2 시물인터넷의 역사 - 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념

사물인터넷의 역사

유비쿼터스 컴퓨팅의 개념

- 한국기술교육대학교 사물인터넷(기본)

■ 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념

- 끊임 없는 연결, 사용자 중심, 인터페이스 컴퓨터 기능이 탑재 된 사물,  의미론적 상황인지 동작을 필요로 한다. 

- 유비쿼터스 : ' 물이나 공기처럼 시공을 초원해 언제 어디에사 존재한다' 는 뜻의 라틴어

- 컴퓨터 공학에서 언제 어니서나 컴퓨팅을 가능하게 만드는 것을 의미

- 유비쿼터스 컴퓨팅을 기반으로 분산처리기술, 모바일 컴퓨팅 , Location Computing, 상황인지 컴퓨팅, 센서 네트워크,

  인공지능, 휴면커뮤터 인터페이스 등 많은 측면이 연구됨

- 사물은터넷은 유비쿼터스 컴퓨팅에 사물이 스스로 생각한다는 관점이 보태어진 것

- 유비쿼터스 컴퓨팅 학술적 연구, 오픈소스, 오픈 소스 하드웨어, 클라우드 펀딩 등의 문화가 결합하여 나타남

- 유비쿼터스 장치로 최근에는 더스트, 스킨, 부정형 장치가 주목받고 있음. 

도입) 유비쿼터스 사례

     - 우리가 집에 없을 때에도 누군가 알아서 척척 집안일을 해준다면? 

     - 단순히 일을 하는 사람을 기계나 로봇으로 대신하는 것이 아니라

  + 더 나아가 가전제품이나 주변의 사물들이 알아서 일을 하는 집이라면? 

" 집 자체와 통화를 하는 사람. "

- 일상 언어로 채팅하듯이 집에 말을 걸면 가전제품이 스스로 척척 청소와 빨래 등 집안일을 하는 집

- 집에 돌아가 일일이 청소기와 세탁기를 작동시키지 않아도 집에 돌아갈 때쯤이면 깨끗한 집안과 세탁된 빨래를 만나

  볼 수 있을 것

- 새 가전제품을 사용하기 위해 어려운 사용법을 익히지 않고도 간편하게 작동 가능

" 사물인터넷을 기반으로 한 스마트 홈은 바로 유비쿼터스 환경이 구축되어 가능한 일 " 

도입) 유비쿼터스

  

   ■ 유비 쿼터스 환경 

- 시간과 장소에 구애받지 않고 언제나 정보통신망에 접속하여 다양한 정보통신서비스를 활용할 수 있는 환경

- 심지어 사용하는 사람은 정보통신망에 연결이 되어 있다는 것을 의식하지 않고도 

  자연스럽게 일상에서 통신 서비스를 이용할 수 있음.

- 여러 기기나 사물에 컴퓨터, 정보통신기술을 통합하여 사용자가 

       네트워크나 컴퓨터를 의식하지 않고 언제, 어디서나 자유롭게 접속할 수 있는 환경

 

     - 이러한 환경은 유비쿼터스 컴퓨팅을 전제로 구현되어, 사물 인터넷으로 발전

1. 유비쿼터스 컴퓨팅 등장 

1) 유비쿼터스 컴퓨팅의 개념

= 사물인터넷의 초기 단계

■ ‘유비쿼터스’의 의미  

- ‘물이나 공기처럼 시공을 초월해 언제 어디에나 존재한다’는 뜻의 라틴어에서 유래

- 1988년 미국의 사무용 복사기 제조회사인 제록스의 마크와이저가 사용하면서 등장

- 사물과 컴퓨터, 즉 임베디드 시스템을 네트워크에 연결하는 정보기술 환경 또는 정보기술 패러다임을 의미

■ 유비쿼터스 시스템

- 컴퓨터 공학에서 언제 어디서나 컴퓨팅을 가능하게 만드는 것

- 언제 어디나 존재한다는 ‘임재하는 컴퓨터’에 의한 서비스

- 숨겨져 드러나지 않는 컴퓨터에 의한 컴퓨팅의 개념

- 고정된 위치에 있는 데스크탑 컴퓨팅의 상대적 개념

  ( 흔히 컴퓨터라고 하면 떠올릴 수 있는 데스크탑 컴퓨터처럼, 

    눈에 보이는 컴퓨터에 의한 컴퓨팅에의 개념과 상대적인 개념 ) 

- 가구, 생필품, 도시 곳곳의 설치물과 합쳐진 컴퓨터는, 우리가 특별히 컴퓨터라고 인식하지 않지만 

  우리는 언제 어디서나 그 기능은 사용할 수 있음. 

" 눈에 띄지 않는 주변 곳곳에 존재하는 것 " 

- Any Device :  어떤 사물이든 컴퓨팅 능력을 가질 수 있다는 의미

- 어디서나 어떤 형태로든 컴퓨팅이 존재할 수 있다는 것

ex)  스마트폰은 대표적인 유비쿼터스 컴퓨팅의 실현 예

- 오늘날 우리가 사용하는 휴대폰 

     : 과거의 컴퓨터에 비하여 월등하게 빠른 컴퓨터

  ( 과거의 사람들이 사용하던 집 한 채 크기의 슈퍼컴퓨터를 한 손에 들고 다니는 것 ) 

: 우리는 언제 어디서나 스마트폰을 통하여 인터넷과 연결되고 원하면 바로 컴퓨터의 서비스를 이용할 수 있음.

"유비쿼터스 컴퓨팅은 언제 어디에서나 가능한 컴퓨팅을 말함"

2)  유비쿼터스 컴퓨팅은 많은 공통분모를 가지는 사물인터넷 

- 유비쿼터스 컴퓨팅은 1988년부터 연구 개발되어온 핵심 기술군

- 일종에 컴퓨팅 패러다임으로 사물인터넷의 기술적 토대 역할을 함. 

- 언제 어디서나 존재하는 컴퓨팅이라는 모토로 다양한 분야의 기술이 연구 개발.

▷ 유비쿼터스 유사 개념 

- 처음 유비쿼터스라는 말이 등장한 당시에는 새로운 개념이였고, 다양한 용어들로 대변되기 시작함.   

- 각 용어들은 집중하는 관점에 따라서 선택 되어짐.

 

(1) 퍼베이시브 컴퓨팅(Pervasive Computing)

- 일상 속에 스며드는 컴퓨터 기술

:: pervasive : 만연하는, (구석구석) 스며드는

(2) 엠비언트 인텔리전스(Ambient Intelligence) 

- 항상 정보를 수집하고 가공하여 필요로 하는 장소와 시간에 사용할 수 있도록 하는 기술

(3) 에브리웨어(Everyware) 

- 일상용품이 모두 컴퓨팅에 관여하는 유비쿼터스 컴퓨팅을 뜻하는 말로 아담 그린필드의 논문에 등장하는 말

(4) 피지컬 컴퓨팅(Physical Computing)

- 객체, 즉 사물의 관점으로 보는 유비쿼터스의 개념  

- 컴퓨터가 인간의 감각 역할을 하거나 그에 따라 반응하게 하는 것

(5) 사물인터넷

- 유비쿼터스 개념을 생각하는 기계나 사물이라는 관점에 집중하면 사물인터넷이 됨. 

※ 피지컬 컴퓨팅(Physical Computing)과 사물인터넷은 관점의 차이일 뿐 거의 같은 개념

3) 유비쿼터스 컴퓨팅의 학술적 의미 

(1) 분산처리기술 

(2) 모바일 컴퓨팅 

(3) Location Computing

(4) 상황인지 컴퓨팅(Context-Aware Computing)

(5) 센서 네트워크

(6) 인공지능

(7) 휴먼컴퓨터  인터페이스 등

※ 이러한 연구들을 바탕으로 확장한 개념이 사물인터넷

※ 특히 인공지능, 기계학습의 연구 결과를 발전시킨 사물인터넷 기술은 실생활에 많이 활용하게 될 것

4) 사물인터넷의 특징

- 사물인터넷은 환경적인 토대가 된 유비쿼터스 컴퓨팅의 학술적인 연구, 프로그램 등 

  소프트웨어적인 측면인 인터넷 공동체의 오픈 소스, 

  각종 사물, 기계, 도구 등의 오픈 소스 하드웨어, 마지막으로 마케팅의 측면에서 클라우드 펀딩 등의 문화가 결합된 것

(1) 원격제어와 비슷해 보이는 사물인터넷

- 원격제어 : 거리상 떨어져 있는 곳에서 사람이 직접 제어하는 것 )

- 사물 인터넷은 "상황인지 컴퓨팅"이나 "인공지능"이 적용된 스스로 생각하는 사물이 다른 사물을 제어하는 것. 

- 사람과 사물을 연결할 뿐 아니라 "센서 네트워크"를 통해 사물과 사물까지 연결된 인터넷이기 때문에 가능.

※ 사물인터넷은 유비쿼터스 컴퓨팅에 사물이 스스로 생각한다는 관점이 보태어진 것이라 할 수 있음. 

 

(2) 인터넷의 참여와 공유 철학 같은 문화적인 측면이 강조. 

- 다양한 아이디어를 가진 사람들이 참여한 자유로운 연구는 

  새로운 기술의 패러다임을 만드는데 중요한 역할을 함.

- 이렇게 만들어진 기술은 공유를 통해 기술에 대한 독점과 악용을 방지할 수 있을 것. 

(3) 인터넷 표준을 강조. 

- 인터넷 표준 : 다양한 기술과 물건이 서로 소통하기 위해 필요한 일종의 공통된 언어. 

- 사물인터넷과 관련한 표준화의 논쟁은 관련 업계의 큰 이슈. 

2. 유비쿼터스 컴퓨팅 장치  

1) 유비쿼터스 컴퓨팅의 기본

- 사람 눈에 보이지 않는 다수의 컴퓨터에 의하여 결과를 만들어내는 기술 

- 제록스 팔로알토 연구소의 마크 와이저가 제시한 3가지 기본 장치 유형

  [1990년 초반에 유비쿼터스 컴퓨팅 관련 논문들에서 언급한 장치]

(1) 탭(tabs)  탭은 수 센티미터 크기의 장치

(2) 패드(Pads) 휴대 가능한 10cm 정도의 크기 장치

(3) 보드는 1m 정도의 크기를 지닌 상호 가능한 디스플레이 장치

※ 이 장치들은 지금은 어디에서나 볼 수 있는 우리가 아는 스마트 기기로 현실화. 

   상용화되어 우리가 흔히 볼 수 있는 것이 됨

- [ 2009년 스테판이 또 다른 세 가지 유형을 제안] 

  이 세 가지 유형의 장치는 그동안 컴퓨터 하드웨어가 지닌 딱딱하고 정형화된 기계적 특성을 벗어나는 것

  나노 기술의 발전이 기반이 되어 이런 유형의 장치들이 개발될 것

(1) 더스트

  :  나노미터에서 마이크로미터 크기의 아주 작은 장치를 

 "스마트더스트" 

  더스트형 중에서 RFID와 같이 별도의 전원 공급장치 없이 동작하는 센서 

  먼지 크기의 매우 작은 센서들을 건물, 도로, 의복, 인체 등 물리적 공간에 먼지처럼 뿌려 

  주위의 온도, 습도, 가속도, 압력 등의 정보를 무선 네트워크로 감지, 관리할 수 있는 기술

(2) 스킨

  :  천이나 커튼과 같은 형태의 장치를 말합니다. 

(3) 부정형 장치

  : 찰흙과 같이 부정형의 삼차원 모양의 물체

* 유비쿼터스 참고 사이트

   http://www.ubiq.com/weiser/UbiHome.html

유비쿼터스 컴퓨팅이 아닌 것

유비쿼터스 컴퓨팅은 가상 현실과 거의 반대의 개념입니다. 

가상 현실은 사람들이 컴퓨터로 생성 된 세계에 들어가게되는 것을 말한다면, 

유비쿼터스 컴퓨팅은 컴퓨터가 사람과 함께 세계 곳곳에 살도록 하는 것을 말합니다. 

유비쿼터스 컴퓨팅은 인적 요소, 컴퓨터 과학, 공학 및 사회 과학의 매우 어려운 통합입니다.