본문 바로가기
사회경제

임베디드 인공지능 SW 기술맵 동향

by 할로파파 2023. 4. 5.

임베디드 인공지능 SW 기술맵 동향


목차

1. 개요

2. 산업동향

3. 임베디드 인공지능 SW 기술맵

4. 기대효과 및 시사점


1. 개요

임베디드 인공지능 SW 개요

★ (정의) 인공지능을 기반으로 하는 산업지능*(Industrial AI)을 산업기기의 센서·부품·장비에 내장하여 기존 하드웨어에 효율화 및 생산성을 극대화하는 임베디드SW 기술

* (산업지능) 산업 현장에서 데이터의 실시간 수집·분석·처리·제어 기능을 구현하여 상품·서비스의 고부가가치화 및 제조공정 혁신 등의 효과 창출하는 것

 

★ (범위) 산업 전반에 활용되는 센서·부품·장비에 활용

- 가치사슬 : [시스템반도체 – 임베디드SW – 센서·부품·장비 – 시스템]

★ (역할) 정부의 디지털뉴딜, 디지털기반 산업 혁신성장 전략 추진의 기반기술로서 인공지능·빅데이터의 산업적용을 위한 핵심역할

 

★ (한계) 인공지능 활용을 위해 요구되는 기술수준이 높아짐에 따라 산업현장의 중소중견기업들이 기술 확보에 어려움이 많음

- 기술, 인력, 인프라 부족으로 중소중견기업들의 AI기술 확보에 어려움 多

 

 

임베디드 인공지능 SW 기술맵 개요

★ (정의) 향후 기술개발 투자를 통하여 확보해야할 임베디드 인공지능 SW의 정의, 역할 그리고 연관관계 등을 도출하여 기술개발 추진 방향 설정에 활용

 

★ (범위) 경량 임베디드 인공지능 엔진, 데이터 처리 모듈에서 응용SW 및 개발환경SW까지 임베디드 인공지능 SW의 모든 영역을 포함

- SW의 역할 및 응용분야에 따라 타 사업과의 연계를 포함하여 요구되는 기술을 넓게 포함함

 

2. 산업동향

 

기술동향

★ 산업부품·장비에 D·N·A기술을 내장하여, 데이터 실시간 처리 및 인공지능 제어기능·서비스 기술에 대한 요구사항 확대

- 시장조사기관 Gartner는 임베디드 인공지능에 대한 시장의 기대가 커짐에 따라 향후 2~5년 이내 상당한 기술 발전을 이룰 것으로 전망

- 지능형 사물기기 증가에 따라 임베디드 인공지능(Embedded AI)에 대한 시장의 관심과 기술개발 노력 확산

★ 임베디드시스템은 인공지능 기능을 내장한 지능 부품·장비 개발단계에 진입

- 현재 고성능 멀티코어 AP를 활용한 고성능 지능형 SW기술이 적용, 향후 인공지능 기술을 활용한 인공지능 내장 임베디드시스템 적용확대 전망

- 3세대 스마트 디바이스의 고도화 추세에 따라 선후발 국가간 기술격차가 벌어지고 있으며, 산업응용 생태계 주도권 경쟁 심화 |

산업동향

★ 국내외 기업들은 자사 경쟁력 확보를 위해 산업지능화에 필요한 인공지능 기술개발 및 인력 확보에 주력

- (국내현황) 대기업을 중심으로 뒤쳐진 인공지능 원천기술 확보에 힘쓰고 있으나, 주력산업 적용을 위한 응용기술 투자에는 한계

- 삼성, 현대차, LG전자 등 대기업들은 인공지능 기술 및 인력확보를 위해 기업의 사활을 걸고 대규모 투자를 진행 중

- (국외현황) 글로벌 선도기업은 인공지능 전문기업과 산업 선도기업이 협력하여 산업현장에서의 지능서비스 적용확대 추진 중

- 인공지능 원천기술 확보 및 산업 플랫폼 기술경쟁이 대규모 데이터 분석에서 실시간 데이터 대응으로 진화 → 지능의 내재화를 위한 투자 증가

 

3. 임베디드 인공지능 SW 기술맵

임베디드 인공지능 SW 기술맵 구성

★ 임베디드 인공지능 SW의 역할, 기술범위, 목적에 따라 시스템SW기술, 응용SW기술, 개발환경SW 기술로 구분

- 기존 임베디드SW 기술을 포함하되, 신규로 확보해야할 임베디드 인공지능 기술 중심으로 기술맵 구성

※ 향후 개발되어질 인공지능 가속 하드웨어를 감안하여 최적화 SW를 추가

- 신규 확보하고자 하는 경량 인공지능 기능을 시스템SW, 응용SW, 시험/검증SW 부분으로 나누어 구분

- 기술과 인력 부족으로 임베디드 인공지능 SW 활용에 어려움을 크게 겪고 있는 산업이슈를 반영하여, 개발환경SW 부분을 추가

★ 임베디드 인공지능 시스템SW 기술

- (기술 정의) 산업 부품·장비의 하드웨어를 제어하고 응용SW를 구현하기 위한 임베디드SW 핵심기술로서, 인공지능 내재를 위한 경량화·최적화 기술

- (기술 범위) 기존 산업용 부품·장비와 차세대 인공지능 반도체 등 임베디드 HW의 성능을 높이고, 다양한 인공지능 기능을 제공하기 위한 펌웨어, 운영체제, 인공지능 라이브러리 등 임베디드 시스템SW를 포함

- (필요성) 기존의 인공지능 기술은 대형 시스템기반 인공지능 기술에 집중되어, 산업현장에 인공지능 적용을 위한 임베디드 AI 엔진기술에 대한 기술확보 필요

 

★ 임베디드 인공지능 응용SW 기술

- (기술 정의) 산업 지능화 및 고부가가치화를 위해 산업별 특성에 맞춰 최적화된 산업용 지능부품 및 장비에 적용 가능한 임베디드 인공지능 공통 기술 개발

※ 지능 부품·장비에 필요한 임베디드SW 신뢰성/안전성 확보 및 쉬운 적용, 개발 기간/비용 최소화를 위한 사업화기술 개발

- (기술 범위) 스마트제조, 무인이동체, 로봇, 헬스케어 등 산업별 임베디드 인공지능 적용 사업화를 위한 지능부품·SW 기술 개발

※ 다양한 산업에 공통으로 적용 가능한 산업용 임베디드 인공지능기술 포함

- (필요성) 임베디드 인공지능 SW 개발자의 부족으로 다양한 산업에 인공지능 적용에 어려움이 많아, 산업현장에서 공통적으로 활용 가능한 응용SW 기술확보 필요

 

★ 임베디드 인공지능 개발환경SW 기술

- (기술 정의) 사업화 기술과 핵심요소기술을 더 쉽고 빠르며 정확하게 필요한 분야에 적용이 가능할 수 있도록 기술이 필요한 기업에 공용 SW 개발도구 및 인증 등의 개발환경지원 기술

- (기술 범위) 인공지능 임베디드SW를 개발하고 운영하는 모든 영역을 포함하며, 연구개발 활동의 개발, 통합, 시험, 검증, 운영에 해당하는 영역을 기술 범위로 설정

- (필요성) 매번 다른 응용 제품 개발마다 SW개발 환경 구축에 어려움이 크고, SW의 성능/안전 검증에 대한 요구사항이 높아지는 추세에 대비, 기술과 인력이 부족한 기업들이 손쉽게 개발할 수 있는 개발환경 기술확보 필요

 

임베디드 인공지능 시스템SW 기술

★ 임베디드 인공지능 SW의 핵심기술로서 인공지능 기술을 임베디드 시스템에 내재하기 위한 시스템SW 기술

- 임베디드 인공지능 시스템SW는 임베디드용 인공지능 HW지원 SW, 임베디드 OS SW 프레임워크, 임베디드 인공지능 SW 프레임워크, 차세대커널 시스템SW, 임베디드 가상화 시스템SW 등으로 구분

★ 임베디드 인공지능 HW지원 SW

- 앞으로 출시되는 인공지능 특화 하드웨어 성능을 최대 활용가능하고, 최적화 할 수 있도록 지원하는 SW

- 인공지능 반도체 펌웨어 및 드라이버, 인공지능 반도체 자원 최적관리 SW, 인공지능 프로세서 컴파일러, HW기반 초저전력(ULP) 모듈 등으로 구분

★ 임베디드 운영체제(OS) SW 프레임워크

- 임베디드 OS에서 인공지능 엔진을 지원하기 위한 SW 프레임워크

- 인공지능 성능 최적화 Lib., RTOS용 실시간 연동지원 SW, 인공지능 모듈 내장형 OS Lib., 재구성이 가능한 임베디드 SW 프레임워크 등으로 구분

★ 임베디드 인공지능 SW 프레임워크

- 연산 자원이 부족한 임베디드 시스템에서 동작 가능한 경량 임베디드 인공지능 엔진

- 인공지능 연산 가속처리 Lib., 경량 인공지능 모델, 인공지능 런타임 프레임워크, 자원 연동형 인공지능 엔진, 온디바이스 자가학습 인공지능 엔진, 레거시 인공지능 프레임워크 최적화, 임베디드 시스템 자원 최적 관리기, 임베디드 인공지능 보안 프레임워크 등으로 구분

★ 차세대 커널 시스템SW

- 향후 임베디드 시스템 생태계에 활용도가 높을 것으로 전망되는 차세대 커널 시스템SW

- 마이크로 커널기반 임베디드SW, 유니커널기반 임베디드SW, 크로스 플랫폼 OS 등으로 구분

★ 임베디드 가상화 시스템SW

- 산업현장에서 활용이 증가하고 있는 시스템 가상화를 위한 시스템SW

- 임베디드 가상머신 최적화 SW, 이종 컴퓨터 저수준 가상머신 시스템SW, 임베디드 컨테이너 시스템SW 등으로 구분

임베디드 인공지능 응용SW 기술

★ 산업 부품 및 장비에 요구되는 지능적 요소를 바탕으로 보다 안전하게, 보다 쉽게 적용하고, 보다 가격 경쟁력이 있는 품질향상이 가능한 상용화 기술

- 임베디드 SW 보안/신뢰성/표준, 실시간 경량 인공지능기반 인식/추론기술, 산업별 임베디드 인공지능 응용SW 등으로 구성됨

★ 임베디드 SW 보안/신뢰성/표준 기술

- 산업적용에 필수적으로 요구되는 신뢰성/보안/표준인증을 위한 임베디드 SW기술

- 임베디드 AI SW 보안 및 정보보호, 고신뢰성 및 고장대응 SW, 산업용 기능안전 및 산업표준 지원 SW, 설명가능한 산업용 AI 엔진 등으로 구분

★ 실시간 경량 AI기반 인식 및 추론기술

- 산업 응용 분야에서 많이 활용되는 인식 및 추론 기능을 위한 경량 임베디드 인공지능 공통기술

- 산업응용 인식 엔진, 사용자 인식, 공간정보 레이블링 및 인식, 상태 진단 및 예측 기술 등으로 구분

★ 산업별 임베디드 인공지능 응용SW 기술

- 각 산업별 특성에 맞춰 시장 경쟁력이 높은 응용SW 기술

- 생산 및 제조 응용SW, 산업용 이동체 응용SW, 항공전자 응용SW, 헬스케어 응용SW, 기계로봇 응용SW, 농축수산업 응용SW, 기사 산업용 응용SW 등으로 구분

임베디드 인공지능 개발환경SW 기술

★ 사업화기술과 핵심기술을 더 쉽고 빠르고 정확하게 필요한 분야에 적용이 가능할 수 있도록 성장지원이 필요한 기업에 공용 SW 개발도구 및 인증 등의 개발환경지원 기술

- 최적 타겟 이미지 생성 도구, 임베디드 인공지능 SW 개발도구, 임베디드 인공지능 기능검증/성능시험, 인공지능 SW 프레임워크 등으로 구분

★ 최적 타겟 이미지 생성도구

- 임베디드 시스템 타켓 하드웨어에 따라 적절한 Lib.를 제공하여 손쉬운 개발환경 구축을 지원하는 기술

- 하드웨어 서포트 패키지, 타깃 시스템 리소스 최적 빌드 기술, 임베디드 AI 컴파일러 등으로 구분

★ 임베디드 인공지능 SW 개발도구

- 손쉽게 임베디드 인공지능 SW를 개발하기 위한 개발환경 기술

- 임베디드 AI 통합개발환경, 서비스별 머신러닝 워크플로우 설정지원, 임베디드 AI Pre-Lib., 임베디드 AI 응용 개발 자동화 지원 등으로 구분

★ 임베디드 인공지능 기능검증 및 성능시험 기술

- 산업적용에 필수적으로 요구되는 신뢰성/보안/표준인증을 개발단계에서 손쉽게 지원하기 위한 기술

- 코드 기능 및 성능 분석, 보안위협탐지 및 분석, 산업 인증 및 신뢰성 검증, 임베디드 AI 시뮬레이션 도구 등으로 구분

★ 임베디드 인공지능 운영 및 관리환경 기술

- 산업적용에 필수적으로 요구되는 신뢰성/보안/표준인증을 위한 임베디드 SW기술

- 가상화기반 임베디드 AI 실행 및 운영, 임베디드SW 원격 업데이트 관리, 임베디드 AI 원격 모니터링 및 재구성 운영 등으로 구분

 

4. 기대효과 및 시사점

 

기대효과

★ (기술확보 추진방향 설정) 내장형 인공지능 기술을 기반으로 임베디드SW 전문기업의 경쟁력 강화를 위한 임베디드SW 핵심기술 확보 추진방향 설정

- 우리 임베디드SW 산업 생태계의 고유 기술로 글로벌 시장을 선점할 수 있는 핵심요소 기술개발 추진

 

★ (주력산업 경쟁력 제고) 우리산업 환경에 맞춰 센서·부품·장비의 스마트화에서 지능화로 전환 촉진

- 빠른 산업 적용 및 사업화를 타겟으로 업종별 조건*에 따른 맞춤식 지능 부품·장비 기술 개발 → 적용사례 조기 창출 * 산업현장의 필요기능, 기존 장비와의 융합성, 추가되는 비용 및 창출 부가가치 등

- 지능형 반도체, 스마트 센서 등 연관 사업과의 협력 체계를 구축하고, 지능기반 신산업제품을 목표로 부가가치 효과 높은 기술 우선 발굴

 

★ (시장 도전기업 참여 확대) 전문기업의 부족한 인력 및 자원을 해결하기 위한 손쉬운 개발환경, 신뢰성 검증, 산업현장 운영관리 기술 등 지원

- 시장 참여기업 확대를 위한 개발환경의 진입장벽을 낮추고, 신뢰성 검증을 지원하여 기업의 Track Record 확보에 기여

- 임베디드 지능장비 운용비용 감소를 지원하는 산업현장의 운영관리 기술 지향

 

시사점

★ 산업현장에서 요구되는 임베디드 인공지능 기술에 대한 투자확대 필요

- 기존 정부의 인공지능 기술투자는 대형 시스템기반의 고성능 인공지능 기술에 초점이 맞추어져 있음

- 반면, 산업현장에서 요구되는 인공지능 기술은 저렴한 비용으로 필요한 지능을 제공하는 맞춤형 인공지능 기술이 대부분

- 산업현장의 임베디드SW 기업들은 기술과 인력의 부족으로 인공지능 기술확보를 위한 투자에 어려워해, 이에 대한 정부의 투자 확대 필요

 

★ 산업 현장에서 요구되는 인공지능 수준, 데이터 종류, 비용제한 등 상황에 따라 필요한 임베디드 인공지능 SW 기술확보를 위한 체계적인 접근 필요

- 임베디드 인공지능은 성능에 제한적인 하드웨어에서 최적의 인공지능을 구현해야 하기 때문에, 데이터 전처리, 인공지능 엔진, 응용SW 등 모든 분야에서 새로운 기술이 요구됨

- 멀티미디어 데이터를 실시간 전처리하기 위한 하드웨어 성능이 낮아, 임베디드 인공지능에서는 저수준의 데이터로 학습 및 인식을 하는 경우가 많음

- 응용 분야별 효과적인 경량 인공지능 엔진이 서로 달라, 산업 응용을 위해서는 다양한 엔진을 상황에 따라 선택해야 하는 경우가 많음

- 여러 산업의 다양한 응용에서 공통적으로 활용 가능한 인식/추적/예측/판단을 위한 SW가 산업 전반에 인공지능 활용도를 높일 수 있음

 

★ 임베디드 인공지능 기술확보와 더불어 개발환경에 대한 투자 필요

- 기존 SW개발과 달리 임베디드 인공지능 SW 개발을 위해 필요한 추가요소들에 대한 투자 필요

- 기술과 인력이 부족한 중소·중견기업들이 경제적 이득을 위해서는 손쉬운 개발환경 구축이 매우 중요함

- 기술개발 과정에서 인공지능 기능에 대한 검증, 표준 인증, 신뢰성 테스트 등 기업들이 쉽게 해결하기 어려운 기능들에 대한 지원 필요

- SW개발도구는 기업의 경쟁력 강화에 실질적이고 중요한 요소이므로, 신기술 개발과 더불어 개발도구 구축이 매우 중요함

 


 

 

 

 

출처 : keit pd 이슈리포트

댓글