Ubiquitous Computing 2005old.hsn.or.kr/workshop/hsn2003/download/ubiquitous.pdf · 제1장유비쿼터스컴퓨팅의개요 유비쿼터스컴퓨팅의배경 미국, 제록스사의PARC

Ubiquitous Computing 2005 ETRI 정보화기술연구소

2003. 2. 19.

김완석([email protected])

http://tvc2.etri.re.kr/~postnology/

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목 차

제1장 유비쿼터스 컴퓨팅의 개요

제2장 이머징 기술의 의미

제3장 유비쿼터스 컴퓨팅 프로젝트들

제4장 유비쿼터스 컴퓨팅 2005

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유비쿼터스 컴퓨팅 개념에 대한 일반적 이해

Ubiquitous의 언어적 의미:

라틴어에서 유래한 것으로 「도처에 있다」, 「언제 어디서나 존재한다」

라는 의미로 사용

일반적으로 물, 공기처럼 도처에 편재해 있는 자연자원이나 종교적으로는

신이 언제 어디서나 시공을 초월하여 존재한다는 것을 상징할 때 이용

Ubiquitous computing의 기본개념

다종 다양한 컴퓨터가 현실세계의 사물과 환경 속으로 스며들어 상호 연결

되어 언제, 어디서나 이용할 수 있는 인간�사물�정보간의 최적 컴퓨팅

환경

※ Physical World(Everyday Object) + People + Information +

Tiny Computer + Pervasive Network(Wireless + Mobile + line network)

Ubiquitous computing 개념의 확장

Ubiquitous computing과 Ubiquitous network 그리고 NT, BT와의 거대

융합이 가져다 줄 차세대IT혁명으로서의 사회�경제적 변혁의 총체

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컴퓨팅 인프라의 전개양상

Many persons,One computer

Fewer personsper computer

One personper computer

One person,few computer

People, appliances, Locally, remotely, Fixed, mobile, wired, wireless

One person,Many computers !

It’s Ubiquitous Computing.

클라이언트/서버(웹) P2P/PC(메신저) 그리드/PC,서버(One Job, Many Server)

센서네트워크(?)(자율 컴퓨팅)

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유비쿼터스 컴퓨팅의 배경

미국, 제록스사의 PARC (Palo Alto Research Center)

1988년 ‘Ubiquitous Computing’ 프로젝트

연구책임자 Mark Weiser(1952~1999)

연구대상– Computer Science(Computer, Network)

– Human

목표 : 컴퓨터와 네트워크, 인간이 조화된 문화 창출

기술적 주요 화두 제시– Embodied Virtuality

– Calm technology

– Invisible

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Embedded Virtuality Embodied Virtuality(Virtual Reality) (Ubiquitous Computing)

디지털 컨텐츠 서비스 중심 물리적(실생활) 직접 컴퓨팅 서비스 중심각각의 사람이 자신이 위치한 장소에서 보이지 않는 컴퓨터를 통한 직접 서비스

마크 와이저의 유비쿼터스 컴퓨팅 개념

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장소중심의 가시적/비가시적 컴퓨팅의 직접 사용

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마크 와이저의 유비쿼터스 컴퓨팅 전개 시나리오

98년 1999년 2000년 2001년 2003년 2005

유비쿼터스 컴퓨팅 실체 규명

미국 국책연구소 중심으로 그리드 프로젝트 시작

미국 버클리대 중심 SETI@Home 프로젝트 시작

미국 인터넷 상용화

1988년 1990년 1995년 19

년 2020년

IBM 세계 도처에 존재하는 자사 데이터센터 그리화드화 추진

P2P 기술 기반 네스터 공개

제록스 ‘유비쿼터스 컴퓨팅’ 프로젝트 시작- ‘유비쿼터스 컴퓨팅’ 화두 제시

유비쿼터스 컴퓨팅의 전성기 예측

MS ‘이지리빙’ 프로젝트 시작- Calm technology의 구체화

HP ‘쿨타운’ 프로젝트 시작- Embodied Virtuality의구체화

유비쿼터스컴퓨팅 시작/ 초기 모형

출현IBM 자사 기술 비전 ‘페버시버 컴퓨팅’ 제시

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마크 와이저의 유비쿼터스 컴퓨팅 도해

비전(2020년 이후) 제안모형(2005년)

Invisual Embodied VirtualityCalm technology

장소중심의 직접 컴퓨팅

(Just here)

소형/내장형(Just it)

지능형 컴퓨터가 편재하는전자행성

인터넷

지능형/Smart(Just me)

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Invisibilty

Connection

Abstraction

Complexity

Visibility

Current Issue

More useful to peopleFittinghuman factors

and user interface명령하지명령하지 않않

는인간는인간

Better ties to cyberspaceTieinginternet, channels근거리무선네근거리무선네

트워킹트워킹

Better abstractionsBuildingnanotechnology, parallel systems

비가시적소형비가시적소형내장컴퓨터내장컴퓨터

Better models of interaction with the larger world

Knowingtheory, economics, gaming

망기반의망기반의복합응용복합응용

Improved reporting and seeing of complex systems

SeeingExperimental systems and visualization

미래미래 기술기술

의구체화의구체화

Images of Next Ten Years대상


2003년경에 이루어져야 할 이슈

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컴퓨터

네트워크

인간

응용

-마이크로 컴퓨터칩-나노, 병렬 등 고집적기술,

기억장치기술/저소비전력화 기술-개인인증기술, 보안기술

-네트워킹(IPv6)-장치접속기술(Grid 관련)

-P2P/Grid 기술-www, Java, Wap, XML

소형 내장 비가시화기술

심리스한 접속기술

인간과 사물간 지능형직접 인터페이스 기술

망기반 응용/미들웨어기술

-수동·능동형 센서,-근거리무선기술(블루투스, RF I/F) -비가시적 지능형 입/출력기술


유비쿼터스 컴퓨팅에 적용 가능한 현존 기술

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IPv6 (리소스 제약에서 해방)

– IPv4 : 32비트의 주소체계, 약43억개(4.3X109)의 IP주소 생성– IPv6 : 128비트 주소체계, 약3.4X1038 (340간) 의 IP주소 생성

• 60억 인구중 한사람당 5X1026의 IP주소 소유 가능

근거리무선기술(틈새 디지탈 공간 확장)

예) Location and Role : 복합가전에서 분할 지능형 장치로

*@home (클라이언트의 클러스팅을 통한 슈퍼컴퓨팅 파워 확보 )

– SETI@home, Folding@home, Korea@home

P2P, Grid 기술(컴퓨팅 인프라 및 정보 활용의 변화)

유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 이머징 기술의 의미

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Location and Role 에 대한 정보가전의 예

침실

거실

위치이동

-침실에 있는 블루투스 인터페이스용 스피커를 거실로이동할 경우, 사용자의 행위에 따라 디지털 TV와무선 마이크와 스피커는 가라오케 장치로재구성되어 서비스한다.(One device single function and Multi service)

복합정보가전(가전+컴퓨터)

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분산컴퓨팅 음악파일 파일

서버중심 서버중심DBMS(Index)

개인 기반 프론트엔드 실시간 전자공간(커뮤니티 중심)

기술의 범용화 및 대중화 기술의 고도화 및 전문화

컴퓨팅 인프라의 이동 (서버 → 클라이언트)


Grid (D)Hybrid 형 P2P (B) Pure 형 P2P (C)Client /Server (A)

DB, Business Logic

Peer : PC, PDA 머신 등DB, Business Logic, 측정, 제어 GUI

4A-Advanced Networks-Advanced Marchines(컴퓨터, 원자고속가속기, 전파천체만원경, 온도계, 지진측정기 등)

-Advanced Application-Advanced Technonolgy

Peer : PC, PDA 등 Peer : PC, PDA 등 Peer : PC, PDA 등

GUI DB, Business Logic, GUI DB, Business Logic, GUI

- SETI@Home - Napster - Guntella- 미국대학 , - 미국업체 , - 미국업체 , 공유 공유

인터넷기반 백엔드 전자공간(콘텐츠 중심)

전자적 사물 기반 고도화 전자공간(사람과 사물의 직접 인터페이스 중심)

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정보의 변화 (과거 → 현재 → 미래)

(A) 과거에 축적된 대규모 정보에의 접근(클라이언트/서버의 장점)

(B) (B) 동기적동기적 커뮤니티커뮤니티 지원과지원과 정보교환정보교환(P2P(P2P의의 장점장점))

중앙 집중형 서버를 사용하여 축적된 정보를최대한 활용

네트워크 기반의 P2P로동기적 서비스의 최대한활용

과거

현재정보의 위치

정보량

서버상 정보의 종류

기사역사

문학예술

과거

현재정보의 위치

정보량

서밴트상 서비스의 종류

메시지공동작업커뮤니티 지원

배신용 컨텐츠

취득 가능한 정보의 총량

취득 가능한 정보의 총량

정보확장의 원동력은 HTTP상의 컨텐츠 종류의 증가

정보확장의 원동력은 공유가능한 상태의 프로토콜의 증가

S/C의 기본은 HTTP

상태를 공유하는데는HTTP 이외의 프로토콜이정보의 종류마다 필요함

정보 응용(서버의 공유)에서커뮤니티 서비스(동기적 상태공유)로 진화중

미래

- 그리드 기술에 의한 현장 예측 정보 취득

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유비쿼터스 컴퓨팅의 특징에 대한 이머징 기술의 역할

네트워크에 연결되지 않은 컴퓨터는 유비쿼터스 컴퓨팅이 아니다.

– 네트워크/망기반 응용/근거리무선통신

가상공간이 아닌

실제세계의 어디서나 컴퓨터의 사용이 가능해야 한다.– 임보디드 컴퓨팅/장소중심

컴퓨터는 사용자에게 보이지 않아야(Invisible) 한다.– 내장형/소형 마이크로 컴퓨터 칩/지능형 컴퓨팅

인간화 인터페이스(Calm technology)로서

사용자 상황에 따라 서비스가 변해야 한다.– 능동형 수동형 센서/직접 컴퓨팅 서비스

Any*(인터넷 기반)→Just its(비인터넷[근거리무선통신] 기반)

(인터넷 서버 정보 활용) (자신이 위치한 장소의 컴퓨팅 활용)

Just its : Just here(장소중심, Embodied Virtuality), Just it(소형·내장형의 센서 혹은 컴퓨터, Invisual), Just me(사람, Calm technology)

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CyberSpace Real World

인터넷 기반웹서버DB 서버데이타센터 등

주변의프린터스캐너디스플레이스피커전등 등

Access free by Any* Calm service by Just its


유비쿼터스 컴퓨팅의 정의 - 두 공간에 대한 컴퓨팅의 편재 -

유선인터넷 무선인터넷 근거리무선통신

임보디디 버추얼리티 중심, 장소중심 < 유비쿼터스 컴퓨팅

페버시브 컴퓨팅 > 온라인상 정보 융합, 서버중심

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제3장 유비쿼터스 컴퓨팅 프로젝트들(미국)

미 국방부 산하 고등연구계획국고등연구계획국((DARPA)DARPA)은 정보처리기술국(IPTO)을 중심으로 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, 생화학적 오염, 병력과 장비의

이동을 감지)

Smart Dust(버클리 대학)Smart Dust(버클리 대학)

<1999년 현재><목 표>

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대학 및 연구소를 중심으로 다양한 프로젝트 진행

인간중심(human-centered)의

컴퓨팅 환경

컴퓨터가 산소와 같이 흔한 것이

되어 언제 어디서나 쉽게 이용

이용자가 특별한 지식 없이도 언

어나 시각과 같은 자연 인터페이

스를 매개로 언제 어디서나 목적

에 맞는 서비스를 이용할 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 등

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

인간 중심의 컴퓨터 환경 구축

- 인간을 주인으로 섬기는 지능화된사물 및 컴퓨터 연구

- 사물들은 사용자의 언어, 행동, 생활습관 등을 스스로 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 해주는MIThril 추론엔진의 아키텍처

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

예) 사람들의 커피 기호를 파악하는커피메이커, 수분조절 하는 화분


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

Auto ID 기술은 “스마트 태그(Smart Tag)”를 각종 상품에 부착해 사물을지능화하여 사물간, 또는 기업 및 소비자와 커뮤니케이션을 통해 자동화된공급망 관리 시스템 개발에 기여

MIT Auto-ID CenterMIT Auto-ID Center

스마트스마트 태그태그((Smart Tag)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


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유/무선 통신 네트워크 기술과 웹기반의 정보통신기술을 기반으로 하는

미래 도시 모델

맞춤형 커스터머 서비스, e비즈니스,

원격교육, 원격의료, ITS, 화재 및

방재 등을 위한 대응상황 서비스 등을 제공

목표 :

현실세계에 존재하는 모든 것이 동시에 웹 상에서도 존재하는

“Real World Wide Web(사람 + 사물 + 장소)” 구현

웹과 상호 작용하는 디지털 커뮤니케이션 수단을 통한 언제 어디서나

커뮤니케이션이 가능한 환경을 실현

영국의 버크셔, 미국의 팔로 알토 및 캐나다에 시범 타운 설립

휴랫패커드 - CoolTown Project휴랫패커드 - CoolTown Project

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미국 IT기업의 유비쿼터스 전략

- ‘고도의 이용가능성 있는 컴퓨팅(ultravailable computing)’ 서비스 전략 : 글로벌 e-Business를 수행하는데 있어 유연성, 서비스 질 보장, 확장성, 안전성, 재앙에 대비한 컴퓨팅 환경 제공

AT&TAT&TAT&T

- 딥컴퓨팅(Deep Computing) : 데이터의 복잡성과 관련된 문제 해결

- 자율컴퓨팅(autonomic) : 스스로 알아서 인간을 대신

- 메타패드(meta Pad) : 3인칭 정도의 포터블 컴퓨터IBMIBMIBM

-SmartMoveX 프로젝트 : 빌딩 내에 있는 사람과 사물의 위치를 측정, HW/SW로 나타내는 것을 실현해 주는 액티브 배지 시스템

- Easyliving 프로젝트 : 컴퓨팅 생활공간 장조 . 현실의 공간 + 센싱 및세계모델링(Sensing & world modeling) + 분산 컴퓨팅 시스템의 결합

MicroSoftMicroSoftMicroSoft

- SoC와 MEMS를 중심으로 지속적인 다기능 칩 개발

- 기계/로봇에 탑재 가능한 프로세서 개발 중인텔

(Intel)

인텔인텔((Intel)Intel)

-세계 최초로 ‘유비쿼터스 정부(u-government)’ 및 ‘유비쿼터스 상거래(Ucommerce)’ 구상 및 연구

액센츄어(Accenturer)

액센츄어액센츄어((AccenturerAccenturer))

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제3장 유비쿼터스 컴퓨팅 프로젝트들 (유럽)

2001년에 시작된 EU의 정보화사회기술계획(IST)의 일환으로

미래기술계획(FET)이 자금을 지원하고 있는 「사라지는 컴퓨팅

(Disappearing computing) 이니셔티브」를 중심으로 유비쿼터스

컴퓨팅에 대한 대응 전략을 모색

Disappearing computing :

정보기술을 일상사물 및 환경 속에 보이지 않게 통합하여 인간의

생활을 지원 및 개선

“사라지는 컴퓨팅” 실현을 위한 16개의 프로젝트(Smart Its,

Paper++, Grocer, 2Wear 등)를 유럽 각국의 대학 및 연구소,

기업 등이 공동으로 수행하고 있음

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수행기관 :

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

목 표 :

일상사물의일상사물의 지능화지능화 : 사물에 소형의 내장형

디바이스인 “Smart-Its”를 삽입하여 감지,

인식, 컴퓨팅 및 무선통신 등의 기능을 지닌

정보 인공물(Information Artefacts) 개발

지능화된지능화된 사물간의사물간의 커뮤니케이션커뮤니케이션

: 사물간의 협력적인 상황인식 및 활동

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

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

연구 프로젝트 중에서 가장 대표적임


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MediaCupMediaCup ((TecOTecO) )

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

Smart-Its

일반 컵에 Smart-Its를 탑재하여 컵과

관련한 정보를 인식, 처리 및 전달

사물의 지능화를 통해 컵의 이동경로 및

사용자 정보(a)와 컵 내용물의 온도 및

상태(b) 등의 정보 제공

(a) 컵의 이동경로 탐지 애플리케이션

(b) 손목시계형 컴퓨터를 이용해 컵과

커뮤니케이션 할 수 있음

관련 애플리케이션

(a) (b)


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일본의 u-Network 프로젝트일본의 u-Network 프로젝트

2005년까지 “무엇이든, 어디서든네트워크”의 요소기술의 확립을위한 연구개발 프로젝트 추진

제3장 유비쿼터스 컴퓨팅 프로젝트들 (일본)

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제3장 유비쿼터스 컴퓨팅 프로젝트들 (일본)

이동하는 단말이나 네트워크 관리방식의 연구, 이동하는서비스를 이음매 없이 제공하는 방식의 연구, 다양한 엑세스나 단말에 대해 보편적 서비스를 제공하는 방식의연구 수행

NTT 도코모

포토닉 네트워크 기술, 초고속광처리기술, 고속무선접속기술, 다양한 층에서의 모바일 기술, 정보유통플랫폼의고도화, 네트워크 어플라이언스 기술

NTT통신사업자

통통신신사사업업자자

유비쿼터스 네트워크 실현을 위해 광 인프라 기술, IPv6 이동성 기술, 에이전트 기술, 센서 및 보안 기술의 연구개발

일본전기

모바일 커뮤니케이션, 광대역 네트워크, 홈네트워킹 등을 유기적으로 연결시키는 유비쿼터스 비즈니스 플랫폼사업에 주력

도시바

유비쿼터스 어플라이언스 실현을 위해 PDA나 모바일계단말, 휴대전화계 단말 진화샤프

유비쿼터스 가치창조 네트워크(Ubiquitous Value

Network) : 기업 경영 슬로건(2001)

- 애플리케이션, 컨텐트, 단말 기술 및 플랫폼의 개발

소니

기기제조업체

기기기기제제조조업업체체

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개별 프로젝트의 주요이슈에 대한 공통 특성

Real WWW (사람 + 사물 + 장소의 공존)Cooltown(HP)

지능 + ID + 인터넷 연결성Auto-ID(MIT)

상황인식 + 추론생각하는 사물(MIT)

이용자 상황인식 + 네트워크어디에서든 네트워크(일본)

협력•제어 + 네트워킹초소형 칩 네트워크(일본)

이동성 + 지능형EasyLiving(MS)

지능형(지율센싱, 환경적응,

협력, 제어, 상황인식)

인터넷 통신(통신 플랫폼, 인터넷

연결성, 네트워킹)

이동성

(무선통신)

자율센싱 + 통신 플랫폼Smart Dust(버클리대)

비접촉 카드(Any 단말) + 네트워크무엇이든 MY 단말(일본)

무선통신 + 협력적 상황인식Smart-Its(EU, ETH 등)

환경적응 + 네트워크적응 + 인터페이스적응Oxygen(MIT)

주요 특성개별 프로젝트의 주요 이슈 정의프로젝트명

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HP사의 쿨타운 프로젝트

글로벌 서비스 대비 최소 인프라로 지역 서비스

전자장소(웹프레전스)에 현실속의 사물에 대한 물리적관계 부여(사람과 사물과 장소가 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-모나리자 웹페이지 링크-프린트 웹페이지 링크

박물관 홈페이지-모나리자 웹페이지 링크-프린트 웹페이지 링크

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B

C

D

E

F

GG

H

I

J

K

LA

(인터넷 서버 내장)(RF I/F 내장)

세탁기(인터넷 서버 내장)(RF I/F 내장)

TV(인터넷 서버 내장)(RF I/F 내장)

프린트(인터넷 서버 내장)(RF I/F 내장)

컴퓨터를 소지하지 않은 사람

센서(카메라)

센서(마이크)

전자태크 부착

입는 컴퓨터 착용

PDA 소지

PDA로 세탁기 제어

전자태그와 입는 컴퓨터와 통신중

컴퓨터를 소지하지 않은 채 TV 시청

센서에 인식되어 전등 자동 제어

기존의 데스크탑 환경)

인터넷

음성인식으로 인쇄중


MS사의 이지리빙 프로젝트

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제4장 유비쿼터스 컴퓨팅 2005(결론)

Seamless, 망통합, 서버중심

(Any*의 세계)

Broadband, 통합접속, 과도상태

Smart, 자율 컴퓨팅 환경, 인간중심(Just Its의 세계)

유선/서버 : AON, 망기반 자율 슈퍼서버, 고속 대용량 정보 수렴 필요

무선, 유무선통합/클라이언트, 포스트PC : 가상망(P2P,Grid 개념 포함), 단말의 다양화, 과도상태

근거리무선/센서 : 지능형 공간, 지능형 객체, 자율 서비스, 단말의 확산에 따른 대량 정보 발산 야기

근거리무선 유•무선통합 무선 유선 서버 클라이언트 포스트PC 센서

Cyber-Real Convergence Network Appliance Variety(통합, 융합) (다양화, 특화)

통합과 다양화란 상반되는 개념이 하나되는 전자세계

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제4장 유비쿼터스 컴퓨팅 2005 (결론)

「초기(2005년) 유비쿼터스 컴퓨팅」

스마트 스페이스– 능동형 수동형센서 마이크컴퓨터로 지능화된 공간

스마트 오브젝트– 인터넷 기반 근거리무선 통신 인터페이스가 장착된 지

능형 장치 (1st 근거리무선 통신, 2nd 인터넷 통신)

스마트 라이프– 컴퓨터를 소지하거나 소지하지 않은 채,

명령하지 않는 사람

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감사합니다.

「Just its」-Just here(this place) (현재 사람과 지능형 사물이 위치한 장소)

-Just it(this device) (현재 사용할 수 있는 눈에 보이거나 감지되는 지능형 사물)

-Just me (컴퓨터도 없이 혹은 명령하지 않고도 서비스를 원하는 사람)

인터넷

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