AIoT가 만드는 스마트 세상: AIoT 개념, 기술, 제품, 산업동향, 전망까지

“어제 늦게 주문하신 치킨 때문에 나트륨 섭취량이 초과됐네요. 오늘은 몸의 부종을 빼는 데 도움이 되는 바나나와 아보카도로 스무디를 만들어드릴까요? 마침 유통기한이 이틀 남은 재료들이 있어서 지금이 딱 좋을 것 같아요.”

우리는 지금 AI 전환의 한복판에 서 있습니다. 냉장고가 우리의 식습관을 학습하여 건강한 식단을 제안하고, 교통시스템이 실시간으로 최적 경로를 계산하며, 공장의 기계들이 스스로 고장을 예측하여 유지보수를 요청하는 세상이 현실이 되었습니다. 이 모든 일들의 주인공이 바로 'AIoT'입니다.

AIoT(Artificial Intelligence of Things)란 AI의 지능과 IoT의 연결성 및 데이터 수집 능력이 시너지를 발휘하여 우리 주변의 사물이 스스로 생각하며 행동하는 스마트 환경을 구현하는 기술인데요. 하지만 AIoT가 정확히 무엇이고, 우리 삶에 어떤 변화를 가져올지 제대로 알고 있는 사람은 많지 않습니다. 이번 글에서는 AIoT의 핵심 개념, 기술, 원리, 적용 사례 그리고 미래 전망까지 모두 살펴보며 우리가 마주한 스마트 일상을 알아보겠습니다.

AIoT가 무엇인가요?

AIoT(Artificial Intelligence of Things)는 ‘AI + IoT’로 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT)이 융합된 지능형 사물인터넷입니다. 즉 “사물 자체가 데이터를 수집·분석·판단하여 스스로 행동하는 스마트 환경”을 구현하는 기술입니다. 그래서 AIoT는 AI와 IoT의 상호 보완적 시너지를 통해 새로운 가치를 창출합니다.

AIoT의 구조와 작동 원리는 무엇인가요?

AIoT 핵심 구성 요소

1. 센서 계층 (Sensing Layer)

각종 센서, 칩, IoT 스마트 단말기로 데이터와 정보를 수집하는 역할을 담당합니다. 온도, 습도, 움직임, 위치, 소리 등 물리적 환경 데이터를 수집하는 계층입니다.

2. 전송 계층 (Network Layer)

센서에서 수집된 데이터를 통신 하드웨어나 연결 네트워크 (5G, WiFi, 블루투스 등)를 통해 전송합니다.

3. 플랫폼 계층(Platform Layer)

데이터를 저장하고 분석하는 계층으로 클라우드 서버, 데이터베이스, AI 알고리즘으로 구성되어 있습니다.

4. 서비스 계층(Application Layer)

AI 기술의 부가가치와 함께 최종 사용자용 애플리케이션 및 서비스를 제공하는 계층입니다. 이 계층에서 맞춤형 지능 서비스를 구현하고 있어요.

AIoT의 작동 원리

AIoT는 데이터 수집 → 분석 → 학습 → 실행 → 개선의 지속적인 발전 사이클을 구현합니다. 우선 IoT 센서들이 실시간으로 환경 데이터를 수집하고, 이 수집된 데이터를 클라우드 또는 엣지 디바이스*로 전송합니다. 이렇게 전송한 데이터를 머신러닝 알고리즘이 분석하여 패턴을 학습하고 예측하는데요. 이 결과를 바탕으로 AI가 최적의 행동을 결정합니다. 그리고 결정된 행동을 IoT 디바이스가 자동으로 실행하고, 이 실행 결과를 다시 학습 데이터로 활용하여 성능을 개선하는 선순환 과정을 거치고 있어요.

*엣지 디바이스란? 엣지 디바이스는 데이터가 만들어지는 바로 그 장소에서 데이터를 바로 처리하고 필요한 것만 서버로 보내는 똑똑한 기기입니다. 단순한 센서부터 복잡한 산업용 시스템까지 다양합니다. 스캐너, 스마트폰, 의료 장치, 과학 장비, 자율 자동차, 자동 시스템 등과 같은 사물인터넷의 모든 ‘사물’에 해당합니다.

AIoT의 핵심 기술은 무엇인가요?

1. 엣지 AI(Edge Computing)

AIoT이란 데이터가 발생한 현장에서 빠른 분석·처리를 수행하는 기술입니다. 기존에는 스마트 기기가 데이터를 수집하면 인터넷을 통해 멀리 있는 서버로 보내서 분석한 후 다시 결과를 받아왔다면, 엣지AI는 기기 자체에서 바로 판단하고 행동합니다. 예를 들어 스마트 보안 카메라는 침입자를 발견하면 서버에 물어보지 않고 즉시 알람을 발송하고, 스마트 냉장고는 문을 열 때마다 음식 상태를 바로 확인해 추천 메뉴를 제안하며, 웨어러블 기기는 심박수 이상을 감지하면 실시간으로 경고 알림을 보냅니다.

모플의 주차 차단기 역시 엣지AI 기술로 차량 번호 인식, 출입 승인 여부를 로컬에서 처리하고 있어요. 엣지AI 덕분에 인터넷이 일시적으로 끊어져도 즉각 반응하고, 개인 정보가 유출될 위험이 적고, 개인의 생활 패턴만 학습하여 더 정확한 서비스를 제공합니다.

2. 초저전력 설계 기술

AIoT 기기의 가장 큰 고민은 전력 소비입니다. 스마트 가로등처럼 30피트 높이에 설치된 기기나 벽 속 깊이 매립된 센서들을 생각해보세요. 매번 배터리를 교체하러 사다리차를 부르거나 벽을 뜯어낼 수는 없습니다. 그래서 AIoT 기기들은 사용 패턴에 따라 똑똑하게 전력을 관리합니다. 예를 들어 AI 스피커나 홈 허브처럼 항상 전원이 연결된 고정 기기들은 대화하지 않을 때 최소 전력으로 대기하며 필요에 따라 성능과 전력 소비를 자동으로 조절할 수 있어요. 홈 네트워킹과 같은 고정 설치 방식의 기기들은 동적 전압/주파수 조절 기술로 전력 효율성을 극대화합니다.

3. 고성능 메모리 기술

AIoT 기기들은 매 순간 엄청난 양의 정보를 동시에 처리해야 합니다. 예를 들어 스마트 냉장고는 냉장고 안 온도와 습도 데이터, 문 열림/닫힘 패턴, 음식별 유통기한 정보, 사용자의 식습관 데이터, 건강 관리 앱과 연동된 영양 정보를 실시간으로 분석해야 하죠. 이 모든 정보를 동시에 처리하면서도 전력은 적게 써야 하는 까다로운 조건을 만족시키기 위해 특별한 메모리 기술이 필요합니다. 그 대표적인 방법이 바로 초저누설 SRAM(Static Random Access Memory)인데요.

초저누설 SRAM은 전원이 공급되는 동안 데이터를 유지하는 메모리로 일반 SRAM에 비해 메모리 셀에서 흐르는 필요 없는 미세한 전류가 매우 적어져 전력 소모가 최소화되는 SRAM입니다. 이 기술 덕분에 AIoT는 15%의 전력을 절약하면서 데이터 처리에 필요한 메모리 용량을 확보할 수 있습니다. 또한 기존 설계 규칙과 호환되어 새로운 투자 비용을 최소화하면서도 성능을 향상시킬 수 있어요.

4. 첨단 반도체 공정 기술

AIoT 기기가 똑똑하면서도 작고 저렴하며 전력 소비가 적은 이유는 첨단 반도체 공정 기술 덕분입니다. 반도체 업계에서는 칩을 만들 때 얼마나 미세하게 회로를 새길 수 있는지를 나노미터(nm) 단위로 표현하는데, 숫자가 작을수록 더 정밀하고 성능이 좋습니다. 현재 AIoT 기기에는 16nm와 12nm 공정이 주로 사용되는데요. 이는 성능과 비용 효율성의 최적 균형점을 제공하는 크기입니다. 쉽게 비유하면 예전에는 큰 방을 차지하던 대형 컴퓨터 성능을 이제는 동전 크기의 칩에 담아 AI 기능을 수행할 수 있는 것이죠.

5. 지능형 전력 관리 기술

앞서 살펴본 초저전력 설계 기술이 AIoT 기기를 근본적으로 적은 전력을 쓰도록 하드웨어를 설계하는 기술이라면, 지능형 전력 관리 기술은 운영 중에 상황에 맞게 전력 사용을 똑똑하게 조절하는 기술입니다. 마치 우리가 필요 없는 방의 전등을 끄는 것처럼, 기기도 사용하지 않는 부분의 전원을 실시간으로 자동 차단하죠. 지능형 전력 관리 기술의 대표적인 기술은 전력 게이팅 기술, 전압 스케일링 기술, 주파수 스케일링 기술, 리텐션 기술입니다.

• 전력 게이팅 기술: 전력 게이팅 기술은 활성 상태와 비활성 상태를 구분하여 불필요한 전력을 차단하고, 다시 필요할 때 빠르게 재시작할 수 있도록 상태를 보존해둡니다.

• 전압 게이팅 기술: 전압 게이팅 기술은 기능을 수행하는 동안에도 전압을 실시간으로 낮춰 누설 전류를 감소시킵니다.

• 주파수 스케일링 기술: 주파수 스케일링 기술은 처리 속도 요구사항에 맞춰 전압을 최적화하는 기술입니다.

• 리텐션 기술: 리텐션 기술은 중요한 데이터는 그대로 보관하되 불필요한 기능은 멈춰서 최소한의 전력만 소비하는 대기 모드를 구현하는 기술입니다. AIoT가 적용된 스마트 홈이라면 집에 아무도 없을 때 최소 전력으로 대기하다가, 문 열리는 소리를 감지하면 보안 모드로 전환하고, 가족이 들어온 것을 인식하면 조명과 음악을 켜는 생활 모드로 바뀌며, 밤 시간대에는 다시 절전 모드로 자동 변경되는 것을 생각해보시면 쉽습니다.

AIoT와 IoT의 차이는 무엇일까요?

차이점 1. 정의된 알고리즘 vs 학습과 추론

IoT(사물인터넷)는 정의된 프로그램과 알고리즘 기반으로 동작합니다. 즉, 미리 설정된 규칙에 따라서만 움직이는데요. 반면 AIoT(지능형 사물 인터넷)는 학습과 추론에 의한 지능형 동작을 수행합니다. IoT와 AIoT는 모두 사물에서 센싱한 데이터의 수집과 데이터 처리 과정에서는 동일한 기능을 수행하지만, 바로 이 지점에서 차이가 있습니다.

예를 들어 기존 IoT 온도조절기는 "온도가 25도 이상이면 에어컨을 켠다", "온도가 20도 이하면 에어컨을 끈다"는 미리 정해진 규칙대로만 작동합니다. 하지만 AIoT 온도조절기는 사용자의 생활 패턴을 학습하고, 날씨와 시간, 사용자 선호도를 종합 분석하여 상황에 맞는 최적 온도를 스스로 판단해서 조절하며, 시간이 지날수록 학습을 통해 점점 더 똑똑해집니다.

차이점 2. 데이터의 클라우드 처리 vs 온디바이스 처리

IoT는 주로 데이터를 수집, 저장, 전송하는 역할에 집중하며, 실제 지능적인 처리는 연결된 서버나 클라우드에서 이루어집니다. AIoT는 디바이스 자체에서 AI 모델을 이용해 추론을 수행하죠. 기기 안에 작은 '두뇌'가 들어있어서 스스로 생각하고 판단할 수 있습니다.

주의할 점은 클라우드에서 AI 처리가 이루어지는 IoT 기기는 AIoT가 아닙니다. 예를 들어 스마트 스피커가 음성을 받아서 클라우드로 전송하고, 클라우드에서 AI가 답변을 생성해서 다시 기기로 전송하는 경우는 기기 자체는 일반 IoT입니다. 진짜 AIoT는 기기 자체에 AI 모델이 탑재되어 있어 인터넷 연결 없이도 지능적 판단이 가능한 기기를 말합니다. 자율주행에서도 IoT가 차량 데이터를 수집해서 중앙 서버로 전송하는 수준이라면, AIoT는 차량이 실시간으로 도로 상황을 분석해 스스로 주행을 결정하는 것이죠.

AIoT 대표 사례는 무엇일까요?

제품 사례 1. 한화비전 모플 (Mopl)

한화비전 모플은 아파트 생활편의, 스마트 주차, 보안 기능을 하나의 플랫폼으로 통합한 AIoT 기반 아파트 통합 관리 솔루션입니다. 30년 이상의 영상보안 기술과 인공지능, IoT가 결합되어 사용자가 앱 하나로 주차 위치 확인, CCTV 확인, 방문차량 예약 출입 등 다양한 스마트 서비스를 이용할 수 있어요.

모플은 엣지 AI 기반 차량번호 인식 시스템으로 악천후에도 100%의 높은 인식률을 보장하며, 주차 차단기, 방문객 인터폰, 보안 카메라 등 다양한 IoT 장치와 실시간으로 연동됩니다. 특히 모플의 주차 차단기는 엣지AI을 통해 차량 번호 인식과 출입 승인 여부를 로컬에서 직접 처리하기 때문에, 서버와의 통신을 거치지 않고도 입차/출차 동작을 제어할 수 있어요. 이는 인터넷이나 서버와의 통신이 일시적으로 끊기더라도 즉각적인 제어와 판단이 가능하다는 의미입니다.

또한 클라우드 기반 통합 데이터 관리와 원격 모니터링이 가능하고, 고도의 사이버 보안 및 인증 기술이 적용되어 있어 안전성도 확보했습니다. 현재 아파트 단지와 주차장, 상업시설 등 다양한 공간으로 확장하고 있는데요. 카페, 도서관, 커뮤니티 등 생활 자동화 서비스가 지속적으로 확장되고 있어 기존 주차 관리 시스템을 넘어선 지능형 통합 관리 플랫폼으로 발전한 대표적인 AIoT 사례입니다.

👉AIoT 대표 한화비전 모플이 어떻게 주차 문제를 해결하는지 궁금하다면? "비싸도 좋으니 모플이 다 해주세요" 강종민 부장님 인터뷰를 읽어보세요.

제품 사례 2. 삼성전자 스마트싱스 (SmartThings)

삼성전자 스마트싱스는 집안에 연결된 가전제품과 조명, 냉난방기, 환기 장치, 전동 블라인드 등 다양한 기기를 AI 기반으로 한곳에서 제어할 수 있는 AIoT 플랫폼입니다. 기존의 스마트홈이 단순한 IoT 연결과 원격 제어에 그쳤다면, 스마트싱스는 AI 기능을 강화해 초개인화된 스마트홈 경험을 제공한다는 점이 차별화 포인트예요.

스마트싱스는 AI 음성 인식 기술로 가족 구성원의 목소리를 개별적으로 학습하여 외부인의 기기 제어를 차단하고, 사용자의 위치를 실시간으로 인지해 평소 생활 패턴에 따라 해당 공간의 온도와 습도를 자동으로 조절합니다. 또한 사용자의 습관과 날씨 정보, 시간대 등을 종합 분석하여 개인에게 최적화된 맞춤형 홈 루틴을 AI가 스스로 제안하고 있어요. 예를 들어 퇴근 시간에 맞춰 집안 온도를 미리 조절하거나, 취침 시간에 자동으로 모든 조명을 끄고 보안 모드로 전환하는 등의 서비스를 제공합니다.

제품 사례 3. KT AIoT 마이크로모빌리티

KT AIoT 마이크로모빌리티는 공유 킥보드, 공유 전기자전거, 전동휠체어 등 다양한 이동 수단에 온디바이스 AI 기술을 적용한 지능형 모빌리티 솔루션입니다. 180도 카메라 2대 이상을 연결해 주변 영상을 수집하고, 딥러닝 기반 객체 인식으로 차량, 오토바이, 사람을 구별하여 위험 상황에서 속도를 자동으로 제한하는데요.

특히 공유 킥보드의 경우 시속 25km 최대 속도 규정 내에서도 AI 카메라가 주변 상황을 분석해 사람이 많거나 위험할 때 강제로 속도를 줄여 사고를 예방하죠. 또한 실내외 정밀 측위가 가능합니다. 특히 전동휠체어 분야에서는 사고나 전복 상황을 자동으로 감지해 응급센터로 정보를 전송하고, 병원 내에서는 예약 정보에 따라 자동으로 진료실과 검사실을 안내하는 서비스를 제공하고 있어요.

AIoT 전망은 어떨까요?

AIoT 시장 규모 및 성장 전망

AIoT 시장이 보여주는 성장세는 가히 폭발적입니다. 2024년 약 100억 달러 규모에서 단 1년 만에 132억 달러로 급성장하며 연평균 성장률(CAGR) 32.9%라는 경이로운 수치를 기록하고 있어요. 이는 일반적인 IT 시장 성장률의 3배를 넘어서는 수준으로, AIoT 기술이 단순한 트렌드를 넘어 산업 전반의 패러다임을 바꾸고 있다는 것을 보여줍니다. 더욱 놀라운 것은 2029년까지 약 415억 달러, 즉 현재 시장 규모의 4배 이상 성장할 것으로 전망되고 있어요.

이러한 급성장을 이끄는 핵심 동력은 첫째, 5G 네트워크의 전면적 상용화로 실시간 데이터 전송과 처리가 가능해졌습니다. 둘째, 엣지 컴퓨팅 기술 발전으로 기기 자체에서 즉각적인 AI 분석이 현실화되고 있어요. 특히 코로나19 이후 급격히 확산된 헬스케어 디지털화와 전 세계적인 스마트시티 구축 열풍이 AIoT 도입을 가속화하고 있습니다. 마지막으로 클라우드 컴퓨팅의 대중화입니다.

2022년 기업 데이터의 60%가 클라우드에 저장되면서 AIoT 기기들이 생성하는 방대한 데이터를 효율적으로 처리하고 분석할 수 있는 인프라가 완성되고 있죠. 결국 AIoT는 단순한 기술 융합을 넘어 새로운 디지털 경제의 핵심 인프라로 자리잡으며, 향후 10년간 제조업부터 의료, 교통, 도시 관리에 이르기까지 우리가 경험할 가장 큰 기술 변화를 주도할 전망입니다.

AIoT 산업 주요 동향

1. 예측하여 유지 보수하는 현상이 늘었어요.

제조업과 산업 현장에서 예측 유지 보수가 혁신을 주도하고 있습니다. 연결된 센서들이 기계의 성능 정보를 지속적으로 전송하고, AI 알고리즘이 마모나 고장 징후를 미리 감지해 사전에 수리를 계획할 수 있게 된 것인데요. 이를 통해 예상치 못한 가동 중단을 최소화하고 장비 수명을 연장하며, 제조업, 에너지, 교통 등 핵심 산업에서 24시간 효율적인 운영이 가능 해졌습니다.

2. 원격 헬스케어가 지능화 되었어요.

웨어러블 기기와 스마트 센서가 의료 서비스를 근본적으로 변화시키고 있습니다. 심박수, 산소 포화도, 체온 등을 실시간으로 추적하고 AI가 비정상적인 패턴을 발견하면 즉시 경고를 보냅니다. 의사들은 환자를 원격으로 모니터링하고 잠재적 문제를 조기에 발견하여, 환자가 병원에 방문하지 않고도 빠르게 대응할 수 있게 되었어요.

3. AI 기반 사이버보안이 강화되었어요.

연결된 기기가 늘어날수록 사이버 위협도 증가하면서 AIoT가 사이버보안 강화에 핵심 역할을 하고 있습니다. AI 시스템은 네트워크 활동을 지속적으로 모니터링하고 비정상적인 행동을 실시간으로 식별하여 사람이 대응하기 전에 즉각적인 조치를 취하는 자동화된 보안 체계를 구축하고 있습니다.

4. 지속가능성의 동력이 생겼어요.

AIoT가 환경보호와 지속가능성의 핵심 동력으로 부상하고 있습니다. 스마트 센서를 통해 에너지 사용량, 물 소비량, 폐기물 발생량을 지속적으로 추적하고, 농업에서는 실시간 데이터 기반 관개로 물 낭비를 줄이며, 제조업과 물류에서는 배출량 감소와 자원 활용 최적화를 실현하고 있어요.

5. 스마트 생활공간의 진화가 진행 중이에요.

가정과 직장에서 AIoT가 일상을 더욱 편리하고 효율적으로 만들고 있습니다. 스마트 홈 시스템은 거주자의 생활 패턴을 학습해 조명, 온도, 보안을 자동으로 조절하며, 직장에서는 공간 활용 최적화와 에너지 효율성 향상을 통해 더 나은 작업 환경을 제공합니다. 결국 AIoT는 점점 기업과 사회가 작동하는 방식의 근본적인 변화를 이끌어낼 전망입니다.

AIoT가 열어갈 새로운 세상

AIoT가 만드는 스마트 세상은 이미 시작되었습니다. 한화비전 모플처럼 차량번호를 스스로 인식해 문을 열어주는 주차 시스템부터 우리의 생활 패턴을 학습해 최적 환경을 만들어주는 스마트홈까지 AIoT는 우리 일상 곳곳에 스며들어 있어요. 한화비전이 만드는 AIoT 스마트 솔루션으로 바로 이 변화를 경험해보세요. AIoT가 만드는 스마트 아파트 시대가 궁금하다면 “스마트 아파트 시대, 아파트 주차장도 똑똑해진다”를 읽어보세요.