 이용하여 안테나 측정을 진행함으로써,

활용 분야(제품/서비스) 제품 및 활용 분야 세부내용

5G 측정 장비용 안테나밀리미터파 대역의 광대역 대역폭을 가지는 안테나 특성을 측정하기 위한 측정 장비용 안테나로서 활용 가능하며, 이중 급전 구조로 3GPP에서 표준화된 이중 급전용 안테나 방사 패턴을 정확히 측정하는 것이 가능함

기상 레이다 이중 편파 및 초소형 기상 레이다 시스템은 세계적 기술 개발 방향으로 본 기술을 활용함으로써 품질 고도화 구현이 가능함

우주천문학 레이다 수신 안테나의 대역폭이 넓을수록 물체에서 받는 에너지의 양을 증가시킬 수 있으므로 물체 식별력이 향상될 수 있음

주간기술동향 2020. 10. 7.

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측정 시간을 단축시켜 측정비용 감소가 기대

주요 5G 측정 솔루션을 제공하는 업체(ex. 키사이트, MVG)에서 사용하는 Probe

Antenna 대신 본 연구에 의한 Probe Antenna를 사용함으로써 솔루션 구축비용 절

감이 기대

2. 기술사업화로 인한 파급효과

현재까지 밀리미터파 대역 이상의 주파수를 가지는 시스템은 측정 장비의 미흡으로

인해 정확한 측정이 불가능한 한계에 봉착해 있으며, 이러한 상황에서 5G 밀리미터파

대역 안테나 측정을 위한 시스템 구축 시 본 기술은 이중 급전 및 광대역 특성 안테나

로 5G 이동통신 주파수 대역을 모두 포괄하기 때문에 고성능, 저비용으로 측정 시스템

시장에서 기술 경쟁 우위를 확보할 수 있음

5G 밀리미터파 대역 측정 안테나 기술 확보를 통해 밀리미터파 측정 시스템 초기 시장

진입을 통한 수익률 향상 및 국내 중소기업 기술 개발 협력이 가능

사업책임자: 문형돈(기술정책단장)

과제책임자: 이성용(융합정책팀장)

참여연구원: 이재환, 이효은, 권요안, 김용균, 박주혁, 김우진, 전영미(위촉)

통권 1967호(2020-39)

발 행 년 월 일 : 2020년 10월 7일발 행 소 : 편집인겸 발행인 : 석제범등 록 번 호 : 대전 다-01003등 록 년 월 일 : 1985년 11월 4일인 쇄 인 : ㈜승일미디어그룹

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