IoT의 전원 문제의 해결책, 에너지 수확 기술

[테크월드=신동윤 기자] IoT의 가장 큰 문제 중 하나는 수많은 센서에 어떻게 전원을 공급할 것인가이다. 대부분의 IoT 기기는 매우 작은 크기를 갖고 있으며, 사용자나 관리자가 배터리를 교환하기 힘들거나, 혹은 전원을 연결하기 힘든 상황에 있는 경우가 매우 많다. 그렇다면 해결책은 없는 것일까? 물론 전력소모를 최소화해 배터리 교환 없이 수 년 동안 동작할 수 있게 하는 방법도 있다. 하지만 최근 IoT 장비들도 지속적으로 높은 성능을 요구하고 있으며, 특히 AI와 같은 고성능 연산 작업이 필요한 경우에는 배터리 방식으로는 한계가 있다.

최근 많은 시도가 이뤄지고 있는 에너지 수확(Energy Harvest) 기술이 IoT 환경에서 특히 부각되고 있는 이유도 바로 이 때문이다. 온도나 태양광, 전자기파, 혹은 압력이나 운동에 의해 에너지를 얻는 것이 바로 에너지 수확이다. 기기가 단지 에너지를 소비만 하는 것이 아닌, 자신이 사용할 에너지를 직접 생산함으로써 배터리 사용시간을 확장하거나 아예 배터리를 사용하지 않을 수도 있게 만드는 것이 바로 에너지 수확 기술의 장점이다.
엑스노어(Xnor)라는 미국의 한 스타트업이 최근 선보인 기술은 이런 에너지 수확 기술을 적극적으로 활용하면서도, AI(인공지능)과 같은 최신 트렌드를 적극적으로 수용함으로써 성능과 저전력(긴 동작시간)이라는 양립하기 어려운 두가지 요소를 결합시켜 눈길을 끌고 있다.

코어에서 에지로 이동하는 AI
지금까지 AI 기술 트렌드는 대규모의 연산으로 인해 데이터센터나 클라우드 환경을 기반으로 운영되는 경우가 대부분이었지만, 중단없는 서비스, 그리고 서비스의 지연을 최소화하기 위해 최근에는 에지 컴퓨팅이 점차 힘을 얻고 있다. 에지 컴퓨팅은 연산과 판단 작업을 클라우드가 아닌 각 노드에서 처리하는 것으로 보다 빠르고 주변 환경의 영향 없이 처리할 수 있다는 것이 장점이다. 또한 보안이나 적용 방식의 유연성 측면에서도 장점을 발휘한다. 이것이 바로 최근 화제가 되고 있는 인텔리전트 에지(Intelligent Edge)다.
다만 이같은 경우 전력 소모의 상승이나 에지에 다양한 기능이 추가됨에 따라 비용 상승 등의 약점이 발생할 수 있다. 엑스노어가 발표한 AI 카메라는 이런 부분에 있어 어떤 가치를 갖는지 살펴보면, 우선 가격 측면에서 10달러에 불과한 저렴한 가격에 별도의 배터리나 전원을 필요로 하지 않는다는 장점이 있기 때문에, 아무런 유선 연결 없이 빛이 비치는 곳에만 두면 반영구적으로 동작한다.
이 제품은 320x320화소에 AI 기능을 제공하기 위한 FPGA 칩을 채택하고 있으며, 첨단 사물인식 알고리즘이 탑재돼 있다. 다만 Wi-Fi의 경우 많은 전력이 필요하기 때문에, 이를 대신해 저전력 무선 커뮤니케이션 기술을 사용하고 있으며, 이를 통해 수십 km 이상까지도 정보를 전달할 수 있다. 또한 별도의 배터리를 탑재할 경우, 빛이 있는 동안 충전해 야간 등 빛이 부족한 상황에도 운용할 수 있다.
320x320의 저해상도이긴 하지만, 저렴한 가격과 설치의 용이성을 고려할 경우, 스마트시티 등 대규모 프로젝트는 물론이고, 자동차 실내의 사용자 행동 인지, 드론 등의 용도로 사용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

편의성을 극대화한 AI 카메라도 필요
IoT 기반의 카메라는 보급의 편의성이 높아 기존 방식의 CCTV에 비해 훨씬 광범위하게 사용될 것으로 예상된다. 문제는 이렇게 많은 카메라를 어떻게 모니터링하고 활용할 수 있을 것인가에 달려있다.
사람들이 계속 카메라 모니터링 화면만 쳐다보고 있을 수는 없는 일. 따라서 AI와 같은 기술을 적용해 자체적인 분석을 수행하고, 결과만 사용자에게 알리는 방식이 필요하다.
엑스노어의 AI 카메라는 아직 출시 전이기는 하지만, 이런 AI 카메라의 판도를 바꿀 수 있는 기술로 예견된다.
별도의 전선을 연결할 필요없이 그냥 카메라만 갖다 놓는 것으로 모든 것이 해결되기 때문이다. 물론 이런 과정에서 개인의 사생활 침해나, 개인정보 등의 민감한 문제가 대두되겠지만, 그렇다고 하더라도 이런 AI 카메라가 점차 대세가 될 것이라는 흐름은 크게 벗어나지 않을 것이다.
또한 이런 AI 카메라의 활용도가 넓어짐에 따라 고해상도, 고성능의 IP CCTV뿐 아니라, 설치와 관리의 편의성을 극대화한 이런 카메라또한 또 하나의 시장을 형성해 나갈 것이다.