스마트폰으로 두들겨 사물 인식하는 노커(knocker) 기술 소개

스마트폰으로 사물을 두들겨 물병 등을 인식하는 노커(knocker) 기술에 대해 소개합니다.

지난 1일 과학기술정보통신부는 "한국과학기술원 전산학과 이성주 교수 연구팀이 스마트폰으로 두드려 사물을 인식하는 신기술을 개발했다."라고 밝혔습니다.  카메라나 RFID 등 전자태그를 사용하여 기존 사물을 인식하는 방법과 달리 이번 기술은 접촉만으로도 98의 높은 정확도로 사물을 인식하는 신기술이라고 하는데요.

과기부에서 배포한 보도자료를 근거로 해서 살펴 보도록 하겠습니다.

전자기기를 통해 사물을 인식하는 기법에는 사진을 촬영하는 방법과 RFID 등 전자 태그를 부착해 전자신호로 구분하는 방법 등이 있지요. 그러나 이런 방법들은 카메라를 이용해 사진을 찍어야 한다는 번거로움과 어두운 환경에서는 사용하지 못한다는 점, 전자 태그의 가격부담과 인식하고자 하는 모든 사물에 태그를 부착해야만 높은 정확도로 사물을 인식할 수 있다는 단점이 있었습니다. 

그러나 이번에 이성주 교수 연구팀에 의해 개발된 ‘노커 기술’은 카메라 등별도의 기기를 쓰지도 않고도 높은 정확도로 사물을 인식할 수 있어 기존 기술의 한계를 뛰어넘은 것으로 평가되고 있습니다. 

여기서 노커기술이란 "물체에 ‘노크’를 해서 생긴 반응을 스마트폰의 마이크, 가속도계, 자이로스코프로 감지하고 이 데이터를 기계 학습 기술을 이용, 분석해 사물을 인식하는 기술"을 말합니다. 

노커기술 개념도

실제로 연구팀은 "빈 물통을 스마트폰으로 노크하면 자동으로 물을 주문하거나, 사물인터넷(IoT) 기기를 활용해 취침 전 침대를 노크하면 불을 끄고 알람을 자동으로 맞춰 주는 등 ‘노커기술’의 구체적인 활용 사례 15개를 선보이기도 했다."라고 과기부는 전하고 있습니다. [자세한사항은 아래내용 참조]

이성주 교수는 “이번 연구 성과는 특별한 센서나 하드웨어 개발 없이 기존 스마트폰의 센서 조합과 기계학습을 활용함으로써 스마트폰 사용자라면 누구나 쉽게 사용할 수 있어 더욱 의미가 크다”며 “사용자와 사물의 상호작용을 보다 쉽고 편하게 만들어주는 기술인만큼 활용 분야도 매우 다양할 것으로 기대된다”고 말했습니다. 

이번 연구는 "과기정통부 차세대정보컴퓨팅기술개발사업 및 정보통신·방송 기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 연구팀은 이번 연구 성과를 바탕으로 학습이 되지 않은 영역에서도 사용 가능한 모바일 센싱 기법 개발도 추진하고 있다."라고 과기부는 덧붙이네요.

다음은 "노커기술"을 활용한 예시입니다.[출처: 과기부 홈페이지]

사례1]

물병에 노크 했을 때의 예시. 노커는 물병에서 생성된 고유 반응을 스마트폰을 통해 분석하여 물병임을 알아내고, 그에 맞는 서비스를 실행 시킨다. 예) 물 주문

물주문 예시

그림1] 노커에 사용되는 센서와 작용 방향

노커에 사용되는 센서와 작용방향

 [그림2] 노커의 사물 고유 반응 센싱 및 기계학습을 통한 분류 과정

노커의 사물 고유반응센싱 및 기계학습을 통한 분류과정

[그림 3] 23개 사물에 대해 스마트폰 센서로 추출한 노크 고유 반응 시각화 

"두들겨서 스마트폰에 있는 각종 센서를 총동원해서 사물을 인식하겠다."라는 아이디어가 참신하네요. 그런데 사용자들이 가지고 있는 모든 스마트폰 특성이 달라서 초기에는 세팅이 필요할 것 같습니다. 그러니까 인공지능에 학습을 시켜야겠지요. 즉 이것은 "물병소리" 이것은 "갤럭시S10단말기" 이것은 "갤럭시S3" 등등 말이이지요.

참신한 아이디어이지만 관련 빅데이터가 쌓여야만 그에 따른 인식율도 높아질 것으로 보이네요. 차기 스마트폰에 이런 노커기술이 탑재되는지도 유심히 지켜봐야겠습니다.