ARM, 스마트 비전의 잠재력 확인

컴퓨터 비전 기술, 꿀벌 개체 수 감소부터 교통 체증, 자동차 안전까지 해결사로 부상 [서울=뉴스핌] 시니어 편집장 = 꿀벌 개체 수 감소, 도시 교통 체증, 자동차 안전 문제 등 서로 다른 문제들이지만, 컴퓨터 비전 기술이라는 단 하나의 해결책으로 돌파구를 찾고 있습니다. 특히, 매년 꿀벌 개체 수의 3분의 1이 농약, 기후 변화, 질병 등으로 인해 사라지는 문제는 심각한 환경 문제로 대두되고 있습니다. 수백 년간 이어져 온 벌집 관리 방식은 매우 노동 집약적입니다. 하지만 이스라엘 스타트업 Beewise는 ‘꿀벌을 구하고 개체 수를 안정적으로 유지한다’는 사명 아래 세계 최초의 자율 벌집 시스템인 BeeHome을 개발했습니다. BeeHome은 로봇 벌통 관리와 컴퓨터 비전 기반 모니터링을 통해 양봉업자의 역할을 대체하는 것이 아니라, 꿀벌 생존율을 높이는 도구를 제공합니다. 국내에서도 컴퓨터 비전 기술의 활약이 두드러집니다. 인구 50만 명의 평택시는 교통 체증과 보행자 사고 문제 해결을 위해 ‘스마트 시티’ 구축 사업의 일환으로 Nota.ai의 Nespresso 플랫폼을 도입했습니다. 이 AI 모델 압축 솔루션은 비전 장치에 적용되어 지능형 교통 시스템을 구축하는 데 기여했습니다. 실시간 교통 신호 제어를 통해 평택시는 출퇴근 시간 평균 교통 속도를 3배, 평상시에는 25% 향상시키는 성과를 거두었습니다. 이는 교통 체증 관련 비용 절감은 물론, 운전자들의 시간 단축에도 크게 기여했습니다. 오스트리아 스타트업 emotion3D는 ‘교통사고 사망자 제로’를 목표로 차량 안전 기술 개발에 힘쓰고 있습니다. 이 회사의 기술은 운전자 모니터링(DMS)과 탑승자 모니터링(OMS) 두 가지 핵심 요소로 구성됩니다. 운전자의 졸음, 주의 산만, 응급 상황 등을 감지하는 이 소프트웨어는 차량 안전성을 높이는 데 필수적입니다. 특히, 저전력 장치에서도 효율적으로 작동하는 머신러닝 알고리즘은 실시간 반응을 가능하게 하여 차량 안전 및 사용자 경험 향상의 기반이 됩니다. 눈: 변화를 이끄는 창 이처럼 수많은 혁신 기업들이 컴퓨터 비전 기술을 통해 세상을 변화시키려는 이유는 무엇일까요? 인간이 가진 감각 중 가장 중요하고 복잡한 것이 바로 시각이기 때문입니다. 우리가 인지하는 정보의 약 80%가 시각을 통해 들어오며, 인간은 청각이나 후각보다 시각에 더 의존하는 경향이 있습니다. 이러한 시각 기술에 대한 집중은 교통, 가정, 비즈니스, 병원, 공장, 스포츠 경기장 등 거의 모든 분야에 적용될 수 있다는 점에서 빠르게 가속화되고 있습니다. 컴퓨터 비전 기술은 이미지 인식 및 객체 탐지를 위한 카메라, 증강현실(AR) 및 가상현실(VR) 솔루션, 인공지능 기반의 의료 영상 분석, 자율 주행 시스템, 제스처 및 감정 인식, 실시간 의심 활동 감지를 위한 보안 및 감시 강화, 제품 불량 검사 및 자동화를 위한 품질 관리 및 제조 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 흐릿한 비전? 하늘이 한계인가? 하지만 모든 혁신 기술에는 도전 과제가 따릅니다. 수많은 스마트 비전 장치에서 발생하는 방대한 데이터를 관리하고 전송하는 데 필요한 대역폭과 데이터 관리 문제가 대표적입니다. 또한, 센서 데이터를 클라우드로 보내 분석하고 다시 가져오는 과정은 시간과 비용이 많이 소요됩니다. 실시간 처리 및 지연 시간 문제도 중요합니다. 센서가 장착된 차량은 도로 위 물체가 아이의 공인지 잡초인지 즉시 판단해야 합니다. 리소스가 제한된 환경에서 복잡한 비전 알고리즘을 실시간으로 처리하는 것은 어려운 과제입니다. 네트워크 연결에 의존하는 비전 시스템은 보안 침해에 취약할 수 있으며, 시각 데이터에 대한 무단 접근이나 알고리즘 조작은 개인 정보 침해, 신원 도용 등의 보안 위험을 초래할 수 있습니다. 실제로 MIT 학생들은 구글의 컴퓨터 비전 시스템을 속여 스키를 타는 사람들을 개로 인식하게 만든 사례도 있습니다. 사회적, 법적 문제도 간과할 수 없습니다. 특히 안면 인식과 같이 개인의 시각 데이터를 수집하고 분석하는 애플리케이션은 개인 정보 보호에 대한 우려를 낳습니다. 소매점에서는 고객 동선을 분석하여 매장 디스플레이와 레이아웃을 최적화하기 위해 고객 감시 데이터를 익명화하는 데 신중을 기하고 있습니다. 그러나 도시 감시 카메라, 안면 인식 기술, 추적 시스템 등은 더욱 심도 있는 정책 논의를 필요로 합니다. 또한, 컴퓨터 비전 알고리즘의 편향성과 차별 문제는 불공정한 결과를 초래할 수 있다는 점에서 실제적인 우려 사항입니다. 10년 전만 해도 현재와 같은 비전 기술 혁신의 ‘골드러시’는 상상하기 어려웠습니다. 당시에는 다양한 핵심 기술들이 개별적으로 존재하여 서로 통합하기 어렵거나 불가능했기 때문입니다. 명확한 비전: Arm의 역할 오늘날 상황이 달라진 이유는 무엇일까요? 바로 Arm입니다. 30년 이상 모바일 통신 산업을 혁신해 온 Arm은 스마트폰부터 사물 인터넷(IoT), 자동차, 인프라, 데이터 센터에 이르기까지 컴퓨팅의 모든 영역을 아우르는 기술을 제공합니다. Arm은 개발자들이 기술 선택의 자유, 개방형 표준 및 프레임워크에 대한 접근성, 그리고 혁신적인 제품을 구축할 수 있는 활기찬 생태계를 갖출 때 혁신이 어디서든 일어날 수 있다는 사실을 인식하고 이러한 분야로 사업을 확장했습니다. Arm은 소프트웨어와 하드웨어의 교차점에 위치하며, 비전 분야에서만 이미 90%의 스마트 카메라가 Arm 기반 SoC로 구동될 정도로 막대한 컴퓨팅 영향력을 가지고 있습니다. Arm의 64비트 프로세서 아키텍처는 고급 시스템에서 AI 및 머신러닝에 대한 증가하는 수요를 충족시킵니다. 스마트 카메라는 4K 및 8K와 같은 고해상도를 채택하여 이미지 요구 사항을 충족하고 있으며, 64비트 프로세서로의 전환은 개발자가 여러 고해상도 스트림의 요구 사항을 충족하는 동시에 더 빠른 프레임 속도를 지원하여 객체 탐지 및 인식 성능을 향상시킬 수 있도록 합니다. Arm은 IP Explorer, Arm Virtual Hardware, Arm 스마트 비전 구성 키트 등 개발 도구와 소프트웨어를 통해 시스템 설계를 가속화하고 개발자의 시장 출시 시간을 단축합니다. 이러한 Arm 표준은 생태계가 소프트웨어 스택의 공통 부분을 재사용하면서 제품 차별화에 자원과 에너지를 집중할 수 있도록 합니다. Arm의 AI 및 머신러닝 분야에서의 입지는 광범위하고 깊습니다. 오늘날 대부분의 AI 워크로드는 Arm 기술의 최소한 일부와 관련이 있으며, Arm은 낮은 지연 시간과 효율적인 컴퓨팅 리소스가 제품 성공에 중요한 엣지(edge) 환경의 빠르게 확장되는 비전 애플리케이션을 지원하기 위한 다양한 프로세싱 기술과 솔루션을 제공합니다. 또한, Arm의 프로세서 기술은 대부분의 디지털 애플리케이션의 기반을 형성하므로 보안은 모든 애플리케이션 영역에서 중요한 관심사였습니다. Arm은 예를 들어 IoT 하드웨어, 소프트웨어 및 장치를 위한 개방형 보안 인증 체계인 PSA Certified 설립을 지원했습니다. 이 인증은 구현 및 아키텍처에 구애받지 않아 모든 칩, 소프트웨어 또는 장치에 적용될 수 있습니다. 유사한 산업 이니셔티브인 Arm SystemReady는 범용 기성 운영 체제와 Arm 기반 장치 간의 상호 운용성 및 호환성을 보장하기 위한 규정 준수 인증 프로그램 및 표준 세트입니다. 100개 이상의 인증을 받은 SystemReady는 대규모 개발을 가속화하고 있습니다. 사진 한 장이 천 마디 말을 한다면, 디지털 비전 기술은 셀 수 없는 응용 가능성을 시사합니다. 선도적인 기업들은 CPU, GPU, NPU, ISP를 포함하는 이기종 시스템을 지원하는 광범위한 전문 IP와 표준화되고 안전한 소프트웨어, 그리고 IoT 비전 제품을 위한 혁신적인 툴링 및 개발 접근 방식을 기반으로 한 혁신 접근 방식을 채택하고 있습니다. 이는 이미 혁신 가속화에 지대한 영향을 미치고 있습니다. 얼마 전까지만 해도 고급 주차장은 각 주차 공간 위에 카메라를 설치하여 운전자에게 남은 공간 정보를 제공했습니다. 오늘날에는 입구와 출구에 단 한두 개의 카메라만 설치하고 번호판 인식 AI 및 머신러닝을 활용하여 유사하지만 훨씬 더 컴퓨팅 효율적인 결과를 얻고 있습니다. 비디오 감시 서비스(VSaaS)와 같은 완전히 새로운 비즈니스 모델도 등장하고 있습니다. 이는 온프레미스 카메라와 클라우드 기반 비디오 관리 시스템을 통합하여 비디오 녹화, 저장, 원격 관리 및 사이버 보안을 제공하는 서비스입니다. 이를 통해 소매업체는 캡처한 비디오 데이터에서 가치를 창출하여 고객에게 더 나은 서비스를 제공하고 비즈니스 프로세스를 최적화할 수 있습니다. 미래의 비전은 이미 여기에 있으며 세상을 변화시키기 시작했습니다. 그 미래는 Arm을 기반으로 구축되고 있습니다.