기후 변화는 지능형 건물을 요구합니다. 이를 더 스마트하게 만드는 한 가지 방법

마이크로소프트(MSFT)와 소니 세미컨덕터 솔루션즈가 협력하여 건물 에너지 낭비를 줄이고 탄소 배출량을 감축하는 혁신적인 기술을 선보입니다. 컴퓨터 비전 기술 스타트업인 Nomad Go는 이 파트너십을 통해 개발된 기술을 활용하여 건물 운영 방식을 근본적으로 변화시키고 있습니다. Nomad Go의 CEO인 David Greschler는 현재 대부분의 상업용 건물이 비효율적인 에너지 사용 패턴을 보이고 있다고 지적합니다. 그는 "아침 7시에 일어나 정오에 단 하나의 약속이 있다고 가정해 봅시다. 차에 시동을 걸고 목적지에 도착하면 오후 1시입니다. 하지만 어두워질 때까지 차를 계속 켜둡니다. 언제든 다시 나가야 할 수도 있기 때문입니다. 이는 사실상 도시의 모든 상업용 건물, 쇼핑센터, 아파트가 보이는 행동을 모방하는 것입니다. 이는 터무니없고 엄청난 낭비입니다."라고 말합니다. Greschler는 온실가스 배출의 가장 큰 원인이 산업이나 교통이 아닌 건물이라고 강조합니다. 유엔 환경 계획(UNEP)에 따르면, 건물은 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 39%를 차지합니다. 이러한 열을 가두는 가스는 수백 년 동안 대기 중에 남아 기후 변화와 극심한 날씨 현상을 야기하고 있습니다. 상업용 건물이 이러한 문제를 야기하는 주된 이유는 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템이 일반적으로 사전 설정된 타이머에 의해 제어되기 때문입니다. 이 시스템은 사람이 있든 없든 하루 12시간 이상 작동하며, 종종 비어 있는 공간을 쾌적하게 만들기 위해 에너지를 소모합니다. Nomad Go는 이러한 낭비를 줄이기 위해 컴퓨터 비전 기술을 개발했습니다. 이 기술은 상업 공간에 사람이 있는지, 있다면 몇 명인지, 얼마나 오래 머무르는지를 감지합니다. 이 솔루션에서 얻은 데이터는 정해진 일정 대신 실제 점유 인원에 따라 공간을 난방, 냉방 및 환기하는 데 사용되어 에너지 사용량과 온실가스 배출량을 크게 줄입니다. Nomad Go의 컴퓨터 비전 센서는 인공지능(AI)을 활용하여 각 공간의 일조량이나 야간 청소 빈도와 같은 고유한 특성을 학습하고 이에 반응합니다. 이러한 조정은 공간의 에너지 소비를 더욱 최적화합니다. Nomad Go의 엔지니어들은 소니 세미컨덕터 솔루션즈와 마이크로소프트가 2020년 파트너십의 일환으로 출시한 4개의 공동 혁신 연구소(Co-Innovation Labs) 중 하나를 사용하도록 초청받았습니다. 이 연구소는 소니의 지능형 비전 센서 IMX500과 마이크로소프트 애저 AI를 사용하여 솔루션을 구축하는 데 도움을 주었습니다. 이 연구소는 고객에게 스마트 카메라 기술을 개발할 수 있는 도구, 전문 지식 및 기타 리소스를 제공합니다. Greschler는 "마이크로소프트 및 소니와 협력하는 가장 흥미로운 점은 우리의 기술을 확장하고 시장 진입 장벽을 낮출 수 있다는 것입니다. 우리에게는 당연한 선택이었습니다."라고 말합니다. 그는 또한 "올여름의 폭염과 극심한 가뭄을 겪으면서 기후 변화에 대한 전환점에 도달한 것 같습니다. 이 제품을 출시해야 할 시급성이 분명히 있습니다."라고 덧붙였습니다. 컴퓨터 비전 기술은 1960년대 AI 분야의 연구자들이 디지털 이미지와 비디오에서 통찰력을 얻어 인간의 시각을 시뮬레이션하는 기술을 구축하려는 시도에서 시작되었습니다. 최근 몇 년간 이 기술이 발전하면서 사용자들이 AI 분석을 위해 클라우드에 사진 및 비디오 데이터를 업로드하기 시작했지만, 이는 막대한 양의 데이터를 클라우드로 전송해야 하는 비용과 네트워크 혼잡이라는 문제를 야기했습니다. Nomad Go는 데이터 소스에서 불과 몇 피트 떨어진 장치 자체에서 컴퓨팅을 수행하는 '엣지(edge)' 방식을 선택했습니다. 이 경우 장치는 스마트 센서입니다. 공동 혁신 연구소에서 Nomad Go 엔지니어들은 AI 처리 기능을 갖춘 최초의 이미지 센서인 소니의 지능형 비전 센서 IMX500을 사용하여 솔루션을 구축했습니다. 소니 세미컨덕터 솔루션즈 오브 아메리카의 기술 및 비즈니스 혁신 부사장인 Mark Hanson은 "우리 솔루션은 분석을 위해 클라우드로 비디오 스트리밍을 지속적으로 전송하지 않습니다. 많은 활동을 칩 자체에서 수행합니다. 또한 이미지 스트림을 전송하지 않기 때문에 결과를 전달하는 데 많은 네트워크 인프라나 대역폭이 필요하지 않습니다."라고 설명합니다. 그는 또한 "더욱이, 우리 칩이 탑재된 카메라는 사람들의 신원이 아닌, 단순히 사람의 수와 같은 수집된 모든 데이터에 대한 정보를 제공하는 메타데이터를 출력하기 때문에 개인 정보 보호 문제를 해결합니다."라고 덧붙였습니다. IMX500은 센서 자체에서 이미지나 비디오를 전송하지 않는 기능을 가지고 있습니다. 이는 시설에 효과적일 뿐만 아니라 소매와 같은 다른 응용 분야에도 유용합니다. Nomad Go 엔지니어들은 또한 고객이 컴퓨터 비전을 적용할 수 있도록 돕는 AI 서비스 및 엔드투엔드 플랫폼인 애저 커스텀 비전(Azure Custom Vision)을 제품에 탑재하는 데 연구소 시간을 할애했습니다. 소니의 툴체인과 함께 커스텀 비전은 학습 데이터셋부터 장치 배포까지 완전 통합된 워크플로우를 통해 엣지 AI 모델의 개발 프로세스를 더욱 효율적으로 만듭니다. 마이크로소프트의 AI 및 IoT 연구소 글로벌 리더인 Jun Yamasaki는 "Nomad Go 팀이 커스텀 비전 모델을 장치에 학습시키고, 패키징하고, 배포하는 초기 단계를 지원할 수 있었습니다. 또한 솔루션의 안정성과 정확성이 생산 규모로 확장될 수 있도록 주요 아키텍처 결정에 대한 지침을 제공했습니다."라고 말합니다. Nomad Go는 현재 주거용 고층 건물의 공용 공간, 사무실 건물의 회의실, 여러 기업 본사 등 다양한 기업의 건물에 솔루션을 배포했습니다. 이러한 구현 이후, 기업들은 에너지 비용 절감, 온실가스 배출 감소, 공기 질 개선, HVAC 장비의 마모 및 유지 보수 감소를 보고했습니다. 이러한 기업 중 하나인 전국 건설 및 에너지 서비스 회사인 McKinstry는 시애틀 본사, 특히 메인 회의실에서 에너지 사용량과 CO2 배출량을 38% 이상 절감했다고 밝혔습니다. 이전에는 이 회의실의 HVAC 시스템이 평일 오전 6시에 자동으로 켜지고 오후 5시에 꺼졌습니다. Nomad Go의 계산에 따르면, 단 하나의 12층, 46만 평방피트 규모의 건물이 Nomad Go 시스템을 배포할 경우 연간 1,000톤 이상의 CO2 배출량을 절감할 수 있습니다. 이는 미국 환경 보호국(EPA)의 탄소 발자국 계산기를 기반으로 한 수치이며, 연간 230대 이상의 승용차가 배출하는 양에 해당합니다. 미국에만 약 800만 개의 건물이 있으며, 그중 560만 개는 상업용 건물이고 170만 개는 아파트 단지입니다. Greschler는 "우리는 건물을 바라보는 패러다임을 바꿨습니다. 건물 중심에서 사람 중심으로 전환했습니다."라고 말합니다. Nomad Go가 공동 혁신 연구소에 참여하게 된 것은 기술의 친환경적인 이점 때문이었습니다. 소니와 마이크로소프트 모두 지속 가능성 발전을 위해 노력하고 있습니다. 현재 4개의 공동 혁신 연구소가 운영 중이며, 도쿄(일본), 레드먼드(미국 워싱턴주), 뮌헨(독일), 상하이(중국)에 위치하고 있습니다. Nomad Go는 COVID-19 팬데믹으로 인해 원격으로 레드먼드 연구소를 이용했습니다. 현재까지 공동 혁신 연구소는 4개의 파트너를 지원했으며, 더 많은 파트너가 참여할 예정입니다. 관심 있는 기업은 온라인으로 신청할 수 있습니다. Yamasaki는 "참가자들에게 제공되는 주요 혜택은 더 빠른 개발, 낮은 개발 비용, 더 짧은 시장 출시 시간입니다. 이러한 도구와 파트너들이 제공하는 것을 결합하면 엣지에서 사용되는 소규모 AI 활용 사례의 미래를 형성할 것이라고 믿습니다. 미래의 연구소 파트너들이 가져올 다른 프로젝트들을 보는 것이 매우 기대됩니다."라고 말합니다. 글로벌 건설 전망이 정확하다면 Nomad Go의 솔루션에 대한 필요성은 더욱 가속화될 것입니다. 마이크로소프트 공동 창업자인 빌 게이츠는 그의 저서 "기후 재앙을 피하는 방법(How to Avoid a Climate Disaster)"에서 2060년까지 전 세계 건물이 두 배로 늘어날 것이라고 예측했습니다. 이는 40년 동안 매달 뉴욕시 하나씩을 짓는 것과 맞먹는 규모입니다. Greschler는 또한 수백만 명의 근로자들이 하이브리드 근무 환경으로 복귀함에 따라 기존 HVAC 시스템이 처리해야 할 또 다른 과제가 발생할 것이라고 지적합니다. "하이브리드 근무 환경의 등장은 (점유율에 대한) 집중도를 더욱 높입니다. 누가 방에 있을지 알 수 없습니다. 방에 아무도 없을 수도 있습니다. 이러한 공간들이 이 솔루션에 완벽하게 적합합니다. 우리 팀은 큰 변화를 가져올 무언가를 발견했습니다."