미쓰비시 전기 IoT와 생성형AI를 응용한 공조기기 제어 실증실험
ZeR0 Inc는 주식회사 솔라컴(일본)과 주식회사 마츠오연구소(일본)와 연구 추진하는 프로젝트 IoT x 생성형AI Lab’이 미쓰비시전기 주식회사와 공동으로 실증 실험을 실시한 프로젝트를 진행했습니다.
최근 ChatGPT로 대표되는 생성형AI(GenAI)를 활용한 서비스는 비즈니스에서도 활용이 확산되고 있으며, IoT분야에서는 인터넷을 통해 수집 및 축적된 대규모 데이터 분석, 나아가 수치 및 텍스트, 이미지등 여러 소스를 기반으로 한 인사이트 도출이 가능해졌습니다. 인사이트를 얻을 수 있기 때문에 새로운 용도로의 활용이 기대되고 있습니다.
IoT x 생성형AI Lab은 2023년 7월 솔라컴이 마츠오 연구소와 같이 설립한 프로젝트로 IoT분야에서의 생성형AI, LLM(대규모언어모델)활용에 대한 고객니즈에 기반한 사용사례조사 및 활용을 위한 개념증명(PoC), IoT서비스에의 반영을 추진하고 있으며 그 일부 개발업무에 참여중입니다.
IoT와 생성형AI를 응용한 공조기기 제어 실증 실험 내용
실내의 최적 온도로 유지하면서 전력소비를 최대한 줄이는 것’을 목표로 다음과 같은 실험을 진행했습니다.
- 센서에서 수집한 사무실 안팎의 환경데이터와 사무실 근무자로부터 얻은 쾌적성 피드백을 파라미터로 수집합니다.
- 추가학습이 필요없는 사전학습된 범용 생성형 AI에 데이터를 입력합니다.
- 사무실내 설치된 공조기기의 최적 온도를 생성형AI가 2시간에 한번씩 예측합니다.
- 실내에 있는 공조기기의 설정온도를 생성형AI가 예측한 최적 온도로 변경하여 쾌적함과 전력 사용량을 모니터링합니다.
- 공조기기의 설정온도 변경에 따라 사무실 환경이 동적으로 변화 및 결과를 다시 생성형AI에 입력합니다.
- 실시장소: 미쓰비시 전기주식회사 DX이노베이션센터 요코하마 다이아빌딩
- 실시기간: 2024년 1월 15일 ~ 2024년 3월 8일
실증실험 구성
획득한 데이터
- 센서에서 얻은 환경 데이터 (1분단위/실내온습도)
- 외부날씨 정보에서 얻은 환경데이터(실외 온/습도, 일조량)
- 공조기기 설정온도
- 공조사용 위치 감지 시스템 정보 (이미지/실내온도 히트맵, 사무실 근무자수, 사무실근무자 위치와 분포 정보)
- 감성정보 (사무실 근무자의 쾌적성에 대한 정기적인 피드백)
생성형 AI 엔진 및 데이터시각화 도구
- OpenAI GPT-4/4V (gpt-4-1106-preview/gpt-4-1106-vision-preview)
- Dataiku v12.1
Dataiku와 생성형AI 전문 담당 ZeR0와 논의를 거듭한 빌딩 정보의 효율적인 시각화 및 분석, 과거 데이터에 대한 검증을 진행했습니다.
기술적으로는 기존 AI활용에 필요했던 강화학습이나 기계학습, 또는 파인튜닝(미세조정)이나 RAG(검색증강생성, Retrieval Augmented Generation)를 통해 고유 지식을 학습시키는 과정에 시간과 비용을 들이지 않고도 소비전력 절감, 쾌적성 형상등 효과를 확인할 수 있었습니다.
‘가능한 전력소비를 줄인다’는 목표에 대해서는 사전에 측정한 기준치 대비 기간 평균 47.92% 전력 사용량 감소를 달성했습니다. 또한, 오피스 근무자로부터 수집한 쾌적성 피드백과 생성형 AI가 설정한 공조기기 온도를 쌍으로 생성형AI에 입력한 결과, 기준치 대비 평균 26.36%의 쾌적성 개선 효과를 달성했습니다.
향후 계획
- 실제 사무실을 이용하는 사용자 입장에서는 근무자의 쾌적성을 향상시킬 수 있다는 점에서 큰 장점이 있습니다. 앞으로는 사용자가 선호하는 온도의 장소를 알려주고, 사용자의 취향에 맞는 공간으로 유도하는 등 사람 중심의 시스템 구축을 목표로 하고 있습니다.
- 이번 실험에서 전략 사용량을 크게 줄일 수 있었기 때문에 향후 전력 사용량이 많은 데이터센터나 공장에서 생성형AI를 활용해 전력 사용량을 크게 줄일 수 있는지 검증을 진행할 예정입니다.