Special Issue 05 안전을 넘어 안심으로, 미래 안전 기술 전망

안전에서 안심으로 패러다임 변화

항공기 사고로 사망할 확률은 약 1,100만분의 1로 매우 낮아, 항공기는 가장 안전한 교통수단으로 평가받는다. 자동차와 비교하여도 확률적으로 100배 이상 안전하다고 한다. 그러나 실제로 항공기를 이용하는 승객들의 안심 수준은 다를 수 있다. 특히 최근에 무안공항 항공기 추락사고, 김해공항 항공기 화재 사고, 워싱턴DC 항공기 충돌 사고가 잇따라 발생하면서, 다수의 국민들이 항공기 이용을 불안해하고 있다.

‘안전’은 재해와 위험이 없는 상태를 의미한다. 위험 확률을 제로로 만드는 것이 가장 이상적이겠지만, 실제로는 객관적으로 수용 가능한 수준의 사고 발생확률을 기준으로 삼는다. 그래서 안전 활동은 사고 발생확률을 낮추는 활동이라고 할 수 있다. 이에 반하여, ‘안심’은 객관적 안전성에 주관적 신뢰를 결합한 개념이다. 따라서 주관적으로 불안하지 않고 편안함을 느끼는 상태로 정의할 수 있다.

오늘날 현대사회가 과거보다 안전하다는 것은 부인할 수 없는 사실이다. 실제로 산업재해 사망만인율(근로자 만 명당 사망자 수)은 2003년 2.55에서 2023년 0.98로 급격히 감소해, 2023년은 2003년에 비해 2배 이상 안전해졌다고 할 수 있다. 그러나 일반 국민이 체감하는 직장 내 안전은, 반복적으로 발생하는 사고와 대형 참사로 인하여 좋지 않은 상황이다. 이에 따라 이른바 ‘중대재해처벌법’이 2021년 제정 및 시행되고 있으나, 2024년에도 경기도 화성시 리튬전지 제조업체에서 화재로 23명이 사망하는 사고가 발생하였다. 따라서 산업현장의 사고에 대한 불안감은 여전히 지속되고 있다.

최근 이러한 안전에 대한 불안감을 해소하고 근원적인 안전을 확보하고자, 첨단 과학기술을 활용한 ‘시스템 안전’에 대한 관심이 고조되고 있다. 명확히 구분하기는 어렵지만, 대체로 2000년대 이전까지는 ‘사고 예방을 위한 규제와 감독 강화’ 중심의 안전관리가 이루어졌다. 그러나 작업환경과 산업구조가 복잡해져 실질적인 사고 예방이 어렵다는 인식이 확산하면서, 2000년대 이후에는 ‘첨단기술을 활용한 안전 자동화’가 시작되었다. 대표적인 예가 ‘지하철 역사 내 스크린도어’ 설치이다. 즉, 개별적 위험과 시민의 접점을 차단하여 안전을 확보하겠다는 전략이었다. 이에 따라 2000년 이후 지하철 내 인사 사고는 획기적으로 줄어들게 되었다. 그럼에도 개별 시스템 간의 연결 부족과 개개인의 직관적인 판단하에 수리·관리를 위해 사람이 개입해야 하는 구조 등으로 인하여, 자동화 공장 내 사고나 스크린도어 사고 등이 발생하였다. 이마저도 한계를 드러낸 것이다.

따라서 2020년 이후에는 전체 시스템을 유기적으로 분석하여 사고를 예방하고 대응하는 ‘시스템 안전’ 개념이 도입되기 시작하였다. 작업장 등 위험 환경을 하나의 시스템으로 인식하고, 종합적인 사고 예측을 통해 선제적으로 위험을 제거하는 개념이 바로 ‘시스템 안전’이다. 시스템 안전이 도입된 사업장에서 사고가 획기적으로 줄고 있다는 것은 매우 고무적인 일이다.

현재까지 안전 패러다임은 사고 예방을 위한 위험 제거와 사고 발생확률의 감소에 중점을 두었다. 이러한 패러다임은 사고로 인한 인명피해와 재산 피해를 경감하고, 국민을 사고로부터 보호하는 데 크게 이바지했다. 그러나 최근 4차 산업혁명이 도래하여 산업사회가 복잡화·네트워크화 되고 사회구조의 다양성이 증대되면서, 단순히 물리적인 안전 확보만으로 사고에 대한 불안감을 떨칠 수는 없게 되었다. 사고가 나지 않으면 안전하다고 느끼는 것이 아니라, 신뢰받는 안전 시스템이 정상적으로 작동하고 있음을 확인할 수 있어야 안전하다고 느끼게 된 것이다. 즉 미래 안전 패러다임은 사고가 없도록 만드는 것을 넘어, 사람들이 안심할 수 있도록 만드는 것으로 변화해야 한다.

미래 안전 기술의 핵심 요소

미래에 안전의 목표가 물리적으로 안전한 상태를 넘어 안심할 수 있는 상태를 만드는 것이라고 할 때, 미래 안전 기술이 제공하는 안전 서비스는 그림1과 같은 흐름이리라 예상된다. 즉 미래 안전 기술은 사고가 발생하기 전 AI와 빅데이터 기술을 활용하여 위험을 예측하고, 어떠한 조치가 필요한지에 대한 정보를 제공할 것이다.

그림1 미래 안전 기술의 서비스 흐름도

이 흐름에서는 사고 정보뿐 아니라 시설·장비, 기상, 작업자 정보 등 방대한 데이터를 분석하여, 사고 위험이 큰 조건을 도출하고 그에 대한 안전조치를 제안할 것이다. 실시간 모니터링은 기존의 상황 관제를 벗어나, 위험 행동과 상황을 실시간 감지하여 대처를 위한 정보를 생성하는 수준까지 발전할 것이다. 이를 기반으로, AI는 사고 발생 전 경고를 보낼 수 있다. 사고 발생 또는 사고 임박 시에는 경보를 발령하여 피해를 최소화하고, 로봇과 기존의 방재시스템(자동 소화기 등)을 통해 사고 상황을 수습하거나 더 악화하지 않도록 막을 수 있다. 이와 함께 외부에 사고 발생 사실을 자동으로 알리고, 소방·구조·구급을 요청하며 병원으로 신속하게 이동할 수 있도록 외부 자원 시스템을 연동하는 역할까지 수행할 수 있을 것이다. 이러한 미래 안전 기술은 인간의 심리와 행동을 고려하여, 작업자·관계자와 소통 시 정보를 제공해 그들이 안심할 수 있게 할 필요가 있다. 이를 위해서는 시스템의 높은 신뢰성이 전제된다.

미래 안전 기술이 그림1과 같은 흐름으로 서비스된다고 할 때, 미래 안전 기술의 핵심 요소는 사고 예측의 정확성과 위험 상황 인지의 신속성, 외부 시스템과의 연계를 포함한 상황 대응의 적절성 및 인간의 심리와 행동을 고려한 정보 소통이다. 먼저, 사고 예측의 정확성을 확보하기 위해서는 과거의 사고데이터와 실시간 데이터를 AI가 학습하여 사고 발생 가능성을 분석해야 한다. 이후 이상 탐지모델을 활용하여 정상 사태와 위험 상태를 구별할 수 있어야 한다. 이와 함께 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 활용하여 사고 가능성을 시뮬레이션하고, 예측 정확성을 개선해야 한다. 실례로, 테슬라의 AI 기반 운전자 보조시스템은 교통 데이터를 실시간 분석하여 교통사고 발생 가능성을 예측한다. 스마트 팩토리의 유지보수 시스템은 기계의 진동과 발열 데이터를 분석하여 고장 발생 2시간 전에 이상을 감지하고, 발생할 수 있는 사고를 조기에 예방하는 데 도움을 준다.

그러나 이렇게 사고를 예측할 수 있게 되더라도, 즉각적인 감지가 이루어지지 않으면 사고를 막을 수 없다. 따라서 신속하게 위험 상황을 인지하는 것이 중요하다. 최근에는 IoT(Internet of Things; 사물인터넷) 센서, 스마트 CCTV, 로봇 및 드론을 활용하여 사고 위험을 실시간 감지하고 있다. AI가 영상 분석을 통해 사고징후를 탐지하고, 웨어러블 장비가 작업자의 건강 상태를 실시간 측정하는 것이 그 예이다.

위험 상황을 인지하였더라도, 적절하게 조치하지 않으면 사고는 발생한다. 따라서 적절한 안전조치가 무엇인지를 추론하여, 이를 내·외부 시스템과 연계하고 실시간으로 조치를 취해야 한다. 예로, 작업 공정에 이상이 발생하면 공정 설비가 멈추거나, 작업자가 위험지역에 진입하면 경고음이 울려 물러나도록 하는 방식이 있다. 화재가 발생하면, 자동 소화설비가 작동하고 외부에 화재가 발생하였음을 알리는 방식도 있다.

이러한 일련의 안전 기술이 아무리 뛰어나더라도, 사람이 신뢰하고 이해할 수 있어야만 실질적인 안전 효과를 얻을 수 있다. 따라서 AI가 내린 사고 예측 및 대응 판단은 사용자가 이해할 수 있도록 설명되어야 한다. 이를 위해 시스템의 UI(User Interface)·UX(User Experience)가 직관적으로 설계되어 상황을 설명할 수 있어야 하며, 위험 상황에서도 사용자가 불안하지 않도록 적절한 안내를 제공해야 한다.

생활 속 안심 기술 사례와 시장 전망

미래의 안전 기술은 생각보다 우리 곁에 이미 성큼 다가와 있다. 가정에는 스마트홈 기술이 있으며, 산업현장에서는 스마트 팩토리가 있다. 또한 일부 국가도로에서는 무인 자동차 운행이 이미 시작되었다.

스마트홈 기술은 가정 내 보안과 안전 및 케어가 통합된 기술로 발전하고 있다. 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 디지털 트윈, 자동화 시스템을 활용하여 안전성과 편의성이 극대화된 주거환경을 제공한다. 지능형 보안시스템은 집 주변을 실시간 감시하여 이상행동을 감지한다. 주거 설비에 설치된 각종 센서는 누수 및 해충을 감지하고 설비의 이상 여부를 실시간으로 보여주며, 적절한 온·습도와 일조량·조명 및 공기질을 관리하여 주거 공간의 쾌적함을 향상한다. 이와 함께, 돌봄이 필요한 노인과 아동에 대한 모니터링을 통해 사고 발생 여부를 감지하여 외부에 도움을 요청한다. 생활 패턴과 감정을 분석하여 의료진에 제공하기도 한다. 이러한 스마트홈 기술의 글로벌 시장 규모는 2025년 현재 약 1,740억 달러(약 230조 원)에 이른다. 이는 2028년 약 2,506억 달러(약 330조 원)까지 확대되어, 연평균 성장률(Compound Annual Growth Rate, CAGR)이 9.55%에 달할 것으로 전망된다.

산업현장의 스마트 팩토리는 인공지능, 사물인터넷, 로봇 등을 활용하여 생산공정을 최적화하고, 작업자의 안전을 강화하는 차세대 공장 시스템이다. AI를 통해 공장의 징후를 탐지·정비하며, 최적 안전·생산 환경을 조성하기 위해 온·습도 조절과 유해가스 모니터링, 실시간 작업자 위치 파악, 위험지역 접근 시 경고 등을 수행한다. 또한 로봇을 활용해 위험 작업을 수행하며, 상시적인 위험 상황 모니터링을 통해 작업자의 안전을 확보하고 이상 상태를 확인한다. 2022년 현재 스마트 팩토리 시장의 규모는 약 9,770억 달러(약 1,300조 원)이다. 이는 2028년 2조 1,800억 달러(약 2,900조 원)까지 확대되어, 연평균 14.9%의 성장률을 보일 것으로 전망된다.

교통안전 분야의 미래 안전 기술로는 단연 자율주행 자동차 기술과 상용화를 꼽을 수 있다. 자율주행 자동차는 AI와 센서 및 빅데이터 분석을 통해 운전자 없이도 주행이 가능한 차량을 의미한다. 교통사고 감소, 교통 효율성 향상 및 이동성 증대 등 다양한 이점이 있어 미래의 핵심 안전 기술로 주목받고 있다. 2024년 현재 자율주행 자동차의 글로벌 시장 규모는 188억 달러(약 24조 원)이며, 2032년 3,878억 달러(5,042조 원)까지 확대될 것으로 전망된다.

미래 안전 기술의 도전과 비전

정상 사고 이론은 1984년 찰스 페로(Charles Perrow)가 그의 저서 ≪Normal Accidents: Living with High-Risk Technologies≫에서 제시한 개념이다. 주요 내용은 산업시스템이 고도로 복잡하고 긴밀하게 결합된 경우 작은 오류가 빠르게 확대되어 예상치 못한 대형 사고로 이어질 수 있으며, 이러한 사고는 예측하거나 완전히 예방할 수 없으므로 정상적인 사고(Normal Accident)로 봐야 한다는 것이다. 저자는 이러한 정상 사고를 예방하기 위해서는 복잡성을 줄이고, 느슨한 시스템 간의 결합을 유지하는 것이 중요하다고 강조했다. 이것이 불가하다면 대응 계획을 면밀하게 세우고 교육·훈련을 강화하여, 인간의 역할과 오류를 줄여야 한다고 말했다.

4차 산업혁명은 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 로봇공학, 바이오 기술 등 다양한 첨단기술이 하나로 연결되어 산업과 사회를 혁신하는 시대를 의미한다. 따라서 찰스 페로가 이야기한 시스템의 복잡성과 연결성이 더욱 심화할 수밖에 없는 상황이며, 인간이 위험을 파악하고 대응하기는 더욱 어려워지고 있다. 그러나 4차 산업혁명의 기술들을 활용하면 정상 사고의 위험성을 줄이고 대응력을 높일 수 있다.

미래 안전 기술의 비전은 ‘사고가 없는 사회를 향한 혁신’이라고 할 수 있다. 즉 단순히 사고를 줄이는 것이 아니라, 사고 자체가 발생하지 않는 안전 시스템을 구축하는 것이다. 사고가 발생하더라도 작업자와 국민이 생명을 보호받을 수 있는, 불안해하지 않을 수 있는 안전 시스템이 미래 안전 기술의 목표다.

이러한 비전 및 목표를 달성하기 위해서는, 산업현장과 사회 인프라 시설에 예방 중심의 안전 시스템과 실시간 사고대응 시스템을 구축해야 한다. 사회 인프라 설치 시 안전설계가 기본적으로 반영되어야 하고, 작업자와 일반 국민이 일상에서 안심할 수 있도록 개개인에 대한 맞춤형 안전 서비스를 제공해야 한다. 각각의 안전 기술은 네트워크를 통해 연결되어 사고 예방과 피해 경감을 위한 정보를 유기적으로 공유하고, 각각의 상황에 맞는 안전 서비스를 제공해야 한다.

안전은 돈이 많이 든다. 그러나 장기적인 관점에서 사고 예방, 생산성 향상, 법적 리스크 감소, 직원 만족도 향상 등을 고려하면, 결국 더 큰 비용 절감 효과와 이익을 가져다줄 것이다. 특히 미래 사회에서 안전은 투자가 아닌 기본이 될 것이다. 이미 스마트폰에는 사고 시 자동 신고 기능이 기본으로 탑재되어 있다. 이렇듯 4차 산업혁명과 함께 안전이, 안심이 일상화되는 사회를 향한 도전은 이미 시작되고 있다.

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25년 03/04월호