Cyber Physical Systems의 약자로 디지털 기능을 물리적 장치 및 엔지니어링 시스템과 통합하여 성능과 기능을 향상시키는 시스템 또는 일련의 추세를 말한다.
이러한 시스템의 예는 지능형 차량 및 스마트 그리드부터 고급 제조 시스템 및 웨어러블 의료 기기에 이르기까지 다양하다.
CPS의 시초
2006년 미국 국립 과학 재단(NSF)의 Helen Gill이 “the integration of computation with physical processes”을 지칭하기 위해 'Cyber-Physical System(CPS)'이라는 용어를 만든 것으로 간주하지만, mechatronics, embedded systems, pervasive computing, cybernetics 등과 같은 개념에서 생겨나기 시작했다.
- embedded systems : a computational system embedded in a physical system
• 모든 CPS는 임베디드 시스템을 포함 : 더 큰 물리적 시스템에 임베디드 시스템이 내장
- pervasive computing : 컴퓨팅 장치 및 기술을 일상적인 개체 및 환경에 통합하는 것을 설명하는 용어이다.
• “어디에나 존재한다”는 뜻의 ubiquitous computing이라고도 함
• 웨어러블 기기, 스마트 가전제품 등
- cybernetics : 또는 인공두뇌학은 일반적으로 생명체, 기계, 조직과 또 이들의 조합을 통해 통신과 제어를 연구하는 학문이다.
• 오토마타와 로봇과 같은 컴퓨터로 제어된 기계에 대한 연구를 포함한다.
- 물리적 환경과 상호 작용하는(또는 물리적 환경과 상호 작용하는 장치를 관리하는) 광범위한 programmable systems and devices 이러한 시스템 및 장치는 장치, 프로세스, 이벤트의 모니터링 및/또는 제어를 통해 직접적인 변경을 감지하거나 유발한다.
CPS라는 것 자체가 특정 주제를 가지고 이것이 CPS다 라고 단정지어서 공부하기에는 연관된 개념과 기술들이 다양하기 때문에 설명하기 난해한 부분도 존재한다.
크게 CPS는 디지털, 바이오, 물리학 기술로 나눠서 설명이 가능하다.
- 디지털 기술: 사물인터넷, 인공지능, 빅데이터, 공유 플랫폼 등
- 바이오 기술: 유전공학, 합성 생물학, 바이오 프린팅 등
- 물리학 기술: 무인운송수단, 3D 프린팅, 로봇공학, 나노 신소재, 대체 에너지 등
CPS의 요소 기술들은 다음과 같이 3가지로 분류가 가능하며 다음과 같이 수많은 관련 기술들이 존재한다.
이중에서 몇가지 사용예시를 들자면 다음과 같다.
이처럼 CPS는 물리적인 세계와 디지털 기술을 통합하여 효율성을 향상시키고 안전성을 유지하는데 중요한 역할을 하는 시스템으로 다양한 현대 기술과 산업 분야에서 활용되고 있다.