[220819 ABC 4일차] - 3번째 특강

스마트 시티 & 산업도메인 지식의 이해 특강 정리

스마트시티는?

: 도시의 경제적, 사회적, 환경적 문제를 해결하기 위한 수단으로 신기술(대개 ICT)과 데이터의 사용을 고려하여 궁극적으로 도시를 스마트 하게 만드는 것을 디지털 기술을 포함한 다양한 기술.

• 도시의 중요성은 점점 증가하고 있으며 도시가 미래 여러 분야에서 중추적인 역할을 담당하기 위해서는 현재 도시의 형태를 벗어난 더욱 발전된 모습이 되어야 할 것이며 그 형태로 가장 주목받고 있는 것이 스마트시티임

→ 도시로 사람들이 몰리니까 생기는 현상이라고 생각하면 된다.

<시장 규모>

• 효율적인 이동, 스마트 빌딩, 최적의 에너지 활용, 더 나은 행정 서비스 등과 같은 다양한 요구사항들이 스마트시티 발전을 위해 요구되며 관련 시장과 기술은 향후 몇년간 빠르게 성장할 것으로 예상됨.
• Modor Intelligence 2021 보고서에 따르면, 글로벌 스마트시티 시장 규모는 2020년에 7297억 8000만 달러로 평가되었으며 2026년까지 20361억 달러에 도달하고 예측 기간(2021 ~ 2026년) 동안 18.22%의 compound annual growth rate(연평균 성장률)로 성장할 것으로 예상

스마트 시티 기술 요소 9가지

1. Smart Energy : 경제적이고 지속 가능하며, 안전한 에너지 시스템으로 전기, 가스, 난방 및 친환경 신재생 에너지의 기반 시설이 디지털로 통함되어 안정적으로 운영되는 시스템을 의미한다.(스마트로 원격제어하는 거라고 생각하면 됨)
   1. → 거의 다 모바일이나 PC로 하게 됨
   2. → 사물인터넷 기술을 활용하여 조명, 가전제품, 전기차, 태양광발전 등 에너지 현황을 실시간으로 모니터링하고 원격으로 관리하는 스마트 에너지 홈을 조성한다.
2. Smart Environment : 스마트 시티를 구성하는 주요기술인 환경기술은 생태 중심, 기술 중심, 인간사회 중심의 관점에서 개발되며 지구환경 자원(태양, 물, 바람, 식물)의 효율적 이용과 에너지 창출, 자연환경과 생태계 보호, 지구환경(기후,공기, 물, 토지)의 질 개선 및 예방/관리를 위한 기술로 정의→ 우리나라에서 제일 많이 사용되는 것이 산불예방 (센서를 설치해서 온도, 습도, 연기 등을 발생과 동시에 발견 가능) 그런데 실질적 예방은 많이 안됨.
   1. → ex) 미세먼지 관측 기계 : 1시간 단위로 자료를 수집해서 관측한 데이터를 바탕으로 정보를 보여줌.
3. Smart e_Governance : 스마트 거버넌스는 스마트시티를 이루기 위해서 정부에서 구축하는 도시 시설 문의 운영 및 유지관리, 나아가 삶의 질 향상을 위한 기반 기술 개발 등을 의미함.→ 근본적인 목적은 바로 삶의 질 향상이라고 할 수 있다.
   1. → 우리나라도 실시하고 있다고 생각하면 됨. 대표적 부산, 세종 실시
4. Smart Safety : 스마트 안전도시 개념은 기존에 안전도시를 구축하고자 수행하여 왔던 다양한 활동에 정보통신기술 기반의 플랫폼 및 정보 서비스를 접목하여, 시민들이 체감할 수 있고 예방적인 위험관리가 가능토록 변화된 도시로 정의→ 개인정보 (얼굴) 문제때문에 논란의 소지가 약간 존재→ AI는 걸어가는 사람을 분석해서 뭔가 문제가 발생했는지 등에 관한 판단을 하고 119 등에 정보를 넘김 (안정성이나 정확성의 문제가 있음.)
   1. → 기존 안전 활동 : 설비 (안전시설물(펜스, 보행자 통로, 경광등 등) 보완, ILS 등) 제고 (TBM, 니어미스, 표준작업 준수, 안전교육, 안전진단 등)+ Smart 기술 : 로봇, 드론, IOT 센싱, AI, 웨어러블, 모바일 등
   2. → 가장 큰 부분을 차지하는 요소라고 생각
5. Smart Life Convenience : 스마트 교육, 스마트 기상, 스마트 홈(빌딩)과 같은 다양한 요소들이 복합적으로 들어가 있는 개념→ 예를 들면 선풍기를 샀는데 선풍기를 제어할 수 있는 어플리케이션이 있다
   1. → 건물 자체를 모바일 자체로 제어할 수 있도록 스마트 시티 단지를 구현하는 것이 목표임
6. Smart Traffic : 스마트 시티에서의 스마트 교통분야의 핵심은 스마트 모빌리티와 지능형 교통체계로 이용자와 운영자의 선호도(Preference)를 분석해 맞춤화(Customized)된 교통서비스를 제공하는 스마트 체계
   1. → 지금 네비는 실시간 데이터가 아니라서 정확성이 떨어짐…
7. Smart Healthcare : 환자에 대한 더 나은 치료, 더 나은 진단 도구, 적시 의료 전문가의 상담, 환자의 의료 기록 및 질병 이력을 안전하게 유지하고 삶의 질을 향상시키는 시설을 보장하는 기술 의반 의료 서비스→ 원격 상담도 여기에 포함된다고 생각하면 됨. 아직은 의료법의 개정에 대한 어려움이 있어서 현실적으로 실행하지 못함 (한국의 경우)
   1. → 내 기본 의료 데이터에 대한 정보들도 제공 할 것인가에 관련된 문제
   2. → 웨어러블 ( 스마트 워치) : 혈압 심전도 등을 재는 것이 정말 위급한 상황일 때 바로 구급처치가 가능하도록 119의 나의 데이터를 넘길 수 있게 하는 것이 목표
8. Smart Community : 주택, 건물, 교통, 생활양식 등 다양한 사회 시스템 속에서 신재생 에너지를 효율적으로 활용하는 지역사회를 뜻함
9. Smart Platform : 스마트 플랫폼은 스마트 시티와 관련된 다양한 응용 서비스와 사물들을 IoT 국제표준 기반으로 쉽게 연계하여 사용자들에게 필요한 서비스를 제공하고, 개발자들을 지원해줄 수 있는 플랫폼→ 어떻게 실생활에 적용할 것인가?
   1. → 어떻게 도시에 적용할 것인가? (정책과 지자체의 환경에도 맞춰서 적용해야 해서 어려움)
   2. → 앞선 8가지의 요소들을 효율적으로 관리할 수 있는 것이 플랫폼!

스마트 시티 국내/외 현황

국내 사례)

   세종시와 부산시에 조성될 스마트 시티 국가시범도시 사업에 내년부터 2021년까지 3년간 공공과 민간에서 총 3조 7000억원 가량의 자금이 투입 (세종시는 3년정도 늦어짐)

해외 사례 )

   현재 스마트 시티 대열 선두로 앞장서고 있는 암스테르담은 2009년부터 스마트시티 플랫폼을 오픈하여 운영

   암스테르담 스마트시티(ASC)공식 홈페이지에 따르면 이 플랫폼은 열린 공동 플랫폼으로, 시가 직면한 사회/경제/생태 관련 이슈를 풀어나가기 위해 모빌리티 및 에너지, 시민과 생활 등 6개 프로젝트 영역이 진행중

   가장 먼저 시작한게 스마트 쓰레기통

스마트시티 예시

• 아파트 내의 차량 번호판 인식 ⇒ 이건 지금 100% 완벽하게 분석한다. 사실 이 기술은 일반적인 기술이 아니라 미국 CIA에서 범인을 찾기 위해서 사용되려고 개발된 기술임. 지금은 완전 상용화되어있음.
• 얼굴인식을 이용한 근태관리 ⇒ 이것도 100% 단, 코로나 시대에 마스크를 쓴 상태에도 완벽하게 분석할까? → 지금은 거의 완벽하게 분석함!!
• 이상행동 감시 CCTV
• 무단투기, 도난감지 및 화재 자동 알림⇒ 화재 자동 알림 ? 우리나라에서 가장 많이 설치되어 있는 곳은 전통시장!! 연기와 온도를 감지해서 알림
• ⇒ 무단투기 자동 알림 ? 가로등이 달려있고 CCTV 달려있고 스피커까지 달려있음. 사람이 지나가면 음성메세지 출력 단, 쓰레기 무단투기가 아닐때도 나옴 즉, 사람을 인식하는 것이 아니라 센싱만 해서 쓰레기를 버리지 말라는 음성 메세지만 나오는 것 아직까지는 기술이 부족
• 스마트 수거관리 서비스 : 태양광 압축 쓰레기통, 적재량 감지센서
• ⇒ 이거 아직 왜 못할까? : 일단 쓰레기통 너무 비쌈. 그리고 쓰레기 수거 외주업체가 정해진 시간에만 근무하기 때문에 그 이후 시간에는 근무하지 않음 그게 문제
• 경주시에서 실시간 신호제어 시스템 도임 (2021.06)
• ⇒ 교통지체 감소율 11.7%
• 세종시 호수공원 피자 드론 배송 서비스 21’ (단, 주말에만 가능)

Smart City 핵심기술 IoT , Big data, AI, Cloud

1. IoT 사물인터넷
   • 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 정보를 상호 소통하는 지능형 기술 및 서비스
2. Big data
   • 인간의 학습 능력과 추론 능력, 지각능력, 자연언어의 이해 능력 등을 컴퓨터 프로그램으로 실현한 기술
   • Smart City 핵심 기술 중 가장 중요한 부분
   • 가장 많이 사용하는 기업이 보통 유통업체임
3. AI
   • 정형, 반정형, 비정형, 데이터 세트의 집적물, 그리고 이로부터 경제적 가치를 추출 및 분석할 수 있는 기술
   • 전투로봇 등
4. Cloud
   • 데이터를 인터넷과 연결된 중앙컴퓨터에 저장해서 인터넷에 접속하기만 하면 언제 어디서든 데이터를 이용할 수 있는 것
   • 데이터가 쌓여야만 분석을 할 수 있다.

Smart City 교통, 도시행정, 에너지, 환경, 생활복지 핵심 솔루션 Digital Twin

• 미국 제너럴 일렉트릭(GE)이 주창한 개념으로, 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고, 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 기술이다 디지털 트윈은 제조업 뿐 아니라 다양한 산업, 사회 문제를 해결할 수 있는 기술
• 예를들면 노화된 건물을 PC 상에서 똑같이 설계해서 똑같이 구현해놓고 문제가 생기지 않도록 테스트 해본 뒤 처방을 내리는거라고 생각하면 됨.
• <디지털 트윈 요소기술 개념도> ⇒ 현실세계를 가상세계로 구현하고 가상세계에서 현실세계로 반영
  • 3D 모델링 (드론, GIS, CAD, BIM)
  • 데이터 수집 및 분석 (IoT 센서, 빅데이터, AI)
  • 예측 및 최적화 (시뮬레이션, AR/VR/MR)
• 교통 : 수요 응답형 모빌리티, 자율주행차, 드론 택시, 공유 차 서비스
• 에너지 : 전기차 충전 인프라, BEMS 빌딩 통합 에너지 관리
• 환경 : 대기오염 예측 서비스(핵심 서비스라고 생각) , 폐기물 관리 서비스, 상수 수질 및 수질관리 서비스, 친환경 수자원 이용 및 관리
• 생활복지 : 독거노인 토탈케어(ex 어르신의 움직임을 관찰해서 몇시간 동안 움직임이 없다 하면 119부름. 움직임 센서, 통신모델(관리기관에 연락) 그거 말고도 어르신 몸에 직접 기기를 붙여서 문제가 생겼을 때 자동으로 알려줄 수 있도록 해주는 서비스가 있음), 장애인 이동성 보장, 스마트홈 네트워크 지원
• Connectivity + Intelligence : 센서 및 디바이스의 증가 + 유/무선 네트워크를 활용한 손쉬운 연결 + 빅데이터 분석에 기반한 고도화된 지능형 서비스
  • 데이터를 분석해서 어떤 방식으로 알려줄 것인가?
  • 센서의 문제 보다는 센서를 가지고 얻은 데이터를 어떤 방식으로 분석할 것인가에 대한 것이 더 중점.
  • 우리나라는 통신망이 원만하게 잘 구축이 되어있는 상태여서 우리나라에 최적화될 수 있는 시스템이라고 생각
• 리빙랩 플랫폼 : 관내 ICT 기업의 성장을 지원하는 플랫폼과 지원센터를 통한 지속 발전
  • 스마트시티 개방형(리빙랩형) 플랫폼 : 구축되는 사물 인터넷 기반 서비스 및 인프라에 대한 관제를 위해 개방형 플랫폼을 구축하고 일정 시능에 시민(청년 및 상가 상인 포함)이 참여하여 혁신활동을 수행할 수 있는 플랫폼 구축
  • 공공데이터 (오픈 API) : 수집된 빅데이터 및 분석 정보를 기업에게 개방하여, 기업의 성장과 시민편의 중대를 유도하는 공유 플랫폼
  • 테스트 환경 : 각종 단말, 묘듈, 3D 프린터 등 스타트업 기업이 구비하기 어려운 다양한 테스트 환경을 제공하는 스타트업 지원프로그램
  • 창업지원 : 창업 보육실 (사무공간)에 IoT 스타트업 입주를 지원하고, 오픔 사무공간을 운영하여 타 기업간 파트너십을 통한 시너지 유도하는 지원 프로그램
  • 시민 (의견건의/아이디어 공유) → 지자체(시민 제안 아이디어 검토 및 사업화 추진) → 기업(구현 기술 제공 및 수익 창출) → 시민
  • 빅데이터 기반 아이디어 교환 , 시민/기업 소통

Smart City 비즈니스 모델

• 베르겐의 모빌리티 허브의 일부인 전기 자동차 공유 차량을 위한 주차 공간 (우리나라는 비즈니스모델이라고 하기 힘들고 유럽에서는 많이 상용화되어있음)
• 비콘(beacon) 기술을 체험하고 실제 생활속에서 시험할 수 있는 리빙랩인 비콘마일
  • 비콘마일을 걷다보면 박물관, 식당 버스정류장 등에 설치된 비콘이 스마트폰으로 각종 정보를 전송
  • 우리나라에서는 SK가 했던 미아 방지
• 세계에서 세번째로 물동량이 많은 암스테르담 스키폴 공항
  • 스키폴 에어포트 앱을 실행하면 탑승구까지 안내와 비행기 시간 변경 등 탑승과 관련된 모든 안내 수신
• 개방 의료 데이터
  • 다양한 연구용 AI 의료 SW 개발
  • AI 기반 감염병 대응. 디지털 치료제, 의료 가상확장세계 등 미래 의료서비스 선제적 대응
• 스마트팜(농장)
  • 농장에 ICT 기술을 접목해 원격, 자동으로 최적의 생육환경을 제어할 수 있는 농장
  • 농장버전 말고 집에서 키울 수 있는 모델도 나와있음
• 국내 스마트시티 : http://smartcity.go.kr

DATA (데이터)

• 야구는 데이터와 매우 밀접한 관계가 있다? ⇒ 깊이 들어가면 들어갈수록 데이터와 관련이 있음
  • Sabermetrics, Baseball
  • 야구를 통계학적/수학적으로 분석하는 방법론, [조지 윌리엄 빌 제임스(72)]
  • 세이버 메트릭스 십계명(72년도)
  • 옛날과 비교해서 현재는 데이터 분석을 매우 많이 함
  • 예를들면, 출루육, 장타율, 땅볼/블라이볼 비율, OPS, OPS +(조정OPS), 등등
  • 보통 TRACKMAN 시스템을 많이 이용해서 데이터를 분석함 ⇒ 이건 골프에서 나옴!!
    • 2002 설립, 레이더를 사용해 공의 비행을 추적, 골프에 적용
    • 2011 부터 야구에 서비스를 적용 ( 지금은 테니스에도 적용한다고,,)
• 빅데이터란?
  • 디지털 환경에서 발생하는 대량의 모든 데이터
  • 데이터에서 가치를 추출하고 결과를 분석하는 기술
  • 대량의 데이터를 저장, 관리, 분석할 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 기술
  • 데이터를 모두 모아서 분석을 하는 것이 AI라고 할 수 있다.
• 빅데이터의 5V
  • Volume(규모)
  • Velocity(다양성)
  • Velocity(속도)
  • Veracity(정확성)
  • →이게 제일 중요하다고 할 수 있음!!
  • Value(가치)
• 빅데이터 활용 사례 :
  • 빅데이터를 가장 많이 활용하는 기업은 amazon이다. 아무도 따라올 수 없,,, 10분 단위로 최저가격을 갱신한다.
    1. 18~45세 남성, 외국영화, 3000달러 이상 수입, 임대주택 거주 → 상품예측
    2. 경쟁업체 가격, 주문내역, 예상이익율 등 데이터 분석 → 가격 최적화(10분단위)
    3. 매년 25% 수익율 창출
  • 스타벅스 (스타벅스에서는 상권 분석을 매우매우 잘함)
    1. 150M 이내 매장 두세곳이 있어도 망하지 않음?
    2. 다른 스타벅스 위치, 교통패턴, 지역 인구통계 등 데이터 수집
    3. 신규매장으로 인한 기존 스타벅스 매장 매출 예측 분석
    4. 앱 분석 → 커피취향, 방문시간 예상 등
    5. 매장별 특성화 전략을 갖고있음
  • 해수욕장
    1. 해수욕장 내 신호를 측정, 30분 이상 머무른 휴대폰 숫자
    2. 통신사별 시장점유율 + 전원꺼짐 데이터 분석
    3. 해수욕장 이용객 수 산출
  • 손흥민 선수 훈련시 조끼
    1. 모든 선수들이 훈련시 - 캐터필드 조끼
    2. 경기당 540만개 데이터 ⇒ 조끼 말고 영상분석
    3. 한시즌 2억 520만개 데이터
  • 도로교통공단
    1. 교통사고 위험 예측 : 도로교통공단의 축적된 교통사고 자료와 기상정보등을 연계 분석하여 다양한 조건 별 교통사고 위험도 정보를 제공한다.
    2. 교통 트래픽에 대한 정보가 정확하게 되어야 하는데 아직까지는 차량 내에 데이터와 연계가 잘 안되고 있음.

A.I (4대 유망산업)

• 인공지능 관련 4대 유망산업 동향
  • 자율주행 자동차(2025년 이후 빠르게 성장)
  • 지능형 로봇 (연평균 세계 14% 국내 21% 고성장 지속)
  • 지능형 감시 시스템 (연평균 20% 이상, 국내 22.3% 급성장 전망)
  • 지능형 교통제어 시스템 (연평균 세계 9.3% 국내 10.7% 성장)
• A.I (Alpha GO)
  • 2014년 구글 딥마인드(영국 스타트업) 인수 후 2015년 탄생
• A.I 플랫폼 개념도
  • 데이터 : 비디오, 이미지, 텍스트/이모티콘, 음성
  • 인풋/아웃풋 채널 : 로봇/드론, 음성인식 AI 스피커, 블루투스 스피커 연동 스마트 마이크. 스마트폰 연결 스마트 기기, 메신저 앱/웹
  • AI 제품/솔루션 :
    • 기업 고객 통합 솔루션
    1. MIND’s Bot : Commerce, 대화형 커머스
    2. MINDS VA/ATP : Contact Center, 인공지능 가상 상담형 Agent 교육 플랫폼
    3. MINDs VOC : Analysis, 음성인식 및 VOC(Voice of Customer) 분석
    • 소비자용 AI 제품 / 서비스
    1. MINDs Assistant : 인공지능 개인 비서
    2. MINDs RYL : 개인 음성 맞춤형 녹취 서비스
    3. Smart Machine : 스마트 스피커, 드론, 스마트 서비스 로봇 등 각종 스마트 디바이스
  • AI 서비스 : 홈페이지 챗봇, 영어 교육 학습(회화), AI 콜센터 시스템, FAQ, 그 외 다양한 분야
• A.I 서비스
  • 사람의 뇌(신경망) 즉, **‘확률’**로 어떤 물건인지 알 수 있다.
  • A.I가 이미지를 구분하려면 수천만장의 데이터를 학습하여야 알 수 있다.
  • Big Data ⇒ Algorithm & AI ⇒ Value Creation
  • ex) 네비게이션 ‘맵’ ⇒ 빠른 길 찾기 ⇒ 증강현실(AR)
  • AI 서비스는 모빌리티, 자율주행, 은행, 고용센터, 네이버플랫폼 클로버, 카카오 플랫폼 i, 무인 편의점, Face APP_유관순 열사, 안면인식, 로봇, 의료, AI 아나운서, 호크아이 시스템
    • 자율주행은 LEVEL이 6단계임, 지금은 4~5단계라고 하면 되는데 6단계는 현실적으로 어려움
      • “일반화된 자율주행은 어려운 문제다. 인공지능의 큰 부분을 풀어야 하기 때문이다. 이렇게 어려운 줄은 예상하지 못했지만, 돌이켜보면 어려움은 명백했다.” - 테슬라/일론머스크
    • 네이버 플랫폼 클래버
      • 클로바는 인간의 오감에 해당하는 ‘클로바 인터페이스’ / 두뇌에 해당하는 ‘클로바 브레인’ / 디바이스 및 애플리케이션을 연결하는 ‘클로바 인터페이스 커넥트’, 콘텐츠 / 서비스 연결로 ‘클로바 브레인’의 기능을 확장하기 위한 ‘클로바 익스텐션 키트’ 등으로 구성
      • 이걸 계속 학습시킴. 아이언맨의 자비스라고 생각하면 될 듯
      • 상황을 자동적으로 분석하고 결과를 제시하는 것이 근본적 목표
    • 안면인식 BUT 개인정보는?
    • 의료 : 엑스레이 사진 2364개를 대상으로 골절 유무 진단을 맡긴 결과 전문의(5명)의 교차 진단 정확도는 77.5%에 그친데 반해 AI는 92%로 무려 19%나 높게 나타남
    • AI아나운서 : 목소리 톤 카피, 안면 카피
    • 호크아이 시스템 : 테니스 심판 (정확도 높음)

강의를 듣고 나서

: "스마트시티 & 산업 도메인" 특강을 듣고 난 후 내가 실생활에서 누리고 있었던 것들이 스마트시티 그리고 인공지능과 밀접하게 연관이 되어 있다는 것을 생각하게 되었다. 어떻게 보면 당연한 것들이 다시 한번 곱씹어보니 인공지능 기술들이 밀접하게 연관이 되어있다는 것을 깨달았다. 재학중인 학과 세부전공의 인공지능 쪽은 모두 의료쪽이다. 생체신호 분석, 뇌영상 분석 등 모두 의료와 관련된 인공지능이기 때문에 자연스럽게 인공지능 쪽을 선택한다고 하는 것은 모두 의료분야라고 할 수 있다. 그런데 생각보다 더 다양한 AI 서비스들이 있었고 내가 선택할 수 있는 분야들이 매우 많다는 것이 흥미로웠다. 정확하게 AI서비스 쪽으로 진로를 선택할 것이라고는 확신할 수 없지만, 확실한 것은 AI쪽도 생체신호 분석이나 영상 분석 뿐만 아니라 다른 분야에도 폭넓게 생각해보고 공부해보고 싶다는 생각이 들었던 강의였다.