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한동수 교수, 크라우드소싱 기반 실내 위치인식 시스템 개발
〈 한 동 수 교수 〉
우리 대학 전산학부 한동수 교수 연구팀(지능형 서비스통합 연구실)이 실내 공간에서 획득한 와이파이 신호의 수집 위치정보를 자동으로 파악할 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술은 글로벌 실내 위치인식 시스템 구축에 필요한 핵심 기술로 다수의 스마트폰에서 수집된 무선랜 핑거프린트의 수집 위치를 자동으로 라벨링하는 인공지능 기법이다. 비용을 절감하면서 높은 정확도를 가질 수 있고 무선랜 핑거프린트 수집이 가능한 건물이라면 어느 곳에도 적용 가능하다.
여러 글로벌 기업들이 실내 GPS를 실현하기 위해 전 세계 주요도시에서 수만 건의 실내 지도를 수집했다. 실내 지도와 함께 신호 지도 수집도 시도했지만 높은 정확도를 갖지 못했고 그 결과 실내에서의 위치 인식 서비스 질이 떨어진다.
연구팀은 문제 해결을 위해 실내를 이동 공간과 체류 공간으로 구분하고 각각의 공간에 최적화된 수집 위치 라벨링을 자동화하는 기술을 개발했다.
연구팀이 개발한 기술은 복도, 로비, 계단과 같은 이동 공간에서도 수집된 신호의 위치정보를 별도의 외부 정도 없이도 자동으로 라벨링하는 새로운 자율학습(Unsupervised Learning) 인공지능 기술이다.
이 기술을 토대로 기초실험연구동(N5)과 김병호-김삼열IT융합빌딩(N1)에서 실험을 실시했고, 충분한 양의 학습 데이터가 주어진다는 가정 하에 오차범위 3~4미터 수준의 정확도를 보였다.
이는 수작업을 통해 수집 위치를 라벨링한 결과와 비슷한 정확도로 연구팀이 함께 개발한 지자기 신호, 3축 가속기, 자이로스코프 기반의 딥러닝을 활용한 새로운 센서 퓨전 기법을 통하면 정확도가 더욱 상승하는 결과를 보였다.
그 동안 스마트폰을 통해 수집된 핑거프린트는 활용되지 못하고 버려졌지만 개발된 기술을 통해 무선랜 핑거프린트 빅데이터 영역이 새롭게 열릴 것으로 기대된다.
개발된 GPS 구축 기술은 글로벌 기업이나 국내 위치정보 서비스 기업 등이 전국 범위에서 위치정보 서비스를 제공할 때 도입해 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 예상된다.
GPS 신호가 도달하지 않는 실내 환경에서 위치인식 정확도가 높아짐에 따라 포켓몬고 등의 O2O(online to offline) 위치기반 게임도 실내에서 실행 가능할 것으로 기대된다.
또한 다양한 위치기반 SNS, 사물인터넷 등 서비스가 활성화되고 위급한 상황에서 112나 119에 구조요청을 할 시 정확한 위치 파악이 가능할 것으로 보인다.
한 교수는 “개발된 글로벌 실내 위치인식 시스템 구축 기술을 KAIST 실내 위치인식 시스템인 카이로스(KAILOS)에 탑재해 서비스 할 예정이다”며 “전 세계 어느 건물에서든 정확도 높은 실내 위치인식 시스템을 손쉽게 구축할 수 있고 장래에 대부분 실내 공간에서도 위치인식 서비스가 제공 가능할 것이다”고 말했다.
카이로스는 2014년 KAIST에서 출시한 개방형 실내 위치인식 서비스 플랫폼이다. 자신이 원하는 건물의 실내지도를 카이로스에 등록하고 해당 건물의 핑거프린트를 수집해 실내 위치인식 시스템을 구축하도록 지원 중이다.
□ 그림 설명
그림1. 핑거프린트를 수집하여 신호지도를 구축한 뒤, 구축된 신호지도를 기반으로 위치를 추정하는 과정
그림2. KAILOS가 여러 가지 신호와 센서를 복합적으로 사용하였을 때 예상되는 정확도
2017.04.12 조회수 10062 -
정보보호대학원, 첫 박사 졸업생 배출
우리대학 정보보호대학원 박사과정에 재학 중인 이일구(38)씨가 19일(금) ‘KAIST 학위수여식’에서 정보보호대학원 1호 박사졸업생으로서 공학박사 학위를 받는다.
서강대 전자공학과와 KAIST 정보통신공학과에서 각각 학 ․ 석사를 받은 이씨는 지난 2012년 KAIST 정보보호대학원 박사과정에 입학한 뒤 4년 만에 ‘무선랜을 위한 간섭 인지 보안통신(Interference-Aware Secure Communications for Wireless LANs)'이라는 논문으로 학위를 받는다.
최근 핫이슈가 되고 있는 사물인터넷 (Internet of Things)및 스마트 기기의 보안과 성능을 향상시키는 통신방법을 박사논문에서 제안한 이씨는 “다가오는 미래에는 사물인터넷 디바이스, 무인자동차, 무인기가 일상생활에 쉽게 사용되어 삶을 풍요롭게 할 것으로 예상되지만 이러한 기술의 상용화를 위해서는 보안이 가장 중요하다”고 연구배경을 설명했다.
그러면서 “통신기기 간 간섭의 영향을 최소화하면서 성능을 유지하고 동시에 에너지 효율과 보안 수준을 높을 수 있는 통신방법을 생각했고, 그 성능과 유효성을 실제 프로토타입으로 구현했다.”라고 말했다.
이 씨는 졸업 후 사물인터넷 및 무선통신 정보보호와 관련된 차세대 와이파이 칩셋 개발에 집중할 계획이다.
한편 2011년 3월 첫 입학생을 받은 KAIST 정보보호대학원은 현재까지 석사 50명, 박사 1명 등 총 51명의 고급 정보보호 전문 인력을 배출했다. 끝.
2016.02.18 조회수 7917 -
와이파이만 자동 감지해 다운로드하는 기술 개발
해외출장이 잦은 김 모 씨는 스마트폰에 영화를 다운받아 기내에서의 무료함을 달랜다. 그는 아침 회의에 들어가기 전 오후 5시까지만 다운을 완료하면 된다는 데드라인을 설정하고, 여러 일정을 마친 후 시간이 되자 기내에 탑승했다.
스마트폰을 확인하니 다운이 완료됐고, 자동으로 와이파이만 인식해 다운로드 했기 때문에 LTE 데이터는 전혀 소비되지 않았다.
우리 대학 전기및전자공학과 박경수, 이융, 정송 교수 연구팀은 와이파이와 이동통신 망의 단절을 자동으로 감지해 모바일 콘텐츠를 전달하는 기술 및 시스템을 개발했다.
이동통신 망에서 와이파이 망으로 데이터를 분산시키고 이양하는 것을 와이파이 오프로딩이라 한다. 이는 스마트폰에서 쉽게 볼 수 있는 기능이다.
그런데 현재의 와이파이 오프로딩은 원활하지 않아 자동적 시스템이 아닌 개인의 선택에 의해 이뤄지고 있다. 와이파이 망을 벗어나 이동하는 경우 연결이 단절되고 버퍼링이 발생해, 사용자들은 한 곳에서만 와이파이를 사용하거나 아예 해제하고 이동통신망을 이용하는 것이다.
원활한 오프로딩을 위해 관련 미래 표준을 만들고 있지만 LTE 망 통합 등의 변화가 필요하고 추후 장비 업그레이드 비용이 문제가 된다.
연구팀은 이러한 네트워크 단절 문제를 자동으로 처리하면서 와이파이 망을 최대한 사용하게 만드는 모바일 네트워크 플랫폼을 구축했다. 우선 네트워크 단절을 트랜스포트 계층에서 직접 처리해 네트워크간 이동 시에도 연결의 끊김 없이 전송이 가능한 프로토콜을 개발했다.
더불어 연구팀은 지연 허용 와이파이 오프로딩 기법을 개발했다. 다운로드 완료 시간을 예약하면 잔여 시간과 용량 등의 정보를 계산한 뒤, LTE와 와이파이를 스스로 조절해 최소의 LTE 데이터로 원하는 시간대에 다운로드를 완료할 수 있는 알고리즘이다.
이 기술은 스트리밍 플레이어에도 적용 가능해 와이파이 망에 있는 동안 더 많은 트래픽을 전송해 구역을 벗어나도 버퍼링 없는 동영상 시청이 가능하다.
이 기술로 사용자는 적은 요금으로 질 높은 콘텐츠를 이용할 수 있고, 사업자는 기존 LTE망의 재투자 및 효율적인 와이파이 망 유도가 가능하다. 또한 모바일 동영상 콘텐츠 사업자에겐 더 많은 수요자를 확보할 수 있다.
이융 교수는 “와이파이 오프로딩과 LTE 망의 관계를 최소화함으로써 모바일 콘텐츠 사업자, 망 사업자, 사용자 모두가 윈윈할 수 있는 기술이 될 것이다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 정보통신기술진흥센터 (IITP) 네트워크 CP실(임용재 CP)의 지원을 받아 수행됐고, 5월에 개최하는 모바일 시스템 분야 최고 권위의 국제 학회인 에이씨엠 모비시스(ACM MobiSys)에서 발표될 예정이다.
□ 그림설명
그림 1. 지연 허용 와이파이 오프로딩 기법 개념도
2015.04.20 조회수 8831 -
한동수 교수, ‘대한민국 IT 이노베이션 대상’ 대통령 표창
- G20 지원 Wi-Fi 기반 코엑스 내비게이션 시스템 개발 공로 인정 -
우리 학교 전산학과(KTNET-KAIST 산학연구센터장) 한동수 교수가 3일 10시 30분 서울 EL-TOWER 7층 그랜드홀에서 열린 ‘2011 대한민국 IT 이노베이션 대상’ 개인유공자부문에서 대통령 표창을 수상했다.
한동수 교수는 ▲지난해 2월 사용자 참여형 방식으로 와이파이 신호를 사용해 실내에서 위치를 인식할 수 있는 기술 개발 ▲지난해 10월 세계 최초로 와이파이 기반 실내 내비게이션 시스템을 상용화 기술을 개발해 G20 행사 기간에 코엑스에서 출시 ▲올해 와이파이 기반 지하철 내비게이션 시스템인 ‘지하철 내리미’를 개발한 업적을 인정받았다.
또 유비쿼터스 헬스(u-Health), IT-바이오융합 등 다양한 IT융합분야에서 지난 10여년에 걸쳐 국내외 학술지 200여편의 논문게재, 2편의 전문 서적 출간, 7건의 특허 등록, 그리고 20여건의 특허를 출원해 국내외 IT융합기술 발전에 폭넓게 기여한 공로를 인정받았다.
‘2011 대한민국 IT 이노베이션 대상’은 지식경제부가 주최해 IT융합시장의 선점 및 IT융합을 통한 국내 산업의 글로벌 경쟁력 제고와 우수사례 발굴 및 성과 확산을 위해 IT융합과 녹색기술 발전에 기여한 기업, 기관과 유공자를 발굴해 주는 상이다.
2011.11.03 조회수 11215 -
KAIST, 실내 위치인식 산학연구센터 설립
우리학교는 한국무역협회(회장 사공일), KTNET(사장 윤수영)과 공동으로 와이파이 신호기반 실내 위치인식기술과 응용서비스 개발을 수행할 ‘KTNET-KAIST 산학연구센터(센터장, 전산학과 한동수 교수)’ 설립을 위한 양해각서를 교내 본관 4층 제2회의실에서 15일 11시에 체결했다.
이번 양해각서에 따라 KAIST내에 설치될 산학연구센터 설립을 통해 무역협회와 KTNET은 KAIST가 보유하고 있는 실내 위치인식기술을 활용해 위치기반사업 분야에서 경쟁력을 갖추고 사업을 전개할 수 있게 됐다.
또한, KAIST는 무역협회와 KTNET의 지원으로 와이파이 기반 실내 위치인식기술을 향후 5년 동안 더욱 고도화하고, 신규 원천기술과 응용서비스를 폭 넓게 연구하는 한편 개발된 관련기술의 해외진출에도 나서는 기틀을 마련하게 됐다.
KTNET-KAIST 산학연구센터는 지난해 코엑스에서 개최된 G20 정상회담 행사를 준비하기 위해 개발된 기술과 연관되어 설립된다는 점에서 행사 개최 효과가 구체화되는 한 가지 예로도 볼 수 있어 그 의미가 남다르다. 지난해 KAIST는 무역협회, KTNET과 함께 와이파이 기반 코엑스 실내 내비게이션 시스템을 개발하고 ‘myCoex’ 앱에 통합해 G20 개최와 함께 일반에 공표한 바 있다.
당시 ‘myCoex’ 앱은 세계 최초로 와이파이 기반 실내 내비게이션 시스템을 대규모 실내 공간에서도 문제없이 사용할 수 있음을 입증했다는 점에서 주목을 받았다. 실제로 ‘myCoex’ 앱은 코엑스에서만 이용할 수 있는 제약에도 불구하고 현재까지 15만 여명이 넘는 사용자가 다운로드 받아 활발하게 사용되고 있다.
앞으로 KAIST 산학연구센터에서는 코엑스에 성공적으로 적용된 실내 내비게이션 시스템을 인천공항, 지하철, 백화점과 같은 코엑스 이외의 대규모 실내 공간에도 손쉽게 확대 적용할 수 있는 기술을 개발할 예정이다.
아울러 이미 널리 사용되고 있는 ‘myCoex’ 앱에 소셜 커머스의 기능을 탑재해 실내 내비게이션 기능과 소셜 커머스 기능을 통합하는 새로운 응용 서비스 분야 연구도 수행할 예정이다.
또한, KTNET-KAIST 산학연구센터는 중장기적으로는 범용적으로 사용할 수 있는 와이파이 기반 실내 위치인식서비스 플랫폼을 개발해 오픈함으로써 위치기반 응용서비스를 개발하는 일반 개발자들이 위치기반 서비스 플랫폼 상에서 다양한 자신만의 응용서비스를 손쉽게 개발할 수 있도록 지원할 예정이다.
한동수 센터장은 “와이파이 기반 실내 위치인식기술은 위치 추정 정확도와 응답 속도, 그리고 자원사용 절감 분야에서 여전히 많은 개선의 여지가 있어 이 분야 기술이 충분히 성숙되지 않은 만큼 후속 연구 개발이 꼭 필요하다”며, “이번 KTNET-KAIST 산학연구센터 설립으로 이 분야에서 마음껏 연구할 수 있는 환경이 조성된 만큼, KAIST가 지속적으로 이 분야 기술의 진보를 이끄는 선두 주자 역할을 수행할 수 있도록 노력할 것이다”라고 말했다.
2011.02.15 조회수 11981