필자는 2004년 삼성전자 재직 시절부터 현재 KAIST 교수 시기까지 약 20년간 CES 에 전시요원 또는 관람단으로 참여하면서 각 나라와 유수 기업들의 IT 변천사를 보게 되었다. CES는 연도별로 테마가 있고 그 시기의 IT Trend를 대표한다고 볼 수 있는데, 올해는 BE IN IT이다. 이제는 IT가 외부에 객체로 있는 것이 아니라, 사람이 IT안으로 들어오고, 또한 IT가 사람속으로 들어간다는 의미로, Immersive한 경험을 주고, 장치에 대한 부담이 없이 더 나아가 사용하고 있는지 없는지도 느끼지 않는 상태로, 일상 생활 속에서 IT를 활용한다는 뜻이다.
BE IN IT를 바로 드러내는 것은 아이언맨이다. 문자 대로 IT 기기 (아이언멘) 안에 사람 (토니 스타크)이 있다. 사실 IT기술, 로봇기술, 자율주행기술은 인간의 상상력에 의해서 영감을 받고 발전하는데 바로 그 상상의 정점이 아이언맨이라고 할 수 있다. 자세히 보면 아이언맨이 날아다니면서 3D Lidar를 통해서 주변을 인식하고, 인공지능 자비스는 주인과 대화를 하면서 건강상태와 감정상태를 디지털 헬스 기술로 체크한다. CES에 출품하는 여러 개발자들은 이러한 기능을 상상하며 오랜 세월 전시를 해왔고 앞으로도 그러한 방향으로 진행한다고 볼 수 있다. 실제로 올해 제품들을 보면 그 이전보다 더욱 인간 친화적으로 변화 되어 있는 것들을 발견했고, 이러한 관점을 가지고 자율주행에서 사용되는 3D Lidar와 디지털 헬스 중심으로 본 기고를 통해 요약 정리한다.
자율주행용 3D Lidar 기술: 소형과가 두드러짐, 차량 적용 임박
3D 라이다 센서는 기존의 2D 영상 (X, Y) 이외에 깊이 즉 Depth(Z)로 불리는 물체의 공간상의 위치정보를 추가로 계측하는 센서다. 자율주행을 위해서는 이러한 3D 정보(X, Y, Z)가 도로, 장애물 등의 인식에 필수적으로 중요하다. 이외에도 3D 공간인식을 활용한 작업에는 어느 애플리케이션에서도 효과적으로 적용할 수 있다.
본 3D 공간정보를 계측하는 기술은 2차대전 이후 레이더의 발명이후로 긴 역사를 가지고 있다. 그림에 도시된 바와 같이 수동적으로 2D 영상을 얻고 AI를 이용하여 공간정보를 추출하는 최근의 방법과 능동적으로 레이저를 투사하고 반사광을 처리하는 전통적인 Time-of-Flight 기술 (Lidar도 이 기술 중의 하나임)로 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 3D 센서의 기술개발 과정은 이와 같은 대립적인 두 기술 간의 경쟁이라고 보면 이해가 쉽다. 2D 영상 기반은 실리콘 기반의 영상센서와 렌즈가 작고 저렴해 졌다는 장점이 있고 여기에 사람의 뇌를 모방한 AI 인식 알고리듬이 접목되어 공간인식을 수행하는데 아직까지 완벽하지는 않다. 특별히 자율주행에서는 안전이 가장 중요한데, 실세계에 대한 AI 학습이 완벽하지 않은 경우 자율주행 사고 사례도 빈번히 보고 되고 있다. 반면 엑티브 레이저를 이용한 Lidar기술은 직접 물리적인 수단을 통해 공간정보를 측정하는 것이므로 상대적으로 정확하고 안정적이다. 반면 레이저, 광학계 등이 필요하므로 크고 비싼 편이다. '카툭튀'라는 전문용어도 있다. 카메라 렌즈가 툭 튀어나온 것처럼 자율주행 차에 툭 튀어나와 있는 라이다를 볼 수 있다. 테슬라의 엘론 머스크는 이러한 디자인 이슈 등으로 Lidar를 안 쓰겠다고도 했었다. 따라서 엑티브 레이저 기반의 Lidar 들은 값싸고 작게 만드는 것이 중요한 전략이라 할 수 있다. 이번 CES에서도 작고, 값싸게 Lidar를 만드는 기술을 위주로 전시가 되고 자율주행 사업에 글로벌 차량 제조사와의 제휴를 통해 진출하려는 노력이 돋보였다. 한편, 자율주행 이외에도 로봇, 드론, AR/VR/메타버스, 디지털 헬스 등 다양한 3D 센서의 어플리케이션들이 전시됐다.
CES 2023에서 소개된 자율주행용 Lidar 기술은 구체적으로 하단 링크의 전문에 정리하였으니 참조하기 바란다. 종합적으로 Lidar 기술과 제품이 소형화 측면에서는 급격한 발전이 있는 반면에 가격은 아직도 풀어야 할 숙제가 많이 남아 있다고 볼 수 있다.
디지털 헬스: 비침습 기술의 활성화와 더욱더 일상 속으로
디지털 헬스는 우리나라가 이번 CES 전시에서 두각을 나타낸 분야로서 600여 개의 국내제품 전시 가운데 가장 많은 전시 숫자 및 혁신상 수상을 차지한 분야다. 먼저 이번 전시를 통해 시사할 수 있는 점들에 대한 정리를 해본다.
첫째로 비침습 기기의 발전이 두드러졌다. 혈당, 심혈관계 등 건강상태 측정을 위해서는 사람 몸에 부착하거나 침을 찔러야 하는데, 쉬운 방법으로 가능한 기술이 많이 발전 되었다.
두 번째 트렌드로는 기존에 EEG, PPG 등이 생체 신호로 많이 사용되었다면 진동, 음향, 광음향, 영상 등 여러 종류의 새롭고 다양한 측정 모달리티들이 활용되는 제품들이 완성도 있게 소개가 됐다.
세 번째로는, 측정 데이터와 AI를 이용한 상태 추정기술이 대부분의 제품에 적용되는 추세다.
그 외에 코로나19판데믹에 의한 원격, 비접촉 진료 기술이 약진했는데, 올해 코로나가 끝나가면서 원격 진료 기술이 일반화까지는 되지 않는 듯한 인상을 받았다. 전반적으로 독립적으로 존재했던 의료기기들이 웨어러블로 가고 패치로 가고, 일부는 임플란트로 사람 몸안으로 들어가는 트랜드가 강해졌다. 건강상태와 함께 수면, 정신건강, 미용 등 웰니스 분야의 제품 개발이 많아 져서 현대인이 요구하는 IT기기의 기능들을 알 수 가 있었다.
CES 2023에서 소개된 디지털헬스 기술은 구체적으로 하단 링크의 전문에 정리하였으니 참조 바란다. 디지털헬스 전시제품들의 특징은 상당히 섬세한 유저 시나리오를 제품에 반영하고 있는 것이 인상이 깊었다. 특히 한국제품들에서는 K-드라마, K-POP과 같이 한국 사람의 섬세한 기질과 상상력이 제품에도 차별화 되어 잘 드러난다는 느낌을 많이 받았다.
결론: Trend of CES2023
CES 2023을 정리하면, 자율주행용 Lidar는 소형화, 저가격화의 방향에 맞게 많은 발전을 이루었고 Velodyne이 독점하던 수년전과 달리, 주요 플레이어가 많이 늘어났다. 2, 3년 내에 Volvo, 폭스바겐, GM등 자율차량에 탑재되어 양산하겠다는 업체가 3개 이상 나왔다. 그러나 소형화, 저가격화 관점에서 아직은 완벽하지는 않다고 말할 수 있고, 향후 2~3년 간 CES를 조금 더 지켜 보면 결론이 날 것 같다. Lidar 이외에 4D Lidar, 경쟁 기술인 Stereo Vision 기술 등 다른 솔루션들도 발전이 많이 이루어졌고 무엇보다 로봇, 디지털트윈 등의 활용 애플리케이션들은 오히려 더 빨리 발전하는 현상이 있어서 시장에서 어필하는 Lidar 솔루션을 기다리는 형국이 되고 있다.
디지털 헬스는 독립적인 의료기기가 점차 사람 몸에 부착 또는 삽입되는 형태로 발전하고 있다. 상당히 섬세한 유저 시나리오를 기반으로 건강, 미용, 웰니스 제품들이 소개가 되고 있고 이러한 트렌드에 한국의 벤쳐업체들이 선전하고 있다. 그러나 아직 기술적으로는 비침습 혈당센서 등과 같이 혁신이 더욱 필요하다고 볼 수 있다. 새롭게 열리기 시작한 진동, 음향, 광음향 등 새로운 모달리티를 이용하는 헬스케어 제품들과, 웰니스, 슬립텍 분야 등은 연구자인 저에게는 많은 연구 개발의 아이템과 기회를 찾을 수 있는 신세계 영역으로 발전할 수 있다고 보여진다.
