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스마트폰으로 ‘똑똑’…두드리는 것만으로 사물 인식가능한 기술 개발

마이크·모션센서로 인식…스마트폰 패러다임 바꾸는 신기술

KAIST 공태식 박사과정, 조현성 석사과정, 이성주 전산학부 교수(왼쪽부터). KAIST 제공

국내 연구진이 스마트폰을 사물에 두드리는 것만으로 어떤 물건인지 인식할 수 있는 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전산학부 이성주 교수 연구팀이 스마트폰 센서만으로 사물을 인식할 수 있는 ‘노커(Knocker)’ 기술을 개발했다고 1일 밝혔다.

일반적으로 스마트폰이 사물을 인식하는 기법은 촬영된 사진을 이용하는 방법과 ‘RFID’와 같은 전자 태그의 신호를 구분하는 방법이 사용된다.

이중 사진을 이용하는 방법은 카메라로 사진을 찍어야 한다는 번거로움이 있을 뿐 아니라 어두운 곳에서 사용하기 어렵고, 태그 부착 방식은 모든 사물에 태그를 부착해야만 하는 탓에 상용화가 불가능에 가깝다는 단점이 있었다.

연구팀이 이번에 개발한 노커 기술은 스마트폰으로 물체를 두드려서 발생한 소리는 마이크로, 진동은 가속도계·자이로스코프로 감지한 뒤 이 데이터를 분석해 사물을 인식한다.

핵심이 되는 스마트폰 마이크에 가속도계·자이로스코프와 같은 ‘모션 센서’ 기술을 더해 소음에 취약한 소리의 한계를 극복하는 원리인 것이다. 이 경우 기존 스마트폰에 탑재된 센서들만 을 이용하는 만큼 추가적인 장비가 필요 없게 된다.

물병에 노크 했을 때의 예시. 노커 기술은 물병에서 생성된 고유 반응을 스마트폰으로 분석해 물병임을 알아내고, 그에 맞는 서비스를 제공할 수 있다. KAIST 제공

실제로 연구팀이 책·노트북·물병·자전거 등 23종의 사물로 실험한 결과 혼잡한 도로나 식당 등 잡음이 많은 곳에서는 83%의 사물 인식 정확도를 보였고, 가정 등 실내 공간에서의 정확도는 98%를 기록한 것으로 나타났다.

특히 현재 상용화된 스마트폰으로 구현한 사물 인식 소요시간도 0.2초(230ms)에 불과해 다양한 사물과의 실시간 상호작용이 가능할 것으로 기대된다.

노커 기술이 실용화될 경우 스마트폰 사용의 패러다임이 새롭게 바뀔 전망이다.

일례로 빈 물통을 스마트폰으로 노크하면 자동으로 물을 주문할 수 있고, IoT 기기를 활용해 취침 전 침대를 노크하면 불을 끄거나 자동으로 알람을 설정하는 등의 응용이 가능한 것이다.

KAIST 공태식 박사과정과 조현성 석사과정, 인하대 이보원 교수가 참여한 이번 연구 결과는 지난달 13일 유비쿼터스 컴퓨팅 분야 국제 최우수학회인 ‘ACM 유비콤(ACM UbiComp)’에서 발표됐다.

이성주 교수는 “이 기술은 특별한 센서나 하드웨어 개발 없이 기존 스마트폰의 센서 조합과 기계학습을 활용해 개발한 소프트웨어 기술이다. 스마트폰 사용자라면 누구나 보편적으로 사용할 수 있다”며 “사용자가 자주 이용하는 사물과의 상호작용을 보다 쉽고 편하게 만들어 줄 것”이라고 말했다.

23개 사물에 대해 스마트폰 센서로 추출한 노크 고유 반응 시각화. KAIST 제공

대전=전희진 기자 heejin@kmib.co.kr

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