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[칼럼] 디지털 혁명 '유비쿼터스 컴퓨팅'
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'디지털 가전' 시대의 도래와 더불어 최근 IT 시장의 수면위로 부상하는 단어 하나가 바로 '유비쿼터스(Ubiquitous)'이다. 지난 12일(미국 시간) 폐막된 미국 라스 베이거스의 ICES 2003에서도 이 '유비쿼터스'란 단어는 기조 강연중 여러번이나 언급되기도 하였지만, 세계 유수의 IT/가전 업체들도 짧게는 향후 10년을 '유비쿼터스의 시작'이라며 입맞추어 이야기 한다. 또, 며칠전 정보통신부는 E-Korea에 이어 향후 5년간 대한민국의 IT 방향을 U(Ubiquitous)-Korea라 정의하고, 새로운 디지털 시대를 대비할 것을 밝힌 바 있다. 오늘은 이 유비쿼터스에 대해 잠시 알아보도록 하자.

유비쿼터스, 21세기의 새로운 IT 패러다임!

'언제 어디서나', '동시에 존재한다.'라는 뜻의 라틴어에서 유래된 유비쿼터스는 본래 물이나 공기처럼 도처에 있는 자연 자원이나, 종교적으로는 신이 시공을 초월하여 존재하는 것을 상징한다. 유비쿼터스란 단어가 IT 환경에 처음 도입된 것은 지난 1988년 제록스 팔로 알토 연구소(www.parc.com)의 Dr.Mark Weiser에 의해 '유비쿼터스 컴퓨팅'이란 개념이 언급된 이후이다.

최근 가속화된 컴퓨팅 환경과 네트워킹 환경을 토대로 유비쿼터스는 다음과 같은 두가지 개념으로 요약할 수 있다. 먼저 첫째로는 인간의 현실 세계의 환경을 구성하는 각종 사물과 기타 물질등에 컴퓨터를 장착하는 것으로 이들 외관에 컴퓨터의 겉모습이 드러나지 않도록 환경내에 조화적으로 융화되도록 하는 것이다. 또 다른 하나는, 사용자가 거부감을 느끼지 않고 '언제 어디서나' 주변에 존재하는 컴퓨터를 편리하게 이용할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다.

새로운 세기. 새로운 IT의 패러다임으로 제시된 유비쿼터스는 인간의 생활 환경에 존재하는 다양한 종류의 사물들을 네트워크화하는 작업이다. 크게 이야기해, 주방의 컵이나 화분, 자동차, 벽등 인간이 머무르는 내, 외적 공간의 사물을 모두 아우르는 이 방대한 네트워크는 가까운 미래, 기능적, 공간적으로 사람과 컴퓨터, 그리고 사물이 하나로 연결되어 자유로운 데이터 흐름을 구축하게 된다.

즉, 인간의 삶에 관여된 모든 사물과 컴퓨터 환경을 연결한 세로운 공간이 바로 유비쿼터스 세상이 되는 것이며, 데이터 흐름이 자유로운 유비쿼터스 세상에서 인간과 사물은 모두 주체적인 인터페이스가 되는 것이다. 이처럼 생활속의 사물에 각각의 컴퓨터 시스템과 네트워크를 구축하여, 각각의 개체가 일정한 수준의 지능을 갖게 되었을 때, 인간의 상상에 불과했던 새로운 형태의 생활 혁명이 시작될 것이며, 이는 과거 '농업혁명' - '산업혁명'- 그리고 20세기 후반의 '정보혁명'에 이은 또 하나의 혁명으로 예측되기도 한다.

고성능 프로세서와 무선 네트워크 디바이스는 기본!

이미 오래전부터 일본 애니메이션이나 헐리우드 영화에 등장했던 가전화된 로봇들(청소를 하고, 잔디를 깎는 등의)처럼, 지능이 부여된 '꿈의 로봇'의 등장이 멀지 않은 미래에 출현할 것으로 보인다. 현재 일본의 몇몇 기업과 정부 산하 기관, 그리고 미국의 산학 연구단체등이 중심이 되어 주도되고 있는, 로봇의 연구는 향후 10년 뒤에 곤충 정도의 인식 능력을 갖추고 집안일을 대신할 1세대 로봇을, 그리고 20년후에는 하급 포유류의 지능을 갖는 로봇의 등장을 계획하고 있으며, 이렇게 인간과 컴퓨터, 그리고 사물이 하나로 연결된 세상이 진정한 유비쿼터스의 시대가 되는 것이다.


iRobot사의 청소로봇 'Roomba'
 완벽한 인공지능을 갖춘 로봇이 인간의 노동을 대신하는 풍경을
 유비쿼터스 시대에는 흔히 볼 수 있을 것이다.

이렇듯, '시간과 공간의 차이를 두지 않고 언제, 어디서나, 그 무엇과도 연결되어 활용할 수 있는' 유비쿼터스는 그 어느 한쪽에도 편재되거나 단절되지 않은 상태가 중요하다. 따라서 지속적인 연결을 위한 기술로서, 물리적으로 한정되지 않은 유, 무선의 네트워크 구축에 유비쿼터스는 출발하며, 이전의 기술을 훨씬 능가하는 안정되고 소형화된 커뮤니케이션 시스템이 요구된다.

다양한 현재의 유, 무선 통신 기술중, 당장에 유비쿼터스에 접목할 수 있는 규격으로는 최근의 블루투스와 무선 LAN 규격인 802.11, 그리고 2GHz대의 무선 주파수를 사용하는 무선 USB등을 들 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 규격들 또한 유비쿼터스의 기반을 이루는 상징적인 기술들일뿐, 본격적인 유비쿼터스 시대의 도래를 위해 이보다 안정된 통신 기술과 사용 지역(혹은 거리)을 한정하지 않는 보다 광범위한 네트워크 기술이 필요하다.

'모든 곳에 존재하는' 유비쿼터스는 기기별로 제각각의 프로세서와 무수한 칩들이 효율적으로 연결되었을 때 가능한 것이다. 보다 고속의, 안정적인, 그리고 소형화된 네트워크가 구축되는 것과 동시에, 이를 활용하고 유비쿼터스 구성원(물) 각자가 스스로 운용이 가능하도록 지능화된 프로세서(센서)의 개발 또한 필수이다.


 Smart Airbag - 지능화된 센서는 이미 도처에 사용되고 있다.

일례로 자동차 에어백을 이야기해 보자. 센서와 에어백 모듈로 구성되어, 차량 충돌시 센서에서 감지한 내용을 모듈로 전달, 백을 작동하는 간단한 원리의 에어백은 사고시 승객 보호면에서 진가를 발휘하게 된다. 반면, 이 에어백은 어린이가 탑승한 경우, 오히려 질식 사고의 위험을 부담해야만 했다. 그러나, 근래 일부 고급차량에 탑재된 에어백은 초음파를 이용한 한층 높은 정밀도의 센서를 탑재하여, 충돌 범위와 탑승자에 따라 정확히 조율된 에어백 작동을 보장한다. 또, 전철이나 기차는 초음파 센서가 내장된 특수 레일 위를 지나가는 것만으로도 바퀴의 피로도가 측정되어 기관사나 정비창에 통보되어, 사고의 위험을 방지하는 기술이 개발되기도 한다.

앞서의 예에서처럼, 이미 다양한 분야에 도입되어 사용되어 지고 있는 '스마트 센서'들은 향후 크기면에서 상당히 작아질 뿐만 아니라, 실로 대단한 연산속도를 갖출 것이다. 실제로 현재 사용되는 센서들중에는 PC에 사용되는 펜티엄 4 프로세서보다도 빠른 속도를 갖추고, 핸드폰만한 크기를 갖는 제품들도 있다.

반면 현재 인간의 생활에 밀접한 여러 가지 기기나 로봇들에 장비된 프로세서는 아직 단순 기능을 목적으로 한 '센서'의 의미를 크게 벗어나지 못하고 있다. 예를 들어, 적외선이나 초음파등을 이용하여 각각의 기능 구동을 위한 센서는 나름대로 이미 우수한 속도를 갖고 있지만, 앞으로는 보다 복합적인 기능 처리를 위한 퓨전 센서화가 진행될 것이다. 센서의 기술이 가장 발달된 분야로 출입보안쪽을 예로 들어보자. 현재 자기센서를 이용한 금속탐지기가 폭발물이나 총기, 흉기등의 감지에 사용된다. 그러나, 최근 미국의 한 회사는 특수한 자기센서와 함께 감마선등의 특수 파장 센서와 화학센서등을 복합하여, 종류별 위험물의 해석능력을 갖추고 있다.

'언제, 어디서나' 사용자가 원하는 것, 혹은 기기 각자에 부여된 기능을 지능적으로 행하기 위해 센서는 이처럼 복합, 다기능화되어야 할 것이며, 나름대로의 분석과 정확한 감지를 위해 컴퓨터에 사용되는 '프로세서' 이상의 성능이 부가되어야만 한다.

디지털 가전, 유비쿼터스의 시작

며칠전 폐막된 ICES 2003의 주된 주제는 '무선, 그리고 모바일'이었다. IT 성향이 크게 가미된 이번 가전쇼에서 굳이 컴퓨팅, 모바일 서비스 업체를 떠나더라도, 일반 가전 제품에서 이러한 성격은 쉽게 찾아 볼 수가 있었다.

광범위한 유비쿼터스의 범주에, 최근 가전업체들이 표방하고 있는 '디지털 가전'은 인간이 가장 쉽게 접하고, 기초가 되는 유비쿼터스의 한 단면이다. 2100년까지 1세기동안 진행될 것으로 보이는 유비쿼터스 혁명중, 길게잡아도 향후 10년이면 마무리될 것으로 보이는 디지털 가전 분야는 이미 컴퓨터 및 세계 굴지의 가전업체들을 통해 서서히 모습을 드러내고 있다.

조수미의 클래시컬 음악 배경에 '여자라서 행복해요.'라는 광고카피로 유명했던 국내 한 가전회사의 인터넷 냉장고는, 첫 출시후 몇 년이 지난 지금, 사진 촬영과 화상통신, TV, e 메일 수신등의 기능을 첨가하였고, 동사는 이외에도 인터넷으로 제어가 가능한 인터넷 세탁기, 인터넷 에어컨, 인터넷 전자 레인지등 유비쿼터스 컴퓨팅의 1단계로 지칭되는 디지털 가전을 출시한 바 있다. 또, 한 일본 가전사는 IEEE 802.11b 규격의 무선 Lan을 적용하여 집안 어디서나 TV를 보거나 인터넷에 접속할 수 있는 단말기를 선보이기도 하였다. 이처럼, 디지털 가전 시대의 제품들은 유, 무선 네트워크 기술을 활용하여, 인터넷과 접속되거나, PC를 통한 조작이 가능하다.

MS의 빌 게이츠 회장이 역설했던 '가정의 디지털화'에 있어, 가전이 컴퓨팅 요소를 겸비하고 다기능, 보다 편리한 조작성을 제공하게 된다면, 최근 대형 컴퓨터 제작사를 통해 발표된 제품들은 한층 가전화된 모습을 갖는다. 이미 본연의 기능을 넘어서 A/V 감상등의 수단으로 사용되는 컴퓨터는, 최근 MS에서 출시된 'Windows Media Center'를 통해 가전기기처럼 사용하기 쉽고, 활용 분야또한 기존 아날로그 가전의 상당수를 포함하고 있다. 이러한 PC의 기능 변화와 더불어, 디지털 가전 시대에 PC에 부가된 또다른 기능은 다른 가전 기기들을 한 대 묶고 통제하기 위한 '서버'와 '허브'의 기능이다.


히다치의 홈서버

가전에 비해 보다 강력한 기능과 사용자 인터페이스를 지원하는 PC는 디지털 가전의 중심에서, 가정내 가전을 집안에서, 혹은 인터넷을 통해 원거리에서도 이를 통제한다. 현재 사용되는 일반의 PC 환경에서 좀더 진보된 기능을 갖는 홈서버는 이미 '홈오토메이션'이란 주제로 상당기간 연구되어왔으며, 이미 지난해 국내 연구진에 의해 독자적인 운영체제를 갖는 홈서버가 개발되기도 하였다. 최근의 Windows Media Center 탑재 PC에서 보듯이 리모트 컨트롤러로 많은 기능들을 좀더 편리하게 조작할 수 있는 '홈서버' 개념의 컴퓨터환경은 e 메일 송수신과 웹, 인터넷 폰과 같은 기존 PC의 일반적인 기능은 물론, 디지털 TV와 DVD, e 북, 냉장고, 세탁기등의 제어 서비스를 제공하게 된다. 디지털 가전시대의 컴퓨터는 이제껏 행해진 새로운 기능의 추가 대신, 역으로 TV나 오디오, 기타 고유의 기능을 갖는 가전에 부합되어 장착될 것이며, 이로인해 가전간의 커뮤니케이션을 담당하며, 강력한 기능의 홈서버가 이를 컨트롤하게 되는 것이다.

현재의 유비쿼터스 컴퓨팅

디지털 가전에 접목된 컴퓨터 환경과는 또달리, 컴퓨터 고유 분야에서 유비쿼터스 컴퓨팅 지향의 다양한 기술과 제품들의 모습을 찾아볼 수 있다. 일단, 휴대성과 편의성을 갖춘 포스트 PC가 현재의 기초적인 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 나타내는 좋은 예이다. 시간과 장소에 제한을 받지 않고 정보처리가 가능한 시스템으로 현재 PDA와 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 디스플레이등 일일이 열거하기 어려울 정도의 차세대 제품들이 존재하는데, 이들의 공통적인 특징은 고속의 무선 통신망을 통해 인터넷과 연계되어 다양하고, 선택적인 데이터 처리가 가능하다는 것이다.

올해 3월, MS에 의해 정식 발표될 스마트 디스플레이를 예로 들어보자. 코드명 미라로도 알려진 이 새로운 형태의 OS를 탑재한 제품은 디스플레이와 기기 자체의 구동을 위한 부분을 제외하고는 대부분의 연산작업을 무선랜으로 연결된 서버에서 처리한다. 이것은 가정내에서는 디지털 가전의 한 부분으로 홈서버와 연계되기도, 야외에서는 초고속 무선 네트워크 인프라에 접속되어 사용할 수가 있다.

새로운 컴퓨팅 환경의 또다른 특징으로는, 한층 편리해진 사용자 인터페이스 지원에 있다. 키보드와 마우스로 대변되던 기존의 입력 방식은 이미 구세대의 인터페이스일 뿐이다. 좀전의 스마트 디스플레이나, 태블릿 PC등은 키보드 대신 펜을 이용해 다양한 형태의 데이터 입력이 가능하다. 시스템 위주의 인터페이스는 서서히 인간친화형 인터페이스로 변화되고 있으며, 새로운 펜 인터페이스조차 결국엔 음성이나, 사람의 눈빛과 같은 형태로 발전될 것이다.

맺음말

'언제, 어디서나'라는 유비쿼터스의 시대에, 근간 우리가 접할 것은 방대한 무선 네트워크 인프라가 될 것이다. 새로운 정권의 출범이 얼마남지 않은 시기, 정부는 U-코리아의 주창과 함께 20Mbps급의 대규모 유선 네트워크와 한층 강화된 무선 인프라를 2005년 완료할 것을 목표로 할 것이다. 현재 인터넷 강국, 코리아의 위엄을 달성한 국가적 프로젝트를 돌아볼 때, 단기간내 U-Korea의 구축은 문제가 없어 보이며, 그 어느나라보다 새로운 혁명의 주체가 될 수 있을 것이다.

정부의 이러한 계획과 시기를 같이해 디지털 가전분야와 컴퓨팅 환경과의 네트워크 또한 완료될 것으로 업계는 예측하고 있다. DV 캠을 비롯해 이미 컴퓨터와 연결되어 컨트롤이 가능한 제품들은 보다 고속의 인터페이스를 장착하게 될 것이고, 냉장고나 에어컨, 심지어는 토스터등의 조리기구까지 그간 컴퓨팅 환경과 무관했던 제품들조차 가정내 무선 네트워크를 이용하여 디지털 가전으로 완성될 수 있을 것이다.

다음은 가정내 디지털 가전의 네트워크화를 넘어 도로와 건물 전체가 유비쿼터스 환경에 대응될 것이다. 무선 네트워크가 완성되고, 유비쿼터스 개별 주체에 우수한 프로세스가 도입될 시기는 빨리잡아 대략 2010년쯤으로, 언제 어디서나 모든 데이터의 접속이 자유롭고, 원거리에 위치한 그 무엇도 사용자가 손쉽게 컨트롤이 가능한 진정한 유비쿼터스의 시대가 개막되는 것이다.

또, 이러한 유비쿼터스 시대를 거쳐 인간은 기존의 생활 패턴을 완전히 바꾸게 될 것이다. 집안에 설치된 센서와 홈서버는 방의 온도와 습도를 자동으로 조절하고, 집안에 있는 사람의 위치와 건강 상태를 파악해 조명, 음악, 기타 집안의 동작을 지능적으로 동작하게 된다. 또, 우스운 이야기이지만, 얼마전 스포츠 신문의 만화면에서 보았던 것처럼, 신발에 장착된 ID 태그가 착용자의 이동 경로를 기록하고, 신체의 변화^^a도 감지해 낸다. 마지막으로 유비쿼터스 시대에 살고 있는 여러분들의 모습을 각자의 상상에 맡기며, 방대한 주제로 시작된 칼럼을 맺도록 하겠다. 아울러, 이번 글에서 이야기하지 못한 현재의 좀더 다양한 유비쿼터스 컴퓨팅 환경은 아래의 '관련글 목록'에 링크하니, 살펴보기 바란다.

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