전기전자/정보통신

NTT 기술저널_2018.7 특집 (p6~9)

특집
IoT 발전을 향한 연구 개발의 대응
IoT에서의 가치화를 향한 연구 개발
요시노 슈이치(吉野 修一) 외 1명 / NTT 미래 넷 연구소

IoT(Internet of Things)는 지금까지 ICT와는 관련이 없는 분야에서도 새로운 가치를 창출할 것으로 기대를 모으고 있어, 다양한 분야에서 이용되고 있다. NTT에서는 이 IoT를 활용하는 시대가 사회 및 산업을 ‘움직이는(조종하는) 시대’라고 판단되는 바, 필요한 조건과 더불어 기술의 역할을 4가지로 명확하게 나눔으로써 그 열쇠가 되는 기술 구축을 파트너와 함께 추진하고 있다. 이 글에서는 한층 더 발전하는 IoT를 위한 NTT의 연구소 기술 개발의 대응에 대해 소개하겠다.

■ IoT로의 기대와 현황
사회의 다양한 사물이 네트워크와 연결되어 클라우드 등 사이버 공간 상에서의 정보교환∙정보처리를 현실세계에서 '모노(物, 제품)'와 '고토(事, 서비스)’의 가시화 및 제어 등 피드백을 통해 가치를 창조하는 IoT(Internet of Things)는 다양한 분야에서 새로운 산업 창출 및 직면하는 사회 과제를 해결하는 수단으로서 기대를 모으며 이용되고 있다.

NTT연구소에서는 이 IoT를 이용해 물리적인 사물 및 사회의 움직임을 가시화하여 최적화∙제어하는 지금까지와는 다른 조건의 대응 및 새로운 이용 영역의 개척을 위한 연구개발에 힘쓰고 있다. 다시 말해, 사물∙사회를 움직이게 하는 시대는 정보통신 네트워크에서 지금까지의 역할과는 크게 다른 제3의 시대 즉, ’움직이게 하는(조정하는) 시대’가 도래한다고 판단하고 있다.

총무성의 조사에 따르면 IoT를 이용하는 것에는 수집한 데이터를 기반으로 로봇 및 기계의 원격제어 및 보수 운용 등을 통해 제공하는 Product(제품)의 가치를 향상시키는데 이용하는 것과 업무의 가시화∙효율화에 의한 자사 등의 Process(공정)를 개선하는데 이용하는 것으로 크게 분류되고 있다. 국내 농업 및 에너지, 제조 및 유통, 서비스 및 정보통신산업 등의 다양한 분야에 있어서 2015년도에 제품∙공정의 도입율은 20%, 2020년에는 40%까지 높아질 것으로 분석되고 있다.

■ 더욱 진전하기 위한 과제와 NTT 그룹의 활동
한편, 해당 조사에 따르면 IoT의 이용에 대해 제품으로서의 ‘이익 활용 부분이 불명확’하고 ‘효과가 있는지에 의문’이 있다는 것과 같은 의견이 많은 것으로 보고되고 있다. 따라서 IoT를 더욱 발전시키기 위해서는 ‘창출가치∙효과의 구체화’가 비용대비 효과의 면에서 리스크가 적다고 생각한다. 예를 들어 ‘스몰 스타트(Small Start) 및 간편한 방법으로 검증’할 수 있는 환경 및 수단이 향후 이용의 저변을 넓힐 뿐 아니라 중요해지기 때문이다.

즉, IoT의 보급을 가속시키기 위해서는 ‘IoT의 가치화’와 ‘IoT시스템의 구축방법’의 2가지 해법을 구축할 필요가 있다고 생각한다. 우선, NTT그룹에서는 ‘IoT의 가치화’를 조기에 구체화하기 위해 기술 구축의 조기 단계부터 파트너와의 연대를 통해 협업하는 노력을 추진하고 있다.

예를 들어 제조업에서는 화낙 주식회사와 오픈 플랫폼인 ‘FIELD system’의 개발에 주력하고 있다. FIELD System에서는 엣지 컴퓨팅 기술을 이용해 공장 내의 가동상황을 실시간으로 수집·분석해 제조현장의 효율화 및 지능화를 목표로 함과 동시에, 어플리케이션을 엣지에 다운로드 할 수 있게 함으로써 ‘진화하는 공장’을 목표로 2017년 10월에 국내 형 서비스가 시작되었다.

또한, 선박분야에서의 IoT 이용을 위해서는 니폰유센(日本郵船) 그룹과 안전과 환경을 고려한 고도의 선박 운항 및 기기의 고장 예측 등, 고도의 보수관리의 실현을 향한 기술개발을 추진하고 있다.

또한 ‘IoT시스템의 구축방법’에 대해서 IoT의 다양한 조건에 대응하기 위한 기술의 기능 아키텍처를 책정하여, 이 아키텍처를 리퍼런스로 연구개발을 추진하고 있다. 현실 세계에 가까운 부분부터 주요 기능을 표1에 제시했다.

센서와 그 정보를 디지털화(Digitize)가 가능한 기능 및 네트워크에 연결되는 기능을 갖춘 ‘디바이스 & 센서’, 사이버 공간에 연결하기 위한 인터넷 프로토콜의 변환기능 등을 갖춘 ‘IoT 게이트웨이’, 통신 Flow 및 트레픽의 움직임 등으로부터 시스템을 감시하는 ‘시큐리티 게이트웨이’, 사양 및 프로토콜이 다른 다양각색의 어플리케이션 및 디바이스 간에 데이터 교환을 가능하게 하는 ‘IoT 데이터 교류’, 데이터 처리의 장소 및 소프트웨어의 실행 환경의 최적화를 시행하는 ‘소프트웨어 컴포넌트’, 어플리케이션의 범용성이 높은 기능을 제공하는 ‘라이브러리 미들'이 주요 기능요소이다. IoT에서는 다양한 어플리케이션 서비스가 상정됨에 따라 그 각각에 이들 전체의 기능요소를 갖춰야 할 필요는 없으며, 이용 형태에 맞춰 필요한 기능을 시중에서의 기술을 활용한 것과 조합시켜 이용해 나갈 방침이다.
 

NTT연구소에서는 이와 같은 기능에 대해 각 분야별 조건에 대응한 시스템을 오픈소스 소프트웨어(OSS) 등의 범용적인 소프트웨어를 기반으로 구축하면서, 보편적인 기능 분석과 그 기능을 공통으로 이용하기 위한 환경의 구축을 진행하고 있다.

■ 새로운 기술과 가치의 방향성
IoT를 실현하기 위해 필요한 4가지 역할·기술에 대한 기술 개발에 주력하고 있다. 4가지 역할·기술은 사물의 정보를 디지털화·현실 사회와 사이버 공간의 인터페이스 기능인 ‘Sense, Connect & Drive’, 데이터 및 소프트웨어를 이용해 그에 적합한 장소에 배치하는 ‘Data & Software Logistics’, 데이터로부터 가치를 찾아내는 ‘Analytics & Prediction’, IoT에 의한 안심·안전한 사회 구동을 실현하는 ‘시큐리티’가 그것이다.

▶ 간편한 운용이 열쇠가 되는 Sense, Connect & Drive
시스템 구축 및 시스템 운용에 대한 비용에 높은 의식을 가지고 있는 경우가 많은 IoT에서는 구축·보수 운용이 간편한 시스템이어야 할 필요가 있다. 센서를 이용한 데이터 수집에 대해서는 단순하고 간편한 순서로 데이터를 취득할 수 있는 센서가 중요함으로, NTT 그룹에서는 생체 데이터의 센서로서 입기만 하면 데이터의 취득이 가능한 hitoe^®의 연구개발과 그 이용 사례의 개척을 추진하고 있다. 최근의 사례로는, 고령화 사회에서 중요한 사회 문제를 해결하는 것을 목표로 병원 및 시설에서의 재활 상태의 가시화 및 그 정보를 활용한 고품질의 사회복귀 요법의 제공에 대해 도레이 주식회사 및 후지타(藤田) 보건대학과 협업을 추진하고 있다. 본 활동에 대해서는 이번 특집기사인 ‘웨어러블 소재 hitoe^®를 응용하거나 재활 지원에 대응’에서도 소개하겠다.

사이버 공간과의 커넥티비티를 제공하는 네트워크에 있어서도 IoT의 발달로 인해 지금까지 네트워크에 연결되지 않았던 경우에서의 IoT 이용이 기대되고 있다. 예를 들어 NTT연구소에서는 노후화가 진행되는 상수도관 등의 모니터링으로서 지하의 인프라 감시를 가능하게 하는 디바이스와의 통신에 관한 연구 개발을 추진하고 있다. 그 예로 50dB이상의 전파전반손실(電波傳搬損失)이 일어나는 지하 수도의 밸브상자로부터 무선통신을 지상에 설치한 기지국의 신호 처리로 높은 신뢰화를 실현하여 저(低) 전력화와 함께 유지보수가 수 년간 필요 없는 운용을 실현한다는 목표를 세우고 있다. 본 활동에 대해서는 이번 특집 기사인 ‘전파가 닿기 어려운 장소에서 IoT 단말을 확실하게 네트워크에 수용하는 중계 무선기술’에서 소개하겠다.

▶ 데이터 및 구조의 공통화 및 국소적인 정보처리가 열쇠가 되는 Data & Software Logistics
IoT에서는 다양한 빅데이터를 활용한 새로운 가치 창출이 기대되고 있으나, 총무성의 조사에 따르면 기업 및 자치단체에서의 빅데이터 활용에 관한 과제의식으로서 ‘데이터 수집∙관리 비용’, ‘데이터 이용 및 활용 비용 대비 효과가 불명확하다’ 등이 올라와 있다. 현재는 개별 이용이 중심이지만, 향후 IoT를 크게 발전시켜 나가기 위해서는 데이터의 표준화 및 데이터를 취급하는 공통 구조, 다시 말해 데이터 교류에 기여하는 표준화가 중요해졌다고 할 수 있다. NTT 연구소에서는 오픈 데이터의 이용 및 업계를 아우르는 데이터 이용을 촉진하는 국제표준 후보로서 oneM2M이 그 중 하나라고 생각해, 연구개발과 더불어 표준화 활동을 진행하고 있다. oneM2M은 IoT시스템으로 공통적으로 사용되는 기능군(群)을 플랫폼으로서 사양화하고 있다. 또한, 다른 기존 표준규격과 상호 접속하는 사양 책정도 진행하고 있다. oneM2M의 아키텍처에서 시스템을 구축함으로써 취득한 데이터까지 동일한 API(Application Programming Interface)로 접속할 수 있게 되어, 1개의 데이터를 다른 앱이나 유저가 이용하기 쉽게 된다. 또한 이용분야뿐만 아니라, 타 분야로부터도 동일한 API로 데이터에 접속할 수 있어, IoT를 발전시키는데 있어 중요하다고 생각하는 타 분야의 연대∙타 분야의 지식 도입 등이 시행되기 쉬워질 전망이다.

NTT연구소에서는 연구 개발과 함께 이 oneM2M의 표준화 활동에 참가하여 표준 사양의 책정 및 책정한 사양의 완성도 향상을 위한 검증을 조기에 보급시키기 위해 추진하고 있다.

또한, IoT에 있어 새로운 가치 창출을 위한 수단으로 국소적인 정보처리인 엣지 컴퓨팅 기술이 기대를 모으고 있다. 엣지 컴퓨팅은 지금까지의 단말과 클라우드 중심의 정보 처리였던 것에 반해, 그 동안 지리적으로 분산되었던 거점에도 정보 자원을 통해 새로운 효과의 창출을 목표로 한 기술이다. NTT연구소에서도 일찍이 연구 개발에 나서고 있으며, 다양한 분야에서의 이용 가능성을 검증하고 있다. 본 특집 기사인 ‘계층형 기상예측에 있어서의 엣지컴퓨팅과 IoT센서의 활용’에서는 계층형 네트워크의 구성을 활용한 활동으로서, 국립 연구개발 법인 해양연구개발기구(JAMSTEC)와의 계층형 기상 시뮬레이션 시스템의 공동연구에 대해 소개하겠다.

또한, IoT의 보급∙진전에 의해 IoT의 디바이스는 심플한 것뿐만 아니라, 고정밀 카메라 등의 대량 정보 교환을 동반하는 고기능의 디바이스도 등장하고 있다. NTT연구소에서는 고기능∙고성능인 IoT 디바이스 활용을 지원하는 네트워크의 제공을 위해 분산 배치를 가능하게 한 기능군(群)에 의한 정보 교환을 이용하는 데 필요한 전달을 실현하는 데이터 스트림 어시스트 기술의 연구개발에 주력하고 있다. 본 활동에 대해서는 이번 특집기사인 ‘IoT 서비스를 지원하는 데이터 스트림 어시스트 기술’에서 소개하겠다.

▶ 확장성 및 간편한 이용이 열쇠가 되는 Analytics & Prediction, Security
빅데이터 분석 및 AI(인공지능) 기술에 의해 새로운 가치 창출이 기대되고 있으나, 취급하는 데이터 양이 증가함에 따라 전문지식을 활용해 알고리즘의 선정 및 최적화 등이 필요하다. 또한 시큐리티에 대해서도 IoT의 발전과 더불어 지금까지 이상으로 대규모 공격 및 교묘한 공격으로부터의 대처가 필요해진다. IoT를 널리 보급시켜 사회 인프라로서 누구나 활용할 수 있게 하기 위해서는 이와 같이 복잡하고 전문적인 처리를 보다 효율적이며 간편하게 이용할 수 있는 환경을 만들어 가는 것도 중요하다고 생각한다.

■ 향후 전개
향후에도 첨단 기술개발과 함께 다양한 분야의 파트너와의 연대를 통해 새로운 가치를 창출하여 IoT의 이용 확대 및 발전을 목표로 한다.

 -- 끝 --