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발행일: 2021/12/07  오성덕 기자
주거환경 속 ‘빅데이터 IoT AI’ 등 첨단기술 넣는다
▣ AI 기반 스마트하우징 플랫폼 서비스 기술개발 – 건설기술연구원

주거환경 속에 빅데이터와 IoT, AI 등 첨단기술을 접목해 거주자들에게 안전하고, 쾌적하며, 편리한 체감형 서비스를 제공할 수 있는 새로운 개념의 스마트하우징 기술이 조금씩 윤곽을 드러내고 있다.


스마트하우징은 주택을 구성하는 공간을 비롯해 환경, 가전, 디바이스 등으로 구성된 스마트하우스와 이와 관련된 빅데이터 등의 정보기술과 IoT와 같은 스마트홈 기술, AI 기술 등을 연계·활용해 최적화된 공간 환경과 서비스를 제공하는 주택을 말한다.


특히, 사람 중심의 사회적 복지 확대는 물론 사회문제 해결을 위한 돌봄, 미세먼지 저감, 생활패턴별 복지형 주거환경 솔루션 등 다양한 기능들을 담고 있어 국민들의 삶의 질을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

 

스마트한 주거 인프라 구현 등 생활밀착형 주거서비스 기술 선봬
AI 기술로 거주자 성향 행태 분석 ‘맞춤형’ 최적 실내 환경 제공
쾌적 환경 알고리즘 AI 구현 토털 솔루션 시스템 개발 성공 ‘눈길’

 

최근 4차 산업혁명 기반의 첨단기술이 확산과 인구사회구조 변화, 생활밀착형 주거정책 등에 따라 주거 패러다임의 변화가 급속히 변화되고 있다.


특히, 주거공간에 AI와 IoT, 개인용 스마트기기를 단순 도입·제어하는 기존 홈 네트워크에서 주거 공간 자체를 스마트화 하는 주거인프라로 진화하고 있다.


또한, 고령화와 1인 가구 증가, 삶의 질 향상 등 인구사회구조적 변화로 인한 다양한 주거서비스 수요에 대응할 수 있는 주거서비스 플랫폼 출현이 요구되고 있다. 


하지만, 아직 스마트 기기 중심의 획일적인 서비스가 제공되고 있는 실정이다. 실제로 모바일 또는 TV, AI 스피커 등 통신기기를 이용한 제한적인 프로그램이 공급되는 등 거주자 맞춤형 주거서비스는 별도로 마련돼 있지 않다.


이에 국토교통부와 국토교통과학기술진흥원의 지원 아래 한국건설기술연구원을 중심으로 ‘AI 기반 스마트하우징 플랫폼 및 서비스 기술개발’ 연구가 진행되고 있다.


이번 연구를 수행하고 있는 ‘AI 기반 스마트하우징 연구단’에서는 주거 공간 자체를 스마트한 주거 인프라로 구현하기 위한 주거 인프라 개념과 요구성능, 구현기술 등 종합적인 스마트하우징 플랫폼 개발에 박차를 가하고 있다.


특히, 첨단기술을 활용한 초연결, AI, 생활 데이터 기반의 안전·편리·편의 등 생활밀착형 주거서비스 기술을 선보일 예정으로 귀추가 주목된다.

 

 

연구내용
연구단에서는 ‘라이프스타일 맞춤형 스테이케이션(Stay+Vacation) 미래 주거’를 목표로, AI 기반 스마트하우징 플랫폼을 개발·실증 연구와 함께 AI 기반의 안전, 쾌적, 편의, 유지관리 기능을 갖춘 사용자 중심의 스마트하우징 플랫폼 연계형 주거서비스를 개발하고 있다.


이번 연구는 크게 스마트하우징 보급 활성화를 위한 정책·제도와 스마트하우징 플랫폼 개발 분야와 주거안전, 주거쾌적, 주거편의, 유지관리 부문의 AI 기반 스마트하우징 서비스 기술 분야로 나눠 진행하고 있다.


1세부과제인 ‘스마트하우징 플랫폼 개발·실증과 보급 활성화’ 연구에서는 기존 단지 서버 중심의 주거서비스에서 특정 단지나 건물에 국한되지 않고 클라우드 기반으로 서비스를 제공받을 수 있는 AI 기반 스마트하우징 플랫폼을 개발하고 있다.


또한, 스마트 하우징 보급 활성화를 위한 정책, 제도 개발·실증 연구도 병행하고 있다.


세부적으로 살펴보면, 현재 스마트하우징 활성화를 위한 정책·제도와 플랫폼 가이드를 개발하고, 스마트하우징 주거서비스의 표준체계와 모델을 구축하고 있다.


또한, 주거서비스 사업화모델 개발과 고도화, 실증 모니터링, 스마트하우징 설계 가이드라인과 실증주택 모델을 마련해 나가고 있다.


스마트하우징 플랫폼 개발 부문에서는 AI 기반 스마트하우징 플랫폼 설계와 데이터 표준참조 모델과 함께 AI 기반 개방형 서비스 로직 최적화와 데이터뱅크 통합관리 시스템과 플랫폼을 개발하고 있다.


스마트하우징 데이터 수집·분석기술과 함께 스마트하우징 플랫폼 검증·점검, 기준과 절차 수립 연구도 병행하고 있다.


2세부는 ‘스마트 주거서비스 및 유지관리 기술 개발’ 연구로, 다양한 주거서비스 중 국민들의 삶에 밀접한 안전, 쾌적, 편의, 유지관리 등 4개 핵심 분야를 중심으로 AI 기반 스마트하우징 플랫폼에서 구현될 수 있는 주거서비스를 개발하고 있다.


세부적으로 살펴보면, 주거 안전 서비스 부문에서는 AI 기반 통합 화재안전 알고리즘과 인필시스템 개발 연구와 함께 화재와 피난상황에 대응할 수 있는 설비 제어 기술 개발, AI 기반 ICT 융합 위험 예방과 실시간 대응기술 개발 연구를 진행하고 있다.


이 기술들은 화재나 범죄로 인한 거주자 위험상황 발생과 관련된 정보를 저비용의 원격 센싱을 통해 수집하고, AI 기반의 분석을 통해 구성원에게 결과를 제공, 거주자의 신속한 대응을 지원할 수 있다.


스마트 주거 쾌적 서비스 기술 개발 부문에서는 스마트하우징 주거서비스의 구현, 검증 연구를 비롯해 AI 기반 거주자 맞춤형 쾌적 환경 토털 솔루션, 플랫폼과 AI 기반 쾌적서비스 간 연동 서비스, 주거약자를 위한 스마트하우징 주거서비스 등을 개발하고 있다.


주거 쾌적 서비스는 AI 기술로 거주자의 성향과 행태 분석을 통해 거주자 맞춤형 최적의 실내환경을 제공한다.


스마트 주거 편의 서비스 기술 개발 부문에서는 스마트하우징 클래딩 시스템 기술과 IoT 기기 내장형 스마트 인필 모듈 기술 개발 연구가 이뤄지고 있다.


주거 편의 서비스는 ICT와 IoT 설비를 내장 또는 탈·부착하거나, 가변이 가능한 인필·클래딩시스템을 지원하는 기술로, 가변형 벽체를 통해 재택근무 환경을 조성하고, 스마트 윈도우를 통해 사용자 맞춤형 실내환경을 조성하는 기술이다.


블록체인 기반 스마트 유지관리 서비스 기술 개발 부문에서는 블록체인 기반 스마트 유지관리 서비스 기술과 함께 블록체인을 활용한 의사결정지원과 데이터 관리 기술, 블록체인 기반 주택정보 관리 시스템을 개발하고 있다.


유지관리 서비스는 공동주택의 운영과 유지관리에 관련된 주택 성능 정보를 스마트하우징 플랫폼에 수집, 블록체인 기술로 관리하고, 이를 통해 다양한 이해관계자가 정보를 공유하고, 최적의 의사결정을 내릴 수 있도록 지원하는 기술이다.


한편, 현재까지의 연구를 통해 연구단에서는 AI 기반의 스마트하우징 융합서비스 기술 실증을 비롯해 스마트 인필 유형과 성능기준 표준화, 거주자 맞춤형 쾌적 환경 알고리즘과 AI 구현 토털 솔루션 시스템 개발에 성공했다.


또한, 주거 쾌적 서비스의 스마트하우징 플랫폼 연동·연계 기술과 함께 조건 반응형 스마트 다이나믹 윈도우 시스템, 거주자 맞춤형 가변 공간 Zoning 시스템, 스마트계약 기반의 주택 유지 관리 서비스를 위한 개방형 블록체인 기술 등도 선보였다.

 

 

인 / 터 / 뷰

 

‘주거 관련 데이터’ 플랫폼 개방
누구나 ‘서비스 개발’ 등록 가능


채창우 단장
한국건설기술연구원 채창우 단장은 “과거 스마트 홈서비스는 제조사와 통신사 등 공급자 중심으로 개발돼 일방적으로 배포되는 서비스 개념으로, 사용자들이 서비스를 선택할 수 있는 폭이 매우 제한적이었다”고 밝혔다.


이어, “반면, AI 기반 스마트 하우징 플랫폼은 누구나 서비스를 개발하고, 등록, 사용할 수 있는 개방성과 확장성을 지닌 플랫폼으로, 스마트하우징 프로슈밍 생태계 구축을 위한 시발점인 기술”이라고 밝혔다.


이 같은 생태계 구축을 위해 연구단에서는 스마트하우징 플랫폼과 대표 서비스 개발에 나서고 있다.


채 단장은 “스마트하우징 플랫폼은 세대를 비롯한 단지, 도시 등 주거와 관련한 데이터를 개방형 게이트웨이를 통해 수집하고, 플랫폼에 저장·관리하는 기능을 갖고 있다”며, “따라서 연구에서는 스마트하우징 플랫폼을 통해 수집된 데이터를 가명화, 비식별화 과정을 통해 처리하고, 개방할 계획”이라고 말했다.


이어 “이를 통해 개발자 등 다양한 참여자가 자유롭게 AI와 규칙 기반 알고리즘을 기반으로 주거 서비스를 개발하고, 스마트하우징 플랫폼에 등록할 수 있는 환경이 조성된다”고 소개했다.


실제로 연구단에서는 스마트하우징 플랫폼에 등록된 서비스 이용 신청과 현황을 지속적으로 모니터링하고, 신규 서비스 등록과 사용자가 없는 불필요한 서비스를 삭제하는 등 통합 관리 기능을 통해 양질의 서비스가 지속적으로 제공될 수 있도록 기술 방향을 설정했다.

 

“향후 서비스 유형 수 점차 확대될 것”


채 단장은 “현재 4개의 핵심 카테고리를 중심으로 기술 개발이 이뤄지고 있지만, 다양한 참여자와 일반인들을 통해 획기적이고 독창적인 서비스가 개발될 수 있는 개방성과 확장성을 지닌 클라우드 기반의 스마트하우징 플랫폼 환경으로 구축되고 있는 만큼 향후 서비스의 유형과 수는 점차 확대될 것”이라고 전망했다.


이어 “특히, 스마트하우징 서비스 이용자들에게 고품질의 주거환경과 주거복지 혁신이 가능한 서비스를 제공해 노인, 1인 가구 등 주거약자에 대한 국민 생활 문제 해결에 기여할 수 있을 것”이라고 강조했다.


연구단은 현재 개발 중인 기술의 성숙도 향상에 발맞춰 실증 대상 기술과 적용 범위를 확대하는 단계별 실증을 추진하고 있다.


채 단장은 “사전 실증 단계인 1단계에서는 부산 에코델타시티 내 단독주택 2개 세대를 대상으로 스마트하우징 쾌적 서비스를 적용하고, 검증을 진행할 예정”이라며, “현재 스마트 환기 시스템 설치 공사가 완료됐으며, 조만간 시스템 운영과 실증 실험을 진행할 계획”이라고 소개했다.


이어 “2단계는 데이터 수집과 서비스 효용성 검증 단계로, 오는 2022년에 세종 스마트시티에 리빙랩을 구축하고, 연구단에서 개발한 서비스에 대한 성능 평가와 검증을 수행하고, 스마트하우징 플랫폼과 연동하는 시험을 진행할 계획”이라고 밝혔다.


리빙랩은 스마트하우징 주거서비스에 대한 홍보와 체험 공간으로도 활용할 예정이다.


끝으로 채 단장은 “최종 3단계는 세종 스마트시티 공동주택 단지를 대상으로 개발한 주거 서비스를 통합 적용하고 플랫폼과의 연계성을 검증하는 단계로, 연구단은 도시 단위로 스마트하우징 서비스를 확대, 보급에 나설 계획”이라고 덧붙였다.


 

 
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