증강현실, 도시에 침투하여 스마트 시티를 만들다.
스마트 시티 파헤치기 - 1
MIT에서 Sensible City Lab을 이끌고 있는 이탈리아의 건축가이자 건설 엔지니어인 카를로 라티 Carlo Ratti는 스마트 시티를 자동차에 비유하며 '보통의 도시가 일반 승용차라면 스마트 시티는 F1 머신과 같다'라고 했습니다. 포뮬러 원의 자동차들은 일반 자동차들과는 비교할 수 없는 양과 종류의 센서와 프로세서들을 달고 서킷을 달립니다. 이 센서들은 인간이 젤 수 없는 0.001초 단위로 시시각각 변하는 자동차의 상태를 캐치하여 드라이버가 아닌 피트에 있는 기술자들에게 데이터를 보냅니다. 기술자들은 이 데이터들을 주시하며 차의 주유 상황이 어떤지, 타이어의 마모도가 심한지, 어느 코너에서는 느리고 어느 시케인에서는 빠른지 등등의 데이터를 보며 머신의 성능을 최대한으로 뽑아낼 수 있는 방법을 찾아내기 위한 노력을 하죠. 카를로 라티는 페라리의 나라 이탈리아 출신의 건축가답게 포뮬러 원 자동차에 스마트 시티를 비유하고 있는데요, 스마트 시티에는 수도 없이 많은 센서들이 설치되고 거기서 나온 데이터들을 건축가, 엔지니어, 환경 공학자 등 다양한 전문가들이 그것을 분석해 도시가 보다 효율적으로 돌아가게 만든다는 의미입니다.
이 글에서는 스마트 시티에 필수적인 기술들에 대해서 다루어 보겠습니다. 별도의 도시 기간시설 Infrastructure의 건설이 필요 없는 스마트 시티에서도 일차적으로 필요한 것은 카를로 라티의 말처럼 다양한 센서와 그 데이터를 수집, 전송할 수 있는 프로세서들의 설치입니다. 이런 건물과 도시 기간시설의 부속품들은 그 종류가 매우 다양하기 때문에 여기서는 모두 다룰 필요는 없습니다. 하지만 송도 스마트 시티를 떠올리시면 아마도 쉽게 이해가 될 것 같습니다. 송도 스마트 시티는 겉모습만 보기엔 강남이나 잠실 같은 보통의 계획도시들과 큰 차이가 없어 보입니다. 하지만 이 도시를 만든 연구원들과 도시 계획가들은 송도에서 움직이는 거의 모든 것들 - 전기, 쓰레기, 수도, 가스, 자동차의 통행 등의 정보를 위치와 시간에 따라 정확하게 파악할 수 있다고 합니다. 이를 통해서 도시 행정가들은 어느 시간에 어떤 동 혹은 건물에서 전기나 가스 같은 에너지가 많이 소비되는지, 동네마다 배치되어 있는 쓰레기 수거 시설은 어떤 양상으로 차고 비워지는지 등의 도시를 운영하는 데 실질적으로 필요한 데이터들을 매우 정확하게 분석할 수 있죠. 이런 기술은 도시의 에너지 소비와 절약, 쓰레기차 같은 도시 유지 시설의 활용에 상당한 효율성을 보장합니다. 불필요한 에너지 혹은 공공의 도시 활동을 줄일 수 있게 도와주는 거죠.
송도가 스마트 시티로 전 세계에 이름을 알리게 된 이유는 도시 기반시설과 건물들이 지어지는 시작점부터 이미 수많은 센서와 프로세서들이 부착되어 운영되었기 때문입니다. 당연한 이야기입니다만 이런 센서와 작은 컴퓨터들은 거의 눈에 보이지 않는 크기의 공간만을 차지하기 때문에 기존에 건설되어 있는 도시에 설치하는 것도 전혀 어려운 일이 아닙니다. 실제로 오늘날 대부분의 도시에는 이 정보 통신 기기들이 적어도 도시 기반시설에는 모두 설치되어 도시를 컨트롤하는데 큰 도움을 주고 있습니다.
하지만 스마트 시티는 이전 글에서 썼다시피 도시 기반시설의 성능 향상 정도로만 이루어지는 것이 아닙니다. 일반 도시가 스마트 시티가 되기 위해서는 도시 내부의 네트워크가 이전과는 전혀 다른 방식으로 작동되는 진화과정을 거쳐야 합니다. 그리고 이 진화과정에서 가장 중요한 요소는 건물이나 도로, 가로등 같은 도시를 물질적으로 이루고 있는 것들이 아닌 그것을 사용하는 '인간', 혹은 '인간 사회'입니다. 저는 카를로 라티의 포뮬러 원 비유는 스마트 시티를 반만 표현하는 것이라고 생각합니다. 일반 도시가 스마트 시티가 되기 위해서는 도시 기반시설의 측면에서 봤을 때 무수한 센서의 설치가 필요하지만, 시민과 스마트 시티의 유저 간의 간극은 자동차와 F1 머신만큼 크지 않기 때문입니다. 일단 일반 승용차가 F1 머신이 되는 것은 불가능합니다. 하지만 시민이 스마트 시티의 유저가 되는 데는 그리 많은 것이 필요하지 않습니다. 스마트폰 하나면 충분하죠.
물론 스마트폰을 도시에서 본격적으로 사용할 수 있는 것은 이미 정보통신 분야에서 눈부시게 발전해온 다양한 기술들이 밑바탕에 깔려 있기 때문입니다. 스마트폰 자체를 만드는 기술력은 차치하고 도시에서 그것을 사용하는데 필요한 기술만 보더라도 일단 무선 인터넷 망과 GPS를 사용할 수 있게 해주는 인공위성이 필요하다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 아이폰이 출시된 이후로 전 지구의 도시들 곳곳에서 와이파이를 잡을 수 있게 되고, 와이파이가 없는 곳에서는 기지국에서 보내주는 3G나 4G를 써서 인터넷을 할 수 있는 환경을 만드는 것, 스마트폰 사용자들에게는 각 세대의 수도가 쓰이는 데이터를 분석해주는 센서 같은 것과는 비교할 수 없을 정도로 중요한 기술입니다. 그리고 GPS는 도시 안팎에서 스마트폰 유저가 자신의 위치를 파악하는 데 결정적인 역할을 합니다. 스마트폰은 시시각각으로 GPS 정보를 수신하는데 보통 이 지리정보의 계산에 필요한 인공위성이 4대입니다. 지구 궤도를 돌고 있는 수백 개의 인공위성들과 수십 개의 GPS 위성들, 그리고 거기서 나오는 정보를 기지국에서 받아 계산해서 스마트폰에 보내주는 기술은 스마트폰 소유자가 스마트 시티의 유저가 되는 데 있어서 가장 중요한 역할을 합니다.
스마트폰이라는 기계, 도시 어디서든 무선 인터넷을 사용할 수 있는 환경, 그리고 GPS를 통한 위치정보의 수신. 정보 통신기술이 도시민의 삶에 변화를 주는 데 있어서 가장 핵심적인 요소들입니다. 이런 기술들은 모두 수십 년 전부터 개발되어 있었던(물론 대부분은 미군에서...) 것들입니다만 2000년대 후반에서 2010년대 초반 사이에 이 기술들이 조합되어 이제는 우리 생활에서 떼어놓을 수 없는, 거의 신체의 일부와 같은 도구로 자리 잡게 된 것은 역시 기술의 향상에 따른 효율성의 증가, 그리고 가격의 하락 덕분이겠죠.
자 이제 한 명의 시민이 스마트 시티의 유저가 되는 데 필수적인 기술들은 대부분 짚어봤습니다. 그렇다면 이 기술들이 모여서 어떤 메커니즘을 만들어 냈기에 우리가 도시를 이전과는 다른 방식으로 이용하게 되는 걸까요?
저는 스마트폰이 도시민의 삶을 바꾸는 데 있어서 가장 중요한 요인 3가지가 SNS, 시뮬레이션 기능, 그리고 증강 현실이라고 생각합니다. 그리고 그중에서 굳이 한 가지만 선택하라고 한다면 증강현실을 꼽겠습니다.
증강현실이야 말로 GPS 기술과 무선 인터넷 기술이 융합되어야만 쓸 수 있는 기술이고 도시를 스마트폰이라는 창을 통해 볼 수 있게 해주는 핵심 기술이기 때문입니다.
스마트 시티라는 단어가 마치 전혀 새로운 모습의 도로와 건물이 지어져 있는 미래도시 같은 느낌으로 다가오는 착각을 불러일으킨다면, 증강현실이라는 단어에서는 사람들이 구글 글래스를 쓰고 세상을 바라볼 때 우리 집 아파트 건물들 사이로 포켓몬 같은 3D 캐릭터가 튀어나와야 할 것 같은 느낌이 듭니다. 물론 이 두 가지 모두 사실이 아닙니다. 제가 전편에서부터 계속 이야기하고 있듯이 스마트 시티는 도시 그 자체가 모습을 바꾸는 것보다는 도시 내의 네트워크와 시민이 변화하여 도시를 새롭게 이용하는 것입니다. 증강현실은 2017년 현재 다양한 매체에서 소비되고 있는 모습, 즉 3D 게임을 현실에 입혀 놓은 화면 같은 것만을 지칭하는 개념이 아닙니다. 일단 한국어판 위키백과에서 다루고 있는 증강현실 Augmented Reality에 대한 설명도 이 기술의 극히 일부분만을 다루고 있습니다. 여기서는 증강현실이 "가상현실(VR)의 한 분야로 실제 환경에 가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법이다."라고 하고 있는데요, 이것 역시 반만 맞는 말입니다. 영어나 프랑스어를 하실 수 있는 분이라면 언어를 바꾸어 읽어보시면 증강현실이라는 단어에 대한 정의가 한국어판과는 비슷한 듯 다르다는 것을 느끼실 겁니다.
증강현실은 간단히 말해서 실시간의 현실 세계에 가상의 정보를 입혀 놓은 것입니다. 반대의 경우, 즉 정보의 세계에 실시간의 현실 세계를 입혀 놓은 것도 됩니다. 스마트폰으로 보는 화면이 지금 나의 정보, 특히 위치정보를 담고 있다면 그 자체로 이미 증강현실입니다. 현실에 네트워크를 입힌 것, 혹은 네트워크에 현실을 입힌 것을 뜻하는 말입니다. 화면에서 포켓몬이 튀어나오거나 공터에 3D 건축 모형이 만들어지거나 하는 것보다 복잡한 3D 그래픽 기술보다 우리 생활에 이미 밀접하게 쓰이고 있습니다. 가장 간단한 예로는 스마트폰으로 보는 인터넷 지도가 있습니다. 다음 지도, 구글 지도, 애플 지도 앱 등 나의 GPS 정보를 이용해 스마트폰 지도에 나의 위치를 표시해 주는 것, 그 자체로 이미 여러분은 증강현실을 경험하고 있는 것입니다.
좀 더 명확한 설명을 위해 위키피디아의 정의를 반박해 보겠습니다. 위키피디아는 증강현실이 가상현실의 한 분야라고 설명하고 있는데요, 이 설명은 크나큰 오류입니다. 가상현실은 현실이 표현하는 것이 아닙니다. 와우나 디아블로 같은 게임을 할 때, 혹은 아직 지어지지 않은 건물의 모형을 3D 그래픽으로 볼 때 그것을 현실이라고 생각하는 사람은 없습니다. 증강현실은 어디까지나 현실을 표현하는 방법입니다. 현실에는 두 가지 요소가 있습니다. '장소'와 '실시간'입니다. 증강현실은 현실세계에 실존하는 장소들을 실시간으로 우리에게 전달하는 기술입니다. 다만 그 장소에 다양한 정보들을 부가해서 보여주는 것뿐이죠. 가상현실은 정 반대로 현실세계에 존재하지 않는 공간을 우리에게 보여주는 기술입니다. 혹은 현실에 존재하는 공간이라도 실시간에서 실제로 벌어지지 않는 일을 보여주는 데도 쓰일 수 있습니다. 예를 들어 스포츠 게임 같은 경우입니다. 요즘 나오는 스포츠 게임들은 대부분 현실 세계에 실존하는 경기장들을 모델링해서 배경으로 사용합니다. 하지만 그 그래픽 세계에서 벌어지는 경기는 그 시각 그 경기장에서 벌어지는 경기와는 아무런 관련이 없습니다. 가상현실입니다.
또한 '가상 사물이나 정보를 합성하여 원래의 환경에 존재하는 사물처럼 보이도록 하는 컴퓨터 그래픽 기법'이라는 말도 틀렸습니다. 증강현실은 단순한 컴퓨터 그래픽 기법이 아닙니다. 증강현실은 실시간의 현실세계에 정보를 합성하여 컴퓨터가 사용자에게 전달하는 기법입니다. '원래의 환경에 존재하는 사물처럼'뿐 아니라 원래 현실세계에 있는 것들의 정보 위주로 사용자에게 전달하는 것이 증강현실입니다.
이런 오류는 아무래도 최근에 증강현실라는 단어가 게임이나 TV 같은 그래픽 미디어를 통해 전달되다 보니 그런 매체에 국한되어서 사용되는 기술이라고 생각되기 때문에 벌어지는 것이 아닌가 싶습니다. 하지만 증강현실이란 것은 위의 설명에서 아실 수 있듯이 우리가 스마트폰을 손에 쥐고 지도 앱을 여는 순간부터 체험하게 되는 세계입니다.
증강현실에서 가장 중요한 요소는 지도와 사용자의 GPS 정보입니다. 이런 측면에서 본다면 스마트 시티에 있어 가장 중요한 발명은 역시 인공위성이라 할 수 있을 것 같습니다. 현대의 지도 제작기술과 GPS 정보 모두 인공위성이 없으면 불가능한 것이니까요. 인공위성이 만들어준 이 데이터들을 이용해 스마트폰이라는 단말기는 일단 지도라는 2D 그래픽 데이터를 현실세계로 옮겨옵니다. 지도 위의 파란 점, 이것이 증강현실의 시작점이라 할 수 있겠습니다. 하지만 이것만으로는 부족합니다. 증강현실에서 중요한 것은 스마트폰 이전 시대의 지도에서 알 수 있었던 단순한 지리정보가 아니라(물론 이것도 단순하지는 않습니다.) 나에게 필요한 정보들입니다.
근처에 있는 식당, 은행, 슈퍼마켓, 지하철 역, 주차장, 이런 다양한 시설들의 위치와 그것에 대한 정보들이 지도 위에 입혀져 있어야 합니다. 현실 세계에서 눈으로 확인할 수 없는, 혹은 확인하려면 상당한 발품을 팔아야 하는 정보들을 지도 앱 위에서 손가락질 몇 번으로 알 수 있게 해주는 기술이 바로 증강현실입니다.
지도에 장소의 정보를 추가하는 것을 너머 구글은 검색 결과를 구글 지도에 몇몇 정보와 함께 표시해 주기 시작했습니다. 이런 검색 방식도 증강현실 기술이라 할 수 있겠습니다. 이미지 : 캡처 by ParisBoucher
가장 간단한 예가 역시 구글 지도가 되겠습니다. 구글은 최근에 지도 검색과 일반 검색을 연동시키는 프로젝트를 완료했는데요, 구글에서 파리의 어떤 레스토랑이 궁금해서 찾아보면 검색 결과 옆에 그 레스토랑, 혹은 그와 비슷한 검색 결과의 위치가 지도 이에 표시되어 나오는 겁니다. 꼭 지도 앱을 이용하지 않아도 인터넷에 떠다니는 정보가 사용자의 실시간 검색 결과에 위치정보와 함께 현실화되어 보이는 것이죠. 개장시간, 레스토랑에 대한 평도 부가적으로 함께 나옵니다. 제가 위에서 증강현실이 현실에 네트워크를 입힌 것뿐 아니라 네트워크에 현실을 입힌 것이기도 하다고 한 이유가 되는 예시이기도 합니다. 이전에는 인터넷에서 어떤 정보를 찾으면 그 정보의 인터넷에서의 위치 - 월드 와이드 웹 주소로만 표시가 되었다면 이제는 검색대상의 현실 장소와 실시간 상태를 한눈에 볼 수 있도록 해줍니다.
결국 스마트폰이라는 도구는 증강현실이라는 표현방법을 통해서 단순히 이동하면서 인터넷에 접속할 수 있는 단말기 역할을 넘어 유저가 도시를 체험하는 새로운 방법을 제시하기에 이른 것입니다. 도시에 건설되어 있고 설치되어 있는 다양한 전자기기들이 도시를 톱-다운 방식으로 관리하는 데 있어서 엄청난 효율성을 가져다주었다면, 스마트폰을 통한 현실보다 더 현실적인 도시의 체험은 유저가 도시 환경을 인식하고 거기서 활동하는 데 있어 꽤 큰 변화를 이르킵니다. 인공위성이 지구 궤도에 올라 전 세계인들에게 공평하게 GPS 정보를 이용하게 되었을 때부터 어쩌면 예견되어 있었던 일일지도 모릅니다. 참고로 GPS 위성들의 데이터 처리는 거기에 투자된 엄청난 규모의 자금에도 불구하고 전 세계인들에게 무료로 공개되어 있습니다. 이런 데이터의 공유가 오늘날 스마트 시티에서 유저가 도시환경을 자신의 필요에 맞추어서 이용하게 될 수 있는 기본 환경을 본질적으로 제공한 것이 아닌가 생각하게 되기도 합니다.
아시다시피 이런 정보를 이용해서 21세기 초에 인류는 아이폰을 필두로 한 스마트폰 산업을 하드웨어, 소프트웨어 할 것 없이 다방면으로 발전시켜 왔습니다. 증강현실만으로 스마트폰의 사용이 도시환경을 완전히 바꾸었다고 단언할 수는 없습니다. 증강현실은 스마트 시티에서 아주 중요한 기술이지만 정보 통신기술 분야의 수많은 발명 중에서는 극히 일부분입니다. '시민'의 '유저'로의 변화는 GPS 기술의 발전과 스마트폰의 화면 스펙의 발전만으로는 이루어지지 않았습니다. 저는 위에서 말한 것처럼 SNS와 시뮬레이션 기능이 동시에 작용했다고 생각합니다. 그중에서도 SNS와 증강현실의 만남, 이 만남이야 말로 어떤 도시에서 한 명 한 명의 유저가 자신만의 스마트 시티를 만들어 나갈 수 있게 해주는 열쇠라고 생각합니다.
스마트 시티에 관한 연구는 거기에 사용되는 기술들 - 유비쿼터스니, 사물 인터넷이니 하는 것들에 대해서는 상당히 진행이 되었고 대중에게도 많이 알려져 있지만 그 안에서 시민의 역할이 어떤 식으로 변하는지에 대한 사회학적 인류학적 분석은 거의 시작단계라고 할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 증강현실이라는 기술이 스마트 시티를 이루는 가장 중요한 기술 중 하나라는 것은 이미 대부분의 연구자들의 글들에서 공통적으로 보이고 있습니다. 하지만 증강현실을 포함한 정보 통신기술들이 우리 도시에 어떤 영향을 끼칠지는 아직 미지수입니다. 저는 그것이 우리가 앞으로 만들어 나가야 할 미래라고 생각하고, 스마트폰을 사용하는 유저 여러분이 함께 거기에 기여하고 있다고 생각합니다. 다음 글에서는 그 점에 대해서 본격적으로 다뤄보겠습니다. 감사합니다.
커버 이미지 : *Metaio
*Metaio는 현재는 애플에 합병되어 사라진 독일에 위치했던 증강현실 기업입니다. 내용의 이해를 도울 수 있는 이미지라 생각되어 커버로 사용하였습니다만 해당 기술은 iOS에서 아직까지 사용되고 있지 않습니다.
