정보통신 정보관리기술사/논문

문. 지능형 IoT기술과 사례 동향(2021.11.3)

가카리 2022. 2. 13. 22:50

. 지능형 IoT기술과 사례 동향(2021.11.3)

.

1. 지능형 IoT 개념

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

 

2. 지능형 IoT 요소기술 개념도 및 설명

. 개념도

<그림. 지능형 IoT 요소기술 개념도>

- 지능형 IoT 요소기술로 총 5가지 분야의 기술이 필요

 

. 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 - mW정도의 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

. 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)

 

. 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

 

. 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

 

. 연합학습 연구동향

<그림. 연합학습 연구동향>

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

  - 개인정보 외부 노출 이슈 해결

 

. 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 - AIAR 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 - CCTVAI활용 코로나19 확진자 동선 추적 - CCTV, AI, 블록체인, 안면 마스킹 기술 결합
- 추적정보 DB 구축

출처 : 주간기술동향 지능형 IoT 기술과 사례 동향