상황인식 컴퓨팅 (Context Aware Computing)
1. 상황인식 vs 유비쿼터스 컴퓨팅 기술
상황인식 컴퓨팅은 실(Real) 세계의 특징을 표헌하는 정보기술에서 시작된다는 점에서 유비쿼터스
컴퓨팅 기술과 본질적인 시각 차를 가지고 있다.
2. 상황인식 컴퓨팅 기술
1) 상황의 정의
a. 정의1 :
'Schilit' 와 'Theimer'은, 상황이란 '위치'를 의미하는 것으로 근접한 사람과 사물의 확인 및
이러한 실체에 대한 변화를 의미하였다.
b. 정의2 :
주의 환경 또는 처해있는 상황으로 언급. 즉 상황의 본질적인 정의는 "실세계(real wrold)에 존재
하는 실체(entity)의 상태를, 특징화하여 정의한 정보"라고 정의할 수 있다.
eg) 실내 이동식 안내(Tour Guide)의 경우
실체 - 사랑, 응용, tour site
정보 - 날씨, 다른 사람의 존재
날씨는 '응용'에 영향을 미치지 않는다. (실내)
다른 사람의 존재는, 사용자의 주변 상황에 특징을 짓는데 사용할 수 있다.
즉, '다른 사람의 존재'는 상황이 될 수 있다.
2) 상황인식 컴퓨팅의 정의
a. 정의
사용자의 작업과 관련 있는 적절한 정보 또는 서비스를 사용자에게 제공하는 과정에서
'상황'을 사용하는 경우, 이를 상황인식 시스템으로 정의한다.
b. 상황정보
- 사용자 상황
- 물리적 환경 상황
- 컴퓨팅 시스템 상황
- 사용자-컴퓨터 상호 작용 이력
- 기타 미분류 상황
3) 상황인식 응용
a. 상황인식 응용이 지원할 수 있는 특징
- 사용자에게 정보와 서비스 제공(presentation)
- 사용자를 위한 서비스의 자동실행(execution)
- 이후 검색을 위한 상황 정보의 표시(tagging)
b. 상황인식 응용 개발 도구 기술
- 상황의 획득과 접근
- 상황인식 응용에 독립적인 상황인식 정보의 저장, 배포 및 실행
- 상황 정보의 추상화를 위한 기술 (abstraction)
- 상황 정보를 해석하는 기술(interpretation)
- 유사한 상황 정보를 수집하는 기술(aggregation)
3. 국내외 기술 동향
a. 사용자 지원 환경 (사용자 에이전트)
사용자는 변하지 않는 고정된 특성(이름, 주민등록번호 등)과 현재 사용자의 상태(위치, 기호도, 감정 등)를
나타내는 동적인 특성을 통해서 모델링 될수 있으며,
사용자 지원환경은 이러한 사용자의 정보를 통해 개인화된 서비스를 제공해준다.
b. 지역단위 유비쿼터스 환경 구성기법 및 소프트웨어 기술
- 사용자 에이전트가 원활한 활동을 하기 위해 필요한 SW Framework가 필요하게 된다.
- SW Framework 구성
상황인식 - 상황 관리 기술
이벤트 전달 - 이벤트 서비스 기술
응용의 효율적 수행 - 브로커 서비스 기술
- SW Framework(plaform)을 구성하는 프로젝트들
.AURA
.GAIA
c. 국내 사례 - 위치 센싱 기술
- 광주과기원 U-VR 연구실 "ubiCeiling시스템"
다수의 IR센서을 통한 위치감지
[cf] 위치 센싱 기술
. IR/RF/초음파 센서
RF는 노이즈에 약하고, IR은 센싱영역이 한정적
. 시각 기반 센서
불편함 X, 사생활 침해 문제 야기, SW 계산양 증가
. 압력 기반 센서
무게까지 알아냄, 센싱 전구간 설치(가격)
- ITU의 MCCB (Multimedia Computing, Communication & Broadcasting)
"유비쿼터스 비디오 컴퓨팅 환경 개발"
: 언제 어디서나 옮겨 다니면서 여러 터미널을 통해 끊김 없이 연속적으로 비디오를 서비스 할 수 있는 서비스
- 멀티미디어 Framework 구축
"MPEG-21 국제 표준화 활동"
: 디지털 객체를 디지털 아이템으로 정의하고 이를 네트워크 상에서 생성, 변형, 전달, 소비를 위한
통합적 멀티미디어 프레임 워크 제공을 위한 국제 표준화 작업을 진행.
d. 해외 사례
- State University of Campinas(브라질)
"TINA - 근간 모바일 멀티미디어 서비스"
: 고속의 네트워크를 통해 이용자, 세션 및 단말기의 유동성을 고려한 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한
분산형 인프라의 구축
- UC 버클리 대학 "ICEBERG 프로젝트" (http://iceberg.cs.berkeley.edu)
인터넷을 기반으로 다양한 플랫폼들과 서비스들을 적절하게 선별적으로 제공하되 이용자의 위치나 접속 네트워크의
범위와 무관하게 이용자의 개인적 취향이나 요구에 적응화된 데이터 서비스의 제공을 목표하는 시스템
- 동경대
"3C 환경( Copmuting devices, Communication links, Contents resources) 에서의 세션 유동성 확보"
필요에 따라 네트워크 링크와 단말기들을 실시간으로 선택 또는 변경할수 있는 시스템 구축함.
[cf]
.단말기 유동성 - IP주소와 무관하게 동일한 단말기에 계속해서 패킷 데이터을 전달
.서비스 유동성 - 선택된 액세스 링크을 통해, 이용자가 원하는 어느 단말기에도 데이터 패킷을 전달하고자 하며,
이를 구현하기 위해 "세션 레이어 유동화(session layer mobility)로 네트워크나 디바이스와
무관한 데이터 서비스를 세션 레이어 하위 레벨의 정보와 관계없이 수행함
가. 서로 다른 네트워크 간의 이동성
A 호스트가 이동을 요구시, 호스트 A의 세션 레이어 미들웨어는 그 안에 새로운 BSD소켓을 만들고 상대방으로부터의
액세스를 기다린다.
새로운 대기포트(waiting port)를 준비한 후, 호스트 A는 자신의 B로의 이동을 알리고 B는 새로운 소켓을 만든 후
A의 새로운 대기포트로 액세스를 시도하게 된다.
이때 소켓들의 교체시 발생하는패킷 손실 보전을 위해서 TCP재전송과 같은 기제를 도입하고 있다.
나. 서로 다른 단말기들 간의 서비스 이동
이동 발생시, 세션레이어는 세션정보를 다음 단말기에 전송하고, 이 새로운 다말기의 세션 레이어는 새로운 BSD
소켓을 만든 후 상대방으로부터의 접근을 기다린다. 새로운 대기포트를 만든 후 이 단말기를 이동 메세지를 상대방
에게 보내고, 나머지 프로세스는 네트워크간 이동의 경우와 동일하게 된다.
다음은 동경대 연구팀이 개발하고 있는 세션 레이어 미들웨어의 구조도이다.
- Tampere University of Technology (핀란드)
"디지털 TV의 에이전트 기반 개인화"
방송 서비스 제공자(BSP:Broadcast Service Provider), 인터랙션 서비스 제공자(ISP:Interaction Service Provider),
그리고 셋톱박스나 STB와 같은 단말기기들의 세 Component로 이루어져 있는 시스템.
이용자가 BSP로부터 Streaming되는 디지털 컨텐츠를 ISP을 통해서 자신의 취향이나 요구에 맞게 피드백을 통하여 조절
- 캘거리 대학교 (캐나다)
"상황인지형 홈 미디어 스페이스"
이용자가 카메라와 스피커 마이크로 폰 등의 작동을 모니터링 할수 있는 기계들을 제공하고, 이들 기계들을 자동 혹은
수동으로 조절케 함으로써 필요한 레벨의 프라이버시를 확보할수 있게 하려는 연구.
4. 상황인식 컴퓨팅 세부 기술
1) 국외 기술 현황
a. GeorgiaTech의 Future Computing Enviroments(FCE) Group
"Context Toolkit" (CT)
.구성
Context Widget : 센서로부터 정보를 상황화 함
Context Server : Context Widget로부터 정보를 취합
Context Interpreter : Widget이나 Server로부터의 상황을 다시 한번 취합하여 고수준의 상황으로 처리
b. 애리조나 주립대학의 RCSM (Reconfigurable Context Sensitive Middleware)
상황의 효율적인 처리를 위한 상황 기반 인터페이스 정의 언어(inteface definition language)설계
c. 카네기 멜론 대학
유비쿼터스 환경의 구출을 위한 프로젝트 (Aura)
.구성 (Aura framework)
Task manager
Context server
Environment manager
Service provider
.목적
사용자의 이동성을 지원하면서 사용자가 원하는 서비스를 끊김없이 제공하는 것.
2) 지능형 에이전트 기술
a. 목표
사용자의 단순한 의도뿐 아니라 감정, 감성을 고려하여 전체적인 상황을 자율적으로 판단하여 사용자에게
적합한 서비스를 제공하는 것
b. 연구 분야
에이전트들 간의 상호 통신을 ㅇ통하여 사용자를 위한 판단을 효율적으로 내린다.
이때 가장 많이 활용하는 기술이 "신경망"이다.
이를 통해서 사용자 관찰, 의도, 감정 및 감성을 학습하여 사용자의 경험에 의거한 판단을 내릴수 있다.
3) 상황 관리 기술
a. 응용이 필요로 하는 상황을 지능적으로 조합하여 효율적으로 제공하는것이 중요하다.
eg) CT Project
b. 동적으로 추가되고 제거되는 물리적인 상황 센서들과 다양한 응용 군에 대해서 전체적인 플랫폼이 이들을
어떻게 지속적으로 지원할수 있는가..
c. 응용단에서 곧바로 활용할 수 있는 고수준의 상황을 제공할 수 있어야 한다.
5. 결론
1. 상황인식 vs 유비쿼터스 컴퓨팅 기술
상황인식 컴퓨팅은 실(Real) 세계의 특징을 표헌하는 정보기술에서 시작된다는 점에서 유비쿼터스
컴퓨팅 기술과 본질적인 시각 차를 가지고 있다.
2. 상황인식 컴퓨팅 기술
1) 상황의 정의
a. 정의1 :
'Schilit' 와 'Theimer'은, 상황이란 '위치'를 의미하는 것으로 근접한 사람과 사물의 확인 및
이러한 실체에 대한 변화를 의미하였다.
b. 정의2 :
주의 환경 또는 처해있는 상황으로 언급. 즉 상황의 본질적인 정의는 "실세계(real wrold)에 존재
하는 실체(entity)의 상태를, 특징화하여 정의한 정보"라고 정의할 수 있다.
eg) 실내 이동식 안내(Tour Guide)의 경우
실체 - 사랑, 응용, tour site
정보 - 날씨, 다른 사람의 존재
날씨는 '응용'에 영향을 미치지 않는다. (실내)
다른 사람의 존재는, 사용자의 주변 상황에 특징을 짓는데 사용할 수 있다.
즉, '다른 사람의 존재'는 상황이 될 수 있다.
2) 상황인식 컴퓨팅의 정의
a. 정의
사용자의 작업과 관련 있는 적절한 정보 또는 서비스를 사용자에게 제공하는 과정에서
'상황'을 사용하는 경우, 이를 상황인식 시스템으로 정의한다.
b. 상황정보
- 사용자 상황
- 물리적 환경 상황
- 컴퓨팅 시스템 상황
- 사용자-컴퓨터 상호 작용 이력
- 기타 미분류 상황
3) 상황인식 응용
a. 상황인식 응용이 지원할 수 있는 특징
- 사용자에게 정보와 서비스 제공(presentation)
- 사용자를 위한 서비스의 자동실행(execution)
- 이후 검색을 위한 상황 정보의 표시(tagging)
b. 상황인식 응용 개발 도구 기술
- 상황의 획득과 접근
- 상황인식 응용에 독립적인 상황인식 정보의 저장, 배포 및 실행
- 상황 정보의 추상화를 위한 기술 (abstraction)
- 상황 정보를 해석하는 기술(interpretation)
- 유사한 상황 정보를 수집하는 기술(aggregation)
3. 국내외 기술 동향
a. 사용자 지원 환경 (사용자 에이전트)
사용자는 변하지 않는 고정된 특성(이름, 주민등록번호 등)과 현재 사용자의 상태(위치, 기호도, 감정 등)를
나타내는 동적인 특성을 통해서 모델링 될수 있으며,
사용자 지원환경은 이러한 사용자의 정보를 통해 개인화된 서비스를 제공해준다.
b. 지역단위 유비쿼터스 환경 구성기법 및 소프트웨어 기술
- 사용자 에이전트가 원활한 활동을 하기 위해 필요한 SW Framework가 필요하게 된다.
- SW Framework 구성
상황인식 - 상황 관리 기술
이벤트 전달 - 이벤트 서비스 기술
응용의 효율적 수행 - 브로커 서비스 기술
- SW Framework(plaform)을 구성하는 프로젝트들
.AURA
.GAIA
c. 국내 사례 - 위치 센싱 기술
- 광주과기원 U-VR 연구실 "ubiCeiling시스템"
다수의 IR센서을 통한 위치감지
[cf] 위치 센싱 기술
. IR/RF/초음파 센서
RF는 노이즈에 약하고, IR은 센싱영역이 한정적
. 시각 기반 센서
불편함 X, 사생활 침해 문제 야기, SW 계산양 증가
. 압력 기반 센서
무게까지 알아냄, 센싱 전구간 설치(가격)
- ITU의 MCCB (Multimedia Computing, Communication & Broadcasting)
"유비쿼터스 비디오 컴퓨팅 환경 개발"
: 언제 어디서나 옮겨 다니면서 여러 터미널을 통해 끊김 없이 연속적으로 비디오를 서비스 할 수 있는 서비스
- 멀티미디어 Framework 구축
"MPEG-21 국제 표준화 활동"
: 디지털 객체를 디지털 아이템으로 정의하고 이를 네트워크 상에서 생성, 변형, 전달, 소비를 위한
통합적 멀티미디어 프레임 워크 제공을 위한 국제 표준화 작업을 진행.
d. 해외 사례
- State University of Campinas(브라질)
"TINA - 근간 모바일 멀티미디어 서비스"
: 고속의 네트워크를 통해 이용자, 세션 및 단말기의 유동성을 고려한 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한
분산형 인프라의 구축
- UC 버클리 대학 "ICEBERG 프로젝트" (http://iceberg.cs.berkeley.edu)
인터넷을 기반으로 다양한 플랫폼들과 서비스들을 적절하게 선별적으로 제공하되 이용자의 위치나 접속 네트워크의
범위와 무관하게 이용자의 개인적 취향이나 요구에 적응화된 데이터 서비스의 제공을 목표하는 시스템
- 동경대
"3C 환경( Copmuting devices, Communication links, Contents resources) 에서의 세션 유동성 확보"
필요에 따라 네트워크 링크와 단말기들을 실시간으로 선택 또는 변경할수 있는 시스템 구축함.
[cf]
.단말기 유동성 - IP주소와 무관하게 동일한 단말기에 계속해서 패킷 데이터을 전달
.서비스 유동성 - 선택된 액세스 링크을 통해, 이용자가 원하는 어느 단말기에도 데이터 패킷을 전달하고자 하며,
이를 구현하기 위해 "세션 레이어 유동화(session layer mobility)로 네트워크나 디바이스와
무관한 데이터 서비스를 세션 레이어 하위 레벨의 정보와 관계없이 수행함
가. 서로 다른 네트워크 간의 이동성
A 호스트가 이동을 요구시, 호스트 A의 세션 레이어 미들웨어는 그 안에 새로운 BSD소켓을 만들고 상대방으로부터의
액세스를 기다린다.
새로운 대기포트(waiting port)를 준비한 후, 호스트 A는 자신의 B로의 이동을 알리고 B는 새로운 소켓을 만든 후
A의 새로운 대기포트로 액세스를 시도하게 된다.
이때 소켓들의 교체시 발생하는패킷 손실 보전을 위해서 TCP재전송과 같은 기제를 도입하고 있다.
나. 서로 다른 단말기들 간의 서비스 이동
이동 발생시, 세션레이어는 세션정보를 다음 단말기에 전송하고, 이 새로운 다말기의 세션 레이어는 새로운 BSD
소켓을 만든 후 상대방으로부터의 접근을 기다린다. 새로운 대기포트를 만든 후 이 단말기를 이동 메세지를 상대방
에게 보내고, 나머지 프로세스는 네트워크간 이동의 경우와 동일하게 된다.
다음은 동경대 연구팀이 개발하고 있는 세션 레이어 미들웨어의 구조도이다.
- Tampere University of Technology (핀란드)
"디지털 TV의 에이전트 기반 개인화"
방송 서비스 제공자(BSP:Broadcast Service Provider), 인터랙션 서비스 제공자(ISP:Interaction Service Provider),
그리고 셋톱박스나 STB와 같은 단말기기들의 세 Component로 이루어져 있는 시스템.
이용자가 BSP로부터 Streaming되는 디지털 컨텐츠를 ISP을 통해서 자신의 취향이나 요구에 맞게 피드백을 통하여 조절
- 캘거리 대학교 (캐나다)
"상황인지형 홈 미디어 스페이스"
이용자가 카메라와 스피커 마이크로 폰 등의 작동을 모니터링 할수 있는 기계들을 제공하고, 이들 기계들을 자동 혹은
수동으로 조절케 함으로써 필요한 레벨의 프라이버시를 확보할수 있게 하려는 연구.
4. 상황인식 컴퓨팅 세부 기술
1) 국외 기술 현황
a. GeorgiaTech의 Future Computing Enviroments(FCE) Group
"Context Toolkit" (CT)
.구성
Context Widget : 센서로부터 정보를 상황화 함
Context Server : Context Widget로부터 정보를 취합
Context Interpreter : Widget이나 Server로부터의 상황을 다시 한번 취합하여 고수준의 상황으로 처리
b. 애리조나 주립대학의 RCSM (Reconfigurable Context Sensitive Middleware)
상황의 효율적인 처리를 위한 상황 기반 인터페이스 정의 언어(inteface definition language)설계
c. 카네기 멜론 대학
유비쿼터스 환경의 구출을 위한 프로젝트 (Aura)
.구성 (Aura framework)
Task manager
Context server
Environment manager
Service provider
.목적
사용자의 이동성을 지원하면서 사용자가 원하는 서비스를 끊김없이 제공하는 것.
2) 지능형 에이전트 기술
a. 목표
사용자의 단순한 의도뿐 아니라 감정, 감성을 고려하여 전체적인 상황을 자율적으로 판단하여 사용자에게
적합한 서비스를 제공하는 것
b. 연구 분야
에이전트들 간의 상호 통신을 ㅇ통하여 사용자를 위한 판단을 효율적으로 내린다.
이때 가장 많이 활용하는 기술이 "신경망"이다.
이를 통해서 사용자 관찰, 의도, 감정 및 감성을 학습하여 사용자의 경험에 의거한 판단을 내릴수 있다.
3) 상황 관리 기술
a. 응용이 필요로 하는 상황을 지능적으로 조합하여 효율적으로 제공하는것이 중요하다.
eg) CT Project
b. 동적으로 추가되고 제거되는 물리적인 상황 센서들과 다양한 응용 군에 대해서 전체적인 플랫폼이 이들을
어떻게 지속적으로 지원할수 있는가..
c. 응용단에서 곧바로 활용할 수 있는 고수준의 상황을 제공할 수 있어야 한다.
5. 결론