알리바바 그룹(Alibaba)의 글로벌 연구 이니셔티브인 '알리바바 다모 아카데미(Alibaba Damo Academy. 이하, 다모)'는 2022년 기술 산업의 주요 동향 예측 보고서를 19일 공개했다. 

다모는 발표를 통해 향후 2-5년 간 혁신을 가속화하고 경제·사회 전반에 영향을 미칠 것으로 예상되는 인공지능(AI), 클라우드-네트워크-디바이스 융합, 포토닉 칩 등  10대 기술 동향을 제시했다. 이를 위해 지난 3년간 발표된 논문과 특허 출원을 분석했으며, 100여명의 과학자와 인터뷰를 진행했다.

제프 장(Jeff Zhang) 알리바바 다모 아카데미 대표는 “지난 세기 동안 디지털 기술의 진화는 기술 진보와 산업 발전을 가속화했다. 기술의 경계는 물리적 세계에서 혼합 현실(mixed reality)로 확장되고 있으며 점점 더 많은 첨단 기술이 산업 부문에 접목되고 있다"고 말했다. 

그는 이어 “디지털 기술은 녹색 데이터 센터, 에너지 효율적인 제조와 같은 산업 부문 혹은 종이 없는 사무실과 같은 일상 생활 등 친환경적이고 지속 가능한 미래를 이끄는데 중요한 역할을 한다. 기술로 더 나은 미래를 만들 수 있다”고 덧붙였다. 

다모가 발표한 향후 2-5년 간 혁신을 가속화하고 경제·사회 전반에 영향을 미칠 것으로 예상되는 10대 기술을 요약해 본다.

▷과학 분야 AI 활용(AI for Science): 응용 과학 연구 과정에 AI가 광범위하게 적용되고 일부 기초 과학 부문에서는 생산 툴로 활용될 전망.

지난 수백 년 동안 과학계는 실험과학과 이론과학이라는 두 가지 기본 패러다임을 가지고 있었다. 오늘날 인공지능의 발전은 새로운 과학 패러다임을 가능하게하고 있다.

머신러닝은 방대한 양의 다차원 및 다중 모달 데이터를 처리하고 복잡한 과학적 문제를 해결하여 이전에는 불가능하다고 생각했던 분야에서 과학적 탐구가 번창할 수 있게한다.

AI는 과학 연구의 속도를 가속화 할뿐만 아니라 새로운 과학 법칙을 발견하는 데 도움이 될 것이다. 향후 3 년 동안 AI가 응용 과학의 연구 과정에 광범위하게 적용되어 일부 기초 과학에서 생산 도구로 사용될 것으로 예상된다.

▷대규모 및 소규모 AI 모델의 공동 진화(Co-evolution of Large- andSmall-scale AI Models): 미래 AI는 기초 모델의 확장성 경쟁을 벗어나 클라우드, 엣지, 디바이스를 통한 대규모 및 소규모 모델의 공동 진화를 지향하여 실질적 유용성을 더할 것!

기초 모델(Foundation Models)이라고도 불리는 대규모 사전 훈련 모델은 약한 AI에서 일반 AI에 이르기까지 획기적인 기술로, 기존 딥러닝을 활용한 다양한 애플리케이션의 성능을 상대적으로 끌어올린다. 그러나 고성능의 장점과 소비 전력의 단점은 균형이 잘 맞지 않아 대규모 모델의 탐사에 한계가 있다.

미래의 AI는 기초 모델의 확장성 경쟁에서 클라우드, 엣지 및 장치를 통한 대규모 및 소규모 모델의 공동 진화로 전환하고 있으며 실제로는 더 유용하다. 공동 진화 패러다임에서 기초 모델은 일반적인 기능을 학습, 추론 및 실행의 역할을 하는 소규모 모델에 제공된다.

게다가, 소규모 모델은 또한 더 많은 공동 진화를 위해 기초 모델에 환경의 피드백을 보낼 것이다. 이 메커니즘은 긍정적인 사이클을 통해 대규모 모델과 소규모 모델을 상호 향상시킨다.

▷고정밀 의학(High-precision Medicine): 인공지능이 정밀 의학에 편입되어 질병 예방, 진단, 치료 등 각종 의료 분야를 아우를 것으로 전망된다.

의학은 개인의 전문 지식에 크게 의존하는 분야이며, 종종 많은 시행 착오를 수반하며 궁극적으로 환자마다 다양한 효능을 가질 수 있다.

AI와 정밀의학의 융합은 전문지식과 새로운 보조진단기술의 접목을 활성화하고 임상의학의 고정밀 나침반 역할을 할 것으로 기대된다. 이 흐름으로 의사들은 가능한 한 빠르고 정확하게 질병을 진단하고 의학적 결정을 내릴 수 있다.

이러한 발전은 우리가 심각한 질병을 정량화, 계산, 예측하고 예방할 수 있게 해줄 것이다. 앞으로 3년 안에 사람 중심의 정밀의학이 질병 예방, 진단, 치료 등 헬스케어의 여러 분야를 아우르는 큰 흐름이 될 것이며, AI는 우리가 질병과 그들의 치료법을 정확히 알아낼 수 있게 해주는 매우 정밀한 나침반과 동의어가 될 것이다.

▷재생 에너지 분야 AI 활용(AI for Renewable Energy): AI는 재생 에너지원이 전력망에 통합되는 길을 열고 전력망 운영의 안전성, 효율성, 신뢰성 강화에 기여할 것이다. 

최근 몇 년 동안 풍력 및 태양광 발전과 같은 재생 가능 에너지 기술의 급속한 발전으로 인해 재생 에너지는 전력망에 추가할 수 있는 매력적인 에너지 원이 되었다. 그러나 그리드 통합의 어려움, 낮은 에너지 이용률 및 초과 에너지 저장과 같은 문제는 그 과정에서 주요 장애물이다.

산업에서 AI의 적용은 전력 시스템의 효율성과 자동화를 개선하고 자원 사용과 안정성을 극대화하는 데 중추적인 역할을 한다.

이것은 탄소 중립성을 달성하는 데 도움이 될 것으로 향후 3년 내에 AI는 재생 가능 에너지 원을 전력망에 통합할 수 있는 길을 열고 전력망의 안전하고 효율적이며 신뢰할 수 있는 운영에 기여할 것으로 기대된다.

▷인지형 소프트 로봇(Perceptive Soft Robotics): 인지형 소프트 로봇은 제조업에서 기존 로봇을 대체하고, 일상 생활에서 서비스 로봇이 보다 광범위하게 채택되는 기반이 될 것!

전통적인 의미에서 로봇은 일상적인 응용 분야에서 제한된 기능을 가지고 있다. 기존의 로봇은 제조 산업과 같이 통제된 환경에서 단조로운 작업을 처리하는 사전 프로그래밍된 기계다.

기존의 로봇과는 달리, 지각 소프트 로봇은 물리적으로 유연한 몸체를 가지고 있으며 압력, 시각 및 음성에 대한 지각력이 향상된 로봇으로 이 로봇들은 AI 등 첨단 기술을 활용해 고도로 전문화되고 복잡한 작업을 수행하고 다른 물리적 환경에 적응하도록 유연하다.

인지형 소프트 로봇 출현은 표준화된 제품의 대량 생산에서 전문화된 소형 배치 제품으로 제조 산업의 과정을 변화시킬 것으로 향후 5년 안에, 통찰력 있는 소프트 로보틱스는 제조업에서 기존의 로봇을 대체하고 우리의 일상 생활에서 서비스 로봇의 더 넓은 채택을 위한 길을 닦을 것이다.

▷클라우드-네트워크-디바이스 융합: 네트워크 신기술의 급속한 발전에 힘입어 클라우드 컴퓨팅은 클라우드-네트워크-디바이스 융합이라는 새로운 컴퓨팅 시스템으로 진화해 갈 것이다. 

▷실리콘 포토닉 칩(Silicon Photonic Chips): 대규모 데이터 센터에서 고속 데이터 전송을 위해 실리콘 포토닉 칩이 널리 사용될 것이다. 

트랜지스터의 크기가 물리적 한계에 가까워짐에 따라 전자 칩 개발 속도는 고성능 컴퓨팅의 증가로 인한 증가하는 데이터 처리량 요구를 더 이상 충족시킬 수 없다.

실리콘 포토닉 칩은 전자 칩과 달리 데이터를 전송하기 위해 전자 대신 광자를 사용한다. 광자는 서로 직접 상호 작용하지 않으며 더 먼 거리를 이동할 수 있으므로 실리콘 광자 칩은 더 높은 컴퓨팅 밀도와 에너지 효율을 제공할 수 있다.

클라우드 컴퓨팅과 AI드라이브의 등장은 실리콘 포토닉스 기술의 급속한 발전을 이끌고 있다. 향후 3 년 동안 대규모 데이터 센터에서 고속 데이터 전송에 실리콘 포토 닉 칩이 널리 사용될 것으로 예상된다.

▷개인 정보 보호 연산: 개인 정보 보호 연산의 성능 및 해석성의 획기적 개선 및 해당 기술을 기반으로 데이터 공유 서비스를 제공하는 데이터 신탁 기업의 출현이 예상된다.

▷확장 현실(XR): 클라우드 엣지 컴퓨팅, 네트워크 통신, 디지털 트윈 등 기술의 발전은 XR을 가속하며, 모양과 느낌이 일반 안경과 다를 바 없는 차세대 XR 안경이 시장에 진입하고 차세대 인터넷의 주요 진입점 역할을 한다.

XR은 디지털 애플리케이션을 재구성하고 엔터테인먼트, 소셜 네트워킹, 사무실, 쇼핑, 교육 및 의료와 같은 시나리오에서 사람들이 기술과 상호 작용하는 방식에 혁명을 일으킬 것이다.

앞으로 3년 안에 일반 안경과 구별할 수 없는 외형과 느낌을 가진 차세대 XR 안경이 시장에 나와 차세대 사물인터넷의 핵심 진입점 역할을 할 것으로 기대하고 있다

▷위성-지상 통합 컴퓨팅(Satellite-terrestrial Integrated Computing): 위성 및 지상 시스템은 컴퓨팅 노드의 역할을 해 통합 네트워크 시스템의 일환으로 유비쿼터스 연결성을 지원한다. 

자세한 내용은 보고서 원문(다운)을 참고하면 된다.