NMC Horizon Report > 2017 Higher Education Edition (Korean)
>고등교육 분야에서 에듀 테크의 중대한 발전들
>>도입 기간 전망: 2~3년

사물 인터넷 The Internet of Things

도입 기간 전망: 2~3년

서론

요약

고등교육 분야에 기술 도입을 가속화하는 핵심 트렌드

장기 트렌드: 5 년 이상의 기간 동안 고등교육에서의 에듀 테크 도입 추진

 > 혁신 문화 촉진 Advancing Cultures of Innovation
 > 심층 학습법 Deeper Learning Approaches

중기 트렌드 : 향후 3 ~ 5 년간 고등교육에서의 에듀 테크 도입 추진

 > 학습 측정에 대한 관심 증가 Growing Focus on Measuring Learning
 > 학습 공간 재설계 Redesigning Learning Spaces

단기 동향: 향후 1 ~ 2 년간 고등교육에서의 에듀 테크 도입 추진

 > 협력 학습 Collaborative Learning
 > 혼합 학습 설계 Blended Learning Designs

고등교육 분야에 기술 도입을 저해하는 심각한 도전들

해결 가능한 도전: 문제를 이해하고 있고 해결 방법도 알고 있는 문제

 > 디지털 리터러시 증진Improving Digital Literacy
 > 형식과 무형식 학습의 통합 Integrating Formal and Informal Learning

어려운 도전: 문제를 이해하고 있지만 해결 방법을 찾기 어려운 문제

 > 성취도 격차Achievement Gap
 > 디지털 형평성 증진 Advancing Digital Equity

힘겨운 도전: 정의하기도 복잡하고, 언급 조차 잘 안 되는 문제

 > 지식 노후화 관리 Managing Knowledge Obsolescence
 > 교육자의 역할 재검토 Rethinking the Roles of Educators

고등교육 분야에서 에듀 테크의 중대한 발전들

도입 기간 전망: 1년 이하

 > 적응형 학습 기술 Adaptive Learning Technologies
 > 모바일 학습 Mobile Learning

도입 기간 전망: 2~3년

 > 사물 인터넷 The Internet of Things
 > 차세대LMS Next-Generation LMS

도입 기간 전망: 4~5년

 > 자연스러운 사용자 인터페이스 Natural User Interfaces
 > 인공지능 Artificial Intelligence

방법론 Methodology

The 2017 Higher Education Expert Panel

사물인터넷Internet of Things(IoT) 프로세서가 내재되어 연산 능력을 갖춘 객체 또는 네트워크를 통해 정보를 전송할 있는 임베디드 센서로 구성된다. 이러한 연결을 통해 원격 관리, 상태 모니터링, 추적, 경고 등을 있다.[i] 지방 정부 교육기관은 IoT 기능을 도입하고 있으며, 이를 통해 효율적인 프로세트와 지속가능성 향상을 위한 데이터 활용을 촉진하고 . 네트워크에 연결된 장치들은 학생의 학습, 캠퍼스 활동, 콘텐츠 전달 학사 일정 안내와 같은 데이터를 생성한다. 캠퍼스에서 스마트 기기가 많이 사용되면서 교육기관들은 프라이버시와 보안에 대해 검토하고 있다.[ii] 일부 기술 전문가들은 분야가 폭발적으로 성장하면서 공학 교육의 목표에도 영향을 것이라고 예상한다.[iii] 교육기관들은 산학협력을 통해 학생들에게 IoT 장치의 설계·구현과 같은 실무 경험을 제공함으로써 기업의 수요를 충족시킬 있도록 스킬을 갖춘 인재를 양성하고 있다.

개요
Apple Watches, Fitbits과 같은 웨어러블 기기, Nest 온도 조절기와 같은 스마트홈 제품을 체험한 많은 사람들이 이미 사물 인터넷에 대해 잘 알고 있다. Gartner는 2020년까지 약 210억 개의 사물이 연결될 것으로 예측했으며,[i] International Data Corporation은 IoT분야에 투자되는 비용이 전세계적으로 2020년까지 1조 2900억 달러에 이를 것으로 예측했다.[ii] 이 분야가 성장할 수 있는 또 다른 분야는 공공 서비스의 개선과 자원을 절약하기 위해 연결된 장치들을 이용해서 데이터를 수집하고 분석하는 스마트 시티이다. 예를 들어, 코펜하겐은 시간에 따라 밝기가 조절되는 스마트 LED 가로등을 배치했는데 가로등은 보행자나 자전거가 지나갈 때 더 밝아진다.[iii] Dubai Plan 2021은 스마트 교통 센서, 모바일 교통량 앱, 무인자동차를 활용한 교통관리를 목표로 하는데, 2018년까지 25만개의 스마트 미터smart meters 를 설치할 예정이다.[iv]

사물들이 점점 더 많이 네트워크에 연결되면서 소비자들은 일상 물건들의 보안에 대해 고민하게 될 것이다. 브라우저에서 콘텐츠를 제공할 수 있도록 웹 주소를 IP 주소로 변환하는 서비스 제공자인 Dyn은 2016년에 DDoS(distributed denial of service) 공격을 받았는데, 네트워크에 연결된 보안이 취약한 DVR과 라우터와 같은 수십만 개의 장치가 해킹되었고, 가짜 트래픽 요청과 함께 감염된 멀웨어 malware 를 이용해 Dyn의 데이터 센터를 공격했다.[viii] 유럽과 미국의 인터넷 사용자는 Dyn이 서비스하는 Netflix, Twitter, Spotify, Reddit과 주요 언론매체를 포함하여 주요 웹 사이트에 일시적으로 접속할 수 없었다.[ix] 이 사건은 잠재적인 대규모 보안 침해에 대해 우려를 자아내는 계기가 되었다. Carnegie Mellon University의 CyLab은 개별 기기의 멀웨어로부터 네트워크를 보호하기 위한 소프트웨어 기반 보안 솔루션 개발을 위해 National Science Foundation으로부터 예산을 지원받았다.[x]

교육기관들은 앞으로 수년 내에 넘쳐 나는 스마트 기기들로 인한 불확실성에 직면하게 될 것이다. BYODBring Your Own Device가 등장했을 때와 마찬가지로 학교에서는 필요한 대역폭을 고려하고 캠퍼스 네트워크에 연결할 수 있는 사물들을 결정해야 한다. 그에 더해, 네트워크에 연결된 객체의 교육용 애플리케이션은 데이터 보안 문제와 학생의 데이터 수집·활용을 둘러싼 윤리적 문제들에 직면해 있다. 신기술의 급속한 발전으로 생겨나는 학생들의 필요를 충족시키려면 법률적, 재정적, 기술적 문제를 다루는 여러 부서의 협조가 필요하다.[xi] IoT기술의 발전은 인프라뿐만 아니라 학생들의 취업을 위한 교육과정에도 영향을 미칠 것이다. 시장조사기관인 Cybersecurity Ventures는 2019 년까지 전 세계 정보 보안 분야에서 총 600 만개의 일자리가 창출되겠지만 인력 풀은 150만명 정도 부족할 것으로 예상한다.[xii] Intel Security는 Hacking the Skills Shortage 보고서에서 교육기관들이 STEM 교육 프로그램의 다양화 제고를 위해 힘써야 한다고 권고했다.[xiii]

교수, 학습, 창의적 탐구와의 관련성
IoT 애플리케이션은 안전과 효율성 측면에서 캠퍼스 생활을 개선할 수 있다. Virginia Tech의 학생, 교수, 교직원은 VT Alerts 시스템을 통해 스마트폰이나 스마트워치로 긴급 연락을 받는다.[xiv] University of New South Wales는 에너지 소비를 줄이고 기기 간 연결성을 향상시키기 위한 센서가 배치되었다. 그에 더해 대학의 경영진은 학생의 움직임과 활동을 추적함으로써 강의 뿐만 아니라 그룹 학습 기회를 촉진하기 위한 기회로도 활용하고 있다.[xv] 교육기관들은 또한 네트워크에 연결된 기기와 위치 데이터를 사용해서 처방이 필요한 학생들을 식별할 수 있다. 예를 들어, 한 전문가는 끼니를 거르거나 기숙사에 장기간 머무는 학생들에 대한 데이터를 결합하면 우울증 징후를 모니터링 할 수 있다고 한다. 이러한 기술이 의사 결정이나 서비스 제공 수준을 향상시킬 수는 있지만 관리자는 학생 데이터 수집에 대한 윤리적 함의를 고려해서 보안성, 투명성, 프라이버시를 중요하게 생각해야 한다.[xvi]

패턴을 인식하고 행동을 결과에 연결함으로써 사용자의 움직임과 수면 패턴을 추적하는 소비자 기술은 행동 변화를 유도할 수 있다.[xvii] 학생의 학습과 복지에 영향을 주는 교육적 애플리케이션도 이와 비슷하다. University of Texas Arlington’s LINK Lab은 감정이 학습에 미치는 영향을 연구하고 있는데, 웨어러블 기기로 감정 상태를 나타내는 생물학적 요인을 모니터링 한다. University of the Pacific은 교실의 Kinect 센서를 이용해 학생의 골격 위치를 추적하여 자세와 학습 참여도 간의 상관 관계를 연구하고 있다. [xviii] 교수가 수업에 IoT를 교육적으로 활용할 때는 지원이 필요할 것이다. Tennessee Board of Regents 시스템은 “교육 및 노동을 위한 스마트 도구와 IoE[Internet of Everything]를 위한 가젯”이라는 쇼케이스를 통해 교육기관의 전문성 개발 방법을 제시한다. 참가자들은 교실의 변화를 이끄는 데이터를 분석하고 모니터링 방법과, 생성된 데이터의 유형을 분석하면서 신기술이 교육에 미치는 영향을 이해하기 위해 평가표를 활용한다. [xix]

IoT기술이 빠르게 발전하면서 교육기관은 학생들의 혁신을 유도하기 위해 산학협력을 추진하고 있으며 최신 스킬을 갖출 수 있도록 새로운 프로그램도 개발하고 있다. Texas A&M University 에서 이틀 간 진행된 콘테스트인 At Aggies Invent: Internet of Things에서 Texas Instruments와 Accenture의 대표는 학생 팀이 IoT 지원 솔루션을 개념화하고 프로토타입을 제작하는 데 멘토가 되어주었다. 이 콘테스트에서 공유 세탁 시설에서 세탁기의 상태를 알려주는 발명품과 광고 시간의 최적화를 위해 LED 광고판에 고객 데이터를 통합한 LED 프로젝터가 우승을 차지했다.[xx] 학부생은 University of Sydney에서 IoT를 전공 할 수 있고, 학제 간 연구 과정에는 전기 공학, 컴퓨터 공학, 무선 통신, 데이터 분석이 포함된다. 신기술을 체험하는 프로그램을 통해 학생들은 헬스케어, 공공시설, 교통, 소매, 자원 관리와 같은 분야의 새로운 제품과 아이디어를 개발할 수 있다.[xxi]

사물 인터넷 실행 사례
다음은 사물 인터넷이 고등교육 환경에 미치는 직접적인 영향에 대한 실제 사례이다. 

사물 인터넷 실험실은 학생들의 혁신을 촉진하고 기업 파트너를 추가한다
go.nmc.org/iotwisc
University of Wisconsin-Madison의 IoT Lab에서 학생들은 자전거 운전자에게 인근 차량의 접근을 경고하는 감지 장치인 Safe Cycle과 같이 아이디어를 현실로 바꾸는 신기술을 연구한다. 실험실은 산학협력을 통해 학생들에게 사업화 연계를 지원하고 있다.

IOT-OPEN.EU
go.nmc.org/iotopen
European Commission의 Erasmus+ 정책은 사물 인터넷에 초점을 맞춘 온라인 교육 모듈의 제작을 지원한다. 유럽의 여러 대학생들은 IoT 하드웨어, 인프라, 모바일 앱을 학습하기 위해 원격 실험실에 접속하게 된다. 개방형 학습 자료는 다양한 분야의 강좌와 연계될 수 있다.

공학 분야의 여성을 위한 전국 사물 인터넷 혁신 공모전
go.nmc.org/iotwin
University of Surrey의 한 학생이 지상 감지 센서를 사용해 스마트 정원 급수 시스템을 개발해 Bosch가 후원하는 IoT 대회에서 최우수상을 수상했다. 이 대회는 공학 분야에서 여성의 대표성을 높이기 위한 #BetweenUsWeCan 계획의 일환으로 수상자는 Bosch사의 엔지니어로부터 1년동안 멘토링을 받을 수 있다.

더 읽을거리
아래 목록은 사물 인터넷에 대한 유용한 참고자료이다.

성장 추세: 사물 인터넷은 대학 교육과정으로 확장된다
go.nmc.org/iotcurr
(Laura Devaney, eCampus News, 2016. 8. 8.) 사물 인터넷 기술이 발전하면서 하드웨어 엔지니어링, 센서 개발, 시스템 설계 및 통합과 같은 분야에서 숙련된 기술자에 대한 수요가 증가하고 있다. 교육기관과 정책 입안자는 이러한 인력 수요를 해결하기 위해 종합적인 교육과정 개발을 지원해야 한다.

 교육 분야의 사물 인터넷 기술이 학습 방식을 변화시키는 방법
go.nmc.org/learniot
(Andrew Meola, Business Insider, 2016. 12. 20.) 네트워크에 연결된 기기들을 통해 학생들의 학습 궤적 이해에 도움이 되는 학습 데이터를 수집할 수 있고, 교수는 학습 방향을 제시하기 위한 학업 성취도를 명확하게 파악할 수 있다. 교육기관들은 인프라의 효율성을 높이고 캠퍼스의 안전성을 향상시키기 위한 스마트 기술에 투자하고 있다.

사물 인터넷: 고등교육에서 절정을 이루다
go.nmc.org/iotwave
(Itai Asseo et al., EDUCAUSE Review, 2016. 6. 27.) 다섯 명의 전문가가 고등교육 분야에서 IoT에 대해 전망한다. 연결된 학습환경은 학습자 참여와 지식 향상에 대해 종합적인 관점에서 관찰하기 위해 출석, 성과, 생산성에 대한 데이터들로 학생 프로파일을 생성할 수 있다. 교육기관은 학생 맞춤형 서비스를 제공하기 위한 데이터 분석에 기계 학습을 활용할 수 있다.

 

 

[i] https://www.theguardian.com/technology/2016/jul/18/what-is-the-internet-of-things-arm-holdings-softbank

[ii] http://er.educause.edu/articles/2016/6/the-internet-of-things-unprecedented-collaboration-required

[iii] http://er.educause.edu/articles/2016/8/iot-and-the-campus-of-things

[iv] http://www.gartner.com/newsroom/id/3165317

https://campustechnology.com/articles/2017/01/05/internet-of-things-spending-to-reach-1-29-trillion-by-2020.aspx

[vi] http://www.cio.com/article/3137047/internet-of-things/internet-of-things-poised-to-transform-cities.html

[vii] http://www.cbronline.com/news/internet-of-things/5-mega-smart-city-projects-from-around-the-world-4881856/

[viii] http://www.npr.org/2016/10/22/498954197/internet-outage-update-internet-of-things-hacking-attack-led-to-outage-of-popula

[ix] https://www.theguardian.com/technology/2016/oct/21/ddos-attack-dyn-internet-denial-service

[x] http://www.cmu.edu/news/stories/archives/2016/august/nsf-award-internet-of-things.html

[xi] https://www.universitybusiness.com/article/higher-prepares-internet-things

[xii] http://cybersecurityventures.com/jobs/

[xiii] http://www.mcafee.com/us/resources/reports/rp-hacking-skills-shortage.pdf (PDF)

[xiv] http://er.educause.edu/articles/2016/6/the-internet-of-things-is-here

[xv] https://www.metering.com/news/university-nsw-becomes-testbed-iot-smart-city-tech/

[xvi] http://www.edtechmagazine.com/higher/article/2016/08/internet-things-coming-your-campus-sooner-you-think

[xvii] https://www.edsurge.com/news/2016-01-04-what-higher-education-can-learn-from-fitbit/

[xviii] https://www.edsurge.com/news/2016-11-17-wearable-tech-weaves-its-way-into-learning

[xix] https://campustechnology.com/Articles/2016/09/20/From-IoT-to-IoE-Institutions-Connect-to-Everything.aspx

[xx] http://engineering.tamu.edu/news/2016/10/28/students-collaborate-on-innovative-solutions-using-the-internet-of-things

[xxi] http://sydney.edu.au/courses/bachelor-of-engineering-honours-mechanical/major-internet-of-things

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