[Science] 오늘의 연구: 증강현실
논문으로 보는 증강현실 연구 트렌드
증강현실, 소위 AR으로 불리우는 이 기술은 2016년 포켓몬Go의 흥행 이후 VR과 함께 큰 주목을 받고 있습니다.
최근에는 한층 더 쉽게 찾을 수 있는 이 AR 기술을 논문을 기반으로 분석하여 그 트렌드를 살펴보도록 하겠습니다.
증강현실(Augmented Reality, AR) 시장은 이를 구현할 수 있는 디스플레이기술, 웨어러블 스마트 기기 기술 및 데이터 전송 기술 등의 기술의 발전과 굉장히 긴밀하게 연결되어 있습니다. AR 기술이 아무리 발전되어도 구현 및 활용 디바이스가 발전되어야 이를 상용화시킬 수 있는 것입니다. 일견 가상현실(Virtual Reality, VR) 기술 상용화 대비 정체된 것처럼 보였던 AR 기술이지만 2018년 KISTEP이 발표한 “AR/VR 기술”보고서에 따르면, AR/VR 분야의 시장의 규모는2022년까지 6배 이상 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 과연 시장은 어떻게 흘러가고 있을까요?
몇 년 전, 포켓몬Go라는 게임이 출시되고 전세계적으로 엄청난 충격과 동시에 관심을 불러온 일을 기억하시나요? 증강현실을 게임에 접목하여 대중화시킨 이 게임이 흥행을 하자 게임 소프트웨어 제작사들은 너도나도 AR 게임에 도전했고 많은 전문가들이 가까운 미래에 모든 게임이 AR로 바뀔 것이라고 예측했습니다. 하지만 막상 AR을 사용할 수 있는 기기가 스마트폰으로 한정되어 있고 즉각적인 구현에 한계가 있자 최근 몇 년은 일견 AR에 있어 큰 이슈가 없었던 것 같습니다. 그렇다면 실제로는 어떨까요?
<논문으로 살펴본 증강현실 연구 규모 성장 트렌드>
<그래프 1. 증강현실 관련 웹오브사이언스 등재 논문수의 변화 2010년-2019년>
Web of Science에서 “augmented reality”를 주제로 한 논문을 추출하여 분석
지난 10년(2010-2019)간 웹오브사이언스(Web of Science)에서 SCI급 논문수를 통해 증강현실 관련 연구의 동향을 분석해본 결과 위의 그림과 같이 연구의 규모가 지속적으로 증가하고 있는 것이 확인되었습니다. 특히 2018년도의 SCI급 논문 수는 2010년도와 비교했을 때 4배 이상 성장한 것을 알 수 있으며 2019년도 역시 데이터를 수집한 집계 시점의 차이가 있으나 실제로는 논문수가 더욱 늘어 날 것으로 예상됩니다.
SCI 급 논문: 세계에서 가장 오랜 역사를 지닌 논문인용색인. 엄격한 기준을 거쳐 ‘웹오브사이언스’에 등재되고 제공되고 있으며 3가지 에디션으로 분류. SCIE(Science Citation Index Expanded, 자연과학 및 공학 분야, SSCI(Social Science Citation Index, 사회과학 분야), AHCI(Arts & Humanities Citation Index, 인문학 분야) 그리고 학회학술집인 CPCI(Conference Proceedings Citation Index)와 도서 인용색인인 BKCI(Book Citation Index)가 있음
<우리나라 증강현실 연구의 글로벌 순위>
<그림 1. 웹오브사이언스 등재 논문으로 살펴보는 한국의 증강현실 연구 순위>
위의 그림은 우리나라의 증강현실 관련 SCI급 논문의 수를 다른 국가와 비교해서 본 결과입니다. 세계에서 가장 활발하게 연구를 하고 있는 국가는 미국이며, 한국은 독일, 중국 일본 영국 다음으로 6번째로 SCI급 논문이 많은 국가로 확인되었습니다. SCI급 논문의 수가 절대적인 연구의 성적표를 나타내는 것은 아니지만 수준 높은 연구의 지표로 널리 쓰이는 만큼, 다른 질적인 지표와 함께 본다면 효과적으로 우리나라의 연구 트렌드를 살펴보는데 도움이 됩니다. 생각보다 많은 논문이 독일과 영국 논문인 것이 주목할 만하며 이 국가들에서 발표한 논문들을 더 자세히 살펴보면 의미있는 트렌드를 확인할 수 있을 것입니다. 다음의 분석에서 실제로 연구 기관과 기업별로 살펴보겠습니다.
<증강현실을 연구하는 세계 상위 연구기관 및 기업 현황>
<표1. 증강현실 관련 SCI급 논문을 가장 많이 배출한 연구기관 Top 10>
증강현실을 연구하고 있는 연구기관(대학, 연구소)를 분석해보면 가장 많은 SCI급 논문을 보유하고 있는 연구소는 독일의 뮌헨 공과대학(Technical University of Munich)인 것을 알 수 있습니다. 그 뒤를 이어 프랑스의 CNRS와 일본의 오사카대가 증강현실 관련 활발하게 연구를 진행하고 있는 것으로 확인되었습니다. 또한 우리나라의 KAIST 역시 그 뒤를 이어 4위로 증강현실을 활발히 연구하고 있는 것으로 분석됩니다.
<표2. 증강현실 관련 SCI급 논문을 가장 많이 배출한 기업 Top 12>
사실 증강현실 기술은 연구기관은 물론 기업에서 관심도가 굉장히 높은 기술 중 하나입니다. 실제 SCI급 논문을 배출하고 있는 기업을 분석해보면, 미국의 마이크로소프트(Microsoft)가 SCI급 논문을 가장 많이 보유하고 있는 것으로 나타났으며 실제로 증강현실 관련 연구규모가 상당히 거대한 것으로 알려져 있습니다. 우리나라에서도 반가운 이름이 눈에 띕니다. 삼성은 글로벌 기업 중 4위로 증강현실 연구를 활발히 하고 있으며 이는 구글보다도 높은 순위입니다. 특히 삼성의 증강현실 관련 연구를 좀 더 분석해 보면 흥미로운 사실을 알 수 있습니다. 이 분야에서 삼성은 내부 R&D 센터를 통해 독자적인 연구도 진행하고 있으나 국내외로 공동연구에 굉장히 힘을 쏟고 있다는 부분입니다. 국내에서 증강현실 관련 중요한 연구를 하고 있는 대학인 카이스트(KAIST), 서울대 및 아주대와의 공동연구가 두드러지게 나타났고 해외에서도 스탠포드 대학, 텍사스 오스틴 대학 등의 대학은 물론 퀄컴(Qualcomm)과 긴밀하게 협력하며 공동연구를 추진하고 기술 발전에 집중하고 있는 것이 보입니다.
상업화에 집중할 수 밖에 없는 기업의 특성상, 대학 및 연구기관과의 공동연구는 기업이 미처 놓칠수도 있었던 중요한 연구의 가능성을 보완하고 속도 역시 높일 수 있는 중요한 방법입니다. 실제 많은 글로벌 유수의 기업들은 연구의 공동화를 추진하며 일찍부터 학술기관들과 긴밀한 협력 체제를 유지하고 있습니다. 이를 통해 기술 개발의 핵심이 되는 연구자 섭외는 물론 새로운 아이디어로의 확장과 연구의 상업화를 가속화시키는 중요한 팁을 얻게 됩니다. 또한 해외 기관과의 공동연구는 해외 유명한 연구에서 도움을 받는 것은 물론, 우리나라의 기술력과 연구력을 세계적인 수준으로 같이 끌어올릴 수 있어 기업 뿐만 아니라 국내 연구기관에게도 중요한 과제로 남아 있습니다.
<키워드로 보는 증강현실 응용 분야 분석>
<표3. 국가별 관심 키워드 분석>
그렇다면 증강현실 관련 연구를 진행하고 있는 상위 국가들은 주로 어떤 내용으로 연구를 하고 있는지 상위 10개국을 중심으로 증강현실 관련 주요 키워드를 분석해보았습니다. 이 분석은 SCI급 논문에서 추출한 주요 키워드의 출현 빈도수를 분석한 결과로 색이 진할수록 더 키워드가 집중되어 있다는 것을 나타냅니다. 가장 연구 규모가 큰 미국의 키워드를 살펴보면 ‘혼합현실(mixed reality)’, ‘교육(education)’, ‘시각화(Visualization)’ 및 ‘네비게이션(Navigation)’ 키워드의 출현 빈도가 가장 높은 것을 알 수 있습니다. 특히 ‘혼합현실’ 키워드는 절대적으로 가장 높은 비중을 차지하고 있습니다. 한국 역시 ‘혼합현실’의 키워드가 ‘모바일 증강현실(Mobile Augmented reality)’ 과 함께 가장 높은 비중으로 연구에서 다뤄지고 있습니다. 그 외 주목해서 볼 만한 부분은 이탈리아입니다. 이탈리아의 경우 증강현실 관련 연구 키워드 중 ”문화유산(cultural heritage)’가 두드러지게 높게 나타나고 있습니다. 이는 이탈리아에서 실제 관광상품을 위해 문화유산에 증강현실을 접목시켜 이를 적용하는 연구를 활발히 하고 있다는 실질적인 수요에 기반한 결과로 볼 수 있습니다. 즉, 수요가 높을 것으로 기대되는 분야에 더 많은 연구가 집중될 수 있다는 것을 재확인할 수 있습니다.
<그림 2.키워드로 보는 증강현실의 응용 분야 (VOSviewer 분석)>
조금 더 나아가 증강현실을 응용한 연구 분야를 살펴보겠습니다. 이를 통해 증강현실이 어떻게 활용될 수 있고 응용되는지 관계를 파악하고 발전 가능성 역시 체크해볼 수 있습니다. 2010년 이후 증강현실의 SCI급 논문에서 발췌한 키워드의 연관성을 분석하여 15개의 그룹으로 구분하고, 15개의 그룹 중 눈에 띄는 6개의 그룹을 표시하였더니 위의 그림 2와 같이 나타났습니다.
<그림 4. ‘그림 3’에서 그룹 4의 키워드 간 연결성 분석>
그리고 15개의 그룹 중 그룹 4를 조금 더 자세히 살펴보았습니다. 엣지 컴퓨팅(edge-computing)과 함께 연구되고 있는 키워드는 같은 그룹 4 내에서는 사물인터넷(internet of things), 산업 4.0(industry 4.0) 및 5G 등이 있으며, 다른 그룹에서는 모바일 증강현실(mobile augmented reality)과 머신러닝(machine learning) 등이 있는 것을 알 수 있습니다.
특히 그룹 4의 주요 키워드 중 5G와 edge computing과 관련된 주요 논문으로 더욱 자세히 확인해보았습니다.
“Edge Computing for the Internet of Things: A Case Study” (Highly Cited Paper)
By Premsankar, Gopika; Di Francesco, Mario; Taleb, Tarik
IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, 5, 2, Special Issue, 1275-1284 (2018)
“Mobile edge computing, Fog et al.: A survey and analysis of security threats and challenges” (Highly Cited Paper, Hot Paper)
By: Roman, Rodrigo; Lopez, Javier; Mambo, Masahiro
FUTURE GENERATION COMPUTER SYSTEMS-THE INTERNATIONAL JOURNAL OF ESCIENCE, 78, 680-698, Part 2 (2018)
“Ultra-Dense Networks: A Survey” (Highly Cited Paper)
By: Kamel, Mahmoud; Hamouda, Walaa; Youssef, Amr
IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS, 18, 4, 2522-2545 (2016)
Highly Cited Paper: 클래리베이트 애널리틱스에서 선정하는22개 연구 분야별 10년 이내에 출판된 논문 중 인용수 기준 상위 1%에 해당하는 고인용 논문
Hot Paper: 클래리베이트 애널리틱스에서 선정하는 22개 연구 분야별 2년 이내에 출판된 논문 중 최근 2개월 동안 인용수 기준 상위 0.1%에 해당하는 화제의 논문
이렇게 증강현실 분야의 SCI급 논문 분석을 통해 증강현실 연구에 힘을 쏟고 가장 활발한 연구를 하고 있는 국가부터 기업 및 연구기관, 그리고 그들이 진행하는 연구의 주요 키워드 및 응용연구까지 간략하게 살펴보았습니다. 증강현실 분야는 앞서 이야기한 것 처럼 구현할 수 있는 디바이스의 발전과 더불어 가까운 시일 내에 그 활용이 더욱 가시화될 것으로 전망되며, 이에 따라 관련 연구 역시 지속적으로 발전할 것이 기대됩니다. 중요한 것은 연구에 있어 단독으로 진행될 수 있는 것은 없으며 다양한 응용과 연구 협력이 전제되어야 한다는 것입니다.
저자의 목소리와 설명을 통해 조금 더 쉽게 이해해보고 싶다면? 지금 유튜브 클래리베이트 채널에서 확인해보세요!
세계 최대 규모의 논문 데이터베이스 플랫폼인 웹오브사이언스 그룹은 70년 전 ‘SCI’로 전세계에 그 이름을 알렸으나 오늘 날에는 새로운 연구 개발과 발전을 위해 다양한 사회적 이슈 및 연구 분야와 관련하여 SCI급 논문을 기반으로 연구 분석을 하고 그 주요 시사점을 공개하고 있습니다. 웹오브사이언스나 인사이트 B&A를 사용하시는 분들은 위와 같은 순서로 직접 분석을 시작해보시길 권해드리며, 사용하지 않는 분들 중 분석 내용에 관련하여 궁금한 점이 있으신 경우 클래리베이트 애널리틱스 문의해주십시오.