제4차 산업혁명과 엔지니어 직업의 세계

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  • 청소년단체협의회
  • 작성일[18-02-02]
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1. 제4차 산업혁명을 이끄는 엔지니어

제4차 산업혁명은 디지털 혁명을 바탕으로 정보기술, 생물학, 물리학 등의 융합기술이 경제와 사회 전반을 빠르게 변화시키는 현상이다. 산업적으로 보면 제4차 산업혁명은 제조업과 정보통신 기술이 융합된다는 의미가 있다.
제4차 산업혁명을 이끄는 구체적 기술은 인공지능, 지능형 로봇, 바이오 기술, 클라우드 컴퓨터, 자율주행자동차, 드론, 3D 프린터, 가상현실 기술 등이다. 이러한 기술을 연구하고 개발하는 핵심적 분야는 대부분 공학이며, 직업으로는 엔지니어들이 중요한 역할을 하고 있다.
엔지니어는 우리말로 기술자로 전기, 전자, 화학, 기계 등의 분야에서 전문적인 지식과 기술을 가진 사람들이다. 직업세계에서 엔지니어는 원료를 가공하여 사람들에게 유용한 물자를 만드는 일을 하며, 공학 분야 전반에서 전문적 지식과 기술을 가진 사람들이다. 공학 분야가 워낙 다양해서 엔지니어도 여러 갈래로 나누어진다.

[그림] 엔지니어 직업의 갈래

엔지니어 직업의 갈래를 보면 전기 전자공학 기술자, 화학 공학 기술자, 기계공학 기술자, 재료공학 기술자, 건축공학 기술자, 환경공학 기술자, 에너지공학 기술자, 정보통신 기술자 등이 있다. 컴퓨터 하드웨어와 소프트웨어 기술자, 통신 기술자 등은 별도로 볼 수 있지만 여기서는 정보통신 기술자에 속하는 것으로 보았다.


2. 4차 산업혁명 시대에 주목되는 직업

4차 산업혁명 시대를 이끄는 직업 가운데 다수는 엔지니어 직업이다. 여기서는 전기, 전자, 기계 분야와 재료, 생명, 환경 분야로 나누어서 엔지니어 직업을 탐구하려고 한다.

가. 전기, 전자, 기계 분야
직업명 하는 일
인공지능 개발자 사람처럼 인식하고 생각하며 판단할 수 있는
인공지능을 연구하고 개발한다.
감성기술 연구원 보고, 듣고, 느끼고, 사람의 마음을 이해하는
기술을 연구한다.
인공위성 개발원 인공적으로 행성 주위를 회전하도록 만든
물체를 연구하고 개발한다.
드론엔지니어 드론의 본체와 조종 장치를 연구하고 개발한다.
드론 조종사 지상에서 원격조종 등을 통해
무인 비행체를 조종한다.
로봇공학 기술자 로봇을 연구하고 개발하며 여러 부품을 모아서
하나의 로봇을 완성시킨다.
3D 프린터
운영전문가
고객의 요구에 따라 3D 프린터를 활용하여
출력하거나 제품을 만든다.
자율 주행자동차
개발자
자동차를 조작하지 않아도 스스로 목적지까지
움직이는 자동차를 개발하는 일을 한다.
 

인공지능 개발자
인간이 가진 지적인 능력을 기계가 갖추도록 인공지능을 연구하고 개발한다. 사람의 눈, 귀, 코와 같이 바깥 상황을 파악하고 여러 가지 이치를 미루어 생각(추론)할 수 있는 인공적인 뇌를 연구한다. 또한 기계 스스로 학습할 수 있는 장치를 연구하고 개발한다. 한때 정체되었던 인공지능 기술이 최근 급격하게 성장하였는데 그것은 기계 스스로 배우는 기계학습(머신 러닝)의 발전 때문이다. 바둑 실력에서 인간 기사를 넘어선 알파고와 같이 특정한 분야에서는 이미 인간을 앞서거나 유사한 능력을 지닌 인공지능이 개발되고 있다. 인공지능이 4차 산업혁명의 핵심동력이어서 앞으로 인공지능 개발자의 역할은 더욱 중요해 질 것이다.

감성기술 연구원
기계가 사람이 느끼는 감성을 파악할 수 있도록 기술을 연구하고 개발한다. 사람의 시각, 청각, 촉각, 미각, 후각 등 5가지 감각을 기계가 인식하고 자료를 만들 수 있도록 한다. 감성을 인식할 수 있는 제품을 연구하고 만든다. 또한 사람의 마음과 행동을 이해하고 사람과 소통하는 로봇을 만든다. 감성기술은 로봇, 자동차, 교육, 방송, 의료 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 예상된다. 이에 따라 감성기술 연구원은 중요한 직업으로 부상하고 있다.

인공위성 개발원
로켓에 의해 쏘아 올려져 지구 둘레를 원 또는 타원 모양으로 비행하는 인공의 물체를 연구하고 개발한다. 인공위성을 만들 수 있는 계획을 세우며, 인공위성이 지구 둘레를 돌 수 있는 위치에 도달하도록 기술을 개발한다. 또한 인공위성이 지구의 궤도에서 안정적으로 회전운동을 하도록 한다. 인공위성은 적의 위치를 파악하는 군사적 목적으로도 사용된다. 그리고 우주 천체를 관측하는 역할, 지상의 통신을 지원하고 방송의 전파를 중계하는 역할 등 다양하다. 인공지능 개발원은 앞으로도 인공위성 사업을 주도할 것이다.

드론엔지니어
드론의 본체와 조종 장치를 연구하고 개발한다. 드론의 비행을 관리할 수 있는 소프트웨어를 개발한다. 그리고 드론이 멀리 비행할 수 있도록 혹은 무거운 물건을 들어 올릴 수 있도록 성능을 높이는 방안을 연구한다. 드론은 중동 지역에서 볼 수 있듯이 이미 군사용으로 많이 사용되고 있다. 또한 스포츠, 방송이나 영화 촬영, 광고, 배달, 농사 등 사용분야가 확대되고 있다. 앞으로도 다양한 드론이 계속해서 개발될 것으로 전망된다.

드론 조종사
지상에서 원격조종을 통해 드론을 조종한다. 미리 프로그램 된 경로에 따라 자동 또는 반자동으로 드론이 비행하도록 관리한다. 드론을 조종하여 촬영, 광고, 배달, 농사 등의 일을 한다. 드론은 군사용과 방송용, 농사용으로 이미 많이 활용되고 있는데, 앞으로는 광고, 배달 등에도 많이 이용될 것으로 보인다. 산불 예방이나 산불을 끄는데 드론을 이용할 수 있으며, 전국 각지에 뻗어 있는 송유관의 이상 여부를 드론이 확인할 수 있다. 드론의 쓰임새가 계속 확대되고 있어 드론 조종사의 일자리는 계속해서 늘어날 것으로 보인다.

로봇공학 기술자
마치 사람이 하는 것처럼 자동으로 어떤 일이나 행동을 하는 기계(로봇)를 연구하고 개발한다. 산업 현장이나 가정에서 필요로 하는 로봇이 무엇인지를 미리 파악한다. 사람들이 필요로 하는 로봇을 제작하기 위한 기술을 연구한다. 최근에는 사람과 비슷하게 생각하고 움직이는 지능형 로봇을 개발한다. 로봇은 오래 전부터 제조업 분야 등에서 인간을 대신해서 용접을 비롯한 단순 업무를 하였다. 최근에는 사람들과 소통하는 로봇, 사람들을 교육시키는 로봇, 사람들을 즐겁게 하는 오락용 로봇 등 쓰임새가 확대되고 있다.

3D 프린터 운영전문가
고객의 요구에 따라 3D프린터를 활용하여 제품을 출력하거나 시제품을 제작한다. 고객으로부터 제작 요청을 받으면 먼저 그림이나 스케치를 그린다. 그림이나 스케치가 완성되면 입체적으로 제품이 제작되도록 컴퓨터 프로그래밍을 한다. 제품이 3D 프린터로 계획대로 출력되도록 프린터를 작동시킨다. 프린터로 출력한 제품에 색깔을 입힌다. 프린터에 사용되는 재료가 다양해지고 있고, 가정용, 산업용, 의료용, 건축용 등 여러 분야에서 3D 프린터가 활용되고 있다.

 

자율주행 자동차 개발자
사람이 손이나 발로 자동차를 조작하지 않아도 스스로 목적지까지 움직이는 자동차를 개발하는 일을 한다. 스스로 움직이는 자율주행 자동차를 만들기 위한 계획을 한다. 자율주행 자동차에 필요한 엔진, 차체, 여러 가지 부품을 만든다. 자율주행 자동차의 성능과 안전성을 파악하기 위한 시험을 한다. 운전자 없이 스스로 주행하는 자동차는 수많은 운전기사의 일자리를 빼앗을 것으로 예상되고 있다. 기술적으로 이미 완성 단계로 도달한 것으로 평가받고 있으며 몇 년 내에 자율주행 자동차가 도로에서 달리게 될 것으로 전망되고 있다.

나. 재료, 생명, 환경 분야
직업명 하는 일
신소재 공학자 지금까지 없었던 새로운 성능을 지닌
재료를 만드는 일을 전문적으로 한다.
나노공학 기술자 작은 물질을 다루는 나노기술을 이용하여
새로운 재료나 제품을 만든다.
홀로그램 전문가 레이저광을 이용하여 입체적인 이미지를 만드는
기술을 이용하여 다양한 볼거리를 만들어 낸다.
태양광 발전
개발자
태양광으로부터 전기를 얻는 기술을
연구하고 개발한다.
신재생 에너지
연구원
태양광, 태양열, 풍력, 수력, 지열, 폐기물 등에서
에너지를 얻는 방법을 연구한다,
공간정보 전문가 사람이나 사물이 어느 공간에 있는지 알려주는
공간정보를 전문적으로 연구하는 일을 한다.
생명공학자 생명 현상을 기술적으로 바꾸어서 사람들에게
유익한 상품, 약품 등을 만드는 일을 한다.
자율 주행자동차
개발자
자동차를 조작하지 않아도 스스로 목적지까지
움직이는 자동차를 개발하는 일을 한다.

신소재 공학자
지금까지 없었던 새로운 성능을 지닌 재료를 만드는 일을 전문적으로 한다. 제품 생산에 필요한 새로운 재료를 얻기 위한 연구를 한다. 그동안 재료를 얻는 과정을 분석하고 새로운 방식을 연구하여 제시한다. 기존에 있었던 재료에 새로운 기술을 더하여 새로운 성질을 가진 신소재를 연구하고 개발한다. 기업에서 제품을 만들 때 무엇으로 만들 지를 항상 고민한다. 바로 제품을 만드는 재료를 전문적으로 연구하고 개발하는 일을 신소재 공학자가 한다. 광섬유, 세라믹스, 형상 기억 합금과 같은 신소재의 미래는 밝다.

나노공학 기술자
머리카락보다도 크기가 훨씬 작은 물질을 다루는 나노기술을 이용하여 새로운 재료나 제품을 만든다. 나노기술을 이용하여 새로운 재료를 연구하고 개발한다. 나노기술을 이용하여 화장품, 항균제, 필터 등의 제품을 개발한다. 나노기술은 전자 분야, 환경 분야, 바이오 분야 등 여러 분야에서 활용성이 매우 높다. 나노기술을 바이오 분야나 의학 분야에 활용할 경우 새로운 약품을 개발할 수 있고 그동안 불가능했던 암 치료도 가능할 것이라는 예상이 나오고 있다.

홀로그램 전문가
레이저광을 이용하여 입체적인 이미지(홀로그램)를 만드는 기술을 이용하여 다양한 볼거리를 만들어 낸다. 홀로그램을 이용한 공연이나 전시를 계획한다. 홀로그램 공연에 필요한 여러 가지 도구를 무대에 설치한다. 홀로그램 시스템을 이용하여 홀로그램을 사람들에게 보여 준다.홀로그램 기술은 공학과 예술이 만나는 지점에 있으며 흥미로운 공연을 만들 수 있다. 이미 죽은 가수나 멀리 떠나 있는 연예인을 공연장에 홀로그램으로 나타나게 하여 공연을 하는 장면을 보여 줄 수 있다. 홀로그램 기술이 계속 발전하고 있으며 사람들에게 재미있는 공연을 더 많이 보여줄 것으로 기대가 된다.

태양광 발전 개발자
태양광으로부터 전기를 얻는 기술을 연구하고 개발한다. 태양광 발전시설을 계획한다. 태양광으로 생산한 전력을 저장하는 데 필요한 장치를 연구하고 개발한다. 태양광으로 보다 효율적으로 전기를 얻기 위한 방법을 연구한다. 석유나 가스와 같은 화석연료와 달리 태양광 발전은 이산화탄소를 배출하지 않아 새로운 에너지원으로 주목받고 있다. 태양광은 친환경 에너지원일 뿐만 아니라 최근에는 태양광 발전시설의 비용이 낮아지면서 관련 전문가의 발전이 예상된다.

신재생 에너지 연구원
석유나 가스가 아니라 태양광, 태양열, 풍력, 수력, 지열, 폐기물 등에서 에너지를 얻는 방법을 연구한다, 태양광, 태양열 등 신재생 에너지로부터 에너지를 얻을 수 있는 발전시설을 계획한다. 신재생 에너지로부터 전기를 얻을 수 있도록 발전시설을 설치하고 운영한다. 태양이나 바람의 변화에도 안정적으로 전기를 얻을 수 있는 방법을 연구한다. 우리나라의 경우 그동안 화석연료와 원자력 발전에 의존하여 전기를 생산하였다. 그러나 향후에는 태양광, 풍력, 폐기물 등에서 전기를 얻는 방향으로 정책이 바뀌고 있다. 이에 따라 신재생 에너지 연구원의 역할은 보다 중요해 질 것으로 기대된다.


 

공간정보 전문가
사람이나 사물이 어느 공간에 있는지 알려주는 공간정보를 전문적으로 연구하는 일을 한다. 지상, 지하, 수상, 수중 등 공간에 관한 정보를 수집하고 정보로 만든다. 공간정보에 관한 정책과 기술개발을 위한 연구를 한다. 지상, 지하, 해양, 대기 등 공간상의 위치를 알려주는 정보는 기업에서 중요하다. 또한 국가정책을 결정하고 수해나 지진으로부터 국민을 보호하는 데에도 공간정보는 중요하다. 4차 산업혁명 시기에는 무인항공기, 전자지도, 교통과 물류 등의 분야에서 공간정보의 중요성은 더욱 커지고 있다.

생명공학자
생명체의 특성을 이해하고 생명 현상을 기술적으로 바꾸어서 사람들에게 유익한 상품, 약품 등을 만드는 일을 한다. 생명 현상을 이해하고 인간의 건강을 지키고 수명을 늘리는 기술을 연구한다. 유전자를 조작하여 의약품을 제조한다. 생명 현상을 조작하여 새로운 물질을 발견하거나 새로운 제품을 개발한다. 유전체와 대한 과학적 지식이 쌓이고 생명공학 기술이 발전하면서 생명공학은 세계적으로 주목받는 분야이다. 생물학을 산업입장에서 활용하는 대표적인 분로서 앞으로도 성장이 된다.


3. 엔지니어가 되는 방법

4차 산업혁명의 핵심기술을 개발하고 연구하는 핵심 인력 상당수는 엔지니어들이다. 엔지니어로 진출하려는 청소년을 위하여 엔지니어 직업의 특징을 정리하면 다음과 같다.
첫째, 일반적으로 각종 엔지니어가 되기 위해서는 대학교 이상의 학력이 필요하다. 로봇공학 기술자가 되려면 대학에서 기계공학, 전자공학, 컴퓨터공학, 제어계측 공학 등을 전공하고 대학원에서 로봇과 관련된 보다 전문적인 공부를 하는 것이 일반적이다. 로봇고등학교에서 지식과 기술을 배워서 전문가로 성장하는 것도 한 가지 방법이다.
둘째, 자연과학의 습득은 엔지니어가 되기 위한 기초학문으로 중요하다, 공학 자체는 응용 분야로서 자연과학적 원리에 기초하여 발전되었다. 다시 말해서 수학, 물리학, 화학, 생물학과 같은 자연과학의 기반 위에서 공학이 발전하였다. 실제 대학교의 공학과정을 보면 수학, 물리학, 화학, 생물학 등이 기초과정으로 학습되고 있으며 응용과정의 경우에도 기초적인 자연과학 원리에 기반을 두고 있다.
이와 같이 공학은 수학, 물리학, 화학, 생물학 등 순수 자연과학에서 응용된 것으로 볼 수 있다. 이것은 엔지니어로서 성장하기 위해서는 수학, 물리학, 화학, 생물학 등에 관한 기초 지식이 충분히 갖추어야 한다는 점을 의미한다.
셋째, 4차 산업혁명 시대에 엔지니어가 되려면 한 가지 지식이 아니라 다양한 분야의 지식을 함께 공부해야 한다. 주요한 미래직업에서 확인할 수 있듯이 직업세계에서 요구되는 지식과 기술은 하나의 전공 분야가 아니라 여러 전공의 융합이 필요한 경우가 많아지고 있다.
인공지능 분야가 하나의 예이다. 인공지능의 기술에 많은 사람들이 관심을 가지고 있는데 사람을 닮은 인공지능은 어떤 전공을 해야 할까? 결론은 전기, 전자, 기계, 화학, 생물학 등 매우 다양한 분야의 지식이 결합해야 된다는 것이다. 특정한 분야의 전공지식으로 사람을 닮은 인공지능을 만들 수는 없기 때문이다. 독자들은 생물학은 인공지능과 어떤 관계일까 궁금해 할 수도 있다. 인공지능은 사람의 두뇌를 닮은 지능을 인공적으로 만든 것이다. 사람의 뇌가 어떻게 작동되는지를 알아내기 위해서는 전기, 전자, 기계 등의 공학지식만으로는 부족하다. 뇌를 연구하는 뇌 과학, 신경생물학과 등의 전문 분야는 최근 주목받고 있으며 앞으로 인공지능 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.


 

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