14장 유비쿼터스 GIS의 미래 - hjiklee.sangji.ac.krhjiklee.sangji.ac.kr/강의관련/유비쿼터스/14장 유비쿼터스 GIS의 미래.pdf · 유비쿼터스GIS 14장 4 인터넷환경변화

유비쿼터스 GIS 14장

유비쿼터스와 지형공간정보 사이버강의 14장

유비쿼터스 GIS의 미래

유비쿼터스 GIS 14장 2

강의 목차

유비쿼터스 시대 변화

유비쿼터스 GIS 구현 이슈

유비쿼터스 기술 개발 동향

유비쿼터스 기술의 분야별 활용

유비쿼터스 시대 변화


인터넷 환경 변화

인터넷 패러다임의 변화• 1995년 : WWW의 Web 1.0 (일방향 정보 제공) 시작

• 2005년 : 양방향 정보제공과 사용자의 참여와 공유가 가능한 Web 2.0 시작

• 미래 : 원하는 정보를 쉽게 찾아주는 시멘틱웹(semantic Web)인 Web. 3.0

인터넷의 지능화를 통해 개인별 맞춤서비스 가능 -> Real World Web

구분1995 2000 2005 2010 2015 2020

Web1.0(World Wide Web) Web 2.0 Web 3.0

(Semaentic Web)

특 징

접근성 참여/공유 상황인식

• 일방적 정보제공

• 이용자는 정보소비자

• 사용자 접속하여 이용

• 정부중심

• 양방향 정보제공

• 이용자 : 정보소비자/생산자

/유통자 à시민중심

• 이용자가 정보 등록/수정

• 이용자가 원하는 정보 검

색 제공 가능 : 개인중심

• 개인별 맞춤정보 제공

• 지능형 웹서비스

기반기술웹브라우져

(유선인터넷)

브로드밴드(광대역)

무선인터넷

시멘틱기술/센서네트워크

유선+무선+모바일기기

* 시멘틱웹(Ssemantic Web) : 사용자가 필요한 정보를 웹사이트, 데이터베이스, S/W등 어디에서도 쉡게 찾아주는 기술


제1세데

종이지도종이지도

가시화(Visualization)

디지털지형공간정보

디지털지형공간정보

제2세대(1967이후)

지형지물(Contents)

수치지도

GIS DB

웹 지형공간정보웹 지형공간정보


상 황(Context : Location Awareness)

접근성

이동성(위치인식)(정보흐름)

모바일지형공간정보모바일지형공간정보

상황인식

맞춤형정보

유비쿼터스지형공간정보유비쿼터스

지형공간정보


상황인식(Context Awareness)

C/S GIS일반측량 인터넷 GIS 유비쿼터스 GIS

지형공간정보의 변화

• GIS 출현 이전• 수작업

• 전문가위주의 GI• 고정된 객체• 지형지물과 같은콘텐츠의 정확성이 관점

• 일반사용자 GI• 접근성 강화• 이동성 보장

• 사용자의 상황 포함• 지리적상황인식• Geo Sensor• Seamless Space


구 분 물리공간(실세계) 전자공간(사이버공간) 제3공간(유비퀴터스 공간)

공간원소 원자(atoms) 비트(bits) 원자+비트(atoms + bits)

공간지각만질 수 있는(tangible) 공간

만질 수 없는(intangible) 공간

만지지 않아도 알 수 있는 공간

공간형식유클리드 공간, 실제적인현실임(real)

논리적 공간, 컴퓨터 상에서 가상적임(Virtual)

지능적 공간, 지적으로 증강된 현실임 (Intellectually augmented reality)

공간구성 토지+사물 인터넷+웹유비쿼터스네트워크+ 지능화된 환경, 사물

공간위상 주소/번지수 고정 Ipv4 유무선 연계 IPv6

기능형성물리공간에 사물 집적(things embedded in space)

컴퓨터에 가상 사물 집적(things embedded in computer)

컴퓨터가 사물 속으로 침투(computer embedded in things)

컴퓨터활용

메인 프레임(many person one computer)

PC(one person one computer)

내장되고- 스며들고-의식할 수없는 컴퓨팅(one person many computer)

© 물리공간-전자공간-유비쿼터스 공간 비교

유비쿼터스의 공간 개념 변화


구 분 물리공간(실세계) 전자공간(사이버공간) 제3공간(유비퀴터스 공간)

기반네트워크

도로망, 철도망PC와 PC를 연결하는 인터넷

사물과 사물을 연결하는 인터넷

공간개발기술

토목, 건축IT(컴퓨터+통신+방송 융합)

IT+NT+BT 융합

공간경제원리

규모와 집적 네트워크 외부성유비쿼터스 외부성(공명성ㆍ공진화)

산업경제유형의 1, 2,3 차 산업(부동산, 제조업 등)

무형의 디지털 경제(전자상거래, 정보통신 등)

모든 환경, 사물의 창조, 이동을 식별-감식-추적-최적화 하는 전방위 공간비즈니스/산업

발전과제산업화 및 환경문제, 지역간 격차 해소

네트워크 기반과 이용자확산, 디지털 격차 해소

전자-물리공간 간의 기능 연계와재배치, 공간간 격차ㆍ충돌

국가전략 ‘국토종합개발계획’‘Cyber-Korea,

e-Korea’‘전자-물리공간 통합 u-Korea 종합발전계획’

© 물리공간-전자공간-유비쿼터스 공간 비교

유비쿼터스의 공간 개념 변화

유비쿼터스 GIS 구현 이슈


유비쿼터스 GIS의 개념

유비쿼터스GIS (Ubiquitous Geographic Information System)

• 언제 어디서나 사람 또는 사물과 같은 객체의 위치 및 상황을 인식하고

이를 기반으로 네트워크에 접속하여 다양한 지형공간정보 콘텐츠를

주고 받을 수 있는 환경으로 유비쿼터스 컴퓨팅기술과 GIS가 통합된 개념

• 상황인식 = 위치인식+지리학적상황(정적상황+동적상황+내부적상황)

• SMART : 센서, MENS, RFID, 디지털컨버젼스• NETWORK : WiBro, USN, BcN, IPv6, P2P• Mobility : 위치인식기술, 위치추적기술,

GPS, LBS, Telematics

• SMART : 센서, MENS, RFID, 디지털컨버젼스• NETWORK : WiBro, USN, BcN, IPv6, P2P• Mobility : 위치인식기술, 위치추적기술,

GPS, LBS, Telematics

유비쿼터스 컴퓨팅+ • 공간정보기술의 하나로 컴퓨터 H/W,

S/W, N/W과 데이터베이스 및 인간의통합체

• 의사결정지원체계(DSS)

• 공간정보기술의 하나로 컴퓨터 H/W,S/W, N/W과 데이터베이스 및 인간의통합체

• 의사결정지원체계(DSS)

GIS

Context Awareness

• 상황인식 = 위치인식+지리학적상황(Geographic Context Awareness)• 상황 = 정적상황(GIS DB)+동적상황(Geo Sensor)+내부적상황(user의 내부상태)• 즉, 유비쿼터스GIS의 핵심개념인 상황인식을 위해서는 위치인식기술과 지리학적

상황인식기술이 수반되어야 함

• 상황인식 = 위치인식+지리학적상황(Geographic Context Awareness)• 상황 = 정적상황(GIS DB)+동적상황(Geo Sensor)+내부적상황(user의 내부상태)• 즉, 유비쿼터스GIS의 핵심개념인 상황인식을 위해서는 위치인식기술과 지리학적

상황인식기술이 수반되어야 함


유비쿼터스 GIS의 기반 기술

기본 플랫폼과 관련된 기술• 임베디드 운영체계 : 무선통신이 가능한 이동단말의 기능 한계 극복

• IPv6기반의 무선통신 기술 : 모든 이동단말의 유비쿼터스 환경 구현

• 모바일 DATABASE 및 DSMS : 실시간으로 위치가 변하는 이동단말의 도형

및 속성정보 저장 및 흐름 관리

P2P(peer to peer)기반의 처리 기술• 유비쿼터스 환경에서는 모든 사물의 어디서나 정보통신 서비스를 이용하여야

하므로 서버의 도움없이 유비쿼터스 GIS를 이용하는 각 단말간에 원활한 통신

이 필수적인 사항임

위치정보 취득 및 추적 기술• 모바일 환경의 실시간 위치정보 취득 기술 필요 : GPS

• GPS에서 취득된 위치정보의 실시간 갱신한 경우 서버의 기능 저하

• 서버의 기능저하를 최소로 하기 위한 위치추적기술 필수적


유비쿼터스 GIS의 기반 기술

P2P와 C/S의 세션(Session) 관리기술• 통신을 위해 열려있는 세션 관리 필요

• 특히, P2P통신의 경우 이동단말의 자원은 서버에 비해 극히 제약적이므로

적절한 세션관리기술 필요

XML을 위한 경량 웹서버(Tiny Web Server) 기술• 웹서버와 XML을 결합하여 사용자에게 제공될 정보의 조합을 각자의 사용자

장비에 제공하기 위한 기술

• 이를 위해서는 경량 웹서버가 필수적임


유비쿼터스 GIS의 서버구조

유비쿼터스 GIS의 이동단말구조

유비쿼터스 GIS

유비쿼터스 GIS의 구현


유비쿼터스 어플라이언스의 기술적 과제

유비쿼터스 어플라이언스(Ubiquitous Appliance)• 통신과 컴퓨터 기능을 겸비한 유비쿼터스장비로 핸드핼드, 웨어러블 및 옷감에

내장되어 WBAN(Wireless Body Area Network)로 발전

유비쿼터스 어플라이언스의 기술적 과제

• 소형화 기술

디지털컨버젼스, 임베디드OS, MEMS 나노기술

• 저전력소비(평균전력 <100 ㎼)기술

고성능배터리기술, H/W 및 S/W 혁신적시스템

• 저전력소비네트워크기술

P2P, 센서네트워크, BcN, Multi Hop 네트워크기술, IPv6

• 위치추적기술

실내외의 정확한 위치추적( <1m), Location Awareness

• 상황인식기술 : 지리적상황인식(정적+동적+내적상황)

각종 상황에 맞추어 지능적인 정보를 사람과 사물에게 전달


유비쿼터스 지형공간정보의 정의

유비쿼터스환경의 지형공간정보(UB Gi)

– 각종 상황(Contexts)에 따른 정보를 시간이나 장소나 장비에 구애없이 네트워크에접속하여 사용자(사람+장비 등)에게 제공할 수 있는 지형공간정보

– 지리학적상황인식(Geographic Context Awareness)• 사용자의 위치정보, 활용분야, H/W 및 S/W 환경에 내재되어 있는

사건의 주변여건, 환경, 배경등과 같은 지리학적상황의 의미를 결정하여

사양화하고 규명하는 것

지리학적 상황

(Geographic Context)

모바일 지형지물의 위치

지리학적 상황 인식

(Geographic Context Awareness)

유비쿼터스 지형공간정보

user A

ContextAware

GI

사용이 쉬운 지형공간정보

user B

ContextAware

GI

user C

ContextAware

GI

user D

ContextAware

GI

지형공간정보


실내공간(주차장)실내공간(주차장)

도로망공간도로망공간

지리학적상황인식

(Geographic Context Awareness)

나의 상태+위치, 속도, 방향

GIS DB(Geospatial Web)

정적상황(Static Context)Geo Sensor

동적상황(Dynamic Context)

내부적상황(Internal Context)

Seamless Space

지리학적상황인식(Geographic Context Awareness)

• 도로망도, 건물, 가스충전소• 실내구조, 주차장 정보

• 도로상의 속도센서• 주차장의 센서

• 각종 모바일 장비에서 수집/저장된 상황인식 정보• 위치, 속도, 기름잔존량, 목적지, 개인 스캐줄 등


유비쿼터스 GIS의 구현

지리학적상황(Geographic Context)

지리학적상황(Geographic Context)

실세계(물리공간)

실세계(물리공간)

유비쿼터스GIS 활용

유비쿼터스GIS 활용

지리학적 상황의제공방법

지리학적 상황의제공방법

지리학적 상황의저장 및 검색방법지리학적 상황의저장 및 검색방법

지리학적 상황의수집 및 분석방법지리학적 상황의수집 및 분석방법

지리학적 상황의표현

지리학적 상황의표현

지리학적지형지물의 인식

지리학적지형지물의 인식

• 상황모델링• 상황모델링

• Ontology• Ontology

• 상황 표현(GML)• 상황 표현(GML)

• Geo Labeling• Geo Labeling

• GUID• GUID

• In-Network Processing• In-Network Processing

• 유비쿼터스 지형공간정보 미들웨어• 유비쿼터스 지형공간정보 미들웨어

• 유비쿼터스 지형공간정보 관련 표준• 유비쿼터스 지형공간정보 관련 표준

• 상황인식 Mapping• 상황인식 Mapping

• Geo Sensor로부터의자료흐름관리(DSMS)

• Geo Sensor로부터의자료흐름관리(DSMS)

Global Unique Identifier


상황모델링(Context Modeling)

상황모델링• 유비쿼터스지형공간정보의 가장 기본적인 부분

• 상황을 표현하기 위한 프레임워크이 필요

• 상황의 분류 및 표현 방법 : 상황의 공간 및 시공간적 성질

유비쿼터스 컴퓨팅 환경의 상황 : 상황을 변수로 표현

Context

Fact(Data) 해 석

공간 및 시공간적 상황

행동 상황

시스템(H/W,S/W,N/W)환경

Human 상황

기 타

ParametricGML

상황변수 User 중심의 의미

• 상황의 분류• 상황의 표현


Geo-Labeling

Geo-Labeling : 지형지물의 인식을 위한 레이블링 방법

도입방법

물리적 방식(Physiacal Device)• 2-D 바코드 : 가시성이 확보된 곳에서 유용

• RFID(Radio Frequency Identification)

가상 Geo-Label(Virtual Geo-Label)• 시점에서 3차원대상물에 대한 Label의 동적 계산

: 위치, 시야각, 속도

Geo-Label의 포함되는 항목

UFID(Unique Feature Idenfication) : 유일식별자

u-Location : u-Position기타 정보

• 홈페이지 URL• UFID• U –Location • 기타 정보

2 D 바코드의 예

Real World

스크린상의 증강현실상Label 삽입

liPointer TM of ISTlPaper MaplPanoramic View of 3-D objects


v iPointerTM

•http://www.i-spatialtech.com/ipointer.htm

iPointer3-D GIS DB

서버

활용 DB서버

Geo-Label Mobile Client(휴대폰/PDA)

위 치(GPS)

속 도

관심정보

시점

Geo-Label

동적

계산

유용정보의 표현

Progressive Transfer(LOD)

모바일 Client의 기능이 제한적이므로 3차원 대상물의 단순화및 계산을 줄여야함

가상 Geo-Labeling 예

휴대폰/PDA

검색요구


실시간 처리

대규모 모바일 NODE1 msec/ node

지리학적 상황

MobileNodeMobileNode

위치정보동적

업데이트상황요구



GIS DBGIS DB모바일 NODE의 위치 DB모바일 NODE의 위치 DB

모바일 노드의 위치정보 및 상황정보를 실시간으로 처리하려면서버의 용량 한계가 발생되어 확장성문제를 피할 수 없음

망내처리에 의한 지리학적 상황인식

중앙Server

확장성(Scalability)문제 발생

• 각 노드는 나와 주변정보를 알고 있음• 망내처리를 통해 각노드에 정보를 주고받음

P2P Sensor Network Broadcasting(DMB)

• In-Network Processing방법


망내처리 방법

센서 네트워크 방식센서 네트워크 방식

중앙집중서버가 없음Mobile Ad-Hoc Network (MANET)

DB가 모바일 node 분산

Coverage Area

Multi-Hop : 노드별 정보 forwarding

Geographic Routing 요구

P2P(Peer-to-Peer)방식P2P(Peer-to-Peer)방식

중앙처리 서버가 없음파일공유서비스에 활용 : StarCraftä

센서네트워크 또는 인프라 네트워크- IPv6 주소체계- 센서네트워크와 달리 지리학적 제한이 없음

DB가 모바일 NODE에 분산

(x1,y1,t1), IPAddr1(x2,y2,t2), IPAddr2(x3,y4,t4), IPAddr3(x4,y4,t4), IPAddr4

Data on Air : 데이터를 공중에 올림Data on Air : 데이터를 공중에 올림

DMB 방송 : TPEG 교통정보서비스- 방송 서버 필요하며, DB가 일시적으로 방송됨- 합성방식으로 효율성 확보

지리학적 상황의 방송

방송 서버


유비쿼터스컴퓨팅 환경유비쿼터스컴퓨팅 환경

모바일Node

모바일Node

모바일Node

미들웨어 미들웨어 미들웨어

모바일Node

모바일Node

모바일Node미들웨어 미들웨어 미들웨어

3-Tiers 구조3-Tiers 구조

ServerServer ServerServer ServerServer

미들웨어미들웨어

ClientClient ClientClient ClientClient

과중한 분산 환경

서버와 클라이언트의 결합

모바일 노드의 결합

유비쿼터스 지형공간정보 미들웨어

유비쿼터스 지형공간정보 사용자에게 공간과 기준계의 이질감 문제 발생

• 공간(SPACE) : 실내, 실외, 선형 공간의 위치표현의 이질감

• 실내공간에 적합한 DB 재구축 필요

• 이동에 따른 공간의 이질감을 Seamless 공간으로 구현하기 위한 문제

• Heterogeneity UBGI 미들웨어


공간 및 시공간적 측면

모든사람의지리정보

나만의 지리정보

나의 상황

나의 프로필 : 30분전 점심식사

나의 상황 : 고속도로상에 있음, 싼 기름 원함

Interpretation

상황 추론

나의 주변 상황 : 단지 50Km분량의 기름

나의 H/W 및 S/W 상황 : 작은화면의 PDA

상황인식매핑(Context-Awareness Mapping)

상황인식매핑• 기존 GIS : 지리정보를 사용자가 알아서 각자 해석

• 상황인식매핑 개념 : 사용자의 요구사항에 맞게 가공되어 있는 정보 제공

• 실시간 상황 추론• 동적상황 : Geo Sensor의 Data 흐름(DSMS)• 모바일 장비에서 상황추론을 위해 상황인식 Tag로확장된 GML 이용


유비쿼터스 GIS 관련 표준(Standard)

유비쿼터스 GIS서로 매우 상이한 구성요소의 복합적인 통합

à Heterogeneity, Integration, and Interoperability

• 유비쿼터스 GIS 관련 표준의 두가지 관점유비쿼터스컴퓨팅 환경의 변화에 따른 GIS 변화

지형공간정보를 유비쿼터스하게 생성 : 모든사람이 쉽게 접근

- 지형공간정보를 모든사용자가 쉽게 접근가능 하도록 생성

- Ubiquitous Public Access(UPA) : ISO TC211 WG 10 UPA

활용성

정확한 묘사

지형공간정보의 효과

시대

유비쿼터스 기술 개발 동향


유비쿼터스 관련 각국의 연구 프로젝트

* Berkeley : Smart Dust* MIT Media Lab : 생각하는사물* MIT Computer Science

: oxygen 프로젝트* HP : CoolTown* UCLA : Smart Kindergarten* MIT Auto-ID center : Smart Tag* 로체스터 대학

: Smart Medical Home* 카네기멜론 : Aura* Georgia: e-class* 스탠포드

: interactive workspace* IBM : 퍼베이시브* MS : EasyLiving* AT&T : BAT* NIST : Smart Space* San Diego : aviary* 인텔 : personal server* 시스코 : Internet Home

* Berkeley : Smart Dust* MIT Media Lab : 생각하는사물* MIT Computer Science

: oxygen 프로젝트* HP : CoolTown* UCLA : Smart Kindergarten* MIT Auto-ID center : Smart Tag* 로체스터 대학

: Smart Medical Home* 카네기멜론 : Aura* Georgia: e-class* 스탠포드

: interactive workspace* IBM : 퍼베이시브* MS : EasyLiving* AT&T : BAT* NIST : Smart Space* San Diego : aviary* 인텔 : personal server* 시스코 : Internet Home

* 사라지는컴퓨터 : 17개프로젝트* 미디어 랩 유럽: 해비타트 프로젝트

* 필립스 : Home of Near Future

* 사라지는컴퓨터 : 17개프로젝트* 미디어 랩 유럽: 해비타트 프로젝트

* 필립스 : Home of Near Future

* 동경전철 : Goopas* 일본총무성: u-Network: u-Appliance: u-Content/Service* 유비쿼터스 ID센터* 마쓰시타: HII(Home Information

Infrastructure): 건강화장실* TRON* 소니 : CoCooN* NTT* 도요타자동차

: G-Book(텔레매틱스)

* 동경전철 : Goopas* 일본총무성: u-Network: u-Appliance: u-Content/Service* 유비쿼터스 ID센터* 마쓰시타: HII(Home Information

Infrastructure): 건강화장실* TRON* 소니 : CoCooN* NTT* 도요타자동차

: G-Book(텔레매틱스)

미 국 유 럽 일 본


▣ 미 국방부 산하 고등연구계획국(DARPA)은 정보처리기술국(IPTO)을중심으로 유비쿼터스 컴퓨팅 관련 프로젝트를 위한 자금 지원

˜ 스마트 먼지 : 1㎣ 크기의 실리콘 모트(silicon

mote)라는 입방체 안에 완전히 자율적인 센싱

(autonomous sensing)과 통신 플랫폼

(communication platforms) 능력을 갖춘 보이지

않는 컴퓨팅 시스템. 가벼워 떠다닐 수 있음.

˜ 응용분야 : 에너지 관리, 제품의 품질관리 및 유통

경로 관리, 군사목적으로 이용 (기상상태, 생화학

적 오염, 병력과 장비의 이동을 감지)

˜ MEMS기술 활용사례

Smart Dust(버클리 대학)Smart Dust(버클리 대학)

<1999년 ><목 표>

Smart Dust 프로젝트


© 차세대 전쟁공간은 유비쿼터스 기술이 지배

▶Vision Chip/Sensor Network를 이용한 전쟁/군사훈련

▶보이지 않는 스마트 정찰대(1mm3) 및 스파이

(u-War space) (Smart dust)

Smart Dust 프로젝트


˜ 인간중심(human-centered)의 컴퓨팅

환경

˜ 컴퓨터가 산소와 같이 흔한 것이 되어 언

제 어디서나 쉽게 이용

˜ 이용자가 특별한 지식 없이도 언어나 시

각과 같은 자연 인터페이스를 매개로 언

제 어디서나 목적에 맞는 서비스를 이용

할 수 있는 컴퓨팅 환경 구현

Project Oxygen (MIT Computer Science Lab)Project Oxygen (MIT Computer Science Lab)

˜ 응용분야 : 자연어에 의한 그룹작업 지원, 가전 등의 제어, 정보 엑세스

미국 대학 및 연구소 관련 프로젝트


˜ 컴퓨터가 우리의 일상 생활 속으로 들어가 그것들의 협조를 통해 인간의 삶을 지원하는 미래 컴퓨팅 비전을 실현

(Things that Think, 1995년)

˜ 인간 중심의 컴퓨터 환경 구축

• 인간을 주인으로 섬기는 지능화된 사물 및 컴퓨터 연구

• 사물들은 사용자의 언어, 행동, 생활습관 등을스스로 이해하고, 적합한 서비스 제공

센싱

특성추출

모델링모델링

상황분류

현실세계

행동화어플리케이션

전자

공간

MIThril의 추론 엔진(Inference Engine)

이용자를 둘러싼 복잡한 현실세계 환경으로부터 상황인지를 통해 필요한 행동을 취할 수 있도록 해주는 MIThril 추론엔진의 아키텍처

이용자를 둘러싼 복잡한 현실세계 환경으로부터 상황인지를 통해 필요한 행동을 취할 수 있도록 해주는 MIThril 추론엔진의 아키텍처

생각하는 사물 프로젝트 (MIT Media Lab)생각하는 사물 프로젝트 (MIT Media Lab)

예) 사람들의 커피 기호를 파악하는 커피메이커, 수분조절 하는 화분



˜ 21세기형 바코드 연구 개발을 목적으로 MIT와 UCC, 국방성 등의 46개 협력사가 공동으로 설립(1999), 현재 협력사는 75개로 확대

※ 100억 개 단위의 양산체제를 전제로 “5센트 칩” 구상

˜ Auto ID 기술은 “스마트 태그(Smart Tag)”를 각종 상품에 부착해 사물을지능화하여 사물간, 또는 기업 및 소비자와 커뮤니케이션을 통해 자동화된

공급망 관리 시스템 개발에 기여

˜ 복합기술 활용사례

Smart Tag (MIT Auto-ID Center)Smart Tag (MIT Auto-ID Center)

스마트 태그(Smart Tag) : - RFID tag. 해당 상품의 세부 정보(ID)를 담고 있으며, 고주파(RF)

신호를 받으면 내장된 정보를 전송- 사물에 지능 + ID + 인터넷 연결성을 식재



˜ 유/무선 통신 네트워크 기술과 웹기반의 정보통신기술을 기반으로 하는 미래 도

시 모델

Ø 맞춤형 커스터머 서비스, e비즈니스, 원격교육, 원격의료, ITS, 화재 및

방재 등을 위한 대응상황 서비스 등을 제공

˜ 목표 :

Ø 현실세계에 존재하는 모든 것이 동시에 웹 상에서도 존재하는 “Real World Wide Web” 구현

Ø 웹과 상호 작용하는 디지털 커뮤니케이션 수단을 통한 언제 어디서나 커뮤니

케이션이 가능한 환경을 실현

˜ 영국의 버크셔, 미국의 팔로 알토 및 캐나다에 시범 타운 설립

CoolTown Project (Hewlett-Packard)CoolTown Project (Hewlett-Packard)



• 글로벌 서비스 대비 최소 인프라로 지역 서비스(2000년)

• 전자장소(웹프레전스)에 현실속의 사물에 대한 물리적 관계 부여(사람과 사물과장소가 하나됨)

사람(PDA 소지)

(인터넷+RF I/F 가능)

전시실내 프린터(인터넷+RF I/F 가능)

박물관(장소)

전시실내 전시물(RF 태크 부착)(인터넷+RF I/F 가능)

박물관 홈페이지

v 모나리자웹페이지 링크

v 프린트 웹페이지링크

박물관 홈페이지

v 모나리자웹페이지 링크

v 프린트 웹페이지링크

근거리무선통신 기술 활용 사례근거리무선통신 기술 활용 사례

HP의 CoolTown 프로젝트


HP의 CoolTown 프로젝트

• 발견 (Discovery)• 직접 수집(Direct Sensing) • 간접 수집(Indirect Sensing)


l 2001년에 시작된 EU의 정보화사회기술계획(IST)의 일환으로

「사라지는 컴퓨팅(Disappearing computing) 이니셔티브」를 중심으

로 유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 대응 전략을 모색

l Disappearing computing :정보기술을 일상사물 및 환경 속에 보이지 않게 통합하여 컴퓨터의 존재

를 의식하지 않도록 인간의 생활을 지원 및 개선

l “사라지는 컴퓨팅” 실현을 위한 16개의 프로젝트를 유럽 각국의 대

학 및 연구소, 기업 등이 공동으로 수행하고 있음

¯ FICOM 프로젝트(컴퓨터가 식재된 섬유 개발)¯ Paper++ 프로젝트(센서가 식재된 21세기 종이 개발)¯ Grocer 프로젝트, 2WEAR 프로젝트 등

유럽의 유비쿼터스 관련 프로젝트


˜ 수행기관 :

ETH(스위스연방공대), TecO(독일), VTT(핀란드), Interactive Institute(스웨덴)등

˜ 목 표 :

Ø 일상사물의 지능화 : 사물에 소형의 내장형

디바이스인 “Smart-Its”를 삽입하여 감지,

인식, 컴퓨팅 및 무선통신 등의 기능을 지닌

정보 인공물(Information Artefacts) 개발

Ø 지능화된 사물간의 커뮤니케이션

: 사물간의 협력적인 상황인식 및 활동

˜ 소형칩 기술 활용사례

Smart-Its Project(1)Smart-Its Project(1)

˜ ‘사라지는 컴퓨터 이니셔티브(Disappearing Computer Initiative)’의 16개

연구 프로젝트 중에서 가장 대표적임 : 스위스공대의 Friedmann Mattern 교수


노트북이 주인으로부터 멀어지게 되는 경우 주인에게 메시지 전달이 가능하도록 네트워크(피코넷, 스케터넷)를 지능적으로 구성, SMS를 전달


¢ MediaCup (TecO)

Smart-Its Project(2)Smart-Its Project(2)

Smart-Its

¢ 일반 머그컵에 Smart-Its를 탑재하여 컵과

관련한 정보를 인식, 처리 및 전달

¢ 사물의 지능화를 통해 컵의 이동경로 및 사용

자 정보(a)와 컵 내용물의 온도 및 상태(b) 등

의 정보 제공

(b) 손목시계형 컴퓨터를 이용해 컵과

커뮤니케이션 할 수 있음

(a) 컵의 이동경로 탐지 애플리케이션

— 관련 애플리케이션

(a) (b)



Paper++ 프로젝트Paper++ 프로젝트

˜ 센서와 위치기반장치가 내장된 전자학습자료로, 종이보다 유용한 전자 교재

˜ 영국의 Kings College, HP 연구소, 독일의 Anitra, 스위스 연방기술연구소와 프랑스의 Arjo Wiggins 등이 공동으로 진행

˜ 종이 책에 전자펜을 대면 그 책의 그림에 대한 여러 가지 자료와 애니메이션이 전자펜에 연결된 장치에 표현



2Wear 프로젝트2Wear 프로젝트

˜ 활동중 적응하고 확장할 수 있는 무선 입는및 소지품 컴퓨터

˜ 여행중에 길을 잃을 때, 주변의 도로 안내게시판 등의 장치를 발견하면, 입고 있는컴퓨터는 발견된 장치가 제공하는 정보를통하여 길 안내를 받거나 또 다른 도로 안내 장치와 연결하여 길 안내 정보를 이어폰을 통하여 전달받을 수 있음



일본 유비쿼터스 기술 개발 방향일본 유비쿼터스 기술 개발 방향

© 1984년 동경대학 사카무라 켄 교수가 중심이 되어

TRON(The Real Time Operating System Nucleus)

프로젝트 제안v ITRON(산업기기용) OS, CTRON(커뮤니케이션) OS,

BTRON(비즈니스) OS 등으로 발전

※ JBlend(Java + TRON)라는 TRON 칩이 내장된정보가전 등이 급속히 보급

© IT전략본부(본부장:고이즈미 수상)의 새로운 e-Japan전략 검토

- IT를 활용한 새로운 가치장초 “u-Japan전략” 추진

- 전자정부시스템 OS로 Open Source 채용 검토

※ 일본의 유비쿼터스 주도 전략(탈 Window전략)

v 2002년 “T-Engine 포럼” 결성 : 유비쿼터스 컴퓨팅 환경용 T-Engine 플랫폼 개발

일본의 유비쿼터스 관련 프로젝트


˜ 트론 프로젝트

• 1984년 동경대 사카무라 켄교수 추진

• 초기 일본 국내의 다양한 내장형 커널 S/W의 스펙 통일 시도

• 트론칩 개발과 영역별 스펙 제시

• 지능형 지역분산형 시스템 추구

전뇌 주택 프로젝트

330m2 주택에 1000개 이상의 컴퓨터를 삽입하고, 이들을 네트워킹하여

유비쿼터스 컴퓨팅 생활을 체험

트론 프로젝트(동경대)트론 프로젝트(동경대)

<NTT DoCoMo's 'i-mode'에 적용된 ITRON>

<트론 지능형 주택의 모습(앞면, 뒷면, 내부)>

일본의 유비쿼터스 관련 프로젝트


방송망, VOD서비스

세탁기에어콘

식기세척기

가스오븐레인지

ADSL/ISDN Powerline

냉장고벨브커튼 조명

C.P

자동문

공동현관

주차관제시스템

CCTV Camera

공용부난방조절기

공용부 조명

119 방범 Contents Provider

무선LAN

Kiosk

Multimedia

Information

Control

USN(Ubiquitous Sensor Network)

BEA Edge Server

Local 서비스Server

Home 서비스Server

U-home 서비스


u-City 서비스

유비쿼터스 기술의 분야별 활용


교육 관련 프로젝트

Smart Kindergarten

Cool Town @school

u-campus

Lifelong Kindergarten

학생들이 언제 어디에서나 어떤 내용에 상관없이, 어떤 단말로도 학습할 수 있는

교육환경 조성

학생들이 언제 어디에서나 어떤 내용에 상관없이, 어떤 단말로도 학습할 수 있는

교육환경 조성

Opera of Future

Nomadic computing

e-class

Paper ++

HP

MIT

UCLA

유럽연합

MIT

Georgia

연세대


Smart Kindergarten

• Philipp Steurer, "Design and Implementation of a Sensor-instrumented Table for Smart Spaces" 참조• University of California, Los Angeles, July 2003

Smart TableSmart Table

어린이들의 학습 과정을 체계적으로 이해 함으로써 부모나 선생님들이 아이

들을 잘 가르칠 수 있도록 도움을 줌

어린이들의 학습 과정을 체계적으로 이해 함으로써 부모나 선생님들이 아이

들을 잘 가르칠 수 있도록 도움을 줌

iBadgeAHLosSmart TableMUSE

iBadge라는 유비쿼터스어플라이언스를 부착한 원아들이 어떻게 말을 배우고, 장난감들을 어떻게 활용하면서 학습하며, 원아들간 또는 원아들과 선생님간에 어떤 상호작용이 일어나며, 그것이 아동에게 어떤 영향을 미치는지를 분석


Paper++

Augmented story-telling book Augmented maths text book

• 종이의 특성을 향상하여 멀티미디어를 종이기반의 텍스트에 연결함으로써 저렴한 학습도구를

제공

* 학습과 지도에 주요 관심을 두고 있음

* 3가지 분야에 중점을 둠 : 어린이, 책, 학생과 일반적인 교육문서를 위한 매체

• 종이의 특성을 향상하여 멀티미디어를 종이기반의 텍스트에 연결함으로써 저렴한 학습도구를

제공

* 학습과 지도에 주요 관심을 두고 있음

* 3가지 분야에 중점을 둠 : 어린이, 책, 학생과 일반적인 교육문서를 위한 매체


Lifelong Kindergarten / e-class

Digital Manipulatives Digital Manipulatives e-class e-class

• 교수의 강의 능력과 학생의 학습능력 향상

• 교육에 혁신적 컴퓨터기술의 도입어린이들이 가지고 노는 장난감에 프로그램이 가능하도록 기능을 넣어 친숙하게 숫자, 크기, 모양에 대한 개념을 학습할 수 있도록 함


u-캠퍼스 프로젝트 : 연세대

Smart phone

이어폰, 마이크

RFID Tag

무선랜

이어폰,마이크

HMD

트렉볼 마우스

Camera

Half K/D

메인보드

GPS

RFID Tag


건강 관련 프로젝트

Elite Care

Smart Medical Home

건강 화장실

원격 진료

미국 오리건주

마쓰시타

Rochester 대학

생활공간 곳곳에 의료서비스와 관련된 칩과 센서를 삽입함으로써 언제 어디서나

자연스럽게 의료서비스를 제공

생활공간 곳곳에 의료서비스와 관련된 칩과 센서를 삽입함으로써 언제 어디서나


Elite Care

건강화장실


Smart Medical Home

• 개인의료지원시스템

• 노인의 움직임/활동 모니터링

• 노인의 기억 지원

• 개인의료지원시스템

• 노인의 움직임/활동 모니터링

• 노인의 기억 지원

• Smart 거울

• 피부 진단 및 평가

• Healthy Tanning

• 피부 질병의 영상기반 라이브러리

• Smart 거울

• 피부 진단 및 평가

• Healthy Tanning

• 피부 질병의 영상기반 라이브러리

Smart BandageBiosmart MaterialsSmart BandageBiosmart Materials

노화 Well Healthy Skin 병균 감지

* 집안에 감지센서가 네트워크


신체장애 극복 활용 사례

• 유비쿼터스 기술을 활용한 인간 한계 극복 가능

* 출처 : 유비쿼터스사회연구시리즈 제18호 “ Uit 사례로 바라본 유비쿼터스 사회 모습, 한국전산원


일상 생활서비스 관련 프로젝트

Easy Networking

Easy Living Interliving

Internet Home

Habitat

House_n

HII

U-아파트

Home of near Future

디지털 홈

Aviary

MS

시스코

마쓰시타

MIT

마쓰시타

유럽연합

MIT

필립스

정보통신부

삼성, LG

생활공간 곳곳에 의료서비스와 관련된 칩과 센서를 심음으로써 언제 어디서나


생활공간 곳곳에 의료서비스와 관련된 칩과 센서를 심음으로써 언제 어디서나


Oxygen MIT

Aura 카네기 멜론 Smart Space NIST

Interactive Workspace 스탠포드 BAT AT&T

샌디에고


* 우리 주변에 있는 산소처럼 자유롭게 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경 구현

* 일상 생활에서 자연스럽게 행동함으로써 컴퓨터를 사용할 수 있음

* 음성과 영상기술을 활용하여 구현

* 우리 주변에 있는 산소처럼 자유롭게 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경 구현

* 일상 생활에서 자연스럽게 행동함으로써 컴퓨터를 사용할 수 있음

* 음성과 영상기술을 활용하여 구현

Oxygen 프로젝트


Habitat 프로젝트

• 원격지에 떨어져 있는 두 연인이 서로의 생활 상황을 자연스럽게 전달받을 수 있도록 하는 시스템

• 여자친구가 탁자에 커피잔을 올려 놓으면 원격의 남자친구의 탁자위에 커피잔 화면이 디스플레이 됨

• 남자친구는 여자친구가 휴식시간을 가지고 있는 것을 알 수 있음

• 탁자에 커피잔이 놓여 있는 시간에 따라 남자친구 탁자위 그림이 더 크게 그려져 휴식 상태 파악

• 생활속에서 사물의 상태를 감지하여 이를 인간의 감정 상태를 이해하기 위한 수단으로 활용

• 원격지에서도 서로의 감정을 느낄 수 있어 상당히 인간 중심적인 시스템 임

• 원격지에 떨어져 있는 두 연인이 서로의 생활 상황을 자연스럽게 전달받을 수 있도록 하는 시스템

• 여자친구가 탁자에 커피잔을 올려 놓으면 원격의 남자친구의 탁자위에 커피잔 화면이 디스플레이 됨

• 남자친구는 여자친구가 휴식시간을 가지고 있는 것을 알 수 있음

• 탁자에 커피잔이 놓여 있는 시간에 따라 남자친구 탁자위 그림이 더 크게 그려져 휴식 상태 파악

• 생활속에서 사물의 상태를 감지하여 이를 인간의 감정 상태를 이해하기 위한 수단으로 활용

• 원격지에서도 서로의 감정을 느낄 수 있어 상당히 인간 중심적인 시스템 임

원격지간의 통신


일상 생활서비스 관련 활용




일상 생활서비스 관련 활용


텔레매틱스

G-Book

BMS 스마트 타이어

도로 기상정보 시스템 스마트 웨이

도요타

ITS

교통 관련 프로젝트


텔레매틱스


무선 태그의 분류 및 특성

• RFID Tag의 정의• 근거리무선기술을 이용하여 원격으로 감지 및 인식을 통하여 정보교환을 가능하게 하는 기술

(예 : 유무선 통신망과 제품의 태그 정보를 통하여 사람•사물•서비스 등의 ID식별, 제품의 생산•유통•관리•소비 등의 전과정에 대한 관리•추적 등을 행할 수 있음)

• RFID Tag 의 특징• 적용이 간편하며, 동시에 복수 태그의 고속인식 가능함

• 감지거리가 길어 적용이 쉽고 응용범위가 넓음

• 비접촉식으로 판독 오류가 없으며, 반영구적으로 유지보수 용이하고 내환경성이 우수함

• OTP(One Time Programming)로 데이터의 위조•변조가 불가능하여 완벽한 보안 유지 가능

• 시스템 확장 용이 및 양방향 인식 가능


국방분야 활용


Wearable computer

MIT

Xybernaut


패션분야 활용


Documents

14장 유비쿼터스 GIS의 미래 - hjiklee.sangji.ac.krhjiklee.sangji.ac.kr/강의관련/유비쿼터스/14장 유비쿼터스 GIS의 미래.pdf · 유비쿼터스GIS 14장 4 인터넷환경변화