제조 데이터 사이언티스트

그 실상과 육성 현장

IoT(Internet of Things)의 확산으로 획득할 수 있는 데이터의 종류가 폭넓게 되고, 수집할 수 있는 데이터 양도 방대해 졌다. 이러한 상황 속에 데이터를 기반으로 제조업이 안고 있는 과제를 해결할 수 있는 데이터 사이언티스트의 중요성이 높아지고 있다. 그러나 데이터를 기반으로 제조 현장을 바꿔 나가기 위해서는 단순한 수학적∙통계적인 분석 능력뿐만 아니라 현장 능력도 필요하다. ‘제조(모노즈쿠리) 데이터 사이언티스트’의 실상과 그 육성 현장을 살펴본다.

Part 1. 총론
현장의 기술자에게 데이터 과학을, 새로운 접근 방법의 주역 육성

빅데이터가 주목 받기 시작한 2010년대 초반, 한 베테랑 제조 기술자는 이렇게 단언했다. “제조 현장의 데이터는 안목이 있는 사람에게는 분석 따윈 하지 않아도 그 의미를 알 수 있다. 제조 현장을 잘 알지 못하는 데이터 사이언티스트는 필요 없다”. 시간을 들여 데이터를 분석한 결과가 대략 짐작했던 결과와 크게 다르지 않는다면 데이터 사이언티스트 따윈 필요 없다고 느낄 수도 있을 것이다.

하지만 그 이후부터 상황은 달라진다. 빅데이터의 배후에 있는 모델을 얻는 기술 중 하나로 기계학습이 급부상. 기계학습은 데이터에서 통계적 모델을 얻는 기술로써 이용할 수 있다. 데이터를 통해 지식을 얻는다는 의미에서 오늘날 데이터 사이언티스트와 AI 인재는 같은 카테고리의 인재로 인식되어 전세계 기업들이 쟁탈전을 펼치고 있는 상황이다.

기계학습 등 데이터 사이언스의 최첨단 분야에서는 새로운 알고리즘 개발이 하루가 다르게 진전되고 있다. 그 성과가 제조업에서 발휘되지 않는 것은 애석한 일이다. 제조 현장을 모르는 데이터 사이언티스트가 도움이 되지 않는다면 현장을 잘 아는 사람, 데이터를 보고 한 눈에 아는 사람이 데이터 사이언티스트가 되면 좋지 않을까? 그것이 바로

세계의 디지털 트랜스포메이션(DX) 수요를 겨냥

세계 점유율 3위인 중국 알리바바 클라우드가 연차 이벤트를 개최해 자체적으로 개발한 AI(인공지능) 전용의 새로운 칩셋을 발표했다. EC사업에서의 상품 검색, 퍼스널 리코멘드 기능, 광고, 자동 번역 등 클라우드와 AI로 디지털화에 도전하는 알리바바 클라우드의 최신 동향을 살펴본다.

“디지털 이코노미를 심화하기 위해서는 데이터 인텔리전스(Data Intelligence, 데이터 분석을 통한 지견의 획득)의 추진이  더욱더 중요해진다”---. 중국 저장성 항저우 시에서 2019년 9월 25일부터 3일간에 걸쳐 개최된 중국 Alibaba Cloud의 연차 이벤트 ‘Apsara Conference 2019’. 기조연설에서 알리바바 그룹의 장융 CEO에게는 빅데이터 활용에 의한 ‘데이터 드리븐 비즈니스 혁명’을 가속화시키려는 자세가 엿보였다.

‘빅데이터는 석유, 컴퓨팅 파워는 엔진’이라고 보고 이 두 가지를 밸런스 있게 활용해 기존 비즈니스를 디지털화해 나가야 할 필요하다고 호소했다.

항저우 시에 본사를 설치한 알리바바 그룹은 EC(전자상거래)사업 및 클라우드 컴퓨팅 사업, 디지털 미디어 & 엔터테인먼트 사업 등을 추진하고 있다. “모든 비즈니스의 가능성을 확대하는 힘이 된다 (To make it easy to do business anywhere)”를 그룹의 미션으로 내세워 IT와 마케팅을 통해 자사 그룹과 고객의 디지털 트렌스포메이션에

센싱으로 신체 기능 보완

일렉트로닉스기술을 활용해 센싱한 정보를 바탕으로 신체 기능을 보완하는 ‘바이오닉 의료’. 보조 인공심장, 로봇 의수 등 다양한 분야에서 기술개발이 추진되고 있다. 재생 의료와 함께 가까운 미래의 의료를 리드할 바이오닉 의료의 최전선을 소개해본다.

다양한 분야에서 개발이 추진되고 있는 바이오닉 의료 가운데 특히 진화하고 있는 것이 당뇨병 치료용 디바이스 ‘인슐린 펌프’이다. 스마트폰 정도 크기의 휴대형 펌프로, 피하에 고정된 얇고 말랑말랑한 관을 통해 인슐린을 지속적으로 주입할 수 있다. 혈당 조절이 불충분한 환자나 보다 엄격한 조절을 원하는 환자가 이용 대상이다. 환자의 상태에 맞게 설정된 속도로 지속적으로 인슐린을 주입하는 ‘기초 인슐린’과 식사 전에 펌프 버튼을 눌러 추가 인슐린을 주입하는 시스템으로 이루어져 있다.

기초 인슐린의 양은 30분마다 조정할 수 있어 저혈당이 일어나기 쉬운 시간대에는 주입량을 줄이는 설정도 가능하다. 하지만 지금까지는 수면 중에 심각한 중증 저혈당으로 발전될 위험이 있었다.

이것을 예방하기 위해 ‘자동 브레이크’가 구비된 인슐린 펌프가 2018년에 발매되었다. 

수술 및 공사 현장에서 ‘빛나는 도면’으로

건물이나 벽 등에 영상을 투영하는 프로젝션 맵핑이 진화를 거듭하고 있다. 움직이는 물체를 따라 투영할 수 있게 되면서 수술 시 환부를 파악하는 등과 같이 오락 이외의 용도로 확대되고 있다.

건설 현장 및 공사에서 작업 순서를 나타내는 등 ‘빛나는 도면’으로서 산업 분야에도 도입되고 있다. 조명이 꺼진 무대 위로 새로운 체조선수가 춤을 추면서 스틱을 흔들 때마다 스크린에 비춰지는 빛의 리본이 재빠르게 원을 그린다 ---.

올해 7월 24일, 도쿄 국제포럼에서 개최된 도쿄올림픽 1년 전 카운트다운 세레모니. 선수가 흔드는 스틱을 따라 빛의 띠가 이어지면서 마치 스틱에 리본이 달려 있는 것처럼 보인다. 이 연출에 사용된 것이 파나소닉이 개발한 ‘고속 추종형’ 프로젝션 맵핑 시스템이다.

지금까지 프로젝션 맵핑은 건물이나 벽 등 정지된 물체에 영상을 투사하는 것이 일반적이었으나, 그것을 움직이는 물체에도 투영할 수 있게 한 것이 이번에 선보인 신기술이다. 그 구조는 다음과 같다. 스틱의 앞쪽에 부착된 특수 마커가 적외선의 빛을 받으면 고속도 카메라가 위치를 잡아내어 프로젝터가 적절한 위치를 파악해 투영한다. 단 1,000분의 2초 차이로 육안으로는 시간의 지연을 느끼지 못한다.

독일 인피니온 등, 새로운 레이더기술 개발

-- 의료∙VR 응용의 폭 확대 --
손의 움직임 등을 레이더로 감지해 스마트폰이나 가전 조작에 반영하는 새로운 센서기술 이용이 2020년 봄부터 일본에서 금지가 해제된다. 독일의 인피니온테크놀로지스와 르네사스일렉트로닉스 등이 관련 시스템 개발 및 판매를 추진, 자동차와 가전업체들이 도입을 검토 중이다. 만지지 않고 조작이 가능한 가전 및 원격에서 맥박을 검지하는 등의 새로운 서비스 시장이 만들어질 가능성이 있다.

-- 앞서있는 미국과 유럽, 국내 기업들 추격 --
“리모콘을 만지지 않고 TV 채널을 바꿀 수 있습니다”. 독일의 반도체업체 인피니온테크놀로지스의 영업 담당자는 요즈음 일본의 가전업체들을 방문하느라 바쁘다. 그가 제안하고 있는 것은 사람의 몸짓이나 손짓을 정밀하게 파악할 수 있는 소형 레이더시스템이다.

기본 원리는 비행기에서 이용되고 있는 레이더와 동일하지만 인피니온은 이것을 성냥개비의 빨간 부분 크기까지 소형화해 가전 및 스마트폰에 응용하는데 성공했다. TV의 경우 화면 앞에서 손을 왼쪽에서 오른쪽으로 흔들어 채널을 바꾸는 등의 활용이 가능하다.

고정밀도 3차원 점군 데이터로 변환하는 방법 개발

북두측량설계사(후쿠시마현)와 일본측량협회는 드론을 사용한 항공 사진 촬영에서 지형의 경사가 급변하는 부분을 고정밀도 3차원 점군 데이터로 변환하는 방법을 공동 개발했다. 기존에는 식생 밑부분의 지형을 측량하는데 레이저기기를 이용하는 것이 일반적이었지만 일정 조건 하에서라면 사진 측량이 가능하다는 것을 확인했다.

새로운 방법은 드론을 비행시키기 전에 간단한 표식을 경사 급변 부분에 두거나 현지 답사를 통해 계측하는 방법을 사진 측량과 조합한다.

드론을 사용한 항공 사진 측량은 많은 부분이 자동화되고 있다. 측량 범위 등을 지정하면 전용 소프트웨어가 만들어낸 경로를 따라서 드론이 일정 고도로 비행하면서 촬영. 연속되는 2장의 사진의 80% 정도가 일치하도록 속도를 조정한다. 그 후에 다소 일치하지 않는 2장의 사진의 공통점을 수학적으로 산출하는 방법으로 3차원 점군 데이터를 자동 작성한다. 대량의 사진을 몇 시간에 처리할 수 있다.

인생 100세 시대의 본질 -- 3rd Age세대의 대두

아마도 ‘인생 100세 시대’라는 아이디어를 국가 차원에서 제창한 것은 일본이 처음일 것이다. 그 계기가 된 것은 고이즈미 신지로(小泉進次郎) 씨를 중심으로 한 젊은 정치가들이다. 2016년 2월, 자민당 내의 젊은 세대가 중심이 되어 사회보장의 미래상에 대해 발표하는 가운데 ‘인생 100세 시대’라는 말이 사용되었다.

그로부터 3년이 흘러 고이즈미 씨도 후생노동부 회장이라는 입장이 되어 새롭게 제안한 ‘인생 100년 시대의 사회보장 개혁 비전’은 거의 그대로 정부의 주요 방침(2019)에 포함되어 있다. 또한 초저출산 고령화 사회를 선도하는 일본이 세계에서 가장 먼저 제안하는 사회상으로서 이처럼 알기 쉬운 아이디어는 없을 것이다. 실제 “인생 100세를 전제로 하는 사회 구축을 진정성 있게 추진하고 있는 것 자체가 대단하다”라는 목소리를 외국으로부터 자주 듣는다.

그러나, 개념으로서는 이해가 되어도 ‘인생 100세 시대’의 본질이 대체 어디에 있는지 직관적으로는 알기는 어렵다.