[뉴스비전e 신승한 기자] 기술 주도권 경쟁은 물론 빠르게 변하는 경제 패러다임에 대응하기 위한 각국 정부와 글로벌 기업들이 기민하게 움직이고 있다. 

생산 관리, 경영, 서비스 등에 있어 기계가 주도한다는 개념인 4차 산업혁명은 지난해 세계경제포럼, 이른바 다보스포럼에서 클라우드 슈바 회장이 주창한 이후 전세계로 퍼져 나갔다. 
 
빅데이터를 면밀히 분석해 스스로 학습을 할수 있는 인공지능(AI)과 같은 소프트웨어를 이를 5G, IoT와 같은 통신수단으로 연결해 자율자동차, 로봇, 바이오, 스마트시티, 스마트쇼핑 등 여러 산업에적용될수 있는 범용성과 확장성이 특징이다. 

이에 따라, 각국은 표준화 등 4차산업의 주도권을 선점하기 위해 무한경쟁에 뛰어들고 있다. 

특히 인공지능(AI)에 대한 글로벌 경쟁은 치열하다. 각국의 인공지능 기술 경쟁과 이를 기반으로 한 4차산업의 확장 현황에 대해 조명해본다. 

◆ 미국

미국은 '국가로봇공학 새정책(National Robotics Initiative)'이라는 아젠다를 설정하고 인간의 역량을 증강시키거나 인간과 함께 작업이 가능한 로봇을 개발하기 위해, 차세대 로봇에 요구되는 핵심 기술에 투자하고 있다. 

미국은 차세대 로봇을 통해 • 제조업 분야의 노동자 생산성 향상 • 많은 비용 투자 및 위험요소가 있는 우주비행사 업무의 지원 • 새로운 발견, 신약 개발 등을 가속화할 수 있도록 과학자들을 지원 • 미생물 오염에 대한 빠른 감지를 통한 식품안전 향상 등을 이끌어내려 하고 있다.

미국은 국가과학재단(NSF), 국립보건연구원(NIH), 항공우주국(NASA), 농무부(USDA), 에너지부(DOE), 국방부(DOD) 등의 부처(기관)가 차세대 로봇에 대한 연구 개발을 위해 7천만 달러를 투자하고 있다.

특히 미 국립보건연구원(NIH)은 뇌의 유동적인 전자적, 화학적 활동의 패턴을 측정하고, 해당 활동들의 상호작용에 따른 인지적, 행동적인 활동들의 작용에 대한 이해를 얻기 위해 연구기간 12년(2014년 기준), 45억 달러의 예산을 통해 뇌의 회로들을 지도화하는 .Brain Initiative(The Brain Researchthrough Advancing Innovative Neurotechnologies®)를 추진하고 있다.

미국은 인간 게놈 프로젝트(1988~2003)에 3.8억 달러의 연방예산을 투입해 7,960억 달러의 경제적 이윤을 창출함에 따라 Brain Initiative의 잠재성에 대해서도 높이 평가하고 있다.

건강 및 질병(알츠하이머, 자폐증, 우울증 등)에 영향을 미치는 이종 뇌세포 종류에 대한 실험적 접근, 시냅스에서 전체 뇌를 파악하는 회로 다이어그램의 생성, 뉴럴 회로를 다변화시킴으로써 뇌활동과 활동간 인과성 검증, 뉴럴 활동의 다양한 패턴의 지각, 감정, 수용 및 행동 등 건강과 질병에 영향을 미치는 작동방식의 파악을 위한 기술적, 개념적 접근의 통합을 펼치고 있다. 

▲미국방위고등연구계획국(Defense Advanced Research Projects Agency -DARPA)에 의해 시작된 민관합작의 프로젝트

'SyNAPSE(Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) 프로젝트'는 차세대 두뇌형 칩을 개발하고 궁극적으로 자율주행 자동차, 공중 치안 등의 제어에 활용하고자 하기 위해 설계됐다. 

뉴로모픽(Neuromorphic) 칩은 수많은 데이터 처리에 소요되는 전력소모를 두뇌의 수준으로 줄이기 위해 두뇌의 뉴런 신경계를 컴퓨터로 재현하는 기술로, 이는 두뇌처럼 적은 전력소모로 영상, 소리 인지 등에 기반한 데이터 처리가 가능한 인지컴퓨팅 기술이다.

IBM, HRL Laboratories, HP가 프로젝트 기금을 지원받아 연구하고 있으며, IBM은 2014년 백만 개의 뉴런과 2억 5천 6백만 개의 시냅스 작동이 가능한 Neuromorphic Computing 칩의 개발에 성공하기도 했다.

▲DARPA Robotics Challenge(2012-2015): 현장에 직접 투입되기 어려운 재난상황 발생시, 로봇의 투입을 통해 인명 구조 및 재난의 진전 상황을 저지하기 위한 프로젝트

자동화 기술의 적용을 통해 통신이 어려운 환경 또는 전문가가 부재한 상황에서도 효과적인 임무 수행이 가능하도록 하고 있다.

미국은 지난 2015년 '국가 혁신을 위한 전략 과제(A Strategy for American Innovation)'를 선정했다. 첨단제조업, 정밀의학, 뇌과학, 첨단자동차, 스마트시티, 청정에너지, 교육용기술, 우주, 새로운 첨단 컴퓨팅 등의 발전방안을 담고 있다. 

 ▲Connected and Autonomous(CAV) 차량

미국 공공도로의 안전성을 극적으로 향상시킬 수 있는 기술로 센싱, 컴퓨팅, 데이터과학 등을 통한 Vehicles to Vehicles(V2V)통신 기술을 바탕으로 차량의 자율주행이 가능하다.

이에 자율주행차 개발, 시험운행 및 상용화를 위한 환경 구축 등에 대한 필요성 강조와 함께 전년대비 2배로 증액 요청된 2016년 예산 등에 대한 내용을 소개하는 것으로 첨단자동차를 국가 우선 집중산업으로 강조하고 있다.

 ▲Brain Initiative

인간게놈(Human Genome) 프로젝트가 두뇌의 기능에 대한 이해 도모를 통해 유전학에 대한 이해를 제고한 것과 마찬가지로 신경과학의 발전에 대한 잠재성을 지님에 따라 2016년 3억 달러 이상의 예산을 지원하는 내용을 포함하고 있다.

 ▲High-Performance Computing(HPC)의 발전 가속화 

HPC의 진전을 통해 공공 서비스 향상, 경기 성장, 공중보건 향상 및 과학적 발전을 진흥할 목적으로 추진하고 있다. 2015년 7월, 국가전략컴퓨팅이니셔티브(NSCI)를 통해 HPC 육성을 위한 연방정부 투자 및 다기관협력 전략비전을 도출하였으며, neuromophic 컴퓨팅과 같은 HPC 기술의 향상을 통해 미래 기술에 선제적으로 대응 하고자 한다.  

2016년 1월, 오바마 정부는 2017년 예산으로 실제 파일럿 프로젝트를 통해 자율주행차의 안전성 검토 및 연구개발을 가속화하기 위해 10년에 걸쳐 40억 달러에 가까운 예산을 요청했다.

향후 미국 내 지정된 보행도로에서 자율주행시스템을 테스트하기 위한 파일럿 프로그램이 가동 예정이며, CAV(Connected-Autonomous Vehicle)를 위한 복수의 주정부 공통 표준을 만들기 위해 산업계 관계자들과 협업하고 있다.

또한 2013년에 제안된 도로교통안전청(NHTSA)의 안전주행 자율주행차의 사회적 수용을 높이기 위한 이같은 정책은 자율주행차가 생명을 구할 수 있다는 점에 초점을 두는 것이다.

현재 캘리포니아, 콜롬비아 특구, 플로리다, 미시건, 네바다, 북다코타, 테네시,유타 등에서 자율주행차 관련 입법이 통과되었으나, 각 주마다 내용 및 기준이 상이해 관련 권고안을 보다 실용적으로 개정하여 자율주행차의 확산을 추진하고 있다.

AI기술을 활용한 CODE 프로그램은 무장 드론이 전장에서 스스로 단독 작전, 또는 합동 작전을 펼칠 수 있도록 하는 것을 목적으로 하며, AI 기술을 통해 드론에게 표적, 장애물, 위험 식별을 대응하는 방법을 학습시키고 표적을 분석하여 최우선 행동을 수행하도록 하고 있다.

CODE 프로그램은 접근불가/제한 지역(대공방어지역)에서 미군의 군사작전 효과를 높이기 위한 목적으로 설계된 기존의 무인항공의 한계점을 극복하기 위한 새로운 알고리즘과 소프트웨어를 적용하고 있다.