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TECH M

가상현실 뛰어넘을 증강현실, 증강휴먼

[커버스토리] 가상현실

2016-04-10우운택 KAIST 교수

마이크로소프트 홀로렌즈

(마이크로소프트 홀로렌즈)

구글 딥마인드의 알파고와 이세돌 9단의 바둑 대결로 인공지능에 대한 관심과 기대가 높아졌다. 머지않아 인공지능의 다양한 활용으로 새로운 형태의 조언자, 친구, 비서 등을 경험하게 될 것이다.

만약 알파고의 결정을 사람이 실행하는 대신 로봇이나 가상의 아바타를 매개로 이세돌이 대국을 진행한다면 어떨까? 사람처럼 상대방의 감정을 읽거나 스스로 감정을 표현하는 아바타와 대국을 한다면 훨씬 더 흥미 진진하지 않을까?

아마도 비교적 가까운 미래에 가상현실(VR)이나 증강현실(AR)을 통해 인공지능으로 무장한 아바타와 체스나 바둑을 두거나 다양한 협력을 하는 사람들을 보게 될지도 모른다.


VR와 AR의 정의

VR 그리고 AR란 무엇일까? VR나 AR의 역사는 컴퓨터의 역사와 그 궤를 같이한다. 미국 유타대의 이반 서덜랜드가 1968년 천정에 고정된 형태의 헤드마운트 디스플레이(HMD)를 고안해 선으로 표현된 3차원의 영상을 실내에서 움직이면서 체험한 것이 출발점이다.

VR란 용어는 1980년대 중반 재론 래니어가, AR란 용어는 1990년대 초반 보잉사의 토마스 코델이 처음 사용했다. VR의 세 가지 핵심 요소는 (1)컴퓨터로 ‘상상(Imagination)의 세상’을 실감나게 만들어 (2)사용자에게 ‘몰입감(Immersion)’을 느끼게 하면서 (3)가상의 감각(시각, 청각, 촉각, 후각, 미각, 운동감 등)을 통해 ‘상호작용(Interaction)’ 하도록 하는 것이다.

AR는 부가정보나 VR를 현실에서 경험할 수 있는 방안으로 등장했다. 현실공간에 가상공간을 유기적으로 연동하고 3차원적으로 결합, 현실을 시공간적으로 확장할 수 있게 한다.

캐나다 토론토대학의 폴 밀그램 교수(1994) 등이 현실-가상 연속계(Reality-Virtuality Continuum)를 통해 가상-AR-증강가상-가상을 구분해 설명했다. 또 로날드 아주마 등(1997)이 가상과 현실의 연동(combines the real and the virtual), 실시간 상호작용(interactive in real-time), 3차원 결합(register in 3D)을 AR의 필수 요소로 제시했다.

VR와 AR는 어떤 점이 다를까? 둘 다 가상의 세계를 체험하고 사용자의 상호작용 능력을 넓힌다는 점에서 비슷하다. 하지만 VR가 현실과 단절된 ‘가상세계에서의 몰입과 상호작용’을 강조하데 반해 AR는 현실과 유기적으로 결합된 ‘확장세계’에서의 ‘사실적 증강과 직접적 상호작용’을 강조한다.

AR는 현실공간이나 관심이 있는 대상을 다양한 형태의 미디어(또는 매개체)로 삼아 직접 콘텐츠나 정보를 제시한다. 때문에 가상세계 구성을 위해 3차원 모델링을 해야 하는 부담을 줄여준다. 반면, 주변 환경의 변화나 반응을 실시간으로 가상 콘텐츠에 반영해야 하는 어려움이 있다.


왜 다시 VR와 AR인가?

1990년대 미국을 중심으로 VR에 대한 집중 투자와 연구가 이뤄졌고, 1990년대 후반부터는 AR에 연구가 집중됐다. 하지만 VR의 응용은 기대에 미치지 못했고 자연스럽게 일반인들의 관심에서 멀어졌다.

착용형 디스플레이와 추적 장비 등 복잡한 장비를 활용해야 하는 AR 역시 실생활에서 활용되기 보다 실험실에서 연구의 명맥만 유지했다.

시장의 관심에서 멀어졌던 AR는 스마트폰의 등장과 함께 2009년부터 다시 주목 받기 시작했다.

퀄컴이 2010년 오스트리아의 AR 기업 이미지네이션을 전격 인수, 연구센터를 설립했다. 2014년에는 페이스북의 오큘러스 인수(20억달러)를 포함한 선도적 투자에 힘입어 VR도 반전의 계기를 마련했다.

최근에는 구글과 알리바바의 매직리프 투자(각각 5억 4000만 달러와 9억 7000만 달러), 마이크로소프트의 홀로렌즈 발표, 애플의 메타이오 인수와 덕 보우만 교수의 영입, 인텔의 레콘 인수, 삼성의 포브 인수 등 VR·AR와 관련된 인수 및 투자가 활발하게 이뤄지고 있다.



왜 다시 VR와 AR가 주목 받고 있을까? 1990년대와 비교해 VR나 AR를 시장에서 생존 가능하다고 기대하는 이유는 뭘까?

첫째, 구글, 마이크로소프트, 애플, 인텔, 아마존, 소니, HTC, 삼성, LG, SK텔레콤, KT 등 선진 ICT 기업들이 적극 투자에 나서고 있다. 동시에, 적절한 가격에 필요한 성능을 갖춘 안경형 디스플레이인 HMD의 개발과 함께 응용에 필요한 관련 하드웨어와 소프트웨어 기술이 성숙되고 있다. 뿐만 아니라, 적절한 응용과 콘텐츠가 지속적으로 소개되고 있다.

그렇다면, 2016년 실용화 원년을 거쳐 마침내 새로운 미디어로 자리 잡을 수 있을까? 가트너의 ‘주목받는 기술 하이퍼 사이클(2015)’에 따르면 두 기술은 현재 각성의 단계 (Trough of Disillusionment)에 있다. 기술이 안정기로 접어들어 상용화되는 시점은 향후 5~10년 사이로 예상하고 있다.

특히, 착용형 디스플레이 시장 동향(2015)에 따르면, 다양한 안경형 디스플레이 장치의 출시와 활용이 예정된 2016년부터는 군사, 의료, 교육 등 특화시장을 중심으로 다양한 응용이 이뤄질 것으로 전망하고 있다.

이에 따라, 사물인터넷(IoT), 실감콘텐츠, 인공 지능 등이 함께 활용되는 2020년경에는 광고, 커머스, 게임과 놀이, 전시, 관광, 제조 등 일상생활 으로 응용이 확산될 것으로 기대를 모으고 있다.

영국의 투자은행 디지캐피털(Digi-Capital)은 최근 관련 기업의 동향과 관심을 반영, AR와 VR 시장규모가 2016년 5억 달러, 2018년 약 300억 달러, 2020년 약 1200억 달러 규모로 급성장할 것으로 예측했다.

주목할 만한 점은 VR는 2016년, AR는 2017년에 시장이 본격 열리고, 2018년을 기점으로 시장 역전이 일어나 2020년에는 VR 시장은 300억 달러인 반면 AR 시장 규모는 900억 달러에 이를 것으로 내다봤다는 점이다.

이는 VR 시장이 기존의 스마트폰과 HMD를 결합하는 형태로 체험을 제공하는데 비해, AR 시장은 투과형 HMD, 시계나 반지 형태의 새로운 인터페이스를 포함한 새로운 하드웨어 폼팩터에 기반하기 때문이다. 콘텐츠, 플랫폼, 네트워크, 디바이스 등 생태계 전반의 변화를 요구하므로 상대적으로 잠재력이 더 크다는 것이다.

매직리프

(매직리프)


미래시장 어떻게 대비할 것인가?

그렇다면 어떻게 미래 시장에 대비해야 할까? AR는 인간, 가상객체, 인공물 등이 공존하고 시공간 한계가 사라지는 세상을 열 것이다.

멀리 떨어져있는 가족, 친구, 동료 등을 눈 앞에 불러와 보다 실감나고 현장감 넘치는 놀이, 교육, 회의 등이 가능해질 것이다. 또 사람의 능력을 육체적, 지적, 사회적으로 확장해 정보와 지식, 경험 등을 공유하고 사회적으로 교류하는 증강휴먼의 시대로 가게 될 것이다.

이러한 흐름에 따라 최근 IT 선진 기업들이 VR·AR 시대에 공격적으로 대비하고 있다. 페이스북을 중심으로 한 VR 컨소시엄을 시작으로 생태계 구축을 위한 다양한 합종연횡을 하고 있다.

지금까지 국내의 대응은 주로 한국전자통신연구원, 한국과학기술연구원 등 정부 출연연구소와 대학의 연구실을 중심으로 산발적으로 이뤄졌다. KAIST UVR연구실도 2001년부터 미래 환경에서의 VR 연구를 진행, ‘눈치 있는 AR’ 연구와 현실-가상-원격 공간의 구분 없이 일체화된 확장 공간 실현을 위한 연구를 진행하고 있다.

하지만, 빠르게 발전하는 기술 수준과 수요에 효과적으로 대응하고 미래시장을 선점할 발판을 만들려면 더 체계적인 산학연과의 공동대응 노력이 필요하다.

실감콘텐츠, 사물인터넷, 빅데이터, AR, VR, 인공지능 등의 연구를 증강휴먼 플랫폼의 관점에서 통합적으로 연계하고 활용할 수 있게 해야 한다. 전자, 전산, 기계, 인간공학, 디자인, 문화기술, 심리, 정보과학 등의 다양한 분야를 아우르는 융합연구 기반 구축을 통해 맥락인지 AR와 증강휴먼 분야의 우수한 인력을 유치, 원천기술과 특허를 확보하고 공동 활용해야 한다.

이를 위해서는, 상대적으로 인적, 물적 교류가 자유로운 대학에 (가칭) 증강휴먼연구센터를 설립, 연구 교류의 구심점이자 국제적인 허브로 삼아 공동 대응해야 한다. 미래는 이미 우리 곁에 와 있다. 기회의 문은 늘 준비하는 사람에게 열려 있다.



<본 기사는 테크M 제36호(2016년4월) 기사입니다>