2025년 서울 코엑스에서 열리는 ‘스마트 에너지 플러스 2025’ 행사와 함께 개최되는 ‘2025 테크마켓’은 대한민국의 과학기술 발전을 이끌어갈 혁신적인 기술들을 소개하는 장이 될 것이다. 이 행사는 카이스트, DGIST, UNIST, GIST 등 4대 과학기술원이 공동으로 주최하여, 연구개발 성과를 기업과 스타트업에 전달하고 글로벌 경쟁력을 강화하기 위한 기회를 제공하고 있다. 특히, 울산과학기술원(UNIST)의 이슬기 조교수가 연구한 온디바이스AI 기술은 스마트팩토리의 구현을 위한 필수 요소로 자리잡고 있다.
온디바이스AI는 연산 능력이 제한된 소형 기기에 AI 모델을 탑재하여, 데이터를 실시간으로 분석하고 즉각적인 판단을 내릴 수 있게 하는 기술로 정의된다. 현재 대부분의 AI 서비스는 클라우드 서버에 의존하여 데이터를 처리하는 방식으로 작동하지만, 이는 인터넷 연결과 서버 운영비용, 처리 지연 등의 문제를 야기한다. 반면, 온디바이스AI는 이러한 한계를 극복하고, 기기 자체에서 연산을 수행함으로써 안정성과 보안성을 동시에 확보할 수 있는 장점을 지닌다.
이슬기 조교수는 스마트팩토리와 같은 현장에서 즉시 판단이 필요한 다양한 기기들이 연산 능력이 제한적이라는 점을 강조하며, 이러한 기기들이 자체적으로 AI를 구동할 수 있도록 하는 기술이 앞으로 더욱 중요해질 것이라고 말했다. 그는 온디바이스AI의 주요 장점으로 개인 정보와 산업 기밀의 안전성, 불안정한 인터넷 환경에서도의 안정적 작동, 그리고 서버 비용과 네트워크 지연 감소를 꼽았다. 특히, 자동차가 스스로 고장 진단을 수행할 수 있다면, 서버로의 데이터 전송 없이 각 차량에 특화된 맞춤형 진단이 가능해져 효율성을 크게 개선할 수 있을 것이다.
이 조교수의 연구는 자동차 분야에 그치지 않고 의료기기, 제조 설비, 우주 탐사 등 다양한 분야로 확장되고 있다. 그는 몸속에 삽입되는 의료용 기기나 웨어러블 기기에서 발생할 수 있는 통신 장애의 위험성을 언급하며, 이러한 기기들이 AI를 통해 신호를 즉시 분석할 수 있다면, 보다 안전하고 신뢰성 있는 의료 서비스를 제공할 수 있을 것이라고 밝혔다. 또한, 공장 장비에 초소형 칩을 장착하여 실시간으로 압력이나 유량 변화를 예측하고 이상 징후를 조기에 발견할 수 있다면, 시간과 비용을 크게 절감할 수 있을 것이다.
현재 이슬기 조교수는 한국항공우주연구원과 협력하여 우주 탐사 분야에서도 온디바이스AI 기술의 필요성을 강조하고 있다. 그는 탐사선이 자체적으로 카메라 영상을 분석하여 안전한 착륙 지점을 실시간으로 판단할 수 있는 기술을 시범 개발하고 있으며, 이러한 기술은 드론이나 군사 장비와 같은 국방 분야에서도 점차 확대될 것이라고 예측하고 있다.
그러나 온디바이스AI가 직면하고 있는 최대 과제는 제한된 하드웨어 자원이다. AI 모델의 크기가 점점 커지는 한편, 기기는 작아지고 있는 현상은 이 조교수가 당면한 문제다. 이를 해결하기 위해서는 AI 모델의 효율적인 압축과 최적화 기술이 필수적이다. 이 조교수의 연구팀은 모델 경량화와 알고리즘 최적화에 집중하며, 신경망 모델을 수학적으로 줄이고 기기 내부 자원을 효율적으로 배치하는 작업을 진행하고 있다.
그는 온디바이스AI의 발전 속도가 향후 2~3년 내에 더욱 빨라질 것으로 전망하고 있다. 특히 스마트폰, 자율주행차, 로봇 등 고급 기기에는 AI 연산 전용 칩인 MPU가 표준으로 탑재될 것이며, 이는 CPU와 MPU가 각각 일반 프로그램과 AI를 처리하는 구조로 자리잡을 것이라는 예측을 내놓았다. 또한, 생성형 AI와 대규모 언어 모델이 곧 기기에서 직접 실행될 것이라고 전망하며, 이를 통해 스마트폰과 가전제품에서 번역, 요약, 음성 비서 기능이 네트워크 연결 없이도 고품질로 수행될 수 있을 것이라고 강조했다.
마지막으로 이 조교수는 장기적으로 창업을 계획하고 있으며, 데이터를 준비하기만 하면 원하는 디바이스에 AI를 자동으로 탑재할 수 있는 엔드투엔드 플랫폼을 만들고 싶다는 포부를 밝혔다. 그는 모델 탐색부터 학습, 컴파일, 배포까지의 과정이 한 번에 자동화되는 시스템을 개발하여 선보일 것이라고 다짐했다.
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