INDEX
1. Introduction
2. AI, AlphaGo
2.1. Techniques used
2.2. Amount and type of data
2.3 Accuracy
3. IOT, 10 applications
4. Smart homes
4.1 Overall architecture
4.2 Technologies used
4.3 Companies
4.4 Market status, prospect
5. Conclusion
1. Introduction
ICBMA는 컴퓨터 및 소프트웨어 응용 기술 중에서 IoT, Cloud, Big Data, Mobile, AI 기술들을 의미하는 말이다. 이 기술들은 4차 산업혁명 시대 정보통신 관련 5대 핵심 기술로 제시된다. 그 중에서 AI와 IoT 기술에 집중해서 조사해보았다.
2. AI, AlphaGo
인공지능 또는 AI는 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력, 그외에 인공적으로 구현한 컴퓨터 프로그램 또는 이를 포함한 컴퓨터 시스템이다. 하나의 인프라 기술이기도 하다.[i]
알파고는 알파벳의 구글 딥마인드에서 개발한 바둑 인공지능 프로그램이다.. 프로기사를 맞바둑으로 이긴 최초의 프로그램이기도 하다.
2.1. Techniques used
알파고는 강력한 사양의 컴퓨터와 인공지능 및 알고리즘이 적용되었다.
하드웨어를 살펴보면, 알파고는 단일컴퓨터버전과 분산컴퓨터버전으로 구현되었다.
단일컴퓨터는 CPU 48개, GPU 8개 / 분산컴퓨터는 CPU 1,202개, GPU 176개로 구성되어있다. 분산컴퓨터는 다수의 컴퓨터를 활용하여 제한된 시간안에 최대한의 경로를 탐색하기위해 개발되었으며, 1202개의 CPU는 2.8Ghz X 15코어 X 1202개 = 초당 약 50테라바이트의 기본 연산이 가능하다. 나중에 갈수록 구성이 변해서, 마스터 버전과 제로 버전에서는 대폭 줄여 4개의 TPU만을 사용했다.
인공지능 기술은 대표적으로 3가지로 구성된다. 몬테카를로 트리, 딥러닝, 강화학습 등이 있다.
몬테카를로 트리란 모종의 의사 결정을 위한 체험적 탐색 알고리즘으로 확률적인 방식을 이용하여 문제를 해결하는 방법(알고리즘)이라고 할 수 있다.
머신러닝의 일부인 딥러닝은 컴퓨터가 답을 내는 방법을 인간이 프로그램하는 것이 아니라, 컴퓨터가 직접 수많은 데이터를 기반으로 학습모델을 만드는 것을 말한다.
강화학습은 머신러닝이 가능하게하는 알고리즘 총 3가지 중 하나이다. 그 3가지에는 지도학습, 비지도학습, 강화학습등이있다. 데이터의 예제 없이 무작위로 여러행동을 배보다가 우연히 목표에 적합한 행등을 했을 때 보상함수를 통해 그 행동을 더 자주 강화하도록 자식을 학습하는 기법이다.
2.2. Amount and type of data
알파고는 KGS 공개서버에서 플레이된 게임들 중 비교적 고수(6단부터 9단)의 게임 16만 개로부터 약 3천만 수를 가져와 정책망을 학습시킨다. 이 부분은 바둑의 룰에 따라 착점하는 것을 이해하는 초기화 과정이라고 한다. 이후에는 전부 자기자신과 대국을 두는 자가학습으로 데이터를 모은다. 알파고는 4주동안 3천만건의 대국을 소화했다고 한다.
2.3 Accuracy
알파고는 매우 뛰어난 승률을 보인다. 초기버전에서도 기존 인공지능을 494승 1패로 이겼으며, 한국의 프로인 이세돌과의 대결에 사용된 버전 18에서는 인간 최고수가 알파고를 이길 확률은 0.5%밖에 되지 않았다. 나중에 더더욱 발전한 알파고 제로 버전에서는 버전 18을 100전 100승으로 이겼다. 인공지능을 학습시킬수록 비약적으로 정확도가 높아진다는것을 잘 보여준 사례이다.
3. IoT, 10 applications
IoT는 Internet of Things 의 줄임말이다. 처음 IoT 개념을 표준화한 ITU에서는 IoT를 현재와 진화하는 상호 운영 가능한 정보통신 기술을 바탕으로 물리적 또는 가상의 사물들을 연결하여 서비스를 제공해 주는 세계적인 기반 구조로 정의하였다[ii]
시중에도 많은 IoT 관련 앱이 출시되어있다. LG스마트씽큐, 구글홈, 카카오홈, 네이버클로바, SK텔레콤 스마트홈, 다이슨링크, KT 기가지니 홈 IoT, 샤오미 미홈, LG유플러스 IoT앳홈, 삼성전자 스마트싱스 등이 있다.
4. Smart homes
스마트홈은 IoT를 기반으로 여러 형태의 자동화 서비스를 제공하는 새로운 주거형태를 뜻한다.
4.1 Overall architecture
가스원격제어, 냉난방 제어, 조명 제어 등이 가능하며, 사용자와 이 밖에도, 집 안의 여러 가정 제품들의 제어가 가능하다. 따라서 사용자가 집 안에 있지 않아도 자동으로 작동이 가능한 다양한 서비스들이 스마트 홈에는 포함되어있다.[iii]
4.2 Technologies used
스마트 홈이 구축되려면 스마트 홈 솔루션 및 디바이스, 통신 기술, 정보분석기술, 가상화기술, 정보분석기술, 인공지능기술, 플랫폼기술, 음성인식기술 등 여러 가지 기술들이 융합되어 스마트 홈 서비스를 지원해준다[iv]
4.3 Companies
스마트 홈 시장에서 경쟁을 벌이고 있는 회사들은 국내외로 다양하다.
국내 기업에는 카카오와 삼성전자, 국외 기업에는 네스트와 아마존 등이 있다.
카카오: 여러 아파트에 카카오의 통합 인공지능 플램폿 ‘카카오 I’를 기반으로 하는 스마트홈 시스템이 빌트인으로 설치되어 입주자는 집 안에서 각종 가전제품 제어가 가능하도록 설계한 사례 등이 있다.
삼성전자: 현재 삼성은 사물인터넷(IoT)과 주거 시스템을 결합한 ‘IoT 스마트홈 플랫폼'을 개발하고 순차적으로 적용해 나가고 있다. 무선기기와 내부 시스템을 연동한 주요내용으로는 국내 최초로 세대 환기시스템과 연동되는 미세먼지 측정기 ’IOT Home Cube' 와 생체인식 중 하나인 얼굴인식 기술을 활용한 ‘얼굴인식 출입시스템’ , 사물인터넷에 인공지능 시스템을 접목한 주거 시스템 ‘Welcome to 레미안’을 개발하여 실내 환경 개선과 입주민의 편의와 보안 기능을 강화했다.
네스트 : 구글 소유의 네스트(Nest)는 스마트홈 분야에서 자주 등장하는 이름이다. 당초 앱으로 구현하는 온도 조절기와 연기 경보기로 유명세를 탔던 이 회사는 이후 스마트홈의 포괄적인 범위를 확장했다. 두 명의 전직 애플 직원이 설립한 네스트는 단순함과 세련된 디자인이 눈에 띈다.
아마존 : 전자상거래 대기업 아마존은 알렉사 기반의 스마트 스피커인 아마존 에코를 사용하는 스마트홈 허브 시장에서 앞서 나가는 중이다. 알렉사로 음악 재생, 전화 걸기, 할 일 목록 및 쇼핑 목록 관리, 집 안에 있는 다른 모든 아마존 연결 기기를 제어하는 등 일상적인 작업을 수행할 수 있다. 알렉사는 네스트 기기 및 필립스 스마트 전구 같은 다양한 타사 스마트홈 기기와 함께 작동하며 스마트홈 시장에서 한발 앞서나가는 모습을 보이고 있다.[v]
4.4 Market status, prospect
현재 스마트홈 기술은 여러가지 방면으로 널리 보급되어있다. 특히 음성 명령을 수행하는 가상비서의 발전은 스마트홈의 인터페이스와 제어에 큰 영향을 끼쳤고, 가상 비서를 기반으로 스마트홈 플랫폼을 구축하는 추세이다. [vi]
가상 비서의 보급에는 음성을 주고받기에 적합한 아마존의 에코, 구글의 구글 홈 등 일체형 스피커가 중심이 되고 있다. 한국에서는 삼성의 갤럭시 홈, 카카오의 카카오 미니, KT의 기가지니 등이 있다. 기업들은 진화하는 디지털 소비 풍경에 맞추어 새로운 기회라고 생각하고 투자를 진행하고 있다. 현재 스마트 홈 시장에서의 절대 강자는 아마존의 ‘에코’ 스마트 스피커이며, 미국 시장 점유율 76%이다.
스마트 홈 시장역시 팬대믹의 영향을 받았다. 독일 시장조사업체 스태티스타는 ‘스마트 홈 보고서 2020’에서 전 세계 스마트 홈 시장이 지난해 664억달러(약 75조2312억원)에서 당해 773억달러로 14.1% 증가한다고 내다봤다. 이는 코로나 전 전망치보다 7.5%p 하락한 수치다. 앞서 스태티스타는 스마트 홈 시장이 그 작년보다 20% 넘게 증가한 835억6300만달러가 될 것으로 예상한 바 있다.[vii]
또한, 스마트 홈 시장은 2025년 1757억달러 규모로 올해보다 56% 성장할 전망이다. 연 평균 성장률은 17.6%다. 부문별로는 ‘제어∙연결’의 성장세가 가장 가파를 것으로 내다봤다. 올해 150억달러에서 2025년 360억달러로 58.0% 급증한다고 예상했다. 해당 부문의 성장엔 미국 전자상거래 기업 아마존의 인공지능(AI) 스피커 '에코’가 가장 큰 영향을 미칠 것으로 보인다.
5. Conclusion
오늘은 AI 와 IoT 기술과 대표적인 활용 사례 및 시장 현황과 미래 등을 조사해 보았다. 4차 산업혁명 시대의 우리 생활과 가장 밀접한 관련이 있는 기술들이며 새로운 미래의 큰 산업으로 이미 유명한 사업이여서 미래의 개발자로서 더욱 관심이 갔다. 재미있고 유익한 시간이였다.
[i] https://www.bloter.net/newsView/blt202006140001
[ii] https://spri.kr/posts/view/21977?code=column#:~:text=%EC%B2%98%EC%9D%8C%20IoT%20%EA%B0%9C%EB%85%90%EC%9D%84%20%ED%91%9C%EC%A4%80%ED%99%94,%EA%B8%B0%EB%B0%98%20%EA%B5%AC%EC%A1%B0%EB%A1%9C%20%EC%A0%95%EC%9D%98%ED%95%98%EC%98%80%EB%8B%A4.
[iii] https://blog.isusystem.com/blog/smart-home-in-the-near-future/
[iv] https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO201929064694304.pdf
[v] http://wiki.hash.kr/index.php/%EC%8A%A4%EB%A7%88%ED%8A%B8%ED%99%88#.EB.8D.B0.EC.9D.B4.ED.84.B0_.EC.A1.B0.EC.9E.91
[vi] http://wiki.hash.kr/index.php/%EC%8A%A4%EB%A7%88%ED%8A%B8%ED%99%88#.EB.8D.B0.EC.9D.B4.ED.84.B0_.EC.A1.B0.EC.9E.91
[vii] http://www.epnc.co.kr/news/articleView.html?idxno=107716
