인공지능은 스마트 홈을 더욱 스마트하게 만듭니다.

스마트 홈 기기는 인간 생활의 편리함을 향상시키는 필수 도구가 되었지만 초기 스마트 홈 기기는 종종 사용자가 설정한 명령만 수동적으로 수용하여 여전히 지능이 부족했습니다. 인공지능 기술의 발전에 따라 스마트 홈 기기는 사용자의 생활 방식과 습관에 맞게 관련 설정을 능동적으로 조정할 수 있게 될 것입니다. 이 글에서는 인공지능이 스마트 홈 기기의 기능을 어떻게 향상시킬 수 있는지와 Silicon Labs가 제공하는 솔루션이 스마트 홈 기기의 기능 및 보안을 어떻게 개선할 수 있는지 소개하겠습니다.

인공지능은 스마트 홈 장치에 자율적인 의사 결정 능력을 제공합니다

많은 공상 과학 문학 작품에서 스마트 홈과 함께하는 미래 생활 방식이 묘사되었으며, 이러한 서사는 점차 현실로 다가오고 있습니다. 기능적인 관점에서 스마트 홈의 미래는 사용자 편안함, 안전성, 에너지 효율성을 향상시키는 데 있습니다. 이 목표를 달성하기 위해, 스마트 디바이스의 기능을 더 쉽게 활용할 수 있도록 하는 것이 중요합니다. 이를 통해 수동적으로 명령을 따르는 단순한 기기에서 우리의 라이프스타일에 맞춰 적응하는 능동적인 지능형 생태계로 전환될 수 있습니다.   인공지능(AI) 및 머신러닝(ML)은 엣지 지능형 디바이스에 자율성을 부여하기 위해 필요한 핵심 기술입니다. AI와 ML은 기존의 수동형 디바이스를 능동적인 생태계 참여자로 변모시켜, 환경 인식과 의사결정 능력을 통해 사용자에게 가치를 제공합니다.   그러나 반대로, 엣지에서 AI 및 ML을 사용하는 것은 보안 수요를 증가시킬 것입니다. 상황 인식이 강화됨에 따라 AI와 ML 디바이스를 악의적인 공격으로부터 보호하기 위해 보안 조치를 강화해야 할 필요성이 생깁니다. 이는 사용자 데이터를 수집하고 저장하는 디바이스가 해커가 스마트 디바이스를 악용하지 못하도록 하여 사용자 프라이버시와 보안을 보호해야 함을 의미합니다. 또한, 기기 제조사들이 AI 모델 개발에 상당한 자원을 투자했기 때문에, 지적 재산(IP)이 도난 당해 위조 제품에 사용되는 것을 방지하기 위해 보안을 강화할 필요가 있습니다.   오늘날의 많은 스마트 홈 디바이스는 수동적이고 명령에 충실히 따르는 것으로 묘사될 수 있습니다. 반면, 스마트 홈의 능동적인 지능은 관찰과 추론을 통해 가정 내 패턴 및 선호를 이해함으로써 디바이스가 좀 더 능동적으로 작동할 수 있게 합니다. 이 데이터를 활용해 스마트 홈은 수동 입력이나 프로그래밍 없이 독립적으로 결정을 내릴 수 있습니다. 스마트 홈 디바이스는 개인의 라이프스타일 습관과 선호에 따라 판단하고 결정함으로써 애플리케이션을 더욱 간편하고 편리하게 만듭니다.

고급 스마트 홈 기기가 노인 돌봄을 지원합니다

스마트 홈이 진정한 가치를 발휘할 수 있는 분야 중 하나는 고급 간병 및 모니터링입니다. AI 및 ML을 활용하면 덜 침습적인 개입으로 노인 돌봄 서비스를 제공하고 더 나은 인지 지원을 제공할 수 있습니다. 많은 노인들은 자율성을 유지하고 싶어하지만, 그들의 성인 자녀들은 정기적으로 확인하여 넘어지거나 부상을 당했거나 약을 복용하지 않은 것을 방지하고자 합니다. 이러한 경우, 집안 곳곳에 배치된 센서를 통해 노인의 하루 일과를 추적하여 카메라의 필요성을 대체할 수 있습니다. 스마트 홈은 노인의 일상적인 행동을 배우며 건강과 안전을 모니터링하고, 비정상적인 행동이 감지되면 인간 간병인에게 알릴 수 있습니다.   이러한 기능을 실현하기 위해서는 스마트 기능을 최대한 활용해야 합니다. 초기에는 AI 및 ML이 클라우드에서 실행될 것이라는 광범위한 합의가 있었습니다. 하지만 더욱 복잡한 기능을 위해서는 기기가 집과 거주자에 대한 더 자세한 정보를 수집해야 합니다. 또한, 가정에 배치된 스마트 기기의 수가 증가하면서 엣지에서 처리해야 하는 데이터의 양이 급격히 증가하고 있습니다.   AI 및 ML은 여러 공급업체에 의해 개발되어야 하는 복잡한 기술로, 각각 인공지능 문제 해결을 지원하며 자신의 가치를 추가합니다. 따라서 다양한 스마트 기기 부품을 제공할 수 있는 칩 제조업체의 역량이 중요해집니다. 제공할 수 있는 옵션이 포괄적일수록 시스템의 효율성이 높아지고, 기기 제조업체가 시장에 진입하는 속도가 빨라집니다.

Silicon Labs는 무선 연결 솔루션 분야의 선두 주자 중 하나로, 스마트 디바이스에 대해 뛰어난 RF 성능과 에너지 효율성을 제공합니다. 지적 재산권을 위조 및 네트워크 위협으로부터 보호하기 위해 Silicon Labs는 Secure Vault™를 통해 고급 IoT 보안 조치를 제공합니다. 또한, Silicon Labs는 동적 멀티프로토콜 기능을 포함한 종합적인 프로토콜 스택을 제공하여 디버깅 작업을 쉽게 수행할 수 있게 합니다. 더욱이, Silicon Labs의 Matter 솔루션은 최상급 스마트 홈 생태계의 소프트웨어 개발 키트(SDK)와 완벽하게 통합되어, 스마트 디바이스를 신속히 출시하고 단일 재고 관리 코드(SKU)로 더 넓은 사용자 기반을 커버할 수 있도록 지원합니다.   Silicon Labs의 무선 SoC와 모듈은 뛰어난 RF 성능으로 잘 알려져 있습니다. 라인 전원 공급 장치를 위한 BG21 Bluetooth Low Energy SoC는 최대 +20 dBm 전송 전력(프런트엔드 모듈(FEM) 없이)과 높은 수신 감도를 제공하여 집 안 거의 모든 위치에서 디바이스에 대한 신뢰할 수 있는 연결성을 보장합니다. Wi-Fi 6 요구 사항의 경우, Silicon Labs의 SiWx915는 SoC(System-on-Chip), NCP(Network Co-Processor), 및 RCP(Radio Co-Processor) 기능을 통해 고밀도 환경에서 클라우드 연결이 끊김 없이 유지되도록 합니다. Wi-Fi 4 애플리케이션을 위해서라면, Silicon Labs는 신뢰할 수 있는 RCP 솔루션을 제공하는 WF200(4 x 4 mm 크기)을 제공합니다.   배터리로 작동하거나 충전이 가능한 기기의 경우, 전력 효율성은 더 나은 사용자 경험을 제공하는 데 필수적입니다. 최대 에너지 절약을 위한 Bluetooth Low Energy(BLE) 연결을 설계할 때, Silicon Labs의 BG27은 BLE 애플리케이션에 적합한 컴팩트하고 초저전력의 고성능 무선 솔루션입니다. 이 제품은 업계 최상의 초저전력 라디오와 고성능 ARM Cortex®-M33, 대용량 메모리, DCDC 부스트, 전류 측정 카운터, 16비트 ADC를 결합하여 디바이스 기능성을 강화합니다. BG27에는 전류 측정 카운터가 통합되어 있어 디바이스의 배터리 수준을 정확히 추적할 수 있어 사용자는 끊김없는 사용 경험을 누릴 수 있습니다. 통합된 DCDC 컨버터를 통해 BG27은 0.8V-1.6V 또는 1.71V-3.8V의 광범위한 전압 범위를 제공합니다. 이로써 단일 셀 알칼리 배터리와 버튼 셀 배터리 사용이 가능하며, 제품 크기를 줄이고 비용을 낮추며 배터리 수명을 연장합니다.   Wi-Fi 애플리케이션의 경우, Silicon Labs의 SiWx917은 시장에서 가장 낮은 전력 소비를 자랑하는 Wi-Fi 6 솔루션으로, SoC, NCP, RCP 모드뿐만 아니라 멀티프로토콜 애플리케이션을 위한 BLE와의 공존을 지원합니다. SiWx917 SoC는 Wi-Fi®, BLE, Matter 및 IP 네트워크를 사용하여 안전한 클라우드 연결이 필요한 초저전력 IoT 무선 디바이스를 위해 설계되었습니다. 배터리로 작동하는 장치의 경우, 배터리 수명을 오래 유지하기에 적합합니다. SiWx917 SoC는 초저전력 Wi-Fi 6 및 BLE 5.4 무선 CPU 서브시스템, 통합 마이크로컨트롤러(MCU) 애플리케이션 서브시스템, 보안, 주변 장치 및 전원 관리 서브시스템을 모두 단일 7x7 mm QFN 패키지에 통합하여 완전 통합 솔루션을 제공합니다.   스마트 디바이스가 가용성, 기능성 및 차별화 측면에서 더 높은 수준의 지능을 요구할 때, AI 및 ML 기능은 필요한 이점을 제공할 수 있습니다. Silicon Labs의 MG24 멀티 프로토콜 SoC는 내장 AI/ML 하드웨어 가속기를 특징으로 하며, ML 추론 속도를 최대 4배 향상시키면서 에너지 소비는 단 1/6로 줄일 수 있습니다. 이 내장 기능 덕분에 더욱 지능적인 배터리 작동 디바이스를 설계할 수 있습니다.   Silicon Labs는 스마트 디바이스의 설계, 개발 및 배포를 가속화할 수 있는 EFR32 SoC와 모듈을 제공합니다. EFR 플랫폼은 스마트 홈에서 사용되는 주요 표준과 프로토콜을 지원합니다. 또한, 엣지에 인텔리전스를 도입하는 데 필요한 컴퓨팅, 저장소 및 보안 리소스를 제공합니다. 이 플랫폼은 모든 수준의 개발자를 대상으로 IoT 개발을 단순화하고 최적화할 수 있는 툴과 기능을 제공하는 통합 개발 환경인 Simplicity Studio에서 지원됩니다.   Silicon Labs는 IoT 설계를 위한 종합적인 보안 플랫폼 제품군을 제공합니다. 예를 들어, EFR32는 다양한 애플리케이션의 특정 요구 사항을 충족하기 위해 구성된 필수 보안 기능을 제공합니다. Silicon Labs는 또한 Arm Cortex-M 아키텍처 MCU를 위한 TrustZone과 같은 최첨단 보안 기술을 활용합니다.

스마트 홈 기기 사용자들 사이에서 보안은 가장 중요한 문제 중 하나입니다. Silicon Labs의 Secure Vault™는 가장 정교한 네트워크 위협으로부터 기기를 보호하고 사용자 신뢰를 얻도록 설계된 세계적 수준의 글로벌 IoT 보안 솔루션입니다. 또한, Silicon Labs는 Custom Part Manufacturing Services (CPMS)를 제공하여 귀하 또는 계약 제조업체가 맞춤형 보안 기능이 포함된 SoC를 사용할 수 있도록 하여 외주 생산 과정에서 지식 재산권 보호를 지원합니다.   보안 입증은 공공 기기 ID를 사용하여 진짜 기기를 가장하는 위조 기기들을 방지합니다. Secure Vault 기술은 ECC를 기반으로 각각의 기기에서 고유한 공용/개인 키 쌍을 생성하며, 개인 키는 기기 외부로 절대 유출되지 않습니다. 공용 키에 인증서를 사용하여 기기 제조업체 또는 외부 서비스가 언제나 기기에 도전권을 행사하여 기기를 구동하는 칩이 진정한 칩인지 확인할 수 있습니다.   Secure Vault의 보안 부팅과 보안 업데이트 기술은 원래 코드 대신 겉으로는 정상적으로 보이는 악성 코드로 교체하여 기기를 원격으로 제어하려는 해커들로부터 기기를 보호합니다. 보안 부팅을 신뢰 근원(root-of-trust) 및 보안 로더 기술과 결합하여 완전한 "신뢰 체인(chain of trust)"을 형성할 경우, 기기 제조업체는 기기가 신뢰할 수 있는 애플리케이션 코드만 실행되도록 하고 펌웨어 업데이트를 실행 전에 인증받도록 할 수 있습니다.   Secure Vault의 보안 키 관리는 각 장치의 고유한 특성을 기반으로 PUF(Physically Unclonable Function, 물리적 복제 불가능 기능) 키를 생성하여 기기에서 키 또는 콘텐츠를 추출하려는 공격자로부터 보호합니다. 모든 키는 보안 키 관리에서 PUF 키를 사용해 암호화됩니다. 또한, PUF 키는 시작 시 생성되며 플래시 메모리에 저장되지 않습니다.   Secure Vault의 보안 디버깅은 칩의 디버그 포트를 통해 해커가 기기를 제어하는 것을 방지합니다. 기기 제조업체는 암호화 토큰을 사용하여 포트를 잠금 해제를 통해 디버깅 기능에 접근할 수 있습니다. Secure Vault의 방어 조작 기술은 전압 오류, 자기 간섭, 강제적 온도 조정과 같은 조작 공격으로부터 기기를 보호합니다. 조작 시도가 감지되면, 기기는 즉시 모든 키를 삭제하는 등의 적절한 조치를 취할 수 있습니다.

스마트 홈 애플리케이션의 급속한 발전은 사용 편리성이라는 핵심 요소에 의해 추진되고 있으며, 이 목표를 달성하는 가장 좋은 방법은 AI와 ML 기술을 통해 기기 스스로 생각할 수 있도록 하는 것입니다. 그러나 스마트 홈 기기의 편리성을 향상시키는 동안, 사용자 프라이버시 유지, 기기 하이재킹 방지, 기기 제조업체의 지적 재산 보호에도 주의를 기울여야 하며, 이를 위한 보안 기술은 이미 마련되어 있습니다. Silicon Labs와 협력함으로써 미래에 필요한 스마트 홈 기기 개발을 가속화할 수 있습니다. 상상을 현실로 바꾸기 위해 지금 바로 행동하세요.