미국의 인공지능 기반 ‘재산업화’
북미 지역에 재산업화의 시간이 오고 있다. 그러나 이것은 1970년대 제...



  • [Energy/Politics]

    미국의 인공지능 기반 ‘재산업화’

    By Global Trends Editor Group

    북미 지역에 재산업화의 시간이 오고 있다. 이는 1970년대 제조업의 도래와는 많이 다르다. 바로 인공지능 때문이다. 미국 내 리쇼어링과 인공지능의 콜라보가 왜 동시에 진행되고 있을까? 이것이 투자와 경영, 정책, 소비 측면에 던지는 함의는 무엇일까? 이 모든 것이 어떤 혜택을 가져올까?

    증기 엔진, 강철, 전기, 철도, 라디오, 조립 라인, 집적 회로는 우리 삶을 변화시키고 그 외 다른 기술들의 생산성을 극적으로 향상시킨 변혁적 범용 기술들이다.

    각 기술의 경우, 일련의 요소들이 수반되어 기술의 광범위한 적용, 그리고 최적의 환경이 펼쳐졌을 때, 폭발적인 배포가 일어났다. 마찬가지로 오늘날 인공 지능의 폭발적인 배포를 향한 길이 닦이고 있다. 일련의 요소들이 수반되고 있기 때문이다.

    재미있는 것은 이전의 경제적 변혁들과 마찬가지로, 이번의 경제적 변혁도 경제 성장이 부정적 상황일 때 가속화되고 있다는 점이다. 이러한 순간에는, 사람들이 단기적인 혼란을 부정적 관점에서만 바라보는 경향이 있다. 과거에도 그러했다.

    그렇다면 오늘날은 어떤가? 인플레이션 충격, 자본 비용 상승, 기술 관련 정리 해고 가속화, 광범위한 노동력 부족, 공급망 문제, 리쇼어링을 유발하는 지정학적 위기가 우리 눈앞에 펼쳐지고 있다. 하지만 아이러니하게도, 이러한 혼란들이 모든 기술 경제 혁명에 필요한 일종의 ‘창조적 파괴’를 촉발한다는 점이다.

    예를 들어, 제2차 세계 대전은 전 세계뿐만 아니라 미국에도 거대한 혼란을 가져왔다. 하지만 이로 인해 미국은 엄청난 대량 생산 능력을 재건하고 산업을 업데이트 했다. 또 다른 비슷한 사례로 오늘날 한국을 보라. 한국 전쟁으로 인해 이 나라는 완전하게 ‘백지 상태’가 되었지만, 오늘날 세계의 경제를 선도하는 국가가 되었다.

    마찬가지로, 오늘날 전 세계의 지정학적 경제적 위기로 인해 발생하고 있는 혼란이 인공지능을 통한 생산성 혁신의 발판을 마련하고 있다. 이러한 생산성 혁신은 우리 삶과 비즈니스를 70~80년 전에 마지막으로 본 그 이상의 수준으로 변화시킬 것이다.

    주요 선진국들의 암울한 인구통계학적 현실은 사라지지 않을 것이기에 이는 매우 중요한 것이다. 더군다나 기존의 혁신과 방법으로는 건강하고 튼튼하고 견고한 경제 성장을 가능하게 만드는 적절한 기술과 인력을 찾기 힘들다.

    인공 지능이 이끄는 미래 경제의 관점으로 본다면, 미국은 주요 국가들보다 더 유리한 위치에 있으며, 준비도 착실하게 진행 중이라 할 수 있다. 다만 더 행복하고 건강하고 안전한 삶을 보장 받으려면, 미국 역시 인공지능과 로봇 공학의 전례 없는 기능을 최대한 활용해야 한다. 유럽연합 국가들과 아시아 선진 국가들의 경우 그 필요성은 훨씬 더 절실한 상황이다.

    하지만 1930년대와 1940년대와 마찬가지로 진화하는 기술과 제도가 토대를 닦는다면 앞으로 훨씬 더 나은 시대가 열릴 것이다. 다음 사실들을 고려해보자.

    이전 범용 기술과 달리 인공지능은 오늘날의 문제를 해결하는 데 매우 적합하다. 인공지능은 규모의 경제, 범위의 경제, 학습 곡선을 완전히 활용할 수 있는 방식으로 인간의 사고가 필요한 많은 프로세스들을 자동화할 수 있기 때문이다.

    즉, 실험 분석, 분자 화합 식별에서 언어 번역, 프로토타입 구축, 물류 최적화, 소매점 관리에 이르기까지, 매우 노동 집약적인 작업들이 엄청난 데이터로 학습된 알고리즘에 의해 빠르게 수행될 수 있는 것이다.

    이 알고리즘과 이를 수행하는 하드웨어는 결코 지치지 않고, 은퇴하지 않으며, 더 많은 돈을 요구하지도 않는다. 오히려 시간이 지남에 따라 더 고도화됨에도 불구하고 더 저렴해지고, 빠르고 안정적인 상황으로 전개될 것이다.

    이로 인해 향후 10년에서 15년 동안 생산성이 급증할 것이다. 이것이 가능한 이유는 여러 경제적 현실들이 하나로 정렬되어 길을 열기 때문이다. 이러한 방식이 바로 항공 산업과 현대 의료 산업의 방식이었다.

    이러한 정렬은 데이터 수집 및 저장, 인공지능 애플리케이션 교육, 로봇 공학, 센서, 네트워크를 포함하는 애플리케이션 인터페이스, 즉 인공지능 가치 사슬의 여러 단계에서 발생한다. 동시에 노동력과 소비 선호를 인공지능 기반 솔루션과 더 잘 정렬시키는 방식으로 시장이 진화하고 있다.

    기술이 기하급수적으로 더 비용 효율적으로 변모하고, 전통 솔루션이 오히려 더 비싸지면서, 1920년대에 자동차를, 1990년대 인터넷을 채택한 방식과 마찬가지로 오늘날 기업과 소비자는 인공지능을 채택할 것이다.

    이 새로운 패러다임의 영향력이 궁금하다면, 월마트(Walmart), 타겟(Target), 크로거(Kroger)와 같은 일반 소매업체의 가능성을 생각해보면 된다.

    오늘날 매장 레이아웃은 매장의 가장 먼 구석에서 우유를 꺼낸 고객을 그가 애초에 구매할 의도가 없는 품목으로 유도하는 방식을 사용한다. 효율적인 매장 레이아웃으로 가능한일이며, 결과적으로 고객으로 하여금 더 많은 시간을 들여, 관련 제품을 더 쉽게 찾을 수 있도록 혹은 실행 가능한 다른 대안을 안내하는 방식이라 할 수 있다.

    실제로, 잘 기획된 레이아웃은 판매 및 고객 만족도 증가와 긍정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 이는 가장 효과적인 매장 마케팅 전술 중 하나이며 수익성을 높이기 위해 고객 결정에 직접적인 영향을 미치는 데 사용되고 있다.

    여기에 이제 인공지능이 추가되고 있다. 매장 레이아웃을 최적화하고 더 많은 이점을 얻어내기 위해서다. 오늘날 소매업체들은 이제 인공지능 기술을 적용하여 폐쇄 회로 TV 카메라의 기존 데이터를 활용, 고객의 매장 내 행동을 해석하여 고객을 더 잘 이해할 수 있게 되었다.

    비디오 데이터는 고객이 매장에서 어떻게 이동하는지, 경로는 어떠한지, 더 많은 시간을 보내는 섹션이 무엇인지에 대한 통찰력을 제공한다. 여기에 추가적으로, 마케팅 담당자는 눈썹 올리기, 눈 뜨기 또는 미소와 같은 관찰 가능한 얼굴 표정을 통해 나타나는 감정을 분석하여 고객을 더 자세히 분석할 수 있다.

    탐색된 고객의 감정을 이해하면 마케터와 관리자는 판매 제품에 대한 고객 반응을 이해할 수 있는 유용한 도구를 얻게 되는 것이다. 고객의 행동을 이해하는 것! 이는 비즈니스 인텔리전스의 궁극적 목표이다.

    제품을 집고 장바구니에 넣거나, 제품을 선반에 다시 넣는 것과 같은 명백한 행동은 스마트 소매업체들의 큰 관심을 끌고 있다. 제품을 응시하거나 제품 포장을 읽는 것과 같은 다른 행동들도 제품에 대한 고객의 관심을 이해하려는 마케터들에게 이제 금광과 같은 것이 되었다.

    특히, 감정 인식 알고리즘은 컴퓨터 비전 기술을 사용하여 얼굴을 찾고 눈썹 끝자락, 코끝, 입 꼬리와 같은 얼굴의 주요 랜드 마크를 식별할 수 있다. 이러한 얼굴 신호, 고객 특성을 통해 감정을 이해하는 것과 함께 소매업체들은 히트맵 분석, 고객 궤적 추적, 고객 행동 인식 기술을 사용하여 고객의 의사 결정을 파악할 수 있다.

    고객 개별 신원에 대해서는 알 필요 없이 이러한 유형의 지식은 매장에서 고객 행동을 이해하는 데 큰 도움이 될 수 있다. 조명, 온도, 향기 외에도 쉽게 수집할 수 있는 기타 환경 데이터를 추가하여 고객 행동에 미치는 영향에 대한 보다 완전한 그림을 개발할 수 있게 되는 것이다.

    최근 ‘인공지능 리뷰(Artificial Intelligence Review)’ 저널에 발표된 연구에서, 한 연구팀은 센스, 사고, 행동, 학습으로 이어지는 STAL(Sense-Think-Act-Learn) 소매업체 전용 프레임워크를 제안하고 있다.

    첫째, ‘센스’는 가공 및 분석을 위해 매장의 폐쇄 회로 카메라를 통한 원시 영상 데이터 수집을 의미한다. 통상적으로 이는 매장 관리자의 눈을 통해 이뤄지는 일이었으나, 새로운 인공지능 기반의 접근 방식을 통해 자동화할 수 있게 되었다. 고객 한 명, 혹은 전체 고객 정보 데이터 수집이 모두 그리고 동시에 가능하다.

    둘째, ‘사고’는 인간이 뇌를 사용하여 들어오는 데이터를 처리하는 것과 거의 같은 방식으로 고급 인공지능이 데이터 분석, 딥 머신 러닝 기술을 통해 수집된 데이터를 처리하는 것을 의미한다. 목표는 수천 또는 수백만 명의 고객을 기반으로 수백 개의 제품에 대해 수많은 매장에서 관찰된 패턴을 보고 학습하는 것이다.

    셋째, ‘행동’은 매장 레이아웃과 지원 매개변수를 개선하고 최적화하기 위해 ‘사고’ 단계의 지식과 통찰력을 활용하는 것을 의미한다. 특히 사고 단계의 지능형 비디오 분석 계층은 이미지 및 비디오 콘텐츠를 해석하는 데 중요한 역할을 수행한다.

    완전히 구현된 이 프로세스는 STAL 프레임워크의 네 번째 단계인 지속적인 ‘학습’ 주기를 구성한다.

    결과적으로, 이 프레임워크는 수익성을 최적화하는 매장 관리 방법을 보여준다. 그리고 그 핵심 기능은 고객이 매장에 들어오는 순간부터 이동 흐름과 같은 매장 디자인 예측, 고객 행동을 소매업체들이 평가할 수 있도록 해준다는 데 있다. 이와 함께 매장 관리자들은 매장의 다른 영역에 배치된 대체 디스플레이의 효율성도 평가해볼 수 있다.

    개인 정보 보호는 고객의 주요 관심사이기 때문에, 이 애플리케이션은 익명으로 처리된 보유 데이터를 전체적 수준에서 완전하게 조사될 수 있도록 설계되었다.

    가장 중요한 것은, 이 인공지능 기반의 프레임워크가 최소한 세 가지의 변수 집합을 관리 통합하여 주요 운영 매개변수를 최적화하는 데 도움을 준다는 점이다.

    첫째는 공간 디자인, 구매 포인트 디스플레이, 제품 배치, 계산대 배치와 같은 디자인 변수이다.

    둘째는, 직원 수, 직원 교육, 직원 배치와 같은 직원 변수이다.

    셋째는 혼잡, 방문 시간, 충동구매, 가구 사용, 대기열 형성, 제품 진열 수용성과 같은 고객 변수이다.

    이 프레임워크는 소매업체, 고객, 제품 제조업체에게 큰 영향을 줄 것이다. 하지만 이것은 기능, 비용, 사용자 요구 사항이 수반되면서 대규모로 확산될 인공지능 기반의 기회 중 하나에 불과하다.

    식품 서비스, 건강관리, 운송, 제조, 과학 연구, 물류 분야에서도 이미 인공지능은 그 가능성을 뚜렷하게 보여주고 있다. 앞으로 인공지능에 대한 상상이 더 성숙해짐에 따라 더 많은 것들이 필연적으로 등장하게 될 것이다.

    다만 우리가 생각해야 할 것들이 또 있다. 하버드 대학교의 혁신 전문가 클레이튼 크리스텐슨(Clayton Christenson) 교수가 밝힌 바와 같이, 가장 파괴적인 기술도 “비용과 기능이 대중 시장에서 기존 기술을 대체할 수 있을 만큼 ‘충분히 좋은’ 지점까지 발전할 때까지는” 좁은 틈새시장에서만 서비스를 제공할 뿐이다. 여기에는 파괴적 솔루션을 더 많이 받아들이도록 진화하는 대중 시장도 포함된다.

    다행스러운 점은 수십 년간 점진적 발전을 거듭한 끝에, 드디어 2020년대에는 인공 지능의 비용과 기능이 여러 산업에서 요구하는 성숙성의 수준에 도달하고 있다는 것이다. 그 결과는 향후 거의 모든 산업들이 ‘창조적 파괴의 쓰나미’를 피할 수 없을 것이란 점이다.

    이는 모든 산업과 경제에 희소식이 될 것이다. 우선 인공지능으로 인해 급증한 생산성은 강력한 디플레이션 요인이 될 것이고, 궁극적으로 낮은 인플레이션 환경을 구축할 것이다. 또한 공급 측면에서 기술 병목 현상을 제거하여 수요 측면에서 상상할 수 없는 수준의 새로운 제품과 서비스를 가능하게 할 것이다.

    이러한 흐름에 편승할 것인지, 뒤처질 것인지, 지금 선택을 내리고 준비를 해야 한다. 이에 우리는 이 인공지능에 의한 재산업화에 대해 다음과 같은 예측을 내려 본다.

    첫째, 2025년까지 어디에나 있는(유비쿼터스) 저비용 센서로 인해 대부분의 비즈니스 내 일상 활동 데이터들이 일체의 비용 없이 수집될 것이다.

    인공지능 시스템 교육은 방대한 양의 데이터에 대한 비용 효율적인 접근에 달려 있다. 소매업체 사례에서 언급된 바와 같이, 개인 정보에 대한 익명성을 보장하면서 감정 인식 데이터를 수집하는 데 필요한 카메라의 가격은 이미 저렴해졌고 그 성능 신뢰도도 충분히 확보되었다.

    소프트웨어 또한 비용 대비 효율성이 높아졌고, 적외선 및 자외선 이미지는 가시광선 비디오를 저렴한 가격으로 보완할 뿐더러, RFID 트랜잭션 및 환경 센서 데이터와 상호 연계될 수도 있다.

    타임스탬프 위치 참조를 사용하면 날씨, 제품, 고객 데이터가 포함된 기존 데이터베이스와 매우 세분화된 데이터를 쉽게 오버레이 할 수 있다. 직원 및 차량의 위치 추적 데이터 또한 쉽게 사용할 수 있으며, 앞으로 그 성능은 더욱 더 향상될 것이다. 다른 응용 분야에서도, 이미 저렴하고 정밀한 각종 센서와 비전 시스템이 마침내 주류가 될 준비를 마쳤다.

    결과적으로 고객 개인 정보 보호 외에 데이터 수집과 관련된 현재 남은 가장 큰 과제는 데이터 저장 및 전송, 분석을 위해 원시 데이터를 최상의 형태로 요약하는 데 있다.

    둘째, 향후 10년 동안 데이터 요약, 저장 및 전송의 가격 대비 성능이 현재보다 1,000배 더 향상될 것이다.

    이로 인해 보다 많은 기업들이 센서 데이터의 홍수를 처리할 수 있게 될 것이다. 이미 클라우드 기반 저장 및 네트워크 대역폭에 따른 비용은 계속해서 빠르게 하락하고 있다.

    셋째, 인공지능 구현을 방해했던 막대한 비용 장벽이 이제 무너지고 있으며 이 붕괴는 더욱 가속화될 것이다.

    2014년 기준, 전기, 거대한 데이터 센터를 포함하는 최첨단 인공지능 가속기를 사용하는 데 드는 총 비용은 3년 사용 기준 11,400 달러였다. 2030년까지 동일한 처리 기능의 비용은 0.05달러 미만이 될 것으로 예상된다. 결과적으로 아마존, 구글, 페이스북과 같은 기업에서만 사용할 수 있었던 인공지능 솔루션을 거의 기업들이 저렴하게 사용할 수 있게 될 것이다.

    또한 인공지능으로 인한 높은 생산성은 2030년까지 인공지능 가속기 하드웨어에 대한 1조 7000억 달러 규모의 글로벌 시장을 창출할 것으로 예상된다. 엔비디아(Nvidia)가 인공지능 가속기 시장을 창출했고 오늘날에도 여전히 선두를 달리고 있지만, 향후 8년 동안 많은 도전자들이 시장에 진입할 가능성이 높다.

    칩 스타트업을 위한 벤처 자금은 지난 5년 동안 2배 증가했고, 테슬라의 도조(Dojo) 슈퍼컴퓨터는 신경망을 훈련하고 성능을 극대화하기 위해 인공지능 하드웨어 레이어에 수직으로 통합되는 도전자 중 하나이다.

    넷째, 게임 체인저 인공지능 애플리케이션의 개발을 방해하는 기술인력 ‘정체’는 2023년에 완화될 것이다.

    최근 수 년 동안 현금이 풍부한 플랫폼 기업들이 활용 가능한 인재를 독점하다시피 했다. 이로 인해 다양한 산업의 기업들이 인공지능 애플리케이션 개발 및 구축을 시도할 수 없었다. 하지만 거대 기술 기업들이 최근 인력을 대규모로 감축하면서 환경이 바뀌고 있다. 인공지능 스타트업과 컨설팅 기업들은 이제 다양한 산업에 비용 효율적인 인공지능 기반 솔루션 개발을 가속화할 수 있게 될 것이다.

    점점 더 비용 대비 효율적인 하드웨어, 소프트웨어 솔루션도 이들 기업에게 더 많은 기회를 제공해줄 수 있을 것이다.

    다섯째, 앞으로 10년 내에, 미국, 캐나다 등의 북미 지역은 인공지능을 기반으로 하는 재산업화의 물결을 경험할 것이다.

    1990년부터 2016년까지 제조 및 유관 산업 역량이 북미 지역을 떠났다. 제조 기술의 확산과 노동 비용의 차이로 인해, 북미의 노동자들이 중국, 말레이시아, 베트남의 노동자들과 경쟁할 수 없었기 때문이다. 그러나 이들 국가들의 노동 비용이 상승하고 천연 자원이 보다 더 첨예화되면서 방정식이 바뀌었다. 더군다나, 글로벌 공급망 취약성에 대한 우려가 높아지면서 전 세계 국가들은 기존의 선택 사항을 재고해야 했다.

    여기에 인공지능과 로봇 공학의 생산성 향상 잠재력이 천연 자원, 소비자 시장, 비즈니스 환경, 국가 안보, 지적/인적/금융 자본이라는 3대 요소와 결합되어 향후 북미는 전 세계를 대상으로 핵심 주력 제품을 생산하는 지위를 되찾을 것이다.

    여섯째, 2030년까지 인공지능과 센서의 융합으로 로봇의 유비쿼터스화가 될 것이다.

    노동력 부족과 웹 기반 봇에 대한 경험은 모두가 로봇을 기꺼이 받아들이는 추세를 형성하고 있다. 진화하는 소비자 기대치와 개선에 대한 비용 효율 방정식은 서비스 및 제조 로봇 모두 광범위하게 채택될 수 있는 길을 열어줄 것이다.

    오늘날 패스트푸드 체인은 서비스 로봇 공학의 최첨단에 서 있다. 물류 서비스 또한 ‘픽앤팩(pick-and-pack)’ 기능을 자동화하고 자율 배송 드론을 테스트함으로써 그 뒤를 바짝 따르고 있다.

    최근까지 인공지능을 사용하여 햅틱과 비전 시스템을 통합하는 것은 공장 현장뿐만 아니라 서비스 산업에서도 로봇 사용을 극대화하는 데 장벽이 되었지만 이러한 제약은 빠르게 사라지고 있다. 다만 자율주행 자동차 및 트럭의 더딘 발전에서 보았듯 일부 장벽은 가까운 미래에도 남아 있을 것이다.

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