초록 ▼

연구개요
제한된 컴퓨팅 자원의 엣지서버를 활용해 무한히 발생하는 센서 데이터스트림의 효과적 처리를 위해 하나의 알고리즘으로 여러 개의 다양한 데이터스트림 마이닝 알고리즘 결과 패턴들을 동시에 실시간으로 추출 가능한 다중 데이터스트림 마이닝 기법을 개발한다. 이를 기반으로 한 엣지서버가 자신의 공간에서 동시 발생하는 여러 데이터스트림을 각각 한 번만 읽고 여러 패턴들을 시공간적으로 연계하여 복합 결과 패턴으로 프로파일링하는 실시간 엣지 데이터스트림 마이닝 기술을 연구한다. 이를 확장하여 다수의 엣지서버들이 위치 기반으로 계층 구

연구개요
제한된 컴퓨팅 자원의 엣지서버를 활용해 무한히 발생하는 센서 데이터스트림의 효과적 처리를 위해 하나의 알고리즘으로 여러 개의 다양한 데이터스트림 마이닝 알고리즘 결과 패턴들을 동시에 실시간으로 추출 가능한 다중 데이터스트림 마이닝 기법을 개발한다. 이를 기반으로 한 엣지서버가 자신의 공간에서 동시 발생하는 여러 데이터스트림을 각각 한 번만 읽고 여러 패턴들을 시공간적으로 연계하여 복합 결과 패턴으로 프로파일링하는 실시간 엣지 데이터스트림 마이닝 기술을 연구한다. 이를 확장하여 다수의 엣지서버들이 위치 기반으로 계층 구조화된 광역공간에서 서버들 간 분산협업을 통해 여러 공간에서 발생하는 복합공간 상황을 실시간으로 프로파일링 하는 실시간 다단계/다기능 엣지 데이터 스트림 처리 프레임워크를 연구한다.

연구 목표대비 연구결과
다중 데이터스트림 마이닝 기법 개발 관련으로 한정된 메모리 공간에서 단일 소스코드 기반 마이닝 알고리즘 수행을 위해 실시간 빈발패턴 탐색 알고리즘을 구현하였다. 또한 컴퓨팅 자원 최적화 모듈을 활용하여 엣지서버 구동환경에 적합하게 자원 활용률을 높이고 처리성능을 향상시키는 기술을 개발하였다.
실시간 엣지 데이터스트림 마이닝 기술 관련으로는 엣지서버의 위치를 기반으로 시공간 상호연계를 통한 복합 지식패턴 추출기술을 개발하였다. 해달 프로세스는 알고리즘 수행, 해석, 최적화 모듈로 구성되어 단일 소스코드를 통해 부분공간/전체차원 클러스터링 및 주기패턴 탐색 결과를 추출한다.
상기 기술들을 기반으로 실시간 다단계/다기능 엣지 데이터스트림 처리 프레임워크를 개발하였다. 1차년도 엣지서버 소스코드 내장화에 이어서 2차년도에는 각 엣지서버에서 연산한 결과를 다단계(multi step)로 마이닝하는 프레임워크를 구축했다. 본 연구실에서 기 보유중인 데이터스트림 마이닝 플랫폼(SIEVE 1)을 WEB 기반의 클라우드 서비스가 가능한 엣지컴퓨팅 플랫폼(SIEVE 2)을 개발하였다. 해당 프레임워크는 여러 센서에서 발생한 데이터를 각 엣지 서버 단계 별로 마이닝 처리하여 결과를 분석할 수 있다. 또한 특정 센서에서 발생한 데이터 양이 많을 경우, 여러 서버에서 병렬연산 수행하는 Scale-out 방식을 반영하여 연산은 유지하면서 서버의 부하를 줄이는 방식으로 동작한다.
해당 프레임워크는 기존 플랫폼에서 지원하지 않던 엣지컴퓨팅 수행이 가능하며, 공개SW 기반으로 개발하여 협력 커뮤니티를 구성해 지속 개발 및 실증을 추진할 예정이다.

연구개발결과의 중요성
□ 기술/산업적 중요성
○ 가전, 헬스케어 등 생활과 밀접한 분야의 IoT의 활용도가 폭발적으로 증가중이다. 이는 빅데이터를 생성하고 대량 데이터의 분석과 가공은 인공지능과 응용 서비스 향상에 필수적으로 본 기술 연구가 곧 데이터 산업 경쟁력 강화의 기초가 될 것이다.
□ 시장/경제적 중요성
○ 세계 IoT 시장은 연평균 39% 성장하여 2025년에 1조 5,670억 달러 규모가 될 것으로 예측되며(IoT Analytics, 2018), 국내시장은 연평균 23.7% 규모로 증가중이다.(과기부, IoT 산업실태조사주요결과, 2019)
○ 국내/외 시장규모 지속 성장에 따라 본 연구의 결과기 국내 기술의 경쟁력 확보와 동시에 세계 시장에서 상당한 경제적 효과가 기대된다.
□ 사회적 중요성
○ 교통, 치안, 복지, 에너지 분야 등 IoT 인프라와의 시너지효과를 기대할 수 있으며, 대국민 맞춤형 공공서비스 제공, 기업예산 절감효과 등이 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• 2-1. 1차년도 연구성과 ... 7
• 2-2. 2차년도 연구성과 ... 9
• 2-3. 3차년도 연구성과 ... 13
• 3 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4 참고문헌 ... 19
• 5 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 38