문. 지능형 IoT기술과 사례 동향(2021.11.3)

문. 지능형 IoT기술과 사례 동향(2021.11.3)

답.

1. 지능형 IoT 개념

  -인공지능, 에지컴퓨팅, SW기술이 결합되어 스마트한 서비스를 빠르게 제공하는 IoT 패러다임 기술

 

2. 지능형 IoT 요소기술 개념도 및 설명

가. 개념도

<그림. 지능형 IoT 요소기술 개념도>

- 지능형 IoT 요소기술로 총 5가지 분야의 기술이 필요

 

나. 지능형 IoT 요소기술 세부설명

구 분	설 명	핵심기술
지능형 센서	- 기존 센서에 제어, 판단, 저장 통신 기능 결합	- 소형화, 신규 폼팩터
MEC 기술	- 네트워크 엣지단에 소규모 컴퓨팅 시스템 설치	- MEC 이니셔티브 표준화
Tiny ML	- 수mW정도의 배터리 전력을 소비하는 소형 임베디드용 ML	- 저전력 알고리즘
연합학습	- 탈중앙데이터기반 머신러닝 학습 모델링	- 글로벌/로컬 모델링
음성인식	- 트리지 단어 필요없이 문맥에 맞는 대화기술	- 시그널 전처리/후처리과정

  - AI기술 확산에 따라 월등한 지능화된 서비스 제공

 

3. 지능형 IoT 요소기술 연구동향

가. 지능형 센서기술 연구동향

<그림. 지능형 센서기술 연구동향>

구 분	연구동향	설 명
지능형 센서소자 기술	- 소형화 및 융복합화 기술	- MEMS, SIP(System-in-Package)의 진보로 DSP회로, 센서, 통신모듈 메모리 집적화
	- 신규 폼팩터 기술	- 유연하고, 신축성 좋은 혁신적인 소재기술 - 사물곡면, 사람피부부착(인공피부)
지능형 센서 알고리즘 설계	- 스마트홈 지능형센서 알고리즘	- 기존 데이터를 재분석하여 새로운 서비스 구현 - 스피커기반 침입탐지 화재감지 지능형 음장 센서
	- 스마트 자동차 - 지능형 센서 알고리즘	- 밀리미터파 레이더, 카메라, 라이다, 초음파센서와 딥러닝 알고리즘 결합
저전력 기술	- 에너지 하베스팅 기술	- 태양광, 열전소자, 진동에너지, 공기흐름, RF파동 등 활용
	- 신호처리회로 고도화	- 스마트 MEMS 마이크로폰 - Wake on Voice(저전력화)

 

나. MEC(Mobile Edge Computing) 연구동향

<그림. MEC 개념도>

구 분	연구 동향	설 명
표준화	- ETSI MEC 이니셔티브	- 에지컴퓨팅 표준화 Task force 진행
시스템	- 에지 / 포그 / 클라우드 컴퓨팅 연결	- Hierarchy별 기능 및 연결성 연구

 

다. TinyML 연구동향

<그림. TinyML 연구동향>

구 분	연구 동향	설 명
음성인식	- DNN, CNN, RNN, LSTM	- Audio Wake Words 연구 - 문맥인지, 제어단어, 키워드탐지
시각인지	- DNN, CNN, SVM, KNN, Decision Tree	- Visual Wake Words 연구 - 객체탐지, 제스처인지, 글자인식, 객체집계
보안영역	- DNN, SVM, Decision Tree	- 분류, 이상탐지, 움직임 탐지

 

라. 연합학습 연구동향

<그림. 연합학습 연구동향>

  - 의료계에서 로컬모델링에 Private Data를 기반으로 학습한 결과를 중앙으로 보내는 방식으로 연합학습 수행

  - 개인정보 외부 노출 이슈 해결

 

마. 음성인식 연구동향

구 분	연구 동향	설 명
시그널 전처리	- 노이즈 처리 에코캔슬링	- 입력 사운드에서 노이즈 제거 및 음성으로 키워드 발췌
시그널 후처리	- NLU, DM, NLG, TTS	- 화자의 의도 파악 후 문맥에 맞는 응답 수행

 

4. 지능형 IoT 적용 사례

구분	사 례	설 명
농업분야	- ISO BUS기반 트랙터 지능화	- CAN2.0B 프로콜기반 ISO11783 국제표준 - 트랙터 주변정보, GPS정보기반 무인트랙터
공장분야	- AI와 AR 활용 공장 지능화	- 블록체인, 에지 컴퓨팅, AR 글래스 활용 생산효율화 - IntellIoT 프로젝트
의료분야	- 연합학습기반 헬스케어 지능화	- AI, IoT활용 환자의 상태 모니터링 / 질병 예측 - 웨어러블 디바이스가 핵심
관제분야	- IoT와 디지털 트윈 활용 - 항만 관제 지능화	- 센서, 3D-GIS기반 디지털트윈 적용 가상 터미널 구축 - CCTV, IoT센서 수집으로 현장상황 3차원 화면 표시 -문제발생 시 자동알림
보건분야	- CCTV와 AI활용 코로나19 확진자 동선 추적	- CCTV, AI, 블록체인, 안면 마스킹 기술 결합 - 추적정보 DB 구축

출처 : 주간기술동향 지능형 IoT 기술과 사례 동향