KR20240006320A - 인공지능 자동소화장치 - Google Patents

Abstract

인공지능 자동소화장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치는, 내부에 소화기를 탈부착 가능한 구조로 장착하는 소화기 수납부; 상기 소화기 수납부의 상부에 장착되고, 인접하는 주위의 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출하는 화재탐지부; 상기 소화기 수납부 내부에 장착되고, 제어부의 제어신호에 의해 작동하여 소화기 수납부 내부에 장착된 소화기의 분사노즐의 방향과 각도를 변경하고, 소화기 분사밸브를 작동시키는 소화기 작동부; 및 상기 소화기 수납부 내부에 장착되고, 화재탐지부로부터 획득한 데이터를 바탕으로 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 기 입력된 인공지능 프로그램에 의해 판단한 후, 소화기 작동부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 화재, 특히, 대형화재 재난 시 초기에 화재상황을 인지, 확인, 판단, 경고 등을 수행하고, 소화활동을 자동으로 실시함과 동시에 사람이 대응, 대피할 수 있도록 정보와 시간을 확보하게 함으로써 수많은 귀중한 생명을 구할 수 있고, 화재 발생 시 화재유무를 정확히 판단하여 화재를 초기에 진압할 수 있고, 화재발생을 주위 사람 및 관리자에게 효과적으로 알려 화재 피해를 최소화 할 수 있으며, 광범위하게 여러 형태로 추가 및 변형되어 다양하게 운용될 수 있는 인공지능 기반 자동소화장치를 제공할 수 있다.

Description

인공지능 자동소화장치{Artificial Intelligence Automatic Fire Extinguisher}

본 발명은 인공지능 자동소화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재 발생 시 이를 감지하여 화재를 진화하는 인공지능 자동소화장치에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 소화기의 경우, 도 1에 도시된 받침대에 거치되어 운용되고 있다.

종래 기술에 따르면, 화재 발생 시 이를 목격한 사람이 소화기를 파지한 후 초기 화재를 진압하고 있다.

그러나, 화재 발생 초기 이를 목격한 사람이 없을 경우, 초기 화재를 진압할 수 없으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해 자동 소화장치가 개발되어 운용되고 있다.

종래 기술에 따른 자동 소화장치의 경우, 기존의 일반소화기를 장전하여 화재발생 시 이를 감지, 자동으로 일반소화기를 작동시켜 화재를 진압하는 구조이다. 이를 위해 종래 기술에 따른 자동 소화장치는 카메라와 센서 등을 부착하여 화재 발생 여부를 판단하고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 자동 소화장치의 경우, 화재 발생 상태를 정확하게 구별 및 판단함에 있어 한계가 따르며, 이로 인해 안정적인 화재 진압 작동이 불가할 수 있다.

이에 인공지능 기능이 장착된 화재형상탐지 다기능 카메라와 열기·화염 및 유독가스를 탐지할 수 있는 다기능 복합센서가 내장되어 화재발생시 마치 사람이 두뇌와 연결된 눈 및 기타의 감각을 이용, 화재발생 사실을 인지하는 것과 같이 작동되는 인공지능 자동소화장치를 제시한다.

한국공개특허공보 제10-2022-0001635호 (공개일자: 2022년01월06일)

본 발명의 목적은, 화재, 특히, 대형화재 재난 시 초기에 화재상황을 인지, 확인, 판단, 경고 등을 수행하고, 소화활동을 자동으로 실시함과 동시에 사람이 대응, 대피할 수 있도록 정보와 시간을 확보하게 함으로써 수많은 귀중한 생명을 구할 수 있고, 화재 발생 시 화재유무를 정확히 판단하여 화재를 초기에 진압할 수 있고, 화재발생을 주위 사람 및 관리자에게 효과적으로 알려 화재 피해를 최소화 할 수 있으며, 광범위하게 여러 형태로 추가 및 변형되어 다양하게 운용될 수 있는 인공지능 기반 자동소화장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 인공지능 자동소화장치는, 내부에 소화기를 탈부착 가능한 구조로 장착하는 소화기 수납부; 상기 소화기 수납부의 상부에 장착되고, 인접하는 주위의 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출하는 화재탐지부; 상기 소화기 수납부 내부에 장착되고, 제어부의 제어신호에 의해 작동하여 소화기 수납부 내부에 장착된 소화기의 분사노즐의 방향과 각도를 변경하고, 소화기 분사밸브를 작동시키는 소화기 작동부; 및 상기 소화기 수납부 내부에 장착되고, 화재탐지부로부터 획득한 데이터를 바탕으로 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 기 입력된 인공지능 프로그램에 의해 판단한 후, 소화기 작동부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화재탐지부는, 상기 소화기 수납부의 상부 또는 하부에 장착되고, 주위의 공기를 흡입하여 공기 중에 유해가스가 함유되어 있는지의 여부를 실시간으로 검출하여 제어부에 검출된 데이터를 전달하는 복합가스탐지기; 및 상기 소화기 수납부의 상부에 장착되고, 주위의 상태를 촬영하여 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출하여 제어부에 검출된 데이터를 전달하는 화재탐지카메라;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 소화기 수납부는, 상부 일부가 개폐되고, 내부에 소화기를 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 수납하우징; 상기 수납하우징의 상부 개폐구조에 장착되고, 개폐상태를 잠금처리하는 개폐잠금부; 및 상기 수납하우징의 하부에 장착되고, 제어부의 제어신호에 의해 수납하우징을 측방향으로 회전시키는 수평구동부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 소화기 작동부는, 상기 소화기 수납부의 일측에 상하방향으로 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되고, 소화기 분사노즐을 감싸는 구조로 소화기 분사노즐을 탈부착 가능한 구조로 결속하며, 제어부의 제어신호에 의해 회전 각도가 제어되는 수직구동부; 및 상기 소화기 수납부의 상부에 장착되고, 제어부의 제어신호에 의해 작동하여 소화기의 분사밸브를 가압하여 소화기를 작동시키는 밸브구동부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제어부 내부에 탑재되고, 별도 마련된 서버와 무선통신을 수행하며, 서버에 저장된 클라우드 데이터에서 사전에 학습 및 저장된 화재 형상, 화재 현상, 화재 형태, 화재 데이터 값과 비교하여 실제 화재의 유무를 확인 및 판단하는 화재여부 판단부; 및 상기 제어부 내부에 탑재되고, 별도 마련된 서버와 무선통신을 수행하며, 서버에 저장된 클라우드 데이터에서 사전에 학습 및 저장된 데이터를 바탕으로 소화약제 발사 방향과 각도를 판단하는 발사방향 및 각도 판단부;를 포함하는 구성일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 특정 구조의 소화기 수납부, 화재탐지부, 소화기 작동부 및 제어부를 구비함으로써, 화재 발생 시 화재유무를 정확히 판단하여 화재를 초기에 진압할 수 있고, 화재발생을 주위 사람 및 관리자에게 효과적으로 알려 화재 피해를 최소화 할 수 있으며, 광범위하게 여러 형태로 추가 및 변형되어 다양하게 운용될 수 있는 인공지능 기반 자동소화장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 고층 빌딩, 다층형 공장, 아파트 등 다중 밀집공중 및 주거시설 등에 사용시에는 일정 구역마다 고정하여 수대 이상을 설치하거나, 천장 또는 이동식 크레인 또는 이동식 카 등에 설치하여 화재발생시 운용되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 광범위하게 여러 형태로 추가, 변형되어 다양하게 운용될 수 있다. 예를 들어, 주거시설 또는 사무실, 상업용 시설물 등에는 동 소화장치의 하부에 바퀴 등을 달아 일정에 장소에 있다가 수시로 자율순찰을 하면서 운용할 수 있다. 또한, 자동 로봇청소기처럼 스스로 카메라 및 센서 등의 자체 자율 작동을 통해 접근이 가능한 공간을 순회하면서 자율 화재예방 감시순찰을 실시할 수 있다.

또한, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 화재발생을 경고하는 경보기능(경보벨, 경광음, 화재발생 경고문자, 대피 및 탈출안내 등)을 수행하는 기능 장치가 추가로 장착된다. 무선통신 사업자 등과의 협의 또는 계약 등을 통해 건물 등 내외의 관계자, 거주민, 시설물 이용자 등에게 SN S, 카톡 기능 등을 통해 화재발생을 알리고 대피 등을 지시할 수 있다.

또한, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 소방청 방재관제시스템 및 정부(각 부처, 지자체 등)·공공부문의 재난방재시스템, 재해사고예방 관제시스템 등을 통해 거주민, 지역주민 등에게 재난소방방재 상황 발생을 알림 할 수 있다.

또한, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 우리가 일상 또는 생업활동 시 사용하는 각종 가전 및 기계제품, 전자제품, 출입시스템 등에 동 소화장치의 인공지능 화재탐지부 및 화재발생 경고기능과 같은 기능만을 별도로 적용하여 일정한 공간 등의 내외부 여러 곳에서 운용하면, 화재재난시에 즉각적으로 사람이 화재소화 활동 및 화재발생 비상대피 등을 신속히 할 수 있도록 운용할 수 있다.

또한, 본 발명의 인공지능 자동소화장치에 따르면, 화재, 특히, 대형화재 재난 시 초기에 화재상황을 인지, 확인, 판단, 경고 등을 수행하고, 소화활동을 자동으로 실시함과 동시에 사람이 대응, 대피할 수 있도록 정보와 시간을 확보하게 함으로써 수많은 귀중한 생명을 구할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 소화기 거치장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치를 나타내는 정면도이다.
도 3는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 인공지능 자동소화장치 AI 및 클라우드 서비스의 프로세스를 나타내는 모식도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치를 나타내는 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치를 나타내는 사시도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는, 특정 구조의 소화기 수납부(110), 화재탐지부(120), 소화기 작동부(130) 및 제어부(140)를 구비함으로써, 화재 발생 시 화재유무를 정확히 판단하여 화재를 초기에 진압할 수 있고, 화재발생을 주위 사람 및 관리자에게 효과적으로 알려 화재 피해를 최소화 할 수 있으며, 광범위하게 여러 형태로 추가 및 변형되어 다양하게 운용될 수 있는 인공지능 기반 자동소화장치를 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)의 소화기 수납부(110)는, 내부에 소화기를 탈부착 가능한 구조로 장착하는 구조이다.

구체적으로, 소화기 수납부(110)는, 특정 구조의 수납하우징(111), 개폐잠금부(112) 및 수평구동부(113)를 포함하는 구성일 수 있다. 소화기 수납부(110)의 수납하우징(111)은, 상부 일부가 개폐되고, 내부에 소화기를 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 구조이다. 개폐잠금부(112)는, 수납하우징(111)의 상부 개폐구조에 장착되는 구성으로서, 개폐상태를 잠금처리할 수 있다. 또한, 수평구동부(113)는, 수납하우징(111)의 하부에 장착되는 구성으로서, 제어부(140)의 제어신호에 의해 수납하우징(111)을 측방향으로 회전시킬 수 있다.

더욱 구체적으로, 소화기 수납부(110)에 장착되는 소화기(10)는, 소화약제가 충전된 소화기 압력용기 또는 일반상용소화기(A,B,C,D형) 일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 화재탐지부(120)는, 소화기 수납부(110)의 상부에 장착되고, 인접하는 주위의 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출할 수 있다.

구체적으로, 화재탐지부(120)는 특정 역할을 수행하는 복합가스탐지기(121) 및 화재탐지카메라(122)를 포함하는 구성일 수 있다.

화재탐지부(120)의 복합가스탐지기(121)는, 소화기 수납부(110)의 상부 또는 하부에 장착되는 구성으로서, 주위의 공기를 흡입하여 공기 중에 유해가스가 함유되어 있는지의 여부를 실시간으로 검출하여 제어부(140)에 검출된 데이터를 전달할 수 있다. 또한, 화재탐지카메라(122)는, 소화기 수납부(110)의 상부에 장착되는 구성으로서, 주위의 상태를 촬영하여 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출하여 제어부(140)에 검출된 데이터를 전달할 수 있다.

더욱 구체적으로, 본 실시예에 따른 화재탐지부(120)는, 인공지능 칩(AI chip)과 인공지능(AI) 클라우드가 내장된 상태로 연결, 연동되어 작동하는 적외선, 자외선 및 열기 등을 탐지하는 CCTV카메라 및 적외선 열화상, 실화상 인공지능 카메라 등으로 이루어진 인공지능 복합다기능 IoT CCD카메라를 포함하는 구성일 수 있다. 또한, 화재탐지부(120)는, 화재발생 시 열기, 화염, 독성유해가스를 탐지하는 다기능 복합가스탐지센서 등이 조를 이루는 구성일 수 있다.

본 실시예에 따른 소화기 작동부(130)는, 소화기 수납부(110) 내부에 장착되는 구성으로서, 제어부(140)의 제어신호에 의해 작동하여 소화기 수납부(110) 내부에 장착된 소화기의 분사노즐의 방향과 각도를 변경하고, 소화기 레버 또는 분사밸브를 작동시킬 수 있다.

구체적으로, 소화기 작동부(130)는 특정 구조의 수직구동부(131) 및 밸브구동부(132)를 포함하는 구성일 수 있다. 소화기 작동부(130)의 수직구동부(131)는, 소화기 수납부(110)의 일측에 상하방향으로 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되는 구성으로서, 소화기 분사노즐을 감싸는 구조로 소화기 분사노즐을 탈부착 가능한 구조로 결속하며, 제어부(140)의 제어신호에 의해 회전 각도가 제어된다. 또한, 밸브구동부(132)는, 소화기 수납부(110)의 상부에 장착되는 구성으로서, 제어부(140)의 제어신호에 의해 작동하여 소화기의 레버 또는 분사밸브를 가압하여 소화기를 작동시킬 수 있다.

바람직하게, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는 제어부(140)의 제어신호를 받아 수평구동부(113)와 수직구동부(131)를 먼저 작동 시켜 화재가 발생한 지점을 향해 소화기(10)의 분사노즐(12)를 향하게 한 후, 밸브구동부(132)를 작동시켜 소화 약제를 분사하도록 작동된다.

한편, 본 실시예에 따른 제어부(140)는, 소화기 수납부(110) 내부에 장착되는 구성으로서, 화재탐지부(120)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 기 설치된 인공지능 프로그램에 의해 판단한 후, 소화기 작동부(130)의 작동을 제어할 수 있다.

구체적으로, 제어부(140)는 특정 역할을 수행하는 화재여부 판단부를 포함하는 구성일 수 있다. 화재여부 판단부는, 제어부(140) 내부에 탑재되는 구성으로서, 별도 마련된 서버와 무선통신을 수행하며, 서버에 저장된 클라우드 데이터에서 사전에 학습 및 저장된 화재 형상(이미지 등), 화재 현상, 화재 형태, 온도, 열기, 가스 종류, 유독가스농도 등의 화재 데이터 값과 비교하여 실제 화재의 유무를 확인 및 판단할 수 있다.

더 나아가 본 실시예에 따른 제어부(140)는 특정 역할을 수행하는 발사방향, 화재위치까지의 발사거리 및 각도 판단부를 포함하는 구성일 수 있다.

구체적으로, 제어부(140) 내부에 탑재되는 발사방향, 발사거리 및 각도 판단부는, 별도 마련된 서버와 무선통신을 수행하며, 서버에 저장된 클라우드 데이터에서 사전에 학습 및 저장된 데이터를 바탕으로 소화약제 발사 방향과 거리 및 각도를 판단할 수 있다.

상기 언급한 무선 통신 등의 경우, IoT, IOE, IOX, 3G, 4G, 5G, 5G이음, 6G, Microware, WPAN, WIFI, LAN 등 다양한 무선통신 기술이 활용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 인공지능 기술의 경우, 인공지능 칩, 인공지능 클라우드, 머신러닝 기술, 강화학습, 자동학습 등이 활용될 수 있다. 또한, 화재탐지부(120)의 경우, CCTV, CCD 카메라, 실화상, 열화상, 적외선, 자외선 탐지 카메라 기술이 활용됨이 바람직하다.

한편, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)의 핵심은 AI chip 및 AI 반도체 회로 등의 기본 구성을 갖춘 초마이크로 컴퓨터와 연결된 복합카메라 모듈 및 AI 센서, AI 클라우드 시스템이 인공지능 서비스 구성을 위해 상호간에 유기적으로 네트워킹되어 화재와 관련되거나 관련될 수 있는 외부의 환경을 일정기간 계속적으로 학습을 하여 자동학습 및 자동판단을 할 수있는 역량을 갖추게 되는데 있다. 구체적으로, 인공지능 자동소화장치(100)의 제어부(140)는 AI 칩(chip)과 인공지능회로와 연결된 다기능 AI카메라 및 센서를 내장하며, 화재형상 및 화재형태 여부, 확인 및 판단을 수행할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 마치 사람이 눈으로 사물을 판단하는 기능과 유사한 기능을 수행한다. 물론, 이에 더하여 열기 및 화염, 화염의 형태를 검출 및 판단하는 기능, 화재 발생 시 각종 유독가스 등을 탐지하는 다기능 복합화재탐지 기능을 포함하는 인공지능 가스탐지센서는 사람이 가진 눈과 코의 기능을 수행할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 인공지능이 탑재된 제어부(140)의 인공지능회로 상의 AI 칩(chip)등에는 실제 화재형상 및 화재발생 시의 다양한 모션(motion), 다양한 형태의 화재 상황, 화재의 움직임 및 화재현상 시뮬레이션을 통해 화재의 형상 등에 대해 인공지능이 머신러닝 및 강화학습인 딥러닝을 통해 학습한 내용을 토대로 실제 화재 상황을 판단하는 논리구조를 포함한다.

실제 화재상황 및 화재 형상에 대해 강화된 상태로 학습한 내용은 AI 클라우드 등에 저장되고, 이는 사람이 가지는 기억의 구조와 유사하다. 정확한 화재상황의 식별, 탐지, 확인, 판단의 도출을 위하여 화재발생 시 제어부(140)는, AI 클라우드에 학습되어 저장된 화재형상, 화재형태, 화재의 액션 및 움직임, 화재발생 시의 주요현상 등을 AI 클라우드에 저장된 기억과 비교, 대조하는 과정을 통해 탐지된 화재가 실화재인지 아닌지의 유무를 판단할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 제어부(140)는 인공지능 자동소화장치(100)의 소화기 수납부(110) 내부에 장착된 소화기 또는 소화용 압력용기의 작동을 명령하게 된다. 화재탐지부(120)의 다기능 복합 인공지능 카메라는 화재 형상 및 화재현상 등을 탐지하는 카메라로써 인공지능이 장착된 제어부(140)와 연결 및 연동되어 작동하며, CCTV, 실화상 카메라, 적외선과 자외선 등 가시광선을 탐지할 수 있는 열화상 카메라 및 초소형 CCD카메라가 함께 모듈화된 IOT카메라 역할을 수행하며, 마치 화기에서 탄약을 발사할 때 사용되는 레이저 조준기 같은 기능이 또한 장착되어서 화재현장에 소화기 또는 소화기 압력용기 내부의 소화약제가 발사될 때 정확도를 높여 화재진압에 기여하게 된다.

인공지능 자동소화장치의 인공지능이 많은 학습을 할수록 다양한 화재 상황에 대한 인지의 수준과 정확도 및 신뢰도가 제고되고 최종적으로 별도의 관리(매니지먼트)가 개입하지 않아도 인공지능 스스로 조기 화재감지, 확인, 판단, 경보, 작동이 가능해진다. 또한, 외부환경 및 다양한 화재 등을 강화학습, 자동학습하는 인공지능은 불꽃이나 화염, 연기 이미지 등을 학습하는 방법으로 동작할 수 있는데, 클라우드의 데이터베이스에 다량의 화재관련 이미지 및 데이터를 저장하고, 이러한 인지 학습 사이클을 계속 반복하면 인공지능의 인지 판단하는 논리구조는 사람처럼 화재상황에 대하여 자체 작동 판단이 가능한 수준에 이르게 된다.

이하에서는 도 4를 참조하여 상기 언급한 인공지능 자동소화장치 AI 및 클라우드 서비스의 프로세스를 더욱 자세히 설명한다.

1. 인공지능 자동소화장치(100)는 적외선과 자외선, 가시광선 등을 탐지할 수 있는 복합 다기능 카메라 모듈(이하, 탐지부(120)로부터 실시간으로 설치공간의 상황에 대한 영상 데이터를 클라우드 서버 내 DB로 전송한다. 또한, 현존 여러 형태의 시설물에 설치되어 운용 중인 여러 형태의 화재탐지기 등과 합동 운용하여 감지 센서 데이터를 클라우드 서버 내 DB로 전송할 수 있다.

2. 여러 형태(아파트, 오피스텔, 고층 기숙사 등)의 주거시설, 공장, 공공건축물, 고층빌딩 등에 대응하여 상황에 따른 자동소화설비 제어 알고리즘 개발을 위해서 빅데이터(Big Data) 분석 및 관리가 용이한 클라우드 서버(Server)를 도입하여 운용한다. 클라우드(Cloud) 서버 내 DB에 저장된 비정형 데이터(영상, 이미지 등)과 정형 데이터(온도, 농도 등의 값인 텍스트, 숫자 등) 등 다양한 형태의 데이터는 인공지능 학습을 위한 데이터 전처리 과정을 수행한다. 전처리 과정에서는 데이터의 정규화, 결측치 처리 등을 포함한다.

3. 전처리 과정을 거친 가공된 데이터는 라벨링(Labeling) 과정을 통해 인공지능 지도학습에 사용한다. 인공지능모델 개발을 위해 학습용 데이터와 테스트용 데이터로 구분하고, 두 분류의 데이터는 서로 중복되지 않도록 구성하여 인공지능 판단 및 수행 능력을 극대화한다.

4. 열화상 카메라 및 감지 센서로부터 일정 기준 이상 온도가 발생할 시에 화재발생으로 간주하는 기준은 다중 선형회귀 분석과 같은 회귀모형을 통해 정의하고, 정의된 기준은 컨볼루션 신경망(CNN) 등의 이미지 분류 모델에 적용하여 영상 데이터 실시간 화재탐지 기술로 적용한다. 또한, 클라우드 서버 내 DB에 저장된 시계열 데이터를 통한 순환 신경망(RNN) 기술을 활용하여 화재발생 전에 나타나는 일정한 패턴에 대해 학습하여 화재발생을 미리 예측 및 대응할 수 있다. 인공지능 자동소화장치는 상용화가 가능할 수준의 정확도를 확보할 때까지 전처리 과정, 라벨링 과정, 개발 과정을 반복하고, 이를 통해 개발된 인공지능 모델을 인공지능 자동소화설비 제어 알고리즘으로 통칭한다.

5. 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치가 일정 공간 또는 일정 구역, 다층형으로 다른 장소마다 수대씩 설치가 될 경우 각각의 인공지능 자동소화장치(100)는 여러 형태의 시설물과 설치된 장소에 따라 각기 다른 소화설비 제어 알고리즘을 채택하며, 무선 네트워크를 통해 클라우드 서버에서 인공지능 자동소화장치(100)에 내장된 마이크로 PC로 전송한다. 소화설비 제어 알고리즘에 의해 운용되는 인공지능 자동소화장치(100)는 이후에도 여러 형태의 시설물들로부터 데이터를 수집하여 클라우드 서버 내 DB에 데이터를 계속 저장한다. 일정 기간이 지나면 저장된 새 데이터를 통해 스스로 전처리와 라벨링 과정을 진행하고, 전이학습을 통해 더 발전한 소화설비 제어 알고리즘을 스스로 자동생성하여 다시 자동소화장치에 내장된 마이크로 PC에 전송하는 알고리즘 최신화 과정을 수행할 수 있다.

본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치의 소화설비 제어 알고리즘을 통해 실시간으로 화재를 예측하고, 화재발생에 대응하는 마이크로 PC는 로봇 제어를 통해 제어부(40)을 스스로 컨트롤한다.

제어부에서는 인공지능 컴퓨터비전 기술을 도입하여 카메라로부터 화재 위치까지 자율 주행으로 이동하거나, 천장 등에 레일을 설치하여 화재 위치로 이동하는 등의 알고리즘 등을 적극 포함할 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는, 지금 현재 우리나라 등에서 사용하는 화재탐지 수신기 (어느정도 규모를 갖춘 건물 등에는 동 화재탐지 수신기가 다 있다) 와 연결되어 화재탐지 및 화재경보를 더욱 정확히 수행할 수 있다. 또한, 현존 여러 형태의 주거시설, 공장, 공공건물, 고층빌딩 등 시설물에 설치되어 운용 중인 기존의 여러 형태의 화재탐지기 등과 연결하여 합동 운용하게 되면 초기 화재 등을 더욱 효과적으로 실행할 수도 있다.

화재발생 시 화재유무를 정확히 판단, 확인하기 위하여 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는, 종래 기술에 따른 화재 탐지 수신기와 기술적으로 연결하여 사용할 수 있으며, 화재발생 시 화재유무에 대한 정확도를 높이기 위하여 제어부(140)가 작동하는 인공지능 자동소화장치(100)의 작동을 1회 이상 리셋(reset)하여 재확인, 재식별, 재판단의 동작을 수행할 수 있다. 위 언급한 리셋 기능은 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)의 정상적인 기능으로서, 화재형상 및 화재상태의 판단을 정확히 하기위한 정상적인 인공지능 자동소화장치의 주요 기능활동으로 현존하는 기존의 화재탐지 수신기와 연결되어 운용된다면 짧은 시간내에 실제 화재발생의 판단 및 소화활동을 정확히 수행할 수 있다. 또한, 기존 화재탐지 수신기 등의 화재신호 오류 등의 현상을 극복할 수 있도록 도움을 줄 수 있다. 더 나아가, 종래 기술에 따른 화재 탐지 수신기와 달리 새로이 개발되는 화재탐지수신기 또는 소방제어시스템, 소화방재시스템 등과 운용 시 기술적인 면에서 연동기능이 제고되어 소방활동을 효율적으로 실시할 수 있다. 이러한 시스템이 갖추어진다면 구역단위, 마을단위, 지역사회 단위, 전국단위로 화재발생 시 이에 대한 대응을 더욱 체계적으로 시스템적으로 가능하게 만들어줄 수 있다. 또한, 사적인 생활영역과 공적인 영역에 있어서, 협동이 가능하도록 도모하여 지역사회 등에서의 화재방지효과 및 사회적인 차원에서 소방능력이 더욱 제고될 것이다.

본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)에 있어서, 화재탐지부의 작동 순서는 매우 중요하고 기능적으로 화재판별에 대한 정확도를 높이는 의의가 있다.

본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)의 작동 순서는, 우선 화재 발생 시 화재탐지부(120, AI 실화상 카메라)가 화재상황을 촬영, 이를 제어부(140, AI 중앙제어부)로 보내어 화재유무를 1차적으로 신속히 판별하고, 만약 화재 상황이라고 판단될지라도, 단시간에 다시 적외선 및 열화상 탐지 기능이 있는 화재탐지부(120, 인공지능 다기능 IoT 카메라)를 통해 동 화재 상황을 재촬영, 재확인하는 2차 확인을 실시, 신속히 검출된 데이터를 제어부(130)로 보내어 화재상황 판단을 하게 되는 것이다.

즉, 2회 또는 2회 이상에 걸쳐 화재상황에 대하여 확인, 재확인의 과정을 거치게 되고 정확도가 올라간 화재발생정보 확인에 따라 제어부(140)의 명령을 받아 화재소화 임무를 수행하게 되는 것이다. 물론, 1차적인 확인과 이후의 2차 확인은 사실 거의 실시간으로 동시에 발생하게 되는 것과 같다. 다만, 화재 발생이 확실시되는 상황에서는 제어부(140, 인공지능 탐지부 및 인공지능 화재제어부)에 의한 1회의 확인에 의해서 인공지능 자동소화장치(100)가 작동될 수 있다.

본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는 설치되는 장소가 다층, 다격실이라면 각각의 층 및 격실마다 설치가 되어 운용될 수 있고, 기존의 또는 다른 형태의 화재탐지기 및 화재탐지 수신기 등과 협동하여 운용되면 화재를 조기에 진압하고 화재로 인한 많은 인명피해 등을 줄일 수 있을 것이다.

본 실시예에 따른 화재탐지부(120)가 화재를 탐지하고 건물 전체 또는 구역 전체에 경보를 내리는 것만으로도 화재 발생 시 초기 대응에 좋은 결과를 가져올 것이다. 이렇게 된다면, 화재발생 초기에 많은 사람의 생명을 구할 수 있게 되는 것이다.

이는 전투용 함정 등에서 사용하는 무기체계에 적함, 적기 등의 지대함 또는 공대함 공격 시 최후에 사용되는 CIWS 시스템(골키퍼, 팔랑스 등)이 있는데, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)의 기능 및 작동과 운용시의 수행절차, 시스템은 한편으로 이와 같은 무기체계와 운용체계 및 기계적 논리, 절차, 순서 등에서 유사한 점이 있다 하겠다. 또한, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는 사람인 운용자가 개입하여 원격으로 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치와 소통, 통신하여 당면한 화재상황을 주시, 관찰 등을 하면서 자동소화장치의 주요 작동을 원격으로 확인, 판단, 제어할 수도 있다.

본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치(100)는, 주로 건물, 공장, 선박, 항공기, 차량 등에 설치되어 운용될 수 있으며, 본 실시예에 따른 인공지능 자동소화장치를 자율주행체, 무인 차륜형 로봇, 무인 소방차량, 원격 무인차량, 원격 무인 드론, 드론봇, 휴머노이드형 로봇 등에 응용하여 설치· 장착하여 향후 운용하게 된다면 각종 다양한 화재발생 상황 하에서 기존의 고정되어 운용될 때보다 더욱 광범위한 구역 및 지역에 대하여 화재소화 및 소방 활동을 할 수 있는 역량을 구비하게 해주는 것이다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.

10: 소화기
11: 분사밸브
12: 분사노즐
100: 인공지능 자동소화장치
110: 소화기 수납부
111: 수납하우징
112: 개폐잠금부
113: 수평구동부
114: 하우징슬릿
120: 화재탐지부
121: 복합가스탐지기
122: 화재탐지카메라
130: 소화기 작동부
131: 수직구동부
132: 밸브구동부
140: 제어부
141: 경보장치

Claims (5)

1. 내부에 소화기 또는 소화약재가 충전된 소화용기를 탈부착 가능한 구조로 장착하는 소화기 수납부(110);
   상기 소화기 수납부(110)의 상부에 장착되고, 인접하는 주위의 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출하는 화재탐지부(120);
   상기 소화기 수납부(110) 내부에 장착되고, 제어부(140)의 제어신호에 의해 작동하여 소화기 수납부(110) 내부에 장착된 소화기 또는 소화용기의 분사노즐의 방향과 각도를 변경하고, 소화기의 레버 또는 소화약재가 충전된 소화용기의 분사밸브를 작동시키는 소화기 작동부(130); 및
   상기 소화기 수납부(110) 내부에 장착되고, 화재탐지부(120)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 기 입력된 인공지능 서비스 프로그램에 의해 판단한 후, 소화기 작동부(130)의 작동을 제어하는 제어부(140);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 자동소화장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 화재탐지부(120)는,
   상기 소화기 수납부(110)의 상부 또는 하부에 장착되고, 주위의 공기를 흡입하여 공기 중에 유해가스 또는 유독가스가 함유되어 있는지의 여부를 실시간으로 검출하여 제어부(140)에 검출된 데이터를 전달하는 복합가스탐지기(121); 및 상기 소화기 수납부(110)의 상부에 장착되고, 주위의 상태를 촬영하여 화재 발생 여부 및 화재 발생 위치를 실시간으로 검출하여 제어부(140)에 검출된 데이터를 전달하는 화재탐지카메라(122);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 자동소화장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 소화기 수납부(110)는,
   상부 일부가 개폐되고, 내부에 소화기를 수납할 수 있는 수납공간이 형성된 수납하우징(111);
   상기 수납하우징(111)의 상부 개폐구조에 장착되고, 개폐상태를 잠금처리하는 개폐잠금부(112); 및
   상기 수납하우징(111)의 하부에 장착되고, 제어부(140)의 제어신호에 의해 수납하우징(111)을 측방향으로 회전시키는 수평구동부(113);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 자동소화장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 소화기 작동부(130)는,
   상기 소화기 수납부(110)의 일측에 상하방향으로 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되고, 소화기 분사노즐을 감싸는 구조로 소화기 분사노즐을 탈부착 가능한 구조로 결속하며, 제어부(140)의 제어신호에 의해 회전 각도가 제어되는 수직구동부(131); 및
   상기 소화기 수납부(110)의 상부에 장착되고, 제어부(140)의 제어신호에 의해 작동하여 소화기의 분사레버 또는 소화용기의 분사밸브를 가압하여 소화기를 작동시키는 밸브구동부(132);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 자동소화장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부(140)는,
   상기 제어부(140) 내부에 탑재되고, 별도 마련된 서버와 무선통신을 수행하며, 서버에 저장된 클라우드 데이터에서 사전에 학습 및 저장된 화재 형상, 화재 현상, 화재 형태, 온도, 가스, 유독가스농도의 화재 데이터 값과 비교하여 실제 화재의 유무를 확인 및 판단하는 화재여부 판단부; 및
   상기 제어부(140) 내부에 탑재되고, 별도 마련된 서버와 무선통신을 수행하며, 서버에 저장된 클라우드 데이터에서 사전에 학습 및 저장된 데이터를 바탕으로 소화약제 발사 방향과 화재지점까지의 거리 및 각도를 판단하는 발사방향, 발사거리 및 각도 판단부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 자동소화장치.