누가 시켰는가
방의 전등을 켜는 방법을 떠올려 봅시다. 벽에 붙은 스위치를 누를 수도 있고, 리모컨의 버튼을 누를 수도 있고, 스마트폰 앱에서 「거실 등 켜기」를 누를 수도 있습니다. 세 방법은 서로 많이 달라 보이지만 한 가지가 똑같습니다. 셋 다 사람이 손으로 시작했다는 것입니다. 스위치든 리모컨이든 앱이든, 사람이 누르기 전까지 전등은 아무 일도 하지 않습니다.
이제 네 번째 방법을 생각해 봅시다. 침대에 무게를 측정하는 장치가 붙어 있어서, 사람이 일어나 침대에서 내려오면 무게가 줄어드는 것을 알아챕니다. 침대는 이 사실을 전등에게 알립니다. 전등은 그 소식을 받고 스스로 켜집니다. 이번에는 사람이 아무것도 누르지 않았습니다. 사람이 한 일은 잠에서 깬 것뿐입니다.
사물 인터넷(IoT, Internet of Things)
사물에 주변을 알아채는 장치와 네트워크에 연결되는 능력을 붙여, 사물이 다른 사물이나 사람과 데이터를 주고받으며 동작하게 만든 기술입니다. 사람이 그때그때 조작해 주지 않아도 사물끼리 직접 주고받으며 움직일 때 이 기술의 힘이 가장 잘 드러납니다.
정의에서 눈여겨볼 말은 「사물이」입니다. 스마트폰으로 영화를 보는 것도, 노트북으로 검색을 하는 것도 인터넷에 연결해서 하는 일이지만, 그때 데이터를 주고받는 쪽은 사람이 쓰는 컴퓨터입니다. 보일러나 전등처럼 사물이 네트워크에 붙어 데이터를 주고받아야 사물 인터넷입니다. 스마트폰 앱으로 집 밖에서 보일러를 켜는 것도 넓게 보면 여기에 속합니다. 침대가 전등에게 곧바로 알리는 것처럼 사람이 요청하지 않은 데이터가 사물 사이를 오가면 한 걸음 더 나아간 것입니다.
사람이 가운데 있는 흐름 — 침대가 알아챈 것을 사람이 보고, 사람이 전등을 켭니다. 사람이 빠지면 흐름이 끊깁니다.
사물끼리 직접 이은 흐름 — 침대가 전등에게 곧바로 알립니다. 사람은 이 순간 아무 일도 하지 않고 있습니다.
사람이 사라진 것이 아니라, 자리를 옮긴 것입니다
그림의 아랫줄에서 사람이 점선이 된 것은 그 순간에 아무것도 누르지 않았다는 뜻이지, 사람이 필요 없다는 뜻이 아닙니다. 「침대에서 무게가 줄어들면 전등을 켠다」는 규칙은 누군가가 미리 정해 둔 것입니다. 사물 인터넷은 사람의 판단을 없애는 기술이 아니라, 사람이 판단을 미리 한 번 해 두면 그 뒤로는 사물이 알아서 실행하게 만드는 기술입니다. 그래서 규칙을 잘못 정해 두면 사물도 계속 잘못 동작합니다.
겨울 저녁, 한 집은 스마트폰 앱으로 집 밖에서 보일러를 켜고, 다른 집은 방 온도가 18도 아래로 내려가면 온도계가 보일러에게 곧바로 알려 보일러가 켜집니다. 둘 다 사물 인터넷입니다. 두 집은 「누가 시켰는가」에서 어떻게 다를까요?
「사물」의 자격
이름에 「사물」이 들어가니 손으로 만질 수 있는 물건만 떠오르기 쉽습니다. 실제로 전구, 냉장고, 자물쇠, 화분처럼 만질 수 있는 물건이 가장 흔한 사물입니다. 그런데 사물 인터넷에서 말하는 사물에는 만질 수 없는 것도 들어갑니다. 날씨 정보를 알려 주는 인터넷 서비스나 스마트폰 안에서 돌아가는 앱도, 데이터를 주고받는 상대가 될 수 있다면 사물의 자리에 설 수 있습니다.
그렇다면 무엇이든 사물이 될 수 있을까요? 그렇지 않습니다. 어떤 물건이 사물 인터넷에 낄 수 있으려면 아래 세 가지를 갖추어야 합니다.
① 알아채거나 움직이는 부분
주변의 무언가를 측정해서 신호로 바꾸거나, 반대로 받은 신호에 따라 실제로 움직입니다. 측정하는 쪽은 온도·밝기·무게·소리 같은 것을 읽고, 움직이는 쪽은 불을 켜거나 문을 잠그거나 모터를 돌립니다.
② 네트워크에 붙는 부분
읽은 값을 혼자 가지고 있으면 아무 소용이 없습니다. 다른 사물에게 보낼 수 있어야 합니다. 케이블로 잇는 유선 네트워크나 전파로 잇는 무선 네트워크가 이 일을 맡습니다.
③ 저를 가리키는 주소
받는 쪽이 누구인지 정할 수 없으면 데이터를 보낼 수 없습니다. 네트워크에서 기기를 하나하나 구별하는 번호가 이 일을 합니다. 인터넷에 직접 붙는 기기라면 IP 주소가 그 번호입니다. 전구 하나하나가 자기 주소를 가진다는 뜻입니다.
센서(sensor)
①에서 「측정하는 쪽」을 맡는 부품을 센서라고 합니다. 온도·밝기·소리·움직임처럼 주변의 상태를 측정해 전기 신호로 바꿔 주는 부품입니다. 컴퓨팅 시스템은 이 신호를 숫자로 읽습니다. 예를 들어 온도 센서의 신호는 「따뜻하다」가 아니라 23과 같은 값으로 읽힙니다. 컴퓨팅 시스템은 느낌이 아니라 값을 다루므로, 주변의 상태를 값으로 바꿔 주는 센서가 있어야 사물들이 주고받을 데이터가 생깁니다.
센서의 신호를 읽은 값은 데이터, 곧 컴퓨팅 시스템이 다룰 수 있는 형태로 적어 둔 값입니다. 사람이 직접 적어 넣던 데이터를 사물이 알아서 만들어 낸다는 점이 사물 인터넷의 출발점입니다.
세 가지를 갖추면 평범한 물건도 사물 인터넷의 일원이 됩니다. 아래는 흔한 물건에 무엇을 붙이면 되는지 정리한 것입니다. 붙일 것이 마땅치 않은 물건은 사물 인터넷으로 만들기 어렵습니다.
| 물건 | ① 알아채거나 움직이는 부분 | ② 네트워크 | 보내는 데이터 |
|---|---|---|---|
| 화분 | 흙에 꽂아 물기를 측정하는 센서 | 집 안 공유기에 무선으로 연결 | 흙의 물기 값 |
| 현관 자물쇠 | 잠금 장치를 돌리는 모터 | 집 안 공유기에 무선으로 연결 | 잠김·열림 상태 |
| 쓰레기통 | 뚜껑까지의 거리를 측정하는 센서 | 바깥에 있으므로 이동 통신 | 남은 공간 값 |
| 종이컵 | 붙일 곳도, 측정할 것도 마땅치 않음 | — | — |
우산에 사물 인터넷을 붙인다면 ①에는 무엇을 달고, 어떤 데이터를 누구에게 보내면 좋을까요? ②와 ③까지 채워 보세요.
사물끼리 잇기
사물 하나만 네트워크에 붙여 두면 할 수 있는 일이 별로 없습니다. 물기를 측정하는 화분이 값을 읽어 두기만 하면, 결국 사람이 그 값을 확인해야 하니 「누가 시켰는가」 절의 「사람이 가운데 있는 흐름」과 다를 것이 없습니다. 사물 인터넷이 힘을 얻는 것은 사물이 여럿 이어져, 한 사물이 알아챈 것이 다른 사물이 움직일 조건이 될 때입니다.
이때 사물들이 따르는 것은 「무엇이 어떠하면 무엇을 한다」 형태의 규칙입니다. 아침에 전등이 켜지던 상황을 이 형태로 적어 보면 아래와 같습니다.
| 알아채는 사물 | 조건 | 움직이는 사물 | 하는 일 |
|---|---|---|---|
| 침대 | 실린 무게가 크게 줄어들면 | 전등 | 불을 켠다 |
| 창문 | 열린 상태가 되면 | 냉방기 | 동작을 멈춘다 |
| 화분 | 흙의 물기 값이 기준보다 낮으면 | 스마트폰 앱 | 물을 줄 때가 되었다고 알린다 |
표의 「알아채는 사물」과 「조건」 칸은 데이터를 만드는 쪽, 「움직이는 사물」과 「하는 일」 칸은 데이터를 받아 움직이는 쪽입니다. 두 쪽 사이를 데이터가 지나가려면 네트워크가 있어야 하고, 어느 사물에게 보낼지 정하려면 주소가 있어야 합니다. 『「사물」의 자격』 절에서 본 세 가지가 여기서 한꺼번에 쓰입니다.
규칙이 늘어나면 서로 부딪힙니다
「무엇이 어떠하면 무엇을 한다」 규칙 표에 「방이 밝으면 전등을 끈다」는 규칙을 하나 더 넣어 봅시다. 낮에 잠깐 누웠다 일어나면 침대 규칙은 켜라고 하는데, 방이 밝으니 새 규칙은 끄라고 합니다. 사물이 둘일 때는 잘 보이던 규칙도 사물이 다섯, 열로 늘면 이렇게 서로 어긋나는 순간이 생깁니다. 그래서 사물 인터넷을 만들 때는 사물을 늘리는 것보다 규칙을 어떻게 정할지가 더 어렵습니다.
「창문이 열리면 냉방기를 멈춘다」는 규칙만 두면 곤란한 일이 생길 수 있습니다. 어떤 상황일지 하나 떠올리고, 규칙을 어떻게 고치면 좋을지 적어 보세요.
주변의 사물 인터넷
사물 인터넷은 집 안에서만 쓰이는 기술이 아닙니다. 농장, 공장, 도시 전체에도 같은 방식이 쓰입니다. 이름은 저마다 다르지만 「알아채고 → 보내고 → 움직인다」는 뼈대는 똑같습니다. 아래 네 가지를 읽으면서 세 단계에 각각 무엇이 들어갔는지 찾아보세요.
스마트 홈
집 안의 조명·냉난방·자물쇠·가전이 한 네트워크에 묶여 있습니다. 사람이 있는지, 창이 열렸는지, 방이 몇 도인지를 알아채고 그에 맞게 기기를 움직입니다. 스마트폰 하나로 전체를 살펴볼 수 있는 것은 결과일 뿐이고, 핵심은 기기들이 서로의 상태를 알고 있다는 점입니다.
스마트 팜
비닐하우스 안의 온도·습도·빛·흙의 물기를 센서가 계속 측정하고, 그 값에 따라 창을 여닫거나 물을 주는 장치가 움직입니다. 사람이 밤새 지키고 있을 수 없는 시간대를 메워 주는 것이 큰 몫입니다.
스마트 팩토리
생산 설비마다 센서가 붙어 진동·온도·속도를 보냅니다. 값이 평소와 달라지면 고장이 나기 전에 알아채 점검할 수도 있습니다. 사람이 눈으로 보고 판단하던 일을 설비가 스스로 알리는 쪽으로 옮긴 것입니다.
스마트 시티
도로·주차장·가로등·쓰레기통처럼 도시 곳곳의 시설에서 데이터를 모읍니다. 차가 얼마나 지나가는지, 어느 통이 다 찼는지를 알면 신호를 조정하거나 수거 경로를 다시 짤 수 있습니다. 다루는 사물의 수가 가장 많은 쪽입니다.
규모가 달라도 뼈대는 같습니다
스마트 홈에서 다루는 사물은 몇십 개, 스마트 시티에서 다루는 사물은 훨씬 많습니다. 그렇지만 하나하나를 살펴보면 전부 센서가 값을 읽고 → 네트워크로 보내고 → 받은 쪽이 움직이는 같은 모양입니다. 달라지는 것은 사물의 수와 데이터의 양이고, 그 때문에 데이터를 어디에 모아 두고 어떻게 다룰지가 문제가 됩니다.
네 가지 가운데 하나를 골라, 「알아채는 것 → 보내는 데이터 → 움직이는 것」을 화살표로 이어 한 줄로 적어 보세요.
핵심 정리
사물 인터넷의 뜻
- 사물에 알아채는 능력과 네트워크 연결을 붙여, 사물이 다른 사물이나 사람과 데이터를 주고받게 만든 기술이다.
- 인터넷에 연결되어 있다는 것만으로는 부족하다. 데이터를 주고받는 쪽이 사람이 쓰는 컴퓨터가 아니라 사물이어야 한다. 사람이 조작하지 않아도 사물끼리 직접 주고받을 때 힘이 가장 잘 드러난다.
사물이 갖추어야 할 세 가지
- 알아채거나 움직이는 부분, 네트워크에 붙는 부분, 저를 가리키는 주소.
- 측정하는 쪽을 맡는 부품이 센서다. 센서는 주변의 상태를 전기 신호로 바꾸고, 컴퓨팅 시스템은 그 신호를 숫자로 읽는다.
- 가상의 서비스나 앱도 데이터를 주고받는 상대가 되면 사물의 자리에 설 수 있다.
사물을 잇는다는 것
- 한 사물이 알아챈 것이 다른 사물이 움직일 조건이 된다.
- 규칙은 「무엇이 어떠하면 무엇을 한다」 형태로 적을 수 있다.
- 규칙은 사람이 미리 정해 둔다. 그래서 잘못 정하면 사물도 계속 잘못 동작한다.
규모가 달라도 뼈대는 같다
- 스마트 홈·팜·팩토리·시티 모두 「알아채고 → 보내고 → 움직인다」로 이루어진다.
- 규모가 커지면서 달라지는 것은 사물의 수와 데이터의 양이다.
확인 퀴즈
배운 내용을 확인해 봅시다.
다음 중 사물 인터넷이라고 부르기 가장 어려운 것은?
센서가 하는 일을 가장 정확하게 말한 것은?
흙의 물기를 측정하는 센서를 붙인 화분이 있습니다. 화분은 공유기에도, 다른 어떤 기기에도 연결되어 있지 않습니다. 그래서 값을 어디로도 보내지 못하고 있습니다. 무엇이 빠졌을까요?
「침대에서 무게가 줄어들면 전등을 켠다」는 규칙은 누가 정한 것일까요?