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 4차 산업혁명에서 5차 산업혁명시대로

생명체의 설계도인 유전체의 완벽한 해독 후 신(神)의 영역인 인공생명체를 만들려는 도전이 이어지고 있다. 비교적 간단한 원핵생물인 대장균은 이미 사람 손으로 만드는데 성공하였고, 2020년까지는 인간과 같은 진핵생물인 효모가 인공으로 완성된다고 한다.

유전체 정보는 아주 빠른 속도로 저렴하게 분석이 가능하여 수없이 많은 생물종의 유전체 정보를 확보하였고 정보를 근간으로 실물인 단백체(Proteome), 대사체(Metabolome), 연결체(Connectome)정보들이 축척되어 빅 데이터(Big Data)화 되고 있다. 특히, 의약 임상결과, 물질합성, 생화학 정보, 대사물질정보, 개체 간 상호작용 정보(Microbiome)가 축적이 되면서 생명현상을 더욱 명확하게 정리되어 통합된 초 Big Data시대로 진입하게 되었다.

한편, 획기적으로 발전된 소프트웨어(Software)기술은 다양한 Big Data자료를 인공지능(Artificial Intelligence)기술로 재해석됨에 따라 인간두뇌보다는 빠르고, 더 정확한 의사 결정을 할 수 있어 4차 산업혁명의 근간기술로 대두되었다. 하지만, 인공지능은 제한된 인지(認知) 능력으로, 제한된 일을 아주 효율적으로 수행할 수는 있지만, 아직까지는 한꺼번에 동시 다발적인 수행은 한계가 있고 특히, 작업 환경조건이 수시로 바뀌는 상황에는 수행하는데 어려움이 있다.

만약 인간처럼 수많은 단백질을 만들고, 수를 셀 수 없는 다양한 인체 내의 대사를 조절하면서 외부환경을 오감으로 인지하면서 즉각적인 반응하기는 힘이 들것이다. 만약 인간과 같은 인공지능의 로봇을 만든다는 것은 현재 기술로는 불가능하고, 만들어진다고 하더라도 엄청난 크기의 하드웨어(Hardware)와 엄청난 에너지를 필요로 하여 실현시키기에 어려움이 크다.

이런 문제를 해결할 수 있는 길은 사람이나 생물처럼 스스로 에너지를 만들고, 동시에 인지하고, 또 즉각적으로 반응하면서도, 수없이 많은 생리대사 물질을 저공해로 만들 수 있어야 한다. 이렇게 되려면, 4차 산업혁명 기술이 점차 효율성, 복잡성, 동시성, 즉각성, 친환경을 충족하는 인간이나 생물과 같은 생물화(生物化) 또는 생명화 되어야만 가능할 것이다. 생물화 되기 위해서는 인공지능기술이 초인지화(Super Cognition)와 초생명화(Hyper Vivification) 기술로 진화되어야 하고, 초기는 인공지능의 인간신경망을 모사(模寫)하듯이 생체 또는 자연을 정밀하게 모사하는데서 시작될 것이다. 생물화 방향으로 과학 및 산업응용 기술의 발전은 5차 산업혁명 시대로 진화하는 방아쇠가 될 것이고, 앞서 예를 든 인공 대장균, 인공 효모 기술이 생물화 기초연구의 좋은 예가 될 수 있다. 미국, 일본, 중국 등 국가에서는 이미 5차 산업혁명시대를 준비하고 있어서 본고에서는 5차 산업혁명으로 발전에 대한 필자의 개인적인 의견을 개진한다.

3차 산업혁명에서 4차 산업 혁명 시대로 사회발전

초(超) 연결과 초(超) 지능의 4차 산업혁명은 아주 빠른 전파로 지구인 전체의 경제, 사회구조를 현격하게 바꾸었을 뿐만 아니라 생활하는 철학적인 개념마저도 빠르게 변화시키고 있다. 4차 산업기술들은 다양한 기술간 융합을 촉발시켜서 부가가치가 큰 새로운 시장을 만들면서 아주 빠른 속도로 전체 시장을 4차 산업 제품으로 대체하였다.

대표적인 예로 스티브 잡스(Steve Jobs)의 애플사를 들고 있는데, 기술 간의 연결을 반듯이 직선적으로 연결하여 제품을 만드는 3차 산업혁명의 Square mind에서 직선이든 곡선이든 무엇이든 사용하여 원하는 제품을 만드는 Creative mind로 유연성을 가지게 되어 제품의 다양성을 획기적으로 넓힐 뿐만 아니라 아주 빠른 속도로 관련시장을 확장시켰다.

자세히 보면, 아주 창의적 아이디어의 도출하는 무(無)에서 유(有)를 만드는 것보다 존재하는 것을 다양한 연결방법으로 이전까지의 개념에서는 찾아보기 어려운 새로움을 창출하게 하였다.

 결국, 이미 알고 있는 기술의 새로운 연결로 편의성과 독창성을 만들기 때문에 별다른 어려움이 없이 빠른 속도로 새로운 시장개척이 가능하였다. 즉, 4차 산업혁명으로 발전하게 된 기폭제는 새롭게 창의적인 아이디어보다 알려진 기술이나 제품 간 다양한 연결로 새롭고 창의적인 시각을 가진 신기술이나 제품을 만들었기 때문에 새로운 연결을 만드는데 빨리 연결하는 속도(Speed)의 중요성과 어떻게 하면 많은 연결(초 연결)을 할 수 있는가가 강조되고 있다는 점은 주목할 필요가 있다.

4차 산업혁명 기술의 현재와 한계

빠른 연산으로 Big Data를 짧은 시간에 분석하여 발견하지 못한 숨어있는 새로운 열쇠를 만들 수 있는 인공지능은 현재까지 풀지 못했던 난제를 척척 해결할 수 있어서 이미 인간의 능력을 뛰어 넘었고, 현재 과학기술 및 산업 분야 발전을 유도하는 신(新)알고리즘으로 무장한 인공지능이 등장하고 있다. 심지어 “과학이나 기술뿐만 아니라 인문, 예술 등 인간 활동의 모든 분야까지도 인간을 압도하여 일자리를 인공지능에게 모두 내어 주어야 하지 않을까?”라는 걱정을 하는 처지가 되었다. 또한, 인간 내 또는 인간 간은 물론 무수히 존재하는 생물들 간에 존재하는 무한히 복잡한 연관관계를 해석하여 지금까지 이해할 수 없었던 생명현상도 이해할 수 있게 되었다.

바이오기술도 생물 개체의 유전체(Genome)시대에서 어떤 환경에 존재하는 모든 유전체(Microbiome)를 분석하여 조절할 수 있는 시대로 진화하고 있다. 이미, 잘 개발된 사물인터넷(IOT)은 인간유전체, 단백체, 대사체 및 연관체와도 연결하여 생명현상을 더 깊게 이해하여 새로운 산업기술 시대로 발전할 것으로 전망한다. 하지만, 더 많은 기술 장벽을 뛰어 넘을 수 있어야 하고 개체의 연구보다는 초 연결된 시스템적 연구로 발전할 수 있다는 전제조건을 충족되어야 한다.

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