안녕하세요.

이번 회에서는 감지 컴퓨팅에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 감지컴퓨팅이라 함은 인간이 감각기관을 통하여 외부환경의 상태를 느끼는 것처럼 센서라는 장치를 이용하여 정보를 획득하여 사용자에게 정보를 제공하거나 스스로 처리하는 것을 말합니다. 감지 컴퓨팅은 주변 곳곳에 심어져 있는 센서 네트워크를 통해 그 능력이 더욱 확대됩니다. 이러한 감지 컴퓨팅을 통하여 유비쿼터스 서비스를 제공할 수 있습니다. 유비쿼터스 서비스는 u-커뮤니케이션 서비스, u-정보제공 서비스, u-상황고지 서비스, u-행위제안 서비스, u-지능형서비스의 형태로 구분이 됩니다.

■감지하고자 하는 대상
감지하고자 하는 대상이 무엇인지 먼저 파악하면 감지 컴퓨팅 개념을 이해하시는 데 도움이 될 것입니다. 사용자의 행위를 감지하여 컴퓨터가 적절하게 대응해주기를 바라는 것인지 주변환경의 변화를 감지하여 그 정보를 처리하여 사용자에게 제공하고자 하는 것으로 구분해 볼 수 있습니다.

사용자의 행위를 감지하는 것은 컴퓨터와 사용자와의 인터페이스 개념 측면으로 이해가 가능합니다. 사용자가 사물을 만지거나, 보거나, 말을 걸거나, 제스쳐를 취하거나, 움직이거나 하는 것 등을 컴퓨터가 감지 할 수 있어야 합니다.

주변환경의 변화를 감지하는 것은 사람, 동물, 물체 등으로 인해 발생되는 여러 가지 환경정보를 획득하는 것입니다. 일반적으로는 움직임 또는 거리정보 등이 그 활용도가 높습니다. 냄새, 소리, 빛, 진동, 온도, 압력 등도 감지하고자 하는 대상이 될 수 있습니다.

센서는 인간의 감지 능력과 유사한 성능을 가지도록 하여 인간적인 감지컴퓨팅 서비스를 제공하는데 사용할 수 있으며, 인간이 감지하지 못하는 것들을 감지하여 인간에게 편리함을 제공할 수도 있습니다.

인간의 감지능력과 유사한 것은 인간에게 불쾌감을 주는 냄새나 소음을 감지한다거나, 사람 입맛에 맞는 음식을 구별한다거나 등에 사용이 가능할 것입니다.

적외선 센서와 같은 것은 사람이 감지 하지 못하는 않는 빛 영역을 이용하여 인간생활에 방해를 주지 않고 정보를 획득할 수 있습니다.

예를 들어 사스와 같은 질병에 걸린 사람을 찾아내기 위해서 적외선 카메라가 사용이 됩니다. 사스에 걸리면 몸에 열이 납니다. 열은 고유한 적외선 파장을 방출시키고 이러한 파장을 적외선 카메라는 감지하게 됩니다. 이를 이용하여 검색대를 지나는 사람들중에 실시간으로 열이 있는 환자를 찾아낼 수 있습니다. 어두운 곳에서도 사용이 가능하기 때문에 적외선의 활용분야는 상당히 많습니다. 의료용, 군사용으로도 많이 사용됩니다.

센서는 또한 인간이 감지하기 힘든 장소에 있는 상황을 감지하거나 지속적으로 감지하고 할 때 사용이 되기도 합니다. 보안 시스템에서 움직임을 검출하는 센서는 늦은 밤 담장을 넘어가는 침입자를 탐지할 수 있습니다.

■센서
센서는 물리적, 화학적, 기계적 측정신호를 전기신호로 변환하는 장치입니다. 감지 대상에 따라 여러 가지 센서가 있으며 이에 대한 분류는 아래 표와 같습니다.

또한, 센서는 그 방식에 따라 수동형과 능동형으로 구분이 되는데 수동형은 사물에 내재된 식별자 칩을 리더기가 감지하는 방식을 말하며, 능동형은 센서 자체가 환경변화를 감지하여 정보를 전송하는 방식입니다.

■검출대상에 의한 센서의 분류
검출 대상에 따른 센서의 종류는 아래 표와 같이 분류할 수 있습니다. 센서의 구조나 재질 등에 따라서 상당히 다양한 센서들이 있음을 알 수 있습니다.¹⁾

센서를 사용하면 다음과 같은 유비쿼터스 서비스 중에 U-상황고지 서비스가 가능합니다. ²⁾

1)U-커뮤니케이션 서비스:
지금 현재 우리들이 사용하고 있는 통신시스템처럼 어떤 정보를 주고 받기 위해서 네트워크를 단순히 전송수단으로 사용하는 서비스입니다.
광대역망, 모바일 네트워크, 무선랜 등의 유무선통신 선로를 이용하여 음성 또는 정보데이터를 주고 받는다. 휴대폰을 이용하여 전화 통화를 하거나 문자메세지를 보내는 행위등이 여기에 해당될것입니다.

2)U-정보제공 서비스:
사용자가 정보제공을 요구할때 즉각적으로 원하는 정보를 제공하는 서비스입니다.
휴대폰의 인터넷 서비스 등을 이용해 원하는 정보항목을 선택하면 필요한 정보가 다운로드 되는 경우가 여기에 해당될것입니다. 홈 네트워크가 설치되어 있는 경우에는 휴대폰이나 PDA를 이용해 집안의 홈서버와 접속하고 전자제품의 정보를 제공받는 경우도 해당될것입니다.

3)U-상황고지 서비스: 감지컴퓨팅 기반 서비스
사용자가 지시한 내용에 따라 지속적으로 시스템을 상황을 파악하여 사용자의 요구사항에 해당되는 경우가 발생할때 이 정보를 사용자에게 알려주는 서비스입니다.
집안의 보일러 온도가 비정상적으로 올라갔을때 통보를 요청하거나, 집안의 홈서버에 이메일이나 관련 정보가 수신되었을때 사용자의 PDA로 정보를 통보하는 경우가 이에 해당될 것입니다.

4)U-행위제안 서비스:
상황고지 서비스를 기반으로 하여 사용자가 어떠한 행위를 하도록 추천하는 서비스입니다.
가스 보일러의 온도가 올라갔을때다면 가스밸브를 잠그도록 제안하는 경우가 이에 해당될것입니다. 몸에 장착된 온도센서로부터 체온 이상증상을 보이면 상황고지와 함께 어떤 약을 먹도록 권유하거나 119를 부르도록 제안하는 경우입니다.

5)U-지능형 서비스:
완전히 지능적인 서비스로서 문제상황을 스스로 파악하고 이에 대처하는 서비스입니다.
공상과학 소설에 나오는 지능 로보트같은 역할을 하는 서비스입니다. 상황고지, 행위제안서비스를 기반으로 실제 행위를 할 수 있는 전자적, 기계적 시스템과의 연계를 통해 서비스가 구현이 됩니다.
행위제안서비스 단계에서 119를 호출하기로 판단이 되었을때 스스로 전화를 걸어서 행위를 수행하는 것입니다. 지능형 서비스에서는 실제 행위를 하기 위한 주변 시스템이 갖추어져 있어야 할 것입니다.

감지컴퓨팅의 대표적인 예로는 MIT 미디어랩 유럽 연구소의 해비타트 프로젝트를 들 수 있습니다. 컵에 RF-ID를 부착하여 탁자 위에 놓으면 탁자가 이를 감지하여 원격지에 있는 애인의 탁자위에 사진을 디스플레이하는 개념입니다. ³⁾

이는 원격지에 떨어져 있는 두 연인들이 서로의 생활 상황을 자연스럽게 전달받을 수 있도록 하는 시스템입니다. 여자친구가 탁자위에 커피잔을 올려 놓으면 원격지의 남자친구의 탁자위에 커피잔 화면이 디스플레이 되어 남자친구는 여자친구가 휴식시간을 가지고 있는 것을 알 수 있게 됩니다. 탁자위에 커피잔이 오랫동안 놓여져 있을수록 남자친구에게는 탁자위 그림위 점점 더 크게 그려져 휴식의 상태를 알 수 있게도 합니다. 생활속에서 사물들의 상태를 감지하여 이를 인간의 감정 상태를 이해하기 위한 수단으로 활용하여 원격지에서도 서로의 감정을 느낄 수 있어 상당히 인간 중심적인 시스템이라 할 수 있을 것 같습니다.

미국 MIT 미디어랩의 "생각하는 사물" 연구 프로젝트중에서 감지 컴퓨팅과 관련된 것 몇가지를 소개해 보기로 하겠습니다. ⁴⁾
Tribble은 사용자의 부드러운 손 터치를 감지하여 소리나 색깔있는 빛을 내주는 장치입니다. 기술 자체가 어려운 것은 아니지만 사용자의 손놀림에 대하여 마치 살아 있는 생명처럼 반응하는 게 상당히 인간친화적인 시스템입니다. 마치 옛날 동화에 나오는 마법사가 유리 구슬을 문지르니 유리 구슬이 말을 하는 것과 비슷한 개념입니다. 공의 표면에는 광섬유 비슷한 센서가 있어서 일종의 섬모역할을 하게 됩니다. 그래서 사용자가 공 주위를 쓰다듬으면 손 놀림은 감지하며 소리와 빛 형태의 적절한 반응을 일으키도록 되어 있습니다. 어린이에게 많이 쓰다듬을수록 좋은 반응을 보이도록 하여 애정을 표현하는 교육적인 도구로써 개발해도 좋을 듯 싶은 개념입니다.

Tangible ViewPoint는 테이블 위의 물건을 움직이면 위치정보가 추적이 되어 마치 컴퓨터의 마우스 포인터가 움직이는 것처럼 테이블 위의 영상이 함께 변하는 시스템입니다. 여러명이 모여 앉아 이야기를 하며 물건을 움직이면 상황에 따라 적절한 정보가 디스플레이 됩니다. 기술적 원리는 간단하지만 사물과 대화하는 형태의 기술입니다.

Tap-Track 기술은 유리창에 비추어진 화면을 보며 손으로 두드리면 마우스 클릭한 것처럼 그 지점을 인식하는 것입니다. 대형 상황판이나, 가게의 쇼윈도 유리창에 활용을 할 수 있습니다. 유리창의 네 구석에 센서를 달아 두드리는 소리 또는 진동음이 도착하는 시간차를 이용하여 위치를 판단할 수 있습니다.

우리가 사용하고 있는 휴대폰도 거대한 센서 네트워크의 일부입니다. RF를 송신하고 수신하는 기능을 하는 안테나를 주위 곳곳에 설치해 놓아 사용자가 어디를 가더라도 단말기와 기지국이 서로의 신호를 감지하여 온 국민이 전국적으로 휴대폰 통신이 가능한 것입니다. 또한 각종 정보통신기기와 가전제품을 무선으로 연결하고 전자태그를 통해 실시간으로 물품정보를 관리·활용할 수도 있습니다. (유무선통신, 홈네트워크, 유통물류분야) ⁵⁾

도로 곳곳에 자동차에 대한 정보를 획득할 수 있는 센서를 설치해 놓고 이를 네트워크로 연결하면 전국의 도로 사정을 실시간으로 모니터링 하여 교통흐름 제어, 도로관리 등을 할 수 있습니다. (ITS분야)

정확한 일기예보를 위해서 육상 및 해상에 설치되어 있는 대기 측정 센서의 정보들을 모아 처리함으로써 정확한 태풍의 진로방향을 예측 할 수 있습니다. 시시각각으로 변하는 일기 예측을 하기 위해서는 수많은 센서데이터들이 실시간으로 전달 될 수 있어야 합니다.(기상관측분야)