본 논문에서는 착용형 컴퓨팅을 위한 정형화된 컨텍스트 인식 응용 모형인 wear-UCAM (Unified Context-aware Application Model for Wearable Computing)을 제안한다. 유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 관심이 고조되고 이와 함께 관련된 기술들이 발전함에 따라서, 언제 어디서나 손쉽게 컴퓨팅 자원을 활용할 수 있는 사용자 중심의 착용형 컴퓨팅에 관한 연구도 학계나 산업계에서도 활발히 진행 중이다. 제안된 wear-UCAM은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자와 관련된 개인 정보를 센서로부터 획득하고 획득된 정보를 처리 및 분석해서 사용자의 컨텍스트에따른 개인화된 서비스를 제공할 수 있는 모델이다. 제안된 wear-UCAM의 특징은 다음과 같다. 1) 센서에서 획득된 정보로부터 사용자 정보 (User Profile)의 갱신, 2) 사용자의 생체 신호 수집 및 생체 신호 분석, 그리고 3) 다른 착용형 컴퓨터나 환경으로부터 사용자에 대한 개인 정보 보호이다. 본 논문에서 제안된 wear-UCAM은 컨텍스트 처리 과정의 추상화 및 센서와 응용 서비스간의 독립성 보장을 위한 다양한 컴포넌트들을 포함하고 있다. 따라서, 제안된 wear-UCAM은 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 착용형 컴퓨팅에 필요한 사용자 중심의 컨텍스트기반 어플리케이션을 지원할 수 있는 모델이다. 본 논문에서는 제안된 wear-UCAM의 설계와 디자인된 wear-UCAM의 구체적인 구현 방법에 대해서 자세히 설명한다.
기술 발전에 따른 착용형 단말의 기능들은 더 다양하고 복잡해지고 있다. 복잡한 기능 때문에 일반 사용자들도 기능을 사용하기 힘든 경우가 있다. 본 논문에서는 사용자에게 편리하고 간단한 인터페이스 방식을 제공하자는데 목적을 두고 있다. 음성 인식의 경우 사용자 입장에서 직관적이고 사용하기 편리할 뿐만 아니라 다양한 명령어를 입력할 수 있다. 하지만 음성 인식을 착용형 단말에서 사용할 경우 컴퓨팅 파워라든지 소모전력 등 하드웨어적인 제약이 있다. 또한 착용형 단말은 언제 사용자가 음성으로 명령을 내릴지 그 시점을 알 수가 없다. 따라서 명령을 입력 받기 위해서는 음성 인식이 항상 동작하여야 한다. 하지만 소모전력 문제 때문에 이와 같은 방법을 사용하기에는 무리가 있다. 음성 인식이 가지고 있는 문제점을 보완하기 위해 제스처 인식을 사용한다. 본 논문에서는 음성과 제스처를 혼합한 멀티 모달 인터페이스로 사용자에게 어떻게 편리한 인터페이스를 제공할 것인지에 대해 설명하고 있다.
일상생활의 상황을 이해하고 다양한 전자매체들과 지능적으로 의사소통할 수 있는 착용형 컴퓨터가 유비쿼터스 환경에서 사용자를 위한 에이전트로서 매우 유용할 것이다. 본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자가 다양한 정보 에이전트들과 상호작용할 수 있는 새로운 형태의 컴퓨팅 시스템으로서 착용형 도움 슈트를 제안한다. 개발된 시스템은 사용자가 사용하거나 통신하기를 원하는 상호작용형 전자매체를 자동으로 감지할 수 있다. 이러한 상호작용 능력을 활용하여 사용자와 각각의 매체들을 중재하고 이 시스템을 착용하고 있는 사용자에게 친숙한 인터페이스를 제공한다. 또한 유비쿼터스 환경에서 상호작용형 전자매체들과 상호작용하는 모습을 연출함으로써 제안된 시스템의 사용법을 설명한다.
가전 기기제어를 위해서 통상적으로 리모컨을 사용하지만 집안에 넘쳐나는 리모콘 때문에 불편한 점이 있다. 본 논문에서는 URC 처럼 하나의 리모콘으로 사용할 착용형 시스템을 소개하고, 여러 개의 가전기기를 음성, 제스처 등과 같은 다양한 모달리티들을 이용하여 동일한 방법으로 제어 할 수 있는 방법을 제안하고 시스템을 소개한다.
본 연구는 제4차 산업시대를 맞아 컴퓨팅 기술이 다양한 분야에서 응용되고 있는 만큼 기술과 디자인의 합목적성을 연구하는데서 시작되었다. 연구의 목적은 기술기반의 컴퓨팅 웨어러블 디바이스 디자인과 기술의 이해와 효용가치 및 미적가치를 융합하여 설계하는 것이다. 따라서 컴퓨팅 기술이 착용형으로 생산되기까지 그 과정의 이해와 소비자의 요구(needs)가 무엇인지 파악하는 것이 중요하다. 예로 웨어러블 컴퓨터(wearable computer) 중 HMD(Head Mounted Display)는 입는(착용) 컴퓨터로써 컴퓨터의 기본적인 입출력 장치를 사람의 체형에 맞게 만들어야하며 머리에 착용하는 디스플레이를 통해 보행 중에도 시야를 확보함과 동시에 컴퓨터 인터페이스를 사용할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 시계, 안경, 의복 등의 순서로 기술과 디자인의 합목적성을 파악하고 궁극적으로 사용자가 거부감 없이 신체의 일부처럼 착용하고 사용할 수 있으며, 인간의 능력을 보완하거나 배가시키는 것을 목표로 하는 웨어러블 컴퓨팅 디바이스의 디자인 제안을 한다. 웨어러블 컴퓨팅 디바이스는 시대에 따라 소비자의 호응도를 달리하지만 기술의 변화는 가속화하고 있다. 본 연구의 결과가 급변하는 시대에 맞추어 웨어러블 컴퓨팅 디바이스 디자인 연구의 초석이 되기를 기대한다.
웨어러블 컴퓨터는 인간의 의복이나 사용자의 신체에 소형 디바이스를 장착하여 다양한 서비스를 제공하는 인간 친화적인 컴퓨터 기술이다. 웨어러블 컴퓨터를 구성하는 착용형/휴대형 디바이스는 웨어러블 서비스를 제공하기 위해 각 디바이스의 하드웨어/소프트웨어에 대한 정보 교환이 필요하다. 이 때 디바이스간에 교환되는 정보가 프로파일이다. 프로파일은 디바이스의 하드웨어적 구성 정보와 탑재된 소프트웨어 정보 그리고 제공하는 서비스에 대한 정보를 포함한다. 본 논문에서는 웨어러블 컴퓨팅에 적합한 프로파일 구조를 제시하고 웨어러블 컴퓨팅에서 핵심 웨어러블 디바이스로 대두될 블루투스 디바이스 지원을 위해 블루투스 프로파일을 수용하는 웨어러블 컴퓨팅용 프로파일을 설계한다.
본 연구의 목적은 사용성과 평가에 기초하여 사용성과 착용성 평가에 기초하여 웨어러블 컴퓨터의 디자인 프로토타입을 개발하는 것으로서, 실증적 자료를 토대로 하여 웨어러블 컴퓨터의 디자인 적합성 및 물리적 인터페이스 속성을 개선하는데 목표를 두었다. 본 연구에서는 이를 위하여 웨어러블 컴퓨터에 디자인 시안 1종을 실물로 제작하고 컴퓨팅에 능숙한 일반 사용자 10명과 택배직에 종사하는 전문 사용자10명을 대상으로 디자인 시안을 사용하게 한 후, 디자인 시안의 사용성과 착용성을 평가하기 위한 심층면접을 실시하였으며, 그 결과 도출된 문제점을 실증적으로 분석하였다. ‘외관’, ‘관리의 용이성’, ‘컴퓨팅 기기 위치의 적절성’, ‘와이어 경로의 적절성’, ‘조작의 용이성’, ‘위험성’, ‘유용성’, ‘인지적 변화’, 의 9가지 항목별로 정성적, 정량적 분석결과를 도출하였으며, 이러한 결과를 기반으로 디자인 시안의 세부적인 디자인 수정안을 도출하였으며, 사용성과 착용성 평가를 바탕으로 한 현재의 기술을 통해 구현 가능한 웨어러블 컴퓨터의 디자인 프로토타입의 기본형을 그래픽 시뮬레이션으로 제시하였다.
착용형 컴퓨팅을 응용한 건강모니터링 분야는 급격한 성장이 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 유비쿼터스 헬스케어를 위해 착용형 ECG모니터링 시스템을 구현하는 것이다. 본 논문에서는 구현된 프로토타입의 착용형 건강모니터링 시스템의 계측성능, 무선전송, 계측된 ECG신호의 분석 등에 대해 기술하고자 한다. 구현된 하드웨어 시스템은 지그비 통신을 이용하여 무선으로 체스트 벨트타입의 센서에서 PC서버로 전송한다. 그리고 구현된 시스템을 이용하여 ECG 모니터링 테스트를 수행한 결과 원격 모니터링의 가능성을 확인하였다.
최근 IT기술의 비약적인 발전과 더불어 사용자의 편의성을 극대화 시키는 웨어러블 컴퓨팅 기술이 주목을 받고 있다. 이러한 기술은 일반인뿐만 아니라 장애인들의 일상생활의 보조 도구에 활용되어 큰 도움이 될 것으로 예상된다. 본 논문에서는 시각 및 청각장애인을 위해 개발된 착용형 단말기들을 소개하고자 한다. 시각 장애인용 단말기인 SmartWand는 시각장애인용 지팡이에 부착하거나 손에 휴대할 수 있는 장치로, 시작장애인을 위한 보행 보조 및 색상과 명암 정보 인식 보조 기능을 갖춘 장치이다. SmarWand는 시각장애인이 보행 시 이용하는 기존의 지팡이로는 감지할 수 없는 전방의 장애물을 초음파 센서를 통해 탐지하여 촉각이나 음성으로 경고해주고, 물체의 색깔이나 주변의 밝기 정도를 측정하여 시각장애인에게 알려준다. 청각 장애인용 단말기인 SmarWatch는 손목에 착용하는 장치로서 아기 울음소리, 노크나 초인종 소리, 물 끓는 소리, 화재 경보 등 가정에서 발생하는 일상적인 소리를 인식할 수 있도록 해준다. SmartWatch는 입력 모듈의 마이크로 입력된 소리를 문선통신을 통해 컴퓨터로 전송한 후에 소리의 종류를 인식하고 적절한 제어신호를 다시 무선통신을 통해 전송받아 감지된 소리의 종류를 해당하는 진동과 시각정보로 표시해준다. 이런 착용형 단말기들을 통해 시각 및 청각 장애인의 일상 생활의 안정성과 편의성이 증대 되기를 기대한다.
최근 많은 착용형 컴퓨터가 개발되었지만, 아직도 입력 및 출력 관점에서 보면 사용자 인터페이스에 많은 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 EOG 감지 회로와 마커 인식에 기반한 착용형 사용자 인터페이스를 제안한다. 제안된 사용자 인터페이스에서 EOG 감지 회로는 지시 장치로 사용되는데, 눈 주위의 전위차를 감지함으로써 눈동자의 움직임을 추적한다. 사용자가 다루고자 하는 객체는 사람이 인지 가능한 마커로 표시되며 마커 인식 시스템은 카메라 영상으로부터 마커를 검출하고 인식한다. 마커가 인식되면 해당하는 객체에 대한 속성창과 마커 창이 HMD에 디스플레이되고 사용자는 원하는 속성이나 메소드를 선택함으로써 객체를 다루게 된다. EOG 감지 회로와 마커 인식 시스템을 이용함으로써 사용자는 착용형 컴퓨팅 환경에서 눈동자의 움직임만으로 객체의 조작을 손쉽게 수행할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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