AIoT : 사물인터넷과 인공지능의 결합

AIoT 기술은 사물인터넷과 인공지능이 결합한 기술이다. 사물인터넷 기술의 공간에 대한 확장성과 인공지능 기술의 지능 확장이 서로 융합하여 향후 사회에 큰 영향을 끼칠 기술이 될 것이다. AIoT 기술에 대해 알아보고자 한다. 

 

목차

AIoT란 무엇인가?
AIoT 기술로 진화 : IoT 기술의 발전단계
AIoT 기술의 구조
AIoT 기술의 우려 : 보안 위협
AIoT 기술 보안 대응방안
AIoT 기술 적용 사례
AIoT 기술의 중요성 및 의의

 

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AIoT 란 무엇인가?

AIoT는 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT, Internet of Things)이 결합된 기술이다. 이 기술은 사물인터넷(IoT)으로 인해, 사회전반에 변화가 인공지능 기술과 결합되면서 발전되고 있다. 이 기술을 통해 사물인터넷으로 연결된 기기가 스스로의 문제를 인지하고 조치할 수 있다. 이 기술은 IoT의 공간 확장의 장점과 AI기술의 지능 확장의 장점의 접목한 기술이다. 

 

초연결성-초지능성-기술분류

 

 

AIoT 기술로 진화 : IoT 기술의 발전단계

 

AIoT는 사물인터넷의 발전으로부터 시작되었다. 사물인터넷 기술은 일생생활부터 사회 전반에 걸쳐 디지털 대전환의 중심이 되고 있다. 특히 개인화 기기, 스마트 시티, 디지털 트윈 가상환경까지 확대되어 적용되고 있다. 이러한 변화는 인터넷 관련 유망 기술(AI, 네트워크(5G, 6G), 클라우드)과 결합하여 빠르게 변화하고 있다. 사물인터넷은 인터넷을 기반으로 다양한 사람, 공간, 사물을 연결한다. 상황을 분석, 판단하여 지능화 서비스를 제공한다. 

아래는 IoT 기술의 발전단계 및 특징을 나타낸다. (출처 : IITP, "ICT R&D 기술로드맵 2025 통신/전파", 2020)

 

기술	내용
1단계 : 연결형 IoT	- 사물과 인터넷이 연결되어 주변 환경을 계측하고 결과를 전송할 수 있음. - 모니터링 정보를 이용하여 원격으로 사물제어 - "계측-수집-분석"을 목적으로 구축된 사물의 연결 및 관리 기술
2단계 : 지능형 IoT	- 사물이 계측한 데이터를 클라우드에서 지능적으로 분석-진단-의사결정 수행 - 1단계 기술에 지능 추가 되어, 계측-수집-분석-진단-예측이 가능한 상태
3단계 : 자율형 IoT	- 사물이 지능을 가주고 자율적으로 상호 소통하여 인간의 개입이 최소화 된 상태 - 2단계 기술 중 분석-진단-예측을 클라우드가 아닌 디바이스에서 수행가능한 기술

 

 

 

 

 

AIoT 기술의 구조

 

AIoT 기술의 구조는 다음과 같다. 사물인터넷은 다양한 센서를 갖춘 사물인터넷 기기를 활용하여 데이터를 수집한다. 수집된 데이터는 클라우드에 전달된다. 클라우드에 수집된 데이터는 인공지능 알고리즘을 이용하여 분석하며, 그 결과를 다양한 산업에 활용 가능하다. 

 

출처: Tuya Smart&Gartner, "2021 Global AI+IoT Developers Ecosystem White Paper"

 

IoT는 AI의 알고리즘을 훈련하는데 데이터를 제공하고 AI는 IoT에게 인식기능을 제공한다. 두 분야는 산업적으로 시너지 효과를 줘서 산업 및 실물경제에 큰 영향을 끼칠 것이다. 

 

 

AIoT 기술의 우려 : 보안 위협

 

AIoT 기술을 사용하기 위해서는 빅데이터 및 클라우드 시스템에 모든 데이터가 공유되기 대문에 보안위협이 이슈가 되고 있다. 이는 개인 소유의 장치부터 스마트 공장 및 도시 규모까지 광범위하게 영향을 끼칠 수 있다. 특히, 모든 것이 연결된 초연결사회에서는 하나의 기기 해킹의 문제가 아닌, 산업설비, 교통, 경제 등 사회 시스템 전체에 영향을 끼칠 수 있기 때문에 보안에 대한 중요도는 더욱더 커질 것이다. 

 

출처: KISA, KISA Insight 2022 Vol.05 지능형 IoT 사회의 보안이슈 분석

 

AIoT 기술 보안 대응방안

 

AIoT 기술의 보안 문제를 대응하기 위한 다양한 기술이 있다. 아래는 IoT 기술의 보안 대응 방안에 대한 내용이다. 아래에서 RISC-V는 2010년부터 미국 UC버클리에서 개발 중인 무료 오픈소스 RISC(Reduced Instruction Set Computer) 명령어집합이다. 현재 스마트폰 장치의 CPU로 널리 쓰이는 ARM(https://namu.wiki/w/ARM(CPU))과 직접 경쟁하여 이를 대체하기 위한 CPU 설계도(아키텍처)를 의미한다. 

 

아래 표 출처 : 사물인터넷과 인공지능을 결합한 AIoT의 기술 발전과 보안동향

구분	소프트웨어 플랫폼	하드웨어 플랫폼	RISC-V 오픈소스 활용한 하드웨어 기반 보안
구현 방법	AP 칩을 통해 보안 구현	별도의 하드웨어 모듈 추가	RISC-V 활용
특징	프로세서, 주변장치, 저장장치를 대상으로 보안 서비스 제공	기본 보안 기능을 제공하지 않은 IoT 디바이스에도 보안 적용 가능	개발자 원하는 방향으로 성능에 맞게 보안 기능 구현 가능
대응 기술	1) TEE 2) ARM Trust Zone 3) Intel SGX	4) TPM 5)SE	6)RISC-V MultiZone 7)RISC-V 메모리 격리기술 8)RISC-V H/W 메모리 무결성 기술

 

1) 매인 프로세스 내 별도의 독립된 보안 영역이 제공되는 안전한 실행 환경

2) 실행영역에서 일반 영역(REE)과 보안영역(TEE)을 분리하는 기술

3) 특정 애플리케이션 코드 및 데이터를 메모리 내 격리하는 HW 기반 메모리 암호화

4) 암호키, 패스워드, 디지털 인증서 등을 안전하게 저장하는 보안 모듈

5) 애플리케이션을 안전하게 호스팅하고 암호화 데이터 저장 및 변조 방지가 적용된 칩

6) ISA를 지원하는 TEE 구조이며 모든 도메인을 격리하는 제로 트러스트 모델을 사용

7) PMP(물리적 메모리 보호) 기능을 이용해 응용프로그램 간 메모리 격리 기능제공 가능

8) 하드웨어 암호 모듈 추가, 메모리 무결성 보장 가능

 

AIoT 기술 적용 사례

 

실생활에서는 주로 드론 배송서비스에 활용될 가능성이 높다. 드론과 배송정보가 연결되어 효과적인 배송시스템을 구성할 수 있을 것이다. 가전제품을 비롯한 집안의 모든 장치를 센서로 연결하여 제어하는 스마트 홈 기술로 적용이 가능하다. 또한 농업, 임업, 축산업, 수산업 등의 생산-가공-유통 단계에 AIoT 기술을 접목하여 지능화된 스마트팜 시스템의 구성이 가능할 것이다. 마지막으로 설계, 개발, 제조, 유통 등의 과정에서 AIoT 기술을 적용하여 품질, 생산성을 높이는 스마트 팩토리 기술에 활용될 수 있을 것이다. 

 

AIoT 활용사례 : 드론배송서비스, 스마트홈, 스마트팜, 스마트팩토리

 

 

AIoT 기술의 중요성 및 의의

 

AIoT 기술은 현재와 미래 산업에 큰 영향을 끼칠 것이다. 개인은 편리하고 스마트한 환경에서 생활할 수 있으며, 기업은 생산성을 높이고 비용을 절감할 수 있다. AIoT 기술은 여러 가지 산업분야에서 효율성을 높이고, 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있다. 

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AIoT 기술은 사물인터넷 기술의 공간 확장성에 인공지능 기술의 지능확장성을 결합한 기술이다. 이 기술은 보안의 이슈를 잘 극복한다면 다양한 분야에 영향을 끼치며 발전해 나갈 것이다. 

 

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