아침에 일어나 기지개를 켜고 주방으로 나간다. 기상 시간을 예측하고 있던 토스트는 자동으로 빵을 굽기 시작한다. 집안의 모든 전자제품은 사물인터넷으로 연결돼 명령을 내리지 않아도 서로 정보를 실시간으로 공유하며 집안일을 돕는다. 한 손에 커피를, 한 손에 신문을 들고 자동차에 올라탄다. 신문을 읽으며 커피를 마시고 있지만, 운전이 불편하지는 않다. 가장 막히지 않는 도로를 찾아 자동차 스스로 운전하는 ‘자율주행 인공지능 자동차’를 타고 있기 때문이다.

영화나 소설 속 이야기가 아니다. 5세대(5G) 이동통신이 등장하며 조만간 현실이 될 우리 생활의 모습이다. 시대는 이렇듯 빠른 속도로 변하고 있다.

5G 네트워크가 등장하면서 과거 ‘통신 인프라가 부족해 실용화가 어려웠던 각종 첨단기술이 속속 현실로 들어오고 있다. 5G가 단순히 이동통신 기술이 아닌, 과학과 산업 분야 혁신을 견인할 ‘발판’으로 불리는 까닭이다.


◆산업현장서 5G 관련 신기술 적용 빨라

5G의 장점은 통신속도 자체가 빠르다는 점도 있지만, 연결된 기계장치에 명령을 내리면 즉각적으로 반응하는 ‘초저지연성’도 뛰어나다는 것이다. 전문가에 따라서는 이 부분을 가장 큰 장점으로 꼽기도 한다.

기존 4세대 이동통신(LTE)의 지연시간이 10~20ms에 달했다면, 5G의 지연시간은 1ms에 불과하다. 속도가 무려 10배에서 20배나 향상됐다. 각종 기계 장비나 로봇도 명령을 내리면 즉각적으로 응답한다. 로봇도 어느 순간 통제하기에 최적의 솔루션이 된 셈이다.

지난 2019년 4월. 한국기업 두산인프라코어와 LG유플러스는 독일 뮌헨에서 열린 건설기계 전시회 ‘바우마(BAUMA) 2019’에 참가해 공업용 굴삭기를 5G 통신기술로 연결해 ‘원격 조종’ 시범을 선보였다. 

뮌헨 현장에 마련된 ‘5G 원격제어 스테이션’의 조종에 따라 한국 인천에 있는 굴삭기가 원격으로 움직였다. 무려 8500㎞ 떨어진 곳에 있는 건설장비도 손가락과 버튼만으로 원격 조종하는 시대가 온 것이다.

두산인프라코어는 지난해에도 비슷한 실험에 성공한 바 있다. 중국 상하이에서 열린 건설기계 전시회에서 880km 떨어진 굴삭기를 원격 제어해 화제가 됐다. 전 세계 어느 곳에서도 건설기계를 원격 조종할 수 있음을 보여준 쾌거였다.

두산인프라코어는 LGU+가 제공한 저지연 영상전송 장치를 이용해 생생한 화면을 보며 굴삭기를 조종했다. 굴삭기에 부착한 센서로 작업 현장의 넓이와 깊이 정보를 3차원으로 정밀하게 측정하는 ‘3D 머신 가이던스’ 솔루션, ICT(정보통신기술) 기반으로 건설기계를 원격 모니터링하는 텔레매틱스 서비스 등의 기술을 동원했다.

건설, 산업현장은 5G를 이용한 각종 첨단기술 적용이 한결 유리하다. 하는 일이 정해져 있는 편이고, 주변 환경을 어느정도 통제할 수 있어 각종 건설기계, 로봇 등의 장비를 설계할 때 고려 변수가 줄어들기 때문이다.

한국생산기술연구원 조정산 유압로봇팀장은 “결국 미래란 로봇기술의 발전이 바꾸게 되는데, 산업분야에서 시작해 민간으로 넘어가게 된다”며 “중간단계에서 공항, 항만과 같은, 산업과 일상의 중간 정도 성격을 가진 환경에서 먼저 실용화 되는 경향을 보이기도 한다”고 설명했다.


◆‘이동형 로봇’ 혁신, 5G가 이끈다

5G가 등장하면서 가장 먼저 큰 폭의 기술혁신이 일어날 것으로 예상되는 분야는 ‘이동형’ 로봇이다. 바퀴나 무한궤도(캐터필러)가 달려있는 지상형 로봇, 프로펠러 등이 달려 하늘을 자유롭게 날아다니는 공중이동 로봇도 여기 포함된다. 자율주행차나 드론 등도 모두 자율이동형 로봇의 한 종류로 구분한다. 

자율주행차와 5G의 융합에 거는 기대는 지대하다. 자율주행차는 현재 미국 등에서 일부 실용화 되고 있지만 아직 복잡한 도심 운전환경에 완전히 대응하기란 쉽지 않다.

5G 통신기술을 이용해 차량과 차량, 혹은 도로 주변 각종 시설물과 차량을 원격으로 연결해 신호를 주고 받게 만들면 대용량 데이터를 빠르게 주고 받을 수 있고, 연결 지연 시간이 짧아 즉각적으로 반응할 수 있다. 자동차 센서에서 얻은 정보도 빠르게 공유할 수 있게 된다.

LG유플러스(LGU+) 관계자는 “LTE 시스템에서는 시속 60㎞로 주행 중인 자율주행자동차가 위험을 인지하고 브레이크를 밟기까지 5m가 필요했지만 5G는 0.5m면 충분하다”고 설명했다.

하늘을 날아다니는 드론도 5G를 이용하면 성능을 큰 폭으로 높일 수 있다. 초저지연성을 십분 활용해 주택지에 택배나 소형 화물 등을 배달하는 서비스로 드론을 활용할 수 있다. 드론에서 촬영한 영상을 4K, 8K 등 초 고화질 영상으로 받아보면 사람, 동물, 차량, 선박 등 물체들의 인식률도 높아져 서비스의 품질도 향상될 것으로 기대된다.

드론에 카메라를 달고 스마트폰이나 증강현실(AR) 장비 등으로 제어하는 기술, 테러 현장에서의 폭발물 원격제어나 재난 현장에서의 인명 구조 및 수색 작업도 가능해진다. 드론의 조종 오차가 줄어들면서 정확하게 문앞까지 물건을 내려 놓는 ‘드론 택배’도 실용화 될 수 있을 것으로 보인다.

드론과 인공위성을 연결한 다음, 드론을 통해 다시 무선인터넷(와이파이)를 넓은 지역에 서비스하는 기술도 연구 중이다. 구글도 장시간 비행이 가능한 드론을 이용해 아프리카나 중남미, 히말라야 산간과 같은 벽지에 인터넷 서비스를 공급하기 위한 ‘프로젝트 룬(Project Loon)’을 진행 중이다.


◆생활혁명 이끄는 ‘사물인터넷’도 5G가 대세… 의료 분야서도 각광

2월 27일. 스페인 바르셀로나에서 열린 글로벌 이동통신 산업 전시회(MWC) 현장에서 스페인 의사들은 5G을 통해 5㎞ 떨어진 병원 의사들과 협업하여 원격수술에 성공했다. 의료기술도 5G와 만나 혁신을 시작한 것이다. 시장조사기업 ‘에릭슨 컨슈머랩’은 “5G는 의료서비스를 병원에서 가정으로 이동시킬 것”이라고 내다보기도 했다.

5G가 실용화되면서 각광 받는 또 다른 기능은 사물인터넷(IoT)이다. 각종 전자장비끼리 인터넷으로 연결해 자동으로 정보(데이터)를 주고받도록 만든다.  

지금까지 가전 장비 등을 모두 제각각 사용했다면, 5G가 도입되면서 집안 전체, 사무공간, 공장, 더 나아가 도시 전체를 마치 하나의 기계장치처럼 사용할 수 있게 된다. 이른바 스마트홈, 스마트오피스, 스마트팩토리, 스마트시티 등으로 불리는 모든 혁신의 근간에 5G와 사물인터넷(IoT)이 깔려 있는 셈이다.

먼 거리에 있는 환자를 진료하고, 구급대원의 활약을 돕는 ‘원격의료’ 기술도 5G와 IoT기술을 근간으로 한다. 5G망에서는 IoT로 최대 연결할 수 있는 기기가 1㎢당 100만 개에 달한다. 5G의 커다란 장점 중 하나인 ‘초연결성’을 십분 활용할 수 있다.

사물인터넷의 핵심 기술 중 하나로 센싱(감지)이 꼽힌다. 각종 기계장치나 사람의 움직임을 센서가 실시간으로 수집해 디지털 데이터로 바꿔야 한다. 독일 프랑크푸르트 무역관에 따르면 세계 센서 시장은 매년 5~10%씩 성장하고 있다. 

민원기 과학기술정보통신부 제2차관은 10월 23일 열린 '2019 사물인터넷 진흥주간‘ 행사에서 “사물인터넷은 5G 이동통신 인프라와 만나 다양한 분야에 디지털 혁신을 촉발할 것”이라며 “정보통신기술(ICT) 산업뿐 아니라 한국 경제를 이끌어가는 기술 원동력이 되기를 기대한다”고 말했다.