전 세계 4차 산업혁명의 도래에 맞춰 한국은 적극적으로 국가적 대응계획 I-Korea 4.0을 수립하여 2017년 11월에 발표하였다. 이 계획은 국가성장을 위한 산업혁신과 사회문제 해결을 목표로 하고 있다. 부동산산업도 예외는 아니며 산업혁신을 위해서는 스마트환경에서 주거, 상업, 업무, 복합 등 다양한 가용공간의 효과적 활용이 선행되어야 한다. 이를 위해서는 효율적 의사결정이 필요하고 이는 공간수요자 행태의 실시간 정보와 정확한 예측이 이루어 질 때 가능하다. 이에, 본 연구는 빅데이터 기반 스마트 스페이스 플랫폼을 제안하고 플랫폼의 구조와 서비스를 구체화 시키고자 한다. 스마트 스페이스 플랫폼도 스마트 트래픽, 스마트 시티, 스마트 헬스 등 다양한 스마트환경 적용사례처럼 급속히 발전하고 있는 정보통신기술(ICT)을 이용해 빅데이터의 효율적 저장, 접근, 분석, 활용이 가능하다. 스마트 스페이스 플랫폼의 구조는 6개 레이어 즉, Collection layer, Transfer layer, Storage layer, Service layer, Application layer, Management layer로 구성된다. 이 플랫폼은 의사결정자들이 행위기반(activity-based), 시장기반(market-based), 정책기반(policy-based) 빅데이터를 Searching, Mining, Integrating, Storing, Analyzing, Visualizing 할 수 있는 서비스체계를 가지고 있다.
스마트 스페이스 환경은 유무선 네트워크기반과 다중 센서 기반이며 많은 제어기를 필요로 한다. 이러한 환경을 위해서 본 논문에서는 멀티레이트 디지털 분산 제어 제어기를 제안한다. 제안된 제어기 설계 방법은 디지털 재 설계 기법을 적용하는 것이다. 구체적으로 제안된 기법은 delta-operator와 멀티레이트를 기반으로 하며 선형 행렬 부등식형태로 나타난다. 제안된 기법의 우수성을 검증하기 위해서 스마트 스페이스에서 널리 사용되는 Heating, ventilating, and alt conditioning (HVAC) 시스템에 대해서 모의실험을 하였다.
본 논문에서는 강인 디지털 제어기를 통한 스마트 스페이스의 안정도에 대해 논의하고자 한다. 제안된 제어기 설계 방법은 지능형 디지털 재 설계 기법을 적용하는 것이다. 좀 더 구체적으로, 불확실성 및 비선형성이 포함된 아날로그 시스템을 Takagi-Sugeno 퍼지 모델을 사용하여 나타낸다. 그리고 전역적 지능형 디지털 재 설계를 위하여 해당 문제를 볼록 최적화 관점으로 변환 한 후, 에러가 가질 수 있는 놈의 영역을 최소화하여 상태 정합을 이루고자 하였다. 전역적 접근을 통해 정리된 식은 선형 행렬 부등식으로 나타나게 된다. 마지막으로, 설계된 제어기를 HVAC (Heating, ventilating, and air conditioning) 시스템에 적용함으로써 효율성을 입증하고자 한다.
본 논문에서는 스마트 그리드 시스템에서 사용자의 전력 사용 요구를 받아 이를 효율적으로 스케줄링하는 시스템을 설계하고 그 프로토타입을 구현한다. 각 기기들이 시작가능시간, 종료시한, 시간대별 사용량 변화를 명세하는 프로파일 등을 스케줄러에 넘겨주면 스케줄러는 각 작업의 시작가능시간과 여유시간 내에서 작업들을 배치한 후 리커시브하게 서치 스페이스를 확장하여 가장 최소의 단위시간당 최대 전력 요구량을 갖는 스케줄을 찾아낸다. 비선점형 작업의 특성에 의해 스페이스 확장의 복잡도를 크게 줄일 수 있으며 최소비용 소비 스케줄 등 다양한 목표를 위해 변경될 수 있다. 구현된 시스템은 주어진 작업 집합에 대해 최대 전력 요구량을 30 % 감소시키는 스케줄을 생성한다.
스마트 스페이스들이 주거환경에 적용되면서 많은 주거환경들이 스마트 홈으로 구축이 되고 있다. 이러한 스마트 홈에서는 주거민의 편의성과 안락함을 추구하는 방향으로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이러한 스마트 홈 환경에서 주거환경을 제어하기 위한 새로운 User Interface를 제안한다. 제안하는 인터페이스는 스마트 홈에서 가장 활발하게 사용될 수 있는 홈 서버와 개인의 스마트 폰에서 동작하게 되며 이러한 각각의 환경에 적합한 인터페이스를 설계하였다. 이렇게 설계된 인터페이스를 사용자 테스트를 통하여 검증하였으며 이에 대한 결과와 정성적인 평가 결과에 대해서 기술한다.
도시의 가로공간이 시민들에게 중요하고 이용하기 좋은 공공공간으로 역할하기 위해서는 가로계획이 단지 도시의 일부를 보행자가 이용하기 편리하고 쾌적함을 줄 수 있도록 계획하는 것에서 끝나는 것이 아니라, 도시전체의 흐름을 이해하고 체계적으로 연계되도록 구성되어야 한다. 본 연구는 시애틀의 블루링 프로젝트를 통하여 이러한 도심 가로구성체계에 대한 구체적 사례분석을 하여 그 물리적 구성방식과 계획적 특징을 분석하였다. 결과 시애틀의 가로체계는 개념적으로 스마트성장개념에 닿아 있으며, 물리적 특징으로 (1)보행자 중심의, (2)다양한 인간활동을 수용하는 오픈스페이스의 일부로서 역할하는, (3)외곽의 오픈스페이스와 연결되어 고립되지 않은, (4)보행자의 흐름이 끊어지지 않고 유기적으로 연계되는 위계적 구성을 가진, (5)지역적 디자인 요소를 최대한 활용한 것으로 분석되었다.
사물인터넷 환경에서의 지능형 에이전트는 사람의 간섭 없이 다양한 사물들과 상호작용하여 특정 목적을 달성하는 계산 능력을 가진 자율적 개체이다. 최근 사물인터넷 기술의 발전으로 인하여 지능형 에이전트가 활용할 수 있는 자원이나 서비스의 규모가 커짐에 따라 지능형 에이전트들이 서로 간에 협업을 수행할 수 있는 환경이 필요하게 되었다. 이러한 변화를 효과적으로 지원하기 위해서는 지능형 에이전트들이 다양한 그룹을 형성하고 이를 바탕으로 협업을 수행할 수 있는 워크스페이스를 제공하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 지능형 에이전트들 간의 효과적인 협업 환경을 위한 이더리움 기반 그룹 워크스페이스인 TSpace를 제시한다. TSpace에서는 개발된 CoAP/RESTful 웹서비스를 이용하여 사물인터넷 환경에서의 지능형 에이전트들이 이더리움 블록체인 기반 그룹 서비스를 사용할 수 있다. 이를 위하여, TSpace는 지능형 에이전트들이 이더리움 기반 그룹 서비스를 이용할 수 있도록 이더리움 계정을 관리하고 이를 이용하여 이더리움 트랜잭션을 생성하는 새로운 기법을 소개한다.
관광 목적으로 메타버스를 체험하려는 사용자는 문화콘텐츠의 목적에 의해 공간 속 전략적인 기획에 노출된다. 또한, 가상환경에 따라 진행되는 과정에서 통합적인 문화콘텐츠를 학습하게 되고 나아가 시공간적 의미와 함께 결국 스페이스텔링까지 경험하게 된다. 사용자에게 체험 시작부터 흥미를 유도하여 체험을 지속하는 것이 중요하지만 이러한 과정에서 장애요소들이 발생한다. 충분한 사전지식 없이 관심키워드만을 가진 사용자에게 새로운 정보와의 연결을 촉진 시켜야하기 때문이다. 따라서 흥미 제고를 위한 효율적인 설계 방법을 사전에 연구해야 한다. 그러나 현재까지 가상공간 속에서 흥미유발을 위한 선행조직자를 체계적으로 설계하는 방식에 대한 연구가 전무한 실태이다. 본 연구는 개발자가 가상공간의 의미와 문화콘텐츠의 스토리텔링을 개발하는 과정에서 발생하는 흥미유발 설계 방법으로 개념지도 기반 선행조직자 교육학습 기법을 이용한 기초 연구라고 볼 수 있다. 먼저 가상공간 요소와 인간행동 이론들을 고찰하였다. 이어서 현재 활용되어지는 선행조직자의 5가지 대표 사례들을 탐구하고 정보접근 및 전달 목적의 개념지도를 기반으로 재설계하여 제안하였다. 본 연구과정을 통해 메타버스 체험자들에게 공간적 속성과 인지적 흥미 요소가 스토리텔링 학습으로 이어지는 유의미한 학습에 효과적으로 전달되는 점과 개념지도를 통한 서비스 디자인 설계방법의 요소들을 확인할 수 있었다.
센싱 (Sensing), 엑츄에이팅 (Actuating), 제어 (Control) 및 네트워킹 (Networking) 기술의 급격한 발달로 기계, 전자장비, 사회 기반시설, 에너지 공급 및 소비시설, 의료기기, 자동차 등과 같은 물리 세계를 구성하는 다양한 개체들간의 긴밀한 융합이 가능하게 되었다. 다양한 센서를 통하여 물리 개체들로부터 필요한 정보를 수집, 분석하고 가공된 정보를 다양한 컨트롤러, 엑츄에어터 등과 공유함으로써 기존의 개별 전자기기를 위한 센싱 엑츄에이팅 기반 임베디드 시스템과는 근본적으로 차별화되는 복잡한 시스템 위의 시스템 (Systems of Systems) 기술이 제안되어 개발되고 있다. 이렇게 사이버 세계 정보처리 기능과 물리 세계가 서로 긴밀하게 응답하고, 협력하는 인지형 컨트롤 시스템을 사이버물리시스템 (Cyber-Physical Systems, CPS)이라 부른다. 사이버 물리시스템은 대부분의 정보처리, 제어 컴퓨팅 분야에 적용되어 효율성, 안전성, 보안성 향상에 획기적인 기여를 할 것으로 기대된다. 특히, 지능화된 사이버 정보수집 및 최적 제어 기술을 기반으로 도시의 지능형 교통 제어, 건물그룹의 에너지 소비분석과 최적제어, 스마트 스페이스 서비스 등 다양한 분야에 적용되어 스마트 시티 (Smart City)라는 새로운 지능형 통합 시스템을 구현하고 현실화 하는데 핵심 기능을 담당할 것으로 기대된다. 본고에서는 사이버물리시스템의 전반적인 소개와 함께, 스마트 시티를 현실화하는데 사용될 핵심 기술 분야를 소개하고, 스마트 시티 시스템에서 사이버물리시스템이 어떤 역할을 하는지에 대해, 핵심기술들이 적용되는 도시 내 대상 공간의 규모별로 구분하여 기술한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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