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센서의 소개
 
 
센서(Sensor)는 크게는 어떤 외부 자극에 대해 반응을 감지할 수 있는 장치나 시스템을 이른다. 우리 몸이 느끼는 온도, 맛, 시각적인 색깔 거리 등 모든것이 센서 반응에 대한 결과라 할 수 있다.
 
1.센서의 정의
 : 어떤 외부 자극에 대해 반응을 감지할 수 있는 장치나 시스템을 말합니다. 자극은 빛, 소리, 열, 압력등의
   물리적인 것과 맛, 냄새등의 화학적인것들을 말합니다.
 
2.감각기관과 센서의 비교
 : 청각, 후각, 시각, 미각, 촉각 과 같이 우리몸의 5감을 이루는 감각기관이 있습니다.
  각각의 감각기관은 서로 다른 성질의 자극에 대해서는 반응하지 않고 그 역할에 맞는 자극에 대해서만
  감지를 할수 있습니다. 레몬즙을 피부에 발라도 신맛을 느낄수 없는것과 같은 이치 이지요.
  센서도 마찬가지 입니다. 각각의 센서는 각기 고유한 자극에 대해서만 반응을 하도록 만들어집니다.
  온도센서는 온도에 관한 정보만을 압력센서는 압력에 관한 정보만을 얻을수 있도록 각각의 자극에만
  반응을 하게 되지요.
 
  감각기관들은  각각의 자극을 전기화학적인 신경물질을 통해(뉴런의 신경전달은 전해질등의 +,- 신호의 형태로 뇌에 전달된다) 뇌에 전달합니다.
  여기서 곰곰히 생각해 봤을때 여러가지의 감각기관에서 획득한 정보(느낌)이 똑같은 +,- 전기신호로 바뀌어
  전달되는데 어떻게 구분할수 있는가 하는 질문을 가질수 있습니다. 이것은 뇌안에서 각각의 신호를 관장하는
  부분이 나누어져 있기 때문에 가능합니다. 똑같은 (+) 신호라 해도 시신경을 관장하는 뇌에서는 빛으로 인식을
  하게 되고 후각을 관장하는 뇌에서는 냄새로 인식하게 되는것이지요.
  센서도 마찬가지입니다. 각각의 센서에서 만들어진 전기적 신호는 중앙처리장치로 보통 취합되게 됩니다.
  이때 각 센서의 고유영역을 담당하는 부분이 있기 때문에 이 신호들이 서로 혼동되지 않고 인식될수 있게
  됩니다.

3.센서 시스템의 비교
  센서 시스템의 비교.. 란 항목은 다소 애매한 명제 입니다만.. 그 범위에 기준을 맞추어 비교하겠습니다.
  앞서 말한것과 같이 크게 다섯가지의 자극조건이 있습니다.
  시스템의 크기와 범위 또 용도에 따라 이런 자극들중 일부만을 검출하는 단일 시스템이 있겠습니다.
  예를들어 온도만을 검출하는 온도계, 체온계 등이 그것이지요. 예전엔 수은을 이용한 체온계를 많이 사용
  하였으나 최근 기술의 발전으로 인해 전자식 체온계가 그것을 대체하고 있는 추세입니다.
  이와같은 전자식 체온계가 가장 대표적인 단일 센서 시스템이라 할 수 있겠습니다.
  이와는 달리 여러가지의 변화값을 동시에 측정할 수 있는 복합 시스템이 있겠습니다.
  적게는 두가지 많게는 수십가지의 자극에 대한 변화값 또는 상태값을 측정할 수 있는 시스템 들이 있습니다.
  가장 많이 볼수 있는 시스템은 자동차에서 찾아볼 수 있습니다.
  자동차는 노면의 상태나 차의 속도, 바깥공기의 온도, 연료의 유압등 수많은 정보를 취합하여 운전자에게
  전달해 주는 시스템 입니다. 어느것 하나 부족함이 없이 적정한 수치를 유지해야만 운전자의 안전을
  보장 할 수 있기 때문에 이와같은 복합적인 시스템으로 구성하게 되는것이지요.

4.센서의 활용효과
  : 센서의 활용은 과학문명의 발달과 더불어 기하급수적으로 그 범위가 넓어지고 있습니다.
  당뇨를 체크하는 혈당계와 같은 의료 분야부터 시작하여 앞서 설명한 것과 같은 자동차 시스템 나아가
  GPS 시스템까지 그 활용은 무궁무진 합니다.
  이를 응용하여 5감이 갖추어지지 않은 몸이 불편한 사람들, 즉 장애인이나 노인들의 부족한 감각을
  대체해줄 기기로 활용될 수 있을것입니다.
 
5.센서 재료의 분류
  센서의 종류가 이와같이 너무도 광범위 하기 때문에 일일이 나열하기는 힘들지만
  대체로 센서의 재료는 각 센서의 용도, 환경 등에 따라 좌우됩니다.
  냄새나 유독가스 등과 같이 화학반을 이용하는 센서의 경우 화학물질의 재료가 사용되며
  온도등을 측정하는 온도 센서의 경우 금속이나 반도체 소자가 재료로 활용됩니다.
  빛을 검지하는 광학센서등은 대체로 빛에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 반도체 소자가
  재료로 활용됩니다.
 
 

센서 응용 기술

http://mulli2.kps.or.kr/~pht/8-1_2/28.html

//// 홍승홍, 노약자/장애인 인터페이스 기술 및 DB개발, 과학기술처G7보고서, 1998. 11.

@ 센서응용을 위한 시스템화 기술

4. 엑츄에이터(actuator) 기술

 엑츄에이터는 인간의 손과 발에 해당하는 시스템의 출력을 나타내는 효과기이다. 대상으로 하는 센서 신호를 표시기로 관찰하는 계측만으로 만족할 경우에는 표시장치도 하나의 엑츄에이터이다.

계전기(relay)가 동작하는 것에서부터 복잡한 기계장치가 동작하는 것까지 여러 형태의 것이 있는데 센서 신호의 크기에 따라 기계적인 운동을 하는 로봇이 대표적인 엑츄에이터의 한 예이다.

엑츄에이터 기술도 제어를 목적으로 하는 경우에는 시스템기술과 총합적인 차원에서 고려되어야 하는 기술로 그 성능은 제어부인 시스템 기술에 좌우된다. 엑츄에이터의 가동부를 움직이도록 하기 위해서는 시스템의 제어부에서 에너지를 받거나 제어신호에 의해 다른 동력원으로부터 에너지를 공급받아 움직이게 된다.

동력원으로는 유압이나 공압, 전기 등이 이용되는데 조작력, 응답속도, 크기, 안전성, 사용성능, 수명, 가격 등을 고려하여 동작 목적과 용도에 따라 선택된다.

소형화 시스템에서는 정밀한 제어가 가능하고 고도의 지능적인 동작이 가능한 교류 유도모터, 직류 서보모터, 펄스모터 등의 각종 모터들이 이용되고 있다.

@분야별 센서응용 시스템

 사용자로부터 대상 정보시스템으로 어떤 종류의 정보가 보내져야 한다. 즉, 어떤 종류의 행위나 정보가 가해져 시스템으로의 정보가 흘러 들어가도록 하여야 할 것이다. 이 목적의 입력/제어 고려되는 방법은 (1) 심볼적인 정보, (2) 몸의 움직임 정보, (3) 생체정보를 이용하는 방법 등이 있다.

심볼적인 정보는 언어나 제스쳐, 키보드의 조작 등이 이에 해당되고, 몸의 움직임 정보를 이용하는 방법으로써는 머리의 움직임, 손가락이나 팔의 움직임, 하지의 움직임, 기타 몸의 움직임 등이 있고, 생체정보를 이용하는 것으로는 수의적인 신호로서 근전신호(EMG)나 안구운동(EOG), 불수의적인 신호로써 심전도(ECG)나 뇌파(EEG)가 이에 해당된다.

언어나 제스쳐 등의 심볼적인 정보를 이용하는 방법은 인공물과의 사이에 인간-기계의 상호정보교환 방법으로써 고려할 수 있는 것으로 특수한 형태의 키보드, 음성입력장치, 제스쳐 해독장치 등의 센싱 시스템이 있다.

노약자나 장애인들이 정보 시스템에 대한 가장 간단한 조작정보를 주는 방법으로써 자신의 몸을 움직이는 방법일 것이다. 상지나 하지 혹은 몸 전체를 효과기로써 정보 시스템에 물리적 영향을 제공할 수 있다. 그러므로 인간의 각 부위의 물리적인 운동을 자동적으로 계측하여 정보 시스템에 입력하는 센서 시스템의 구성이 요구된다.

몸의 움직임을 이용하는 방법은 몸 전체를 움직여서 입력하는 방법과 몸의 여러 부분의 공간적 위치를 시계열적으로 측정하는 방법으로 3차원 공간내의 일점의 위치를 계측하는 방법, 팔 다리의 부분적인 동작에 의한 일차원적, 이차원적인 계측 방법 등 여러 가지 방법이 있다. 그림 4는 저자의 연구실에서 개발된 마우스 대용 컴퓨터 입력장치로, 3차원 가속도 센서를 응용한 것이다. 이 시스템은 커서의 움직임 속도가 기존의 마우스보다는 다소 느리지만 제약조건을 가진 상태에서 장애인들이 마우스 대용으로 사용할 수 있다.

인체에서 발생되는 신호로서 물리적인 동작을 수반하지 않는 순수한 정보적인 신호를 정보 시스템의 입력/제어 신호로 이용하는 방법이 최근에 많이 연구되고 있다. 이용될 수 있는 생체신호는 체내의 신경 임펄스의 전달에 수반되는 전위의 변화로 일반적으로 근육의 운동에서 생기는 근전신호(EMG), 안구 근육의 운동에 관계되는 안전신호(EOG) 등은 불 수의적인 신호이다. 또한 보다 순수한 정보적인 신호로써 뇌파(EEG) 등이 있다. 뇌파는 거의 불 수의적인 신호이지만 훈련에 의하여 수의적으로 얻을 수도 있다.

생체신호의 이용에서 가장 유용한 신호가 뇌파이다. 최근의 뇌파나 유발뇌파 신호의 처리방법도 주파수 성분분석 방법, 적응적인 필터에 의한 처리, 신경회로망에 의한 처리, 웨이브 렛 처리 등 다양하다. 현실적으로 생체신호의 이용은 안정도나 검출력에 문제점이 많아서 실시간적인 센서시스템에의 응용은 아직 이르다.
 
 
 
 

http://kidbs.itfind.or.kr/WZIN/jugidong/1314/131403.pdf

삶의 도구 속에 들어가는 센서는 거리를 파악하는 센서, 움직임을 측정하는 모션 센서, 그리고 위치를 파악하는 센서 등 다양한 스마트 기기들이 인간의 라이프 스타일 도메인에 유입되고 있다.

멀티 터치 인터페이스

NYU 의 수면과학과에서 처음으로 특허출원된 기술로서 멀티 터치 사용자 인터페이스는 사람의 기본적인 행동 양식을 고려하여 개발된 터치 스크린 센서의 인터페이스이다. 현재 해외에 애플사의 iPhone에 도입되어 사용자가 두 손가락으로 쉽게 사용할 수 있게 하였다. 멀티 터치 인터페이스는 'Free Interface(개방 인터페이스)' 인터페이스에 구애 받지 않고 자신의 필요에 의해 조작할 수 있는 스크린을 뜻한다. Multi-Touch Display 는 멀티 터치 기능을 지원함으로서 하나의 포인트로 작동하는 One-Point 터치 패널의 기능을 확장시켰다. 즉 사용자가 가장 익숙한 손으로 확대, 축소할 수 있다. NYU의 수학과학과 교수로 재직중인 Jeff Han 교수가 2006년 O'Reilly 의 신기술 컨퍼런스에서 발표한 다중 터치 사용자 인터페이스 기술은 아이폰에 적용된 기술과 매우 유사하다. 터치의 강도/압력에 의해 촉감을 느끼고 이에 디스플레이에 뿌려지는 이미지가 변한다는 컨셉을 가지게 된다.

//멀티 터치 인터페이스 작동 원리

멀티 터치 인터페이스는 아크릴 패널의 가로, 세로 모서리에 발광되는 LED를 기반으로 사람의 손이 본 패널에 접촉하게 되면, 빛의 굴절에 의해 패널의 아래 면에 부착된 센서가 손의 위치를 인식하게 된다. 손이 아니더라도 다른 물체가 해당 패널에 닿으면 상호작용하게 된다. 때문에 동시다발적으로 여러 포인터를 움직여 인터페이스를 조작할 수 있는 원리를 갖게 된다. NASA 에서 촬영한 인공위성 사진 또한 3차원 지도로 구현하여 멀티 다중 인터페이스로 조작 가능하다.

현재 UCLA 의 경우 온도나 압력, 소리 등을 감지하는 센서 장치의 정보를 구글 어스 지도 서비스에 추가하는 연구를 진행중이다. 센서는 실생활을 가상 공간에 직접적으로 연결시키는 중요한 매체가 되었음을 의미한다. 유비쿼터스 환경이 되면서 무선으로 다양한 센서가 상호작용하거나 정보를 교환하는 USN 환경이 구현되고 있다. 무엇보다 생활 공간의 사물에 지능 센서가 부착됨에 따라 사용자의 생활 양식 및 패턴에 영향을 줄 수 있다는 사실을 위의 센서 인터페이스를 통해 이해할 수 있다. 앞으로 온도/속도/디스플레이를 위한 센서들이 현실 공간과 가상 공간을 연결하기 위해 개발될 것으로 예측된다.

센서의 장점

http://www.zdnet.co.kr/news/digital/0,39030978,39164261,00.htm

터치스크린과 피드백

터치스크린의 단점은 새로운 기술을 잉태했다. 가령 종전의 휴대폰 키패드를 누르면 딸깍 거리는 느낌을 줘 자신이 뭘 눌렀는지 확인할 수 있었지만 터치스크린은 그렇지 못하다.

최근엔 이런 단점을 극복하기 위해 터치스크린에 사용자 손가락에 피드백을 주는 기술이 개발∙상용화됐다. 촉각감응기술 ‘바이브톤즈(Vibe Tonz)’가 대표적인 데 휴대폰의 진동 모터를 통해서 사용자의 동작이 입력됐다는 것을 전달해 준다.

이런 기술이 적용된 제품엔 펜택의 휴대전화 ‘붐붐폰(모델명 IM-U160)’을 들 수 있다. 출시 이후 소비자들에게 꾸준한 관심을 받으면서 높은 판매고를 기록한 효자상품 중에 하나.

그 밖에 전면 터치스크린의 단점을 극복하기 위해서 최근엔 숫자키나 쿼티(QWERTY) 키패드를 함께 탑재하는 경향도 있다.

센서를 활용한 UI기술 개발
SF 영화 '마이너리티 리포트'에서 톰 크루즈가 가상의 화면을 이리저리 옮기면서 컴퓨터를 조작하던 장면이 현실에서도 구현될까. 대답은‘그렇다.’이다.

애트랙시스(Atracsys)가 내놓은 비멀린(beMerlin) 제품은 적외선 센서를 기반으로 해 사용자의 손동작을 인식한다. 이 기술은 영상뿐만 아니라 향후 손의 움직임을 이용한 게임에 접목될 수 있을 것으로 보인다.

이외 퍼셉티브 픽셀(Perceptive Pixel)은 대형 스크린 상에서 여러 사용자의 다양한 손가락 동작을 인식하는 멀티터치 인터페이스를 선보인 바 있다. 이 같은 모델이 상용화 되려면 아직 비용이나 기술적인 문제 등의 당면 과제가 많이 남아있다.

국내에서도 한국전자통신연구원(ETRI)이 손목과 손가락의 행동 패턴을 컴퓨터로 인식해 가전기기를 제어할 수 있는 기술을 개발하고 있다.

앞서 설명한 터치스크린은 신체적 접촉이 발생해야 반응하지만 이 기술은 센서 앞에 물체가 스치기만 해도 인식을 하기 때문에 굳이 손가락이나 몸의 관절을 크게 움직일 필요가 없다. 당초 신체장애자를 대상으로 개발됐던 이 기술은 최근 터치스크린을 이을 차세대 UI로 촉망 받고 있다.

 

바이브톤즈 관련기사

http://www.kbench.com/news/?no=32694

촉각 감응 기술 (touch feedback technology)의 개발 업체이자 라이센스 제공업체인 이머젼은 자사의 바이브톤즈 (VibeTonz®) 촉각 감응 시스템이 모바일 디바이스의 터치스크린에 적용된다고 발표했다.

 이 새로운 애플리케이션의 바이브톤즈는 가격 및 성능 면에서도 개선되어 그 활용도가 더욱 확장된 것이 특징이다. 사용자들이 손가락 또는 스타일러스 (stylus)로 디바이스의 터치스크린을 누르는 신호는 입력으로 감지되어 더욱 정확히 촉각을 느낄 수 있게 됐다.

 바이브톤즈 시스템은 현재 휴대폰의 벨 소리 (Ringer), 알람, 게임 및 다른 여러 가지 디바이스에 촉각 신호를 제공하여 다양한 촉각 감응 솔루션을 제공하고 있다.

 휴대용 제품의 실용성 연구와 설계에 대한 이해를 돕기 위해 발간된 책자 ‘포켓용 제품의 실용성(Handheld Usability)’의 저자이자 ‘유용한 제품들(Usable Products)’의 사장인 스콧 바이스 (Scott Weiss)는 “이머젼의 바이브톤즈 시스템은 터치스크린의 성능을 최대화하여 지금까지는 느낄 수 없었던 특별한 경험을 제공할 것”이라고 언급했다.

 가트너 데이터퀘스트 (Gartner Dataquest)에 따르면 휴대폰과 PDA의 여러 기능을 집적시킨 스마트폰은 대형 스크린이 필수적이며 휴대용 단말기 시장에서 가장 빠르게 성장하고 있다. 2006년 판매량은 전년도 대비 2배 정도의 증가율이 예상되며 2008년도에는 2억 대의 판매 대수를 기록할 것으로 전망된다.

 시장 조사 및 컨설팅 기관인 스트래터지 애널리스틱스 (Strategic Analytics)의 핸드셋 부품 기술 부문 이사인 스튜어트 로빈슨 (Stuart Robinson)은 “휴대폰의 터치스크린 기술은 현재 하이엔드용 스마트폰과 PDA제품을 주 타겟으로 하고 있다. 관련 시장은 터치스크린의 비용 절감 및 터치스크린 전용 애플리케이션의 등장으로 인해 상승세를 타고 있으며, 유저 인터페이스를 향상시켜 실용성이 가미되면 이 기술은 더욱 확산될 것이다”라고 분석하면서 “터치스크린 시장의 빠른 성장세를 기반으로, 2012년에는 전체 휴대폰의 40%가 이러한 터치 기술을 채용할 것”이라고 전망했다.

 최근 모바일 디바이스의 기능 중에서 정보 전달, 일정 관리, 멀티미디어 단말기 역할 등이 중요해지면서 터치스크린은 설계자 및 사용자들에게 많은 이점을 제공한다. 더욱 다양해진 데이터와 복잡해진 애플리케이션을 조화시키기 위해 스크린 크기는 점점 커지고 있으나 복잡한 기계 장치를 위한 실제 공간은 점점 줄어들고 있다. 터치스크린은 소프트웨어 컨트롤을 통해 다양한 작동 모드에 적합한 실제 키패드를 제공한다. 예를 들어 터치스크린은 음성 다이얼링을 위해 표준 숫자판을 보여주며 이메일에 최적화된 메뉴 시스템으로 바뀌기도 한다. 이 때 사용자들은 디바이스 작동을 위해 스크린상을 직접 터치하여 데이터를 원하는 대로 조절할 수 있다.

 기존의 수동식 터치스크린은 물리적인 키 시스템에 비해 입력할 때 보다 많은 에러를 일으킨다. 그러나 이머젼의 바이브톤즈 시스템은 터치스크린을 물리적인 키 이상으로 반응시켜 안정된 상호작용을 이끌어낸다. 또한 뛰어난 촉각 감응을 바탕으로 사용자의 네비게이션, 타이핑 속도 및 정확도가 더욱 강화된다. PDA와 스마트폰 제조업체들은 가격 면에서도 저렴한 바이브톤즈 시스템을 채택함으로써 터치스크린의 촉각 감응 성능을 확실하게 구현할 수 있게 됐다. 이머젼의 솔루션은 경량의 바이브톤즈 컨트롤 소프트웨어를 기반으로 터치스크린과 모바일 단말기용 진동 장치를 사용한다.

 정보 및 분석 기관인 커런트 어낼리시스 (Current Analysis)의 모바일 디바이스 부문 수석 분석가인 아비 그린가르트 (Avi Greengart)는 “모바일 디바이스는 성능이 향상되면서 더 많은 정보 전달 기능을 수행하는 반면 그 크기를 여전히 포켓 크기로 유지하기 위해 터치스크린의 확보가 필수적이다”라고 강조하며, “이러한 시장의 흐름에 따라 업계는 가상의 키패드만으로 작동되는 ‘키패드 없는 전면 스크린 디바이스’ 개발에 주력하고 있다. 그런데 인간은 가상적인 존재가 아니므로 이 과제는 실제 버튼의 물리적인 반응을 필수로 하고 있는 한계를 가지고 있다. 그러나 촉각 감응 기술을 터치스크린에 적용하는 획기적인 기술 진보를 통해 이러한 문제점이 해결되는 중”이라고 덧붙였다.

 이미 업계에서 입증된 바이브톤즈 시스템은 바이브톤즈 모바일 플레이어 (VibeTonz Mobile Player)와 바이브톤즈 SDK (VibeTonz SDK)로 구성되며, 휴대폰 사용 시 느낄 수 있는 감도를 높이기 위해 다양한 촉각 감응 효과를 제공한다. 모든 모바일 디바이스에 구현 가능한 바이브톤즈 모바일 플레이어는 정밀성과 동력이 뛰어난 촉각 효과를 위해 디바이스 진동 장치에 정확한 고속 컨트롤을 구현시킨다. 바이브톤즈 SDK는 API플랫폼을 교차 제공함은 물론 더욱 신속하고 편리하게 촉각 감응 효과를 향상시킴으로써 고객사의 요구에 부응한다. 바이브톤즈 시스템은 세계 주요 휴대폰 업체들의 제품에 적용, 이미 상용화되었으며 애플리케이션 분야를 더욱 다양화하고 있다.

 전화음의 진동과 일치하는 바이브톤즈는 비트 또는 멜로디를 강조하여 서브우퍼 (subwoofer)의 소리를 크게 하는 듯한 느낌을 준다.

 발신자 확인용으로 사용되는 바이브톤즈 벨소리는 주변이 시끄러워 전화를 받지 못했거나 전화가 꺼져있을 때 누가 전화를 걸었는지를 확인할 수 있다. 

 모바일 게임 플레이어가 콘솔 게임에서와 같은 유사한 촉각 감응을 제공함에 따라 사용자들은 더욱 실감나게 게임을 즐길 수 있다.

 전화 끊김, 키 누름, 전화벨, 통화 중 신호 등 유저 인터페이스상에서 바이브톤즈의 촉각 신호를 이용하면 좀 더 편리하게 전화기를 이용할 수 있다.

 바이브톤즈 신호가 네비게이션 기능에 추가되면 이용자들은 실수로 놓친 중요한 정보, 주소록에 있는 친구들, 특정 메뉴 등을 신속하게 찾을 수 있다.

 바이브톤즈를 사용한 알람 기능은 정확한 기억을 할 수 있도록 돕는다. 사용자들은 가벼운 두드림, 빅벤 시계 타워와 같은 반향, 또는 파도와 같은 리듬 등 특정 알람을 통해 자신이 세팅한 촉각 감응을 더욱 쉽게 기억할 수 있다.

 이머젼의 CEO인 빅 비에거스 (Vic Viegas)는 “지금까지 언급한 모든 성능은 물론 음악, 비디오, 통신 기능이 하나의 바이브톤즈만으로 구현 가능하다”며 “우리의 바이브톤즈 시스템은 하나의 플랫폼으로써 사용자들이 모바일 디바이스를 다양하게 경험할 수 있도록 경쟁력을 제공한다”고 설명했다.

http://www.neakorea.co.kr/article_view.asp?seno=3232

인간의 오감(五感) 중에서 전자산업 분야와 가장 큰 관련을 맺고 있는 감각은 단연 시각과 청각이다. TV, 라디오, 휴대폰, 카메라 등 주위에서 흔히 접할 수 있는 전자기기들은 대부분 시각과 청각을 자극하거나 이용해 왔으며, 기술의 발전은 이 두 감각을 극대화 하는 방향으로 초점이 맞춰져 왔다. 일례로 디스플레이 기술은 가장 선명한 화질 구현에, 오디오 기술은 잡음 없이 깨끗한 음질 구현에 주력해 왔다.
이러한 시각과 청각의 그늘에 가려 지금껏 주목 받지 못해 왔던 감각이 바로 촉각이다. 그러나 최근 들어 제 3의 감각이라 불리는 이 촉각을 휴대폰과 같은 디지털 기술에 접목하려는 시도가 진행 중이다. 햅틱스(Haptics) 기술을 이용하여 전자기기가 다양한 형태의 진동을 발생토록 하는 것이다. 예컨대 이 기술이 적용된 게임 콘솔을 가지고 자동차 게임을 즐긴다면, 선로 이탈이나 충돌 등의 상황을 단지 눈으로 보고 소리로 듣는데 그치지 않고 촉감을 통해 생생히 느낄 수 있다. 휴대폰의 경우에는 단문 메시지의 내용을 서로 다른 진동을 통해 전달할 수 있으며, MP3 플레이어 재생 시에는 멜로디 외에 비트까지 느끼게 할 수 있다.
햅틱스 기술 전문 개발업체인 이머전(Immersion)은 최근 이러한 기술을 모바일 기기에 쉽게 적용할 수 있도록 하는 ‘바이브톤즈(VibeTonz)’라는 개발 툴을 선보였다. 바이브톤즈는 휴대폰 제조업체와 게임 콘솔 제조업체, 그리고 일반 컨텐츠 개발업체들이 현실감 있는 촉각 기술을 구현할 수 있도록 하는 개발 환경으로, 바이브톤즈 모바일 플레이어와 바이브톤즈 스튜디오 SDK로 구성된다.
바이브톤즈 모바일 플레이어는 휴대폰 제조업체에게 공급되는 솔루션으로, 직접 진동을 구현하는 알고리즘을 탑재한 소프트웨어 구동 엔진과 다운로드 기능을 지원하는 API, 그리고 직접 구동 단자를 제어하는 모터 구동 회로로 구성된다. 바이브톤즈 스튜디오 SDK는 윈도우 운영체제를 기반으로 제작된 소프트웨어로서, 게임이나 기타 모든 진동 구현을 손쉽게 제작할 수 있도록 그래픽 제작 환경으로 제공된다.
이머전의 부사장 겸 모빌리티 사업본부 총괄부장을 맡고 있는 존 그런디(John Grundy)는 “사업 초기, 이머전의 햅틱스 기술은 주로 의료 장비 및 자동차 산업 분야에서 3차원 시뮬레이션 기능 등을 구현하기 위해 사용돼 왔다”며, “하지만 최근 5년 동안 휴대폰과 게임 시장의 발전으로 인해 소비자들의 엔터테인먼트 및 라이프스타일이 급격히 변하면서 모바일 및 게임 분야의 기업들이 이머전의 새로운 고객으로 부상하고 있다”고 밝혔다.
현재 이머전은 BMW, 폭스바겐, 닛산 자동차, 씨멘스VDO 같은 자동차 및 전장업체를 비롯하여 마이크로소프트, 로지텍 같은 IT 기업, 그리고 메드트로닉, 메이요 클리닉, 스탠포드대 의료센터 등을 고객사로 확보하고 있다. 국내의 경우, 삼성전자와 SK텔레콤, KTF가 이 회사의 기술을 채택하고 있다.
존 부사장에 따르면 삼성전자는 이머전의 바이브톤즈 기술을 이용하여 자사의 휴대폰에 벨소리의 박자와 강약에 따라 진동이 변하도록 하는 기능을 구현하고 있으며, 노키아는 휴대폰을 톡톡 칠 때마다 탁구공이 튀어나가는 듯한 느낌을 전달하는 휴대폰용 모바일 탁구 게임을 개발했다.
이머전의 바이브톤즈 기술은 일반 모터 구동 기술과 다르다. 존 부사장은 “예컨대 기존에 휴대폰의 진동을 구현하는 모터는 좌우 및 원 운동밖에 지원하지 못하지만 바이브톤즈 기술은 이 외에 상하 운동까지 제어가 가능하다”고 설명했으며, “또한 기존 기술은 트랜지스터의 온·오프로 모터를 구동하기 때문에 전력소모가 큰 단점이 있는데 반해 바이브톤즈는 복잡한 회로 기술에 기반한 모터 구동 방식이라 진동을 구현하기 위한 모터 구동시 약 3~5%의 추가 전력만을 요구한다”고 강조했다.
이 회사는 바이브톤즈 기술이 앞으로 포스 피드백(Force Feedback) 같은 햅틱 기반의 제어와 의료 장비 분야의 시뮬레이션, 그리고 3D 디자인 및 인터랙션의 3개 응용 분야를 중심으로 널리 활용돼 나갈 것으로 기대했다.

http://tech.sbc.or.kr/newshome/mtnmain.php?Page=1&aid=250&mtnkey=newsarticleview&sectionkey=best&sectionpid=21&viewkey=bestlist

핸드폰, 인터넷 쇼핑, 자동차 등 적용분야 갈수록 확대

우리가 이제까지 경험해 온 컴퓨터 인터페이스는 인간의 다섯 가지 감각 중 주로 시각과 청각에 의존해왔다. 그러나 컴퓨터의 처리 속도가 빨라지고 가격이 떨어지면서 시각, 청각과 함께 또 하나의 매우 중요한 감각인 촉감을 전달하는 기술에 대한 연구가 활발하다.
컴퓨터 인터페이스로서의 촉감을 연구하는 이 분야는 햅틱 기술(haptic technology)이라고 불리며, 압력이나 진동, 감촉 등을 통해 사용자가 신체적 감각을 느끼게 함으로써 컴퓨터를 통한 더욱 생생한 경험을 제공하는 것을 목적으로 한다. 햅틱 기술은 이미 컴퓨터 게임에 적용되어 왔으나, 그 외에도 휴대용 소형기기, 그래픽 디자인, 자동차, 의료 교육 등 다양한 분야에서 그 적용도가 점점 높아지고 있다. 각 분야에서 오늘날의 햅틱 기술이 어떻게 적용되고 있는지 살펴본다. 

컴퓨터 게임에서 핸드폰까지

컴퓨터 게임을 즐기는 사람이라면, 포스 피드백 기능을 가진 운전대나 조이스틱을 사용해 보았을 것이다.
이러한 입력 장치들은 부착된 진동 모터와 햅틱 소프트웨어를 통해 비포장도로를 달릴 때 노면의 거친 진동을 느끼게 한다거나, 총기를 발사할 때의 반동과 같은 느낌을 전해주어 시각과 청각만을 사용할 때보다 훨씬 박진감 넘치는 게임을 즐길 수 있도록 돕는다. 이러한 기능은 햅틱 기술의 선구자인 이머젼(Immersion Corporation, www.immersion.com)이 핸드폰용 햅틱 개발 도구인 바이브톤즈(VibeTonz)를 개발함으로써 조만간 핸드폰에서도 경험할 수 있을 것으로 보인다. 이 기술을 적용한 핸드폰은 지정된 전화벨의 리듬, 메뉴 변경, 사용하는 이모티콘, 또는 누가 전화를 걸었는지에 따라 다채롭게 진동하게 된다. 삼성을 비롯한 여러 핸드폰 제조업체에서 이러한 기능을 포함한 핸드폰들을 곧 출시될 계획이다. 한편 노키아(www.nokia.com)는 핸드폰에 작은 센서를 장착하여 핸드폰을 톡톡 치면 공이 튀어나가는 것 같은 느낌을 받을 수 있는 탁구 게임을 개발한 바 있어 핸드폰에서 즐기는 게임도 더욱 흥미로워질 것으로 보인다.

디자인에서 인터넷 쇼핑까지

새로운 디자인의 신상품 출시가 점점 빨라지는 요즘, 상품의 디자인 과정을 간소화하는 데도 햅틱 기술이 유용해질 전망이다.
디자이너들은 보통 점토로 원하는 모델을 만들어 그 형태를 스캔하고 키보드와 마우스를 사용하여 3차원 정보로 입력하는 복잡한 과정을 거친다. 그러나 최근 뉴욕 주 버펄로 대학(University at Buffalo, www.buffalo. edu)의 텐쿠루시 케사바다스(Thenkurussi Kesavadas) 교수가 이끄는 가상 현실 연구팀은 실제의 점토를 입력 수단으로 하여 컴퓨터상에서 물체의 형태를 직접 형상화하고 CAD로 자동 변환시키는 기술을 개발해냈다.
디자이너는 센서가 장착된 장갑을 끼고 실제의 점토를 여기저기 누름으로써 컴퓨터 스크린상의 가상의 점토에서 원하는 형태를 만들어낸다. 이때 실제의 점토는 가상 점토의 모양을 형상화시키기 위해 위치를 지정하고 압력을 가하는 3차원 입력 수단이 된다. 현재는 한 손가락에만 센서가 부착되어 있지만, 케사바다스 교수는 멀지 않은 미래에 모든 손가락에 센서가 장착된 5백달러 정도의 시스템을 만들어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

햅틱 기술로 안전 운전

햅틱 기술은 전기 신호로 자동차를 구동시키는 드라이브 바이 와이어(DBW: Drive-by-Wire) 시스템을 개발하고 있는 자동차 업계에서도  매우 중요하게 떠오르고 있다.
운전대, 브레이크 페달, 변속 기어와 자동차 바퀴를 연결하는 기존의 유압 시스템 대신 컴퓨터가 전선을 통해 보내는 신호로 구동하는 DBW 시스템은 운전자가 노면의 느낌을 직접적으로 감지할 수가 없으므로 운전자의 감각을 보강하는 일이 아주 중요해진다. 이러한 노력의 일환으로, 지난해 4월 일본의 알프스 전기(ALPS Electric Co., Ltd., www.alps.com) 는 햅틱 코맨더라는 이름으로 햅틱 기술을 적용한 운전대와 페달, 기어 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 자동차 바퀴에 센서를 부착하여 노면의 상태를 감지하고, 운전대에는 햅틱 모터를 장착하여 노면이 안 좋을 때의 운전감각을 경험하게 하거나 페달에 저항감을 주어 경사진 언덕을 올라가고 있다는 것을 운전자가 느끼게 한다.
뿐만 아니라 바퀴가 차선을 벗어난다거나 운전자가 졸음운전을 하는 경우에는 운전대에 경고 진동을 주거나 동작을 멈추게 하는 등의 방법으로 안전 운전을 돕는다. 자동차 업계에서 눈에 띄는 또 다른 햅틱 기술은 BMW(www.bmw. com)가 7시리즈 세단에 도입한 iDrive 컨트롤러이다. 이머젼에서 개발한 햅틱기술인 Touchsense를 기반으로 한 iDrive 컨트롤러는 변속 기어 근처에 장착된 원형의 버튼 형태로, 오디오, 실내 온도, 내비게이션 등 수십 가지의 자동차 내부 기능을 조절하기 위한 수단으로 쓰인다.
이 하나의 버튼을 여덟 방향으로 밀거나 돌리거나 눌러서 기능을 조절하는 데, 상부 메뉴와 하부 메뉴에서 손에 느껴지는 감각이 달라진다. 이 컨트롤러와 현재의 상태를 나타내도록 중앙 콘솔에 위치한 LCD 스크린은 운전자가 최대한 운전에만 집중하도록 돕는다.

http://www.embeddedworld.co.kr/newstoday/view.asp?news_idx=4303

이머전(www.immersion.com)은 국내 업체인 씨티티넷(CTT-Net)이 자사의 터치센스(TouchSense®)을 사용한 개인용 네비게이션 기기(PND)를 업계 최초로 출시한다고 발표했다.

씨티티넷의 이신욱 대표이사는 “소비자용 네비게이션 분야의 최첨단 시장인 한국의 고객들은 끊임없이 혁신적이고 뛰어난 수준의 제품을 요구하고 있다”면서 “이 기술을 통해 터치스크린의 각종 감응이 생생히 조정됨을 경험했을 때 사용자들이 이 기술에 만족할 것이라고 확신했다”고 덧붙였다.

터치센스를 내장한 씨티티넷의 제품은 한국 시장을 대상으로 휴대용 제품인 CSN-7040과 차량 내장용 네비게이션 제품인 CIN-7000으로 출시된다. 두 제품 모델 모두 주요 입출력 메커니즘으로 7인치 터치스크린 성능을 제공하며 위성 다운로드용 DMB 수신기를 포함하고 있다. 사용자들이 스크린 상의 컨트롤을 터치하면 터치센스 시스템이 입력 사항에 대한 정확한 촉각 확인을 제공해 사용감을 향상시킨다. 촉각 감응은 곁눈질하는 운전자의 산만함을 감소시킨다.

PND, 휴대폰, 미디어 플레이어, 게임 콘솔과 같은 휴대용 전자 제품의 주요 인터페이스 메커니즘으로서 터치스크린의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 일본의 노무라 증권은 터치스크린 시장이 2006년 9억 달러에서 2008년 15억 달러까지 증가할 것으로 전망했다. 미국의 리서치 컨설턴트 업체인 벤처 디벨롭먼트는 연간 터치스크린 시장의 성장률을 10%로 추정하고 있다.

터치스크린은 기계적 조작의 경우 디스플레이 변화뿐 아니라 가격 절약에 대해서도 즉각적이고 거의 제약이 없는 등의 상당한 이점을 제공한다. 지금까지는 이러한 이점들을 확보했더라도 작동에 대한 유저들의 확인을 도울 수 있는 촉각 감응의 확인이 지원되지 못했다. 터치센스 기술은 이러한 컨트롤 기판에 촉각 감응 확인을 복구시킨다. 또한 연구 결과 터치스크린의 촉각 감응이 추가로 구현되면 에러율 감소, 입력 속도 향상, 사용만족도 증가 등의 효과를 얻을 수 있는 것으로 밝혀졌다.

현재 이머전의 촉각 감응 기술 사용권을 획득한 업체로는 LG전자, 노키아, 삼성(휴대폰), 3M 터치 시스템즈(게임 시스템), 메소드 (Methode), SMK, 폭스바겐(자동차 애플리케이션) 등이 있다.

이머전의 CEO 빅터 비에가스(Victor Viegas)는 “우리의 터치 인터페이스 기술을 개인용 네비게이션 기기에 적용시킬 수 있게 되어 기쁘다”면서, “터치스크린 입력이 가능하도록 설계된 새로운 PND를 통해 관련 시장이 급속도로 성장하고 있으므로 터치센스 촉각 감응은 필수적인 요소가 될 것”이라고 덧붙였다.

http://www.econews.co.kr/news/n_view.html?keys=10&kind=rank_code&newsid=4510&search=

또한 ´SCH-N330´에는 세계 최초로 벨소리의 박자와 강약에 따라 진동이 변화하는 이색 진동 기능 ´바이브톤즈(VibeTonz)´가 탑재되어 감각적인 흥미를 선호하는 신세대들의 마음을 사로잡을 것으로 기대된다.

´바이브톤즈´ 기능을 설정하면 음악이 나오는 스피커에 손을 대고 있을 때 ´쿵쿵´ 거리는 진동과 같은 것을 손으로 느낄 수 있어 벨소리 및 화면과 함께 청각·시각·촉각을 모두 충족시킬 수 있다.

또 버튼을 누를 때마다 순간적인 진동을 느낄 수 있다. 휴대폰에 부착된 모든 버튼을 누르면 다양한 강도의 진동이 짧게 손으로 전해져 휴대폰과 상호작용하는 색다른 경험이 가능하다.

심플함이 강조된 인테나 디자인을 채택했으며, 젊은층을 위해 메신저, 스피커폰 등 실용적 기능이 추가됐다.

이와 함께 삼성전자는 미국의 신세대 시장을 적극 공략하기 위해 최근 신세대 제품뿐만 아니라 미국 전역에서 열린 대규모 록 음악콘서트를 후원하고 있다.

삼성전자는 올해 2월 18일부터 이 달 2일까지 올랜도, 마이애미 등 미국 38개 도시에서 열린 ´Taste of Chaos´ 콘서트를 후원하면서 공연장 주변에서 최신 삼성 휴대폰을 전시해 젊은 음악 마니아들로부터 높은 관심과 찬사를 받았다.

삼성전자 관계자는 "향후 핵심 구매층으로 떠오를 젊은 세대에 어필하기 위해 감각적이고 참신한 휴대폰을 선보이는 것"이라며 "젊은 세대에 대한 신제품 출시와 마케팅 활동을 더욱 강화해 미국에서도 삼성 휴대폰의 디지털 익사이팅(Digital Exciting) 컨셉과 명품 디자인 이미지를 더욱 높여 나가겠다"고 말했다
 

‘넌 귀로 듣니? 난 뼈로 느낀다’

얼마 전 뉴욕 한복판에 ‘낮잠 서비스 전문점’이 문을 열었다고 한다. ‘메트로냅스’(Metronaps)라는 이름의 이 색다른 가게에는 주인이 직접 개발한 ‘낮잠 캡슐’이 있다. 캡슐에는 180도로 펴지는 안락의자가 있는데 규칙적인 진동을 전달하는 장치가 내장돼 낮잠을 원하는 사람이 쉽게 잠에 빠지도록 돕는다고 한다.

요즘 국내에도 진동을 활용한 아이디어 상품들이 속속 등장해 눈길을 끌고 있다. 흔히 진동 기능하면 휴대전화부터 떠올리기 마련이다. 최근에는 전기적 신호를 진동의 신호로 바꾸는 골전도 진동자(Bone Conduction Transducer)가 장착된 제품도 눈에 띈다. 이밖에 스피커, 마우스, 게임기, 헤드셋 등에도 진동 기능이 새롭게 구현돼 선보이고 있다. 진동을 테마로 한 아이디어 제품과 이러한 진동제품의 원리 등을 살펴본다.

진동헤드셋, 난청 예방 효과 높아

귀가 없어도 들을 수 있을까. 상식에서 벗어나지만 전혀 불가능한 일은 아니다. 바로 고막을 통하지 않고 뼈로 소리를 듣는 골전도(Bone Conduction) 덕분이다.

테이프나 디지털 저장장치에 녹음된 자신의 목소리가 평소와 전혀 낯선 소리처럼 들려 당황했던 기억이 한 번쯤 있을 것이다. 이는 평소 자신이 듣는 목소리는 공기를 통해 전파되는 소리와 골전도에 의해 전달되는 소리가 합쳐진 것이지만 녹음할 경우 한가지 소리만 기록이 되기 때문에 일어나는 현상으로 골전도의 존재를 확인할 수 있는 예다. 귀를 손으로 막아도 웬만한 주변 소리를 들을 수 있는 것도 골전도 덕분에 가능한 일이다.

얼마 전 출시된 청각보호 진동헤드셋 ‘웰리’는 이러한 골전도 원리를 이용한 대표적 제품이다. 웰리는 사용방법이 조금 독특한데, 귀가 아니라 얼굴 측면에 걸치는 식으로 소리를 듣는다. 이는 소리를 고막에 전달하는 일반 헤드셋과 달리 귓바퀴 주위의 뼈를 진동시켜 얼굴 측면부의 청각신경에 직접 소리를 전달하기 때문이다.

골전도 방식의 진동 헤드셋은 헤드셋을 장시간 사용할 때 흔히 발생하는 귀의 통증이나 청력 저하, 난청을 예방하는 효과가 있다. 따라서 장시간 헤드셋 사용이 불가피한 어학학습자나 텔레마케터, 고막이 손상돼 들을 수 없는 난청자 등에게 특히 유용하다. 헤드셋과 리모컨, 본체로 구성돼 있으며 MP3플레이어나 CD플레이어 등 각종 음향기기에 연결해 사용할 수 있다. 가격은 부가기능과 용도에 따라 3만3,000원~9만9,000원으로 다양하다.

골전도 기술이 최근에 와서 개발된 것은 아니다. 골전도 원리가 발전 가능성에 비해 크게 주목을 받지 못했던 이유는 출력이 크기에 비례하는 특성 탓에 관련 제품의 소형화에 어려움이 있었기 때문이다.

골전도 기술이 대중에게 널리 알려지게 된 건 일본의 이동통신업체인 쓰카에서 휴대전화 단말기를 개발하면서 골전도 스피커의 소형화에 성공하면서부터다. ‘TS41’이라 불리는 이 제품은 ‘소닉 스피커’(Sonic Speaker)라는 골전도 방식의 스피커를 탑재한 것이 특징이다. 지하철 역사나 게임센터 등 소음이 심한 곳에서도 상대방의 목소리를 비교적 또렷하게 들을 수 있다고 한다.

일본 도시바에서 개발한 ‘프라이비트 소리베개’도 골전도 기술을 응용한 재미있는 제품이다. 버튼형의 골전도 스피커 소자가 내장된 베개와 음원에 접속해 적외선으로 소리를 보내는 송신기로 구성돼 있다. 베개를 베고 있는 사람에게만 소리가 전해지는 만큼 주위사람 눈치 보느라 소리를 줄일 필요가 없다. 헤드폰을 이용할 때처럼 귀를 막지 않기 때문에 전화나 현관 벨소리처럼 주변 소리를 놓칠 염려도 없다.

골전도 원리와는 무관하지만 진동기능을 강조한 제품도 많다. 특히 스피커는 진동기능의 접목이 두드러지는 대표적인 아이템이다.

마켓티즌에서 판매하고 있는 ‘넥폰’은 전통적 스피커의 기준에서 한걸음 벗어난 제품이다. 이름에서도 알 수 있듯이 이 제품은 목에 걸치듯이 사용하는 게 특징이다. 게임의 배경 사운드나 노래 리듬에 맞춰 적절한 진동을 발생시키는 만큼 PC로 음악을 감상하거나 게임을 할 때 더욱 현장감 있는 음감을 즐길 수 있다. 특히 전방 스피커와 함께 사용할 경우 4채널 서라운드 음향을 만끽할 수 있다. 헤드폰 착용시 느껴지는 답답함을 피할 수 있는 것도 장점. 가격은 3만9,500원이다.

휴대전화에도 응용 확산

사일릭스(www.xillix.co.kr)에서도 볼륨과 진동, 마이크 기능을 통합한 일체형 진동스피커 ‘유비트’를 내놓았다. 이 제품은 95Hz 이하 저주파 대역의 음향신호에 맞춰 진동이 발생하는 원리를 이용했다. 홈시어터와 연결해 영화나 음악을 입체감 있게 감상할 수 있다.

한편 요즘에는 진동과 그다지 관련이 없을 듯한 제품에도 진동기능이 장착되는 추세다. 대표적인 사례로 음향진동 마우스 ‘클릭브이’를 들 수 있다.

이 제품은 오디오센서가 내장돼 있어 PC에 탑재된 사운드카드에서 발생하는 음향신호를 진동과 소리로 바꿔준다. 스피커는 없지만 전용 마우스패드나 테이블 등에 밀착했을 때 마치 우퍼가 달린 것처럼 저음과 진동을 발생시킨다.

마우스를 잡는 강도에 따라서도 음의 크기나 높낮이를 조율할 수 있어 마치 이퀄라이저를 다루듯 세밀하게 진동을 조작할 수 있다. 미묘한 소리변화도 금세 마우스의 진동으로 전해지는 만큼 특히 PC로 게임을 즐길 때 유용하다.

휴대전화나 마사지기 같은 기존 진동제품의 경우 대개 모터에 달린 무게추를 회전시켜 진동을 느끼게 하는 단순한 방식을 사용한다. 이 때문에 섬세하고 미묘한 진동을 표현하는 데 한계가 있다.

그러나 클릭브이 마우스는 다르다. 음향신호를 상하운동으로 바꾸는 스피커 코일 방식의 진동자를 사용하기 때문이다. 이 방식을 사용할 경우 20Hz에서 900Hz 영역대의 소리를 전부 진동으로 표현할 수 있는데, 환산할 경우 약 890개의 진동변화가 가능하다. 즉 훨씬 다양하고 입체감 있는 진동 표현이 가능한 셈이다. 실버와 블랙, 다크블루 등 3가지 색상이 있으며, 가격은 3만8,000원(전용 패드 포함)이다. 사운드스케이프 홈페이지(www.sound-scape.com)에서 구입할 수 있다.

한편 진동기능이 포함된 죽부인도 있다. 청기의료기(www.chunggi.co.kr)에서 개발한 ‘멀티매직 죽부인’은 내장된 전동모터가 적당한 진동을 일으켜 피로회복과 숙면을 돕는다. 런던 국제발명대회에서 금상을 수상할 만큼 아이디어를 인정받은 제품. 가격은 19만8,000원이다.

진동 기술이 가장 적극적으로 응용되고 있는 분야로 통신기기를 빼놓을 수 없다. 휴대전화에서 진동은 매우 친숙한 기능이지만 최근에는 단순히 착신신호로 이용하는 데서 휴대용 엔터테인먼트 도구로 진화하고 있다. 휴대전화로 음악을 듣거나 게임을 하는 사용자가 늘면서 진동스피커를 탑재한 제품들이 경쟁적으로 쏟아지고 있다.

진동스피커는 게임방이나 DVD룸 등에 활용된 장치로 단순히 귀로 소리를 듣는 기존의 감상방식에서 벗어나 소리의 강약에 따른 적절한 진동까지 더해 훨씬 입체감 있는 느낌을 전해준다.

진동스피커를 채용한 대표적 제품으로는 삼성전자가 최근 선보인 메가픽셀 슬라이드폰(SCH―V540), LG전자의 바 타입 카메라폰(LG―SD860), 그리고 팬택앤큐리텔의 게임폰(PH-S3500) 등을 꼽을 수 있다.

삼성전자 ‘SCH―V540’은 ‘익사이팅베이스’ 기능을 설정해 놓을 경우 주문형비디오(VOD), 주문형음악(MOD), MP3파일에서 나오는 멜로디의 세기나 속도 등의 미세한 변화에 따라 다른 진동을 발생시킨다. 단순히 음악만 듣는 것과 비교해 훨씬 입체감 있는 느낌을 얻을 수 있다는 게 업체측의 설명이다.

LG전자의 ‘LG―SD860’은 벨소리 멜로디의 강약에 따라 휴대전화가 진동하는 스피커를 채택했다. 사용자가 멜로디의 강약을 직접 느낄 수 있어 휴대전화 사용에 따른 부수적 재미를 높였다.

원반 형태의 독특한 디자인이 눈길을 끄는 팬택앤큐리텔의 ‘PH-S3500’은 휴대전화로 게임을 즐길 때 상황에 따라 적절한 진동이 발생하도록 설정돼 있다. 마치 콘솔 게임기를 사용하는 듯한 사실감을 느낄 수 있는 게 최대 장점이다.소비자의 욕구가 다양해지면서 예전에는 그다지 관심을 갖지 않았던 분야가 새로 부각되는 경우가 종종 있다. 오감만족을 추구하는 까다롭고 영리한 소비자들에게 ‘진동’은 흥미를 돋우는 아이템임에 분명하다. 앞으로 어떤 테마의 진동제품들이 등장할지 관심이 쏠리는 것도 이 때문이다.

윤신철ㆍIT칼럼니스트 believer17@korea.com

반응은 반반 ..

- 진동 이어폰 개발

머리뼈만 대도 들리는 `골전도폰` 일본 상륙
휴대폰 전면에 골전도 스피커를 탑재해 귀가 아닌 머리뼈에 대기만 해도 상대 목소리를 들을 수 있는 한국의 골전도폰이 일본에 상륙한다.

팬택계열은 일본 2위 이동통신 사업자 KDDI 3차 모델로 소리를 진동으로 전달하는 골전도(骨傳導·bone conduction)폰인 팬택-au A1407PT(사진)를 선보이고, 오는 11월 초부터 일본 전역에서 판매 개시한다.

골전도란 진동을 통해 음파가 머리뼈에 전해지고 이것이 직접 청각 기관인 속귀에 전달되는 현상을 말한다. 팬택-au A1407PT는 골전도 스피커를 휴대폰 전면에 탑재, 이것을 머리뼈에 대기만 하면 뼈가 진동하고 상대방의 목소리를 들을 수 있다. 세계에서 두 번째로 출시되는 골전도 휴대폰이다.

공사 현장, 교통량이 많은 교차로, 지하철역 등 소음이 심한 지역에서 편리하게 통화할 수 있다. 외근이 잦은 직장인들에게 매우 유용하다. 뿐만 아니라 음성이 잘 안 들리는 난청자와 고령자에게도 안성맞춤이다. 특히 본체를 닫은 채로 사이드 키(Side Key)를 눌러 착신 후 폴더를 열지 않고도 골전도 스피커로 통화할 수 있다.

팬택계열은 2005년 11월 팬택-au A1405PT를 출시하며 한국 기업 최초로 일본 휴대폰 시장에 진출했다. 이어 2006년 9월 중·장년층을 타깃으로 선보인 2차 모델 A1406PT는 외국 기업 휴대폰 최초로 밀리언셀러에 등극하는 기염을 토하기도 했다.

 생체 인식 기술 동향

1. 생체 인식 기술 종류

생체 인식 기술은 사람 개개인마다 다르게 가진 생체 정보(지문, 홍채, 얼굴, 음성, 손모양 등)를 추출하여 생체 인식 시스템의 저장 장치에 그 정보를 등록시키고 다시 생체 입력 장치를 통해 개인의 생체 정보 특징을 측정해 이를 등록된 정보와 정합시켜 비교하여 그 확실성을 결정함으로써 개인 식별의 수단으로 활용하는 것이다. 생체 인식 기술은 (그림 1)과 같이 신체적 특징을 이용한 방법과 행동학적 특징을 이용한 방법으로 구분할 수 있다.

생체 인식에서 가장 대표적으로 많이 이용되는 생체 부분은 지문, 홍채, 음성, 얼굴을 이용하는 생체 인식이며 현재 생체 인식 기술은 컴퓨터 보안, 금융, 통신 부분, 의료, 사회복지, 출입국 관리, 군사 보안, 경찰 법조 등의 여러 분야에 활용되어 실제 적용되고 있다.

가. 지문(Fingerprint) 인식 기술

생체 인식 분야 중에서 가장 널리 사용되고 있는 지문 인식은 1684년 영국에서 N. Grew가 사람들의 지문이 서로 다르다는 것을 알게 되면서 시작되어 1968년 미국 월스트리트의 한 증권회사에서 상업적 용도로 최초로 사용하였다. 지문은 태어나면서 죽을 때까지 같은 형태를 유지하며, 외부 요인에 의해 상처가 생겨도 금방 기존의 형태로 재생되기 때문에 타인과 같은 형태의 지문을 가질 확률은 10억 분의 1 밖에 되지 않는다. 지문 인식 기술은 이러한 지문 특성을 이용해 사용자의 손가락을 전자적으로 읽어 미리 입력된 데이터와 비교하여 본인 여부를 판별하여 사용자의 신원을 확인하는 기술이다.

지문 인식 기술은 신원확인 분야, 금고 및 출입 통제 시스템의 물리적 접근 제어, 범죄자 색출을 위한 범죄 수사 분야 등에 적용되어 왔으나, 1990년대에 들어 서면서 전자상거래상의 보안 및 인증을 위한 보안 시스템으로 활용되고 있다. 현재 지문 인식 기술에 대한 연구가 고도화되면서 입력센서가 더욱 소형화ㆍ집적화되고 있고, 네트워크를 통한 전자상거래 등의 응용 분야로 기술이 확대되어 가고 있다. 최근에는 휴대폰, PDA 단말기 등에도 적용 중에 있다.

또한 최근 출시되는 지문 인식 장치들은 손가락을 스캔하면서 손가락이 살아 있는 사람의 것인지도 검사하는데, 이것은 불법 사용자가 절단된 손가락을 이용하여 정당한 사용자를 가장하는 것을 방지하기 위함이다[3]. 그러나 지문 인식 시스템은 일반적으로 4~5 개의 특징점만으로 개인을 식별하는 시스템들도 있기 때문에 지문 인식 시스템이 완벽한 개인 식별 수단이 될 수 없다. 아울러 땀이나 물기가 스캐너에 묻어있는 사람의 지문은 에러 발생률이 높고, 여러 사람이 손을 접촉한 곳에 손가락을 댄다는 불쾌감, 지문이 닳아 없어진 사람이나 손가락이 없는 사람의 경우 사용이 불가능하여 지문 인식 시스템의 한계로 인식되고 있다. 지문 인식 기술에는 몇가지 감식 기술이 있다. 이러한 기술의 흐름에 대하여 간략히 살펴보면 다음과 같다.

(1) 반도체 방식(chip sensor)

반도체를 이용하는 방식은 실리콘 칩 표면에 직접적으로 손끝을 접촉시키면 칩 표면에 접촉된 지문의 특수한 모양을 전기적 신호로 읽어 들이는 것으로써 칩 표면에 설치된 캐패시티의 전하량의 변화를 읽어서 지문 정보를 얻는 방법과 초음파 및 전기장을 사용하여 얻은 지문 이미지를 전기적 신호로 변환하여 지문을 획득하는 방법이 있다. 상기 초음파 및 전기장을 사용하는 방법은 지문을 인식하기 위해서 사람의 손이 직접적으로 실리콘 칩에 접촉하게 됨으로써 정전기 방전과 칩의 손상을 유발할 수 있는 단점이 있다. 따라서 CMOS를 이용한 방법 즉, 반도체 기판위에 설치된 캐패시티의 전하량의 변화에 따른 지문 센싱 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[4].

(2) 광학 방식(optical sensor)

광학기를 이용한 방식은 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 방식으로 광원에서 발생된 입력광을 프리즘에 쏘아 프리즘에 놓여 있는 손끝의 지문 형태를 반사하고 이 반사된 지문 이미지를 고굴절 렌즈를 통과하여 CCD(Charged Couple Device)에 입력된다. 이 입력된 지문 이미지는 특수한 알고리즘에 의해 디지털화시켜 지문 이미지를 정밀하게 CCD에 맺히게 하는 원리를 이용한 광학 방식은 알고리즘 제조사마다 상이하지만 기본적인 구조는 단순하여 가장 안정적이다. 광학 방식의 감식기는 적외선 센서, 인체 저항 센서 등을 이용하여 실제 사람의 손이 입력부에 닫았는지 확인하며, 정전기를 방지할 수 있는 이점을 가지고 있다.

(3) 혼합 방식(hybrid sensor)

손가락 표면을 감싸 안고 있는 피부 아래 조직 층에서 얻어낸 지문 정보를 배열하는 방법인 e-영역 접근법은 손가락 표면의 상처나 변형에 영향을 받지 않는다. 혼합 방식은 e-영역, 전기 용량, 그리고 손가락 치기 등의 요소로 구성되어 손상되거나 날조될 수 있는 지문 감식을 막을 수 있는 우수한 기술이다[5].

나. 홍채(Iris)/망막 인식 기술

홍채 인식 기술은 영국 캠브릿지 대학의 John Daugman이 홍채 패턴을 256 바이트로 코드화 할 수 있는 Gabor Wavelet Transform을 기반으로 한 영상신호 처리 알고리즘을 제안하여 원천 특허를 가지고 있으며, 현재 모든 홍채 인식 시스템의 기초가 되고 있다[6].

홍채 인식 시스템은 다른 어떤 시스템보다 오 인식률이 낮아 고도의 보안이 필요한 곳에 사용이되며, 비슷해 보이는 눈의 홍채도 자세히 보면 색깔, 형태, 무늬 등이 사람마다 모두 다르다. 특히 사람의 홍채는 신체적으로 상당한 특징이 있는 유기체 조직으로 쌍둥이들도 다른 홍채 형태들을 가지고 있고, 통계적으로도 DNA 분석보다 정확하다고 알려져 있다. 그리고 콘택트 렌즈나 안경을 착용해도 인식이 가능하므로 활용 범위가 넓다. 하지만 안경에 타인의 홍채 사진을 붙여 접근을 시도하는 경우 문제가 발생하는 것을 방지하기 위하여 살아 있는 눈에서만 볼 수 있는 동공의 축소ㆍ확대 등을 감지해 내는 부가적인 시스템 보안이 연구되고 있으며, 눈에서 발생하는 파장을 감지하여 진위를 구별하는 연구도 병행하고 있다.

사람의 눈을 이용한 생체 인증에서 눈은 홍채와 망막의 혈관이 인증의 목적으로 사용되고 있다. 망막 인식은 안구의 제일 뒷부분에 위치한 망막의 모세 혈관 분포를 측정하는 것이다. 이것은 사용자가 눈을 측정 기구에 정확히 밀착시켜서 초점을 맞추어야 한다. 이러한 망막 패턴 검색 기술은 고도의 보안성을 만족시킬 수 있지만, 사용자의 불편과 레이저 빛에 대한 두려움을 유발하는 등 일반인을 대상으로 하여 사용하기에는 비효율적인 면이 있다.

다. 얼굴 인식 기술

얼굴 인식 방법은 생체 인식 방법 중 가장 자연스러운 방법으로 얼굴 인증과 인식 기술은 생체 인식 애플리케이션 성장의 풍부한 토대를 제공해 줄 것이다. 얼굴 인식의 장점은 특별한 접촉이나 행동을 요구하지 않기 때문에 사용자 편의성 면에서 우수하며, 사진, 이미지 파일의 등록 및 저장이 가능하고, 감시 등 타 생체 인식 기술을 응용하기 어려운 분야에 적용 가능하다. 그러나 조명 및 표정 변화에 민감하고, 변장, 수염의 변화, 안경이나 모자 착용, 성형에 의한 얼굴형 변화 등의 몇가지 인식률 저하 문제를 안고 있음에도 불구하고 다른 생체 인식 기술에 비해 사용자의 편의성이 뛰어나며, 거부감이 없는 등의 장점을 가지고 있고, 생체 인식 분야 중 적용 범위가 가장 다양한 것으로 알려져 있다.

기존 얼굴 인식 기술은 CCD 카메라를 사용한 2차원 이미지를 분석하는 것이고, 최근에는 얼굴의 열 분포를 이용하는 방식으로 얼굴 혈관에서 발생하는 열을 적외선 카메라로 촬영, 디지털 정보로 변환해 저장하는 것으로 얼굴에 외과적인 손상이 발생하더라도 변하지 않는 얼굴의 열상을 이용하는 방식과 눈, 코, 입 등 얼굴의 특징을 나타낼 수 있는 곳에 점을 찍고 각 점들 사이의 관계를 이용하여 얼굴을 구분해 내는 3차원 얼굴형을 구조화하는 연구가 이루어지고 있으며, 이를 통하여 심도있는 정보를 얻을 수 있다.

라. 음성 인식 기술

음성을 이용한 개인 인식은 화자 인증이라고도 하며, 다른 생체 인식에 비해 오 인식률은 높지만 음성 인식과 함께 활발하게 연구되고 있는 실정이다. 음성 인식 시스템은 음성의 음소, 음절, 단어 등의 진동 및 특징을 분석한 후 가장 근접한 것을 찾아내는 방식으로 원격지에서도 전화나 인터넷을 이용하여 신분을 확인할 수 있고, 텔레뱅킹, 홈쇼핑 등 다른 생체 인식 방법을 적용할 수 없는 응용 분야에서 사용될 수 있다. 특히 다른 생체 획득 장치와는 달리 음성 취득 장치인 마이크는 저가이고, 일반 PC, PDA, 휴대폰 등에 기본적으로 탑재될 수 있으므로 다른 생체 인식에 비해 시스템 가격이 저렴하다는 장점이 있으나, 감기나 목이 쉬었을 때, 타인의 목소리를 모방하거나 주변 환경에 큰 소음이 있을 경우에는 오 인식을 할 수 있다는 점과 처리 속도가 매우 느리다는 단점이 있다.

마. 정맥 인식 기술

정맥 인식 기술은 손등의 피부로부터 적외선 조명과 필터를 사용해 피부에 대한 혈관의 밝기 대비를 최대화한 다음 입력된 디지털 영상으로부터 정맥 패턴을 추출하는 기술이다. 지문 또는 손가락이 없는 사람도 이용할 수 있다는 장점이 있으며, 사용이 편리하면서 사용자의 거부감이 적고, 지문보다 많은 정보를 가지고 있어 인식률이 높아 앞으로 응용 분야가 많을 것으로 예상된다. 특히 적외선을 사용하여 혈관을 투시한 후 잔영을 이용해 신분을 확인하는 방식으로써 복제가 거의 불가능하여 보안성이 매우 높은 인식 기술이다.

바. 손/장문 인식 기술

사람의 손은 수년 동안 생체 인식과 같은 정보의 소스로서 사용되어 왔으며, 생체 인식 분야에서 가장 먼저 자동화된 기법으로 개인마다 손가락 길이와 두께, 손금의 무늬가 다르다는 점에 착안하여 손가락 형태 및 손금 무늬를 분석하여 이를 데이터화하여 만든 시스템이다. 손 인식기는 3차원 이미지 상태로 사람 손의 높이, 길이, 너비를 측정하며, 적외선 조명과 광학 필터를 사용하여 손의 혈관 분포 영상 데이터를 인식하는데 사용된다.

손 인식 기술은 복제가 거의 불가능한 높은 보안성을 가지고 있으며, 다른 인식 기술에 비하여 사용자의 거부감도 적은 편이다. 그러나 장문 인식 기술은 환경적인 요인에 큰 영향을 받지 않으나 오 인식률이 높아 보안의 중요성이 요구되는 곳에서는 사용하기 어렵다. 또한 손을 올려 놓을 수 있는 공간이 기본적으로 필요해 시스템의 크기를 어느 정도 이상으로 줄일 수 없다는 단점을 가지고 있다.

사. 서명 인식 기술

서명 인식 기술은 필체 역학을 이용하여 압력이나 속도를 분석하여 인증하는 자연스럽고 전형적인 방법이다. 사람들의 서명은 변하기 쉬우나 나름대로 일관성을 가지고 있으며, 최종 서명의 패턴이나 손의 움직임에 의한 일종의 궤도에 의해서 식별이 가능하다.

서명 인식 시스템의 가격이 매우 경제적이지만 사용자의 대체가 가능하여 인증의 정확성이 떨어지고 매우 느린 처리 속도와 별도의 인증 도구가 필요하다는 단점이 있다. 특히 컴퓨터, PDA, 휴대 전화 시장의 이점을 살린 기술에 따라 성장세는 앞으로 꾸준히 지속될 것으로 보이며, 온라인 거래나 모바일 전자상거래 등은 서명 인식 기술이 성장할 수 있는 분야이다.

아. 다중(Multimodal) 생체 인식 기술

멀티 모달 생체 인식 기술은 단일 생체 인식 기술이 가지고 있는 단점을 보완하기 위하여 여러가지의 생체 인식기술을 함께 사용하여 성능을 향상시키고 신뢰성을 높이는 기술로써 현재 개발 초기 단계로 관련 기술에 대한 연구 개발이 진행되고 있다[7].

다중 생체 인식 기술은 다중 센서, 다중 생체 특징, 동일 생체 특징의 다중 유니트, 동일 생체 특징을 여러 번 획득, 그리고 동일 입력 생체 특징 신호에 대한 다중 표현과 매칭 알고리즘 등으로 구분할 수 있다.

멀티 모달 생체 인식 시스템을 구성하기 위해서는 다중 생체 정보를 활용하는 시스템의 통합 수준, 상호 보완성이 좋은 생체 정보들의 조합 선택, 응용 분야에 따른 생체 특징의 선택, 여러 인식 결과의 직병렬 이용, 구성 시스템의 비용 대 효과 분석에 대한 고려가 있어야 한다.

2. 국내 기술 동향

2000년 말 정부가 생체 인식 산업을 전략 산업으로 집중 육성하겠다는 의지를 표명함에 따라 생체 인식 시장이 크게 주목받고 있다. 현재 생체 인식 기술 및 응용 제품을 개발하는 업체는 대략 50개 사에 이르나, 국내 대부분의 생체 인식 업체는 하드웨어와 알고리즘을 기반으로 탄생해 애플리케이션, 컨설팅, SI(System Integration) 등으로 영역을 확대해 나가고 있다. 따라서 작년 초에는 생체 인식 분야의 개별 업체들간에 기술 제휴 및 인수ㆍ합병 등이 활발하게 진행되어 산업 발전을 위한 새로운 돌파구를 찾고 있으며, 국내에서는 삼성과 LG, 포스데이타 등 대기업과의 전략적 제휴가 증가하고 있는 추세이다.

국내 지문 인식 전문 업체 중에 선도적인 역할을 주도하고 있는 리얼아이디테크놀러지, 바이어링크테크놀로지, 휴노테크놀로지, 씨크롭, 니트젠 등이 있으며, 국내 홍채 인식 기술은 아직 초보 단계에 있으나 최근 몇몇 업체들을 중심으로 상용화에 박차를 가하고 있다[8],[9]. 홍채 인식 전문 업체로는 미국의 IriScan 사와 기술 제휴하여 IrisAccess2000 제품을 판매하고 있는

LG 전자를 비롯하여, 최근 트루아이를 출품하고 홍채 패턴 처리를 위한 특징 추출과 인식 장치 및 방법에 관한 특허를 출원한 세넥스테크놀로지, 홍채 인식 기술을 이용한 마약 진단 시스템과 안과용 컬러 카메라 시스템을 개발한 아이리텍, 고정 측정 카메라를 이용한 홍채 이미지 획득 방법 및 획득 장치, 홍채 인식을 이용한 출입 통제 장치 등을 개발한 알파엔지니어링 등이 있다.

국내 학계에서는 인하대, 성균관대, 명지대, 고려대, 연세대, 삼성종합기술원 등에서 얼굴 인식 기술에 관한 연구를 수행하고 있다[10]. 국내 얼굴 인식 전문업체로는 얼굴 인식 원천 기술에 대한 알고리즘 및 얼굴 인식을 기반으로 한 비즈니스 모델에 대한 기술을 개발 중에 있는 버전인터렉티브사, 동영상에서 움직이는 객체의 자동 검출 및 안면 영역 검출 기술과 주성분 분석 기반의 인식 기술을 보유하고 있는 워치비젼사, 그리고 시큐어로직, 퍼스텍 등의 얼굴 인식 전문 벤처 기업이 있다. 그밖에 얼굴 인식 기술과 지문 인식 기술을 결합한 멀티 모달 생체 인식 시스템을 개발한 블루닉스, 정맥 인식 시스템을 자체 개발해 국내 특허를 획득한 넥스턴, 손혈관 인식 시스템을 세계 최초로 상용화한 테크스피어, 그리고 차세대 PC 생체 인식 부문 기술 개발한 코아정보시스템이 있다.

국내 생체 인식 업체들 대부분이 애플리케이션에는 강하지만 부가가치가 높은 기반 기술은 취약하다는 평가를 받고 있는 시점에서 독자적인 원천 기술을 확보한 곳이 많지 않음을 감안하면 원천 기술에 대한 투자 확대가 시급한 것으로 판단된다. 상용화되어 있는 분야는 지문 인식, 홍채 인식, 음성 인식, 정맥 인식 등이며, 향후 여러가지 기술들이 복합적으로 결합되어 있는 다중 생체 인식 기술 개발이 활발히 이루어질 전망이다[11]. 이러한 다중 생체 인식 시스템은 단일 생체 인식 시스템보다 고가이지만 보안성 강점을 바탕으로 고급형 공공 주택이나 지능형 빌딩, 공공 기관 등을 중심으로 도입이 늘어날 전망이며, 국내 시장에서 상용 제품이 출시되지는 않았으나 기술 개발을 완료한 업체가 있는 것으로 조사되었다. 특히 스마트 카드나 공개키 기반구조(Public Key Infrastructure: PKI) 인증 기법의 상호 운용을 통한 기술도 개발될 것으로 예측된다.

3. 국외 기술 동향

생체 인식 기술에 대한 중요성은 미국의 9.11 테러 사건 이후 생체 인식 정보를 이용해 출입국 통제 등에 활용하고자 미국이 주도적으로 진행하는 시점과 맞물려 생체 인식 기술을 이용한 보안 관련 기술이 급속히 확산되어 전세계적으로 가장 큰 관심사로 부각되고 있다.

미국의 Technology Recognition Systems, Miros 등의 업체에서 얼굴 열상 및 안면 열 분포를 이용하여 PC 통제, 출입 통제 시스템, 현금 자동 지급기(ATM) 등에 활용되고 있다. 얼굴의 혈관에서 발생하는 열상 및 열 분포를 적외선 카메라로 촬영하여 디지털 정보로 저장하는 방법은 복제가 거의 불가능하여 보안성이 우수하다. 하지만 시스템의 설치 비용이 고가 이기 때문에 상용화는 아직 이른 상태이다. 다른 미국 업체인 IriScan 사는 컴퓨터, 망, 정보 및 전자상거래 보안용 홍채 인식 시스템을 생산하고 있으며, IriScan 사를 중심으로 한국의 LG, 일본의 OKI, 영국의 NCR, BT 등이 기술 및 판매 제휴 관계를 맺고 있다. Sensar 사는 은행의 현금 자동 지급기(ATM)에 적용되는 홍채 인식 시스템을 개발하고 있다.

일본의 NEC, OMRON 사는 전하 결합 소자(CCD) 상의 얼굴 화상에 20~30 개의 특징점을 설정하여 특징량을 추출하거나, 화면의 방향이나 조명 상태 등의 환경 변화에 의한 얼굴 변화를 예측할 수 있는 시스템을 개발하여 얼굴에 마스크를 착용한 경우에도 인식이 가능하도록 기술 개발을 하고 있다[12]. 2개 업체의 관심사는 얼굴 인식기기보다는 시스템 및 응용 소프트웨어 개발에 더 많은 관심을 보이고 있다. 또한 Sony 사는 통합적인 ID 관리 시스템을 위한 FIU-810의 지문 인식 기기를 출시하였다. 본 기기는 1인용 기기로 지문 확인이나 디지털 인증 기능과 USB 플래시 스토리지 활용 기능을 부여함으로써 저장 기능을 강화한 것이 특징이다. 특히 응용 프로그램 소프트웨어와 같이 사용하면 언제 어디서나 사용 가능하므로 이동성이 탁월하다.

중국의 Tongji Smartech Recognition Technology 사는 PC의 USB 포트에 연결되는 네트워크 보안용 지문 인식기를 생산하고 있으며[13], 또 다른 중국 업체인 Hong Da Topo- Electron 사는 지문 인식과 인증 절차 과정을 통해 컴퓨터 접속을 통제할 수 있는 FP Guard라는 제품을 출시하고 있다. 앞으로도 크게 성장을 계속할 것으로 전망되는 지문 인식 주요 칩 업체로는 Infineon, Motorola, ST Microelectronics, AuthenTec, Thomon CSF 등이 있으며, 알고리즘 업체로는 NEC와 BioScrypt 등이 있다. 그리고 지문 인식 하드웨어 및 소프트웨어 부문은 Identix, SecuGen, Digital Persona, BioScrpt 등이 주도하고 있다.

최근에는 단일 생체 정보만을 이용하여 하나의 생체 특징에 의한 인증 기술로는 정밀도가 부족하고 실용이 곤란했던 생체 인식을 다수 개의 생체 정보를 활용하여 시스템의 한계를 극복하고 요구되는 성능을 만족시키고 신뢰도를 높이는 멀티 모달 생체 인식 기술들이 제안되고 있다. 생체 정보 데이터베이스 유지의 어려움과 프라이버시 문제를 해결할 수 있는 스마트 카드와 통합 기술, 그리고 인증서를 기반으로 하는 보안 메커니즘인 공개키 기반 구조와의 연동 기술에 관한 연구가 미국을 중심으로 활발히 진행되고 있다. 향후 생체 인식 기술은 PC 보안 제품, 전자상거래, 모바일 전자상거래 시장으로 변화할 것이다. 특히 온라인 상에서 활용될 수 있는 생체 인식 기술의 개발과 공개 키 기반 인증과의 연동을 통한 새로운 서비스 기술이 창출될 전망이다. 아울러 스마트 카드와 결합된 생체 인식 서비스뿐만 아니라 복합 생체 인식 기술이 확대될 것으로 예측된다.

III. 생체 인식 표준화 동향

1. 국내 표준화 동향

국내 생체 인식 산업의 표준화는 시장의 성숙과 상호 운용성을 제공하기 위하여 그 추진이 이루어지고 있으며, 생체 인식을 이용하기 위해서는 표준화를 통해 상호 운용성을 가질 수 있도록 시스템의 설계, 생체 인식 데이터 교환을 위해 데이터의 저장 및 관리, 보안과 사용하는 하드웨어 규격이 필요하다. 현재 생체 인식 시스템 간 호환성을 위해 응용 프로그램 부분에 대한 표준 API, 인증 모듈 인터페이스 표준, 생체 인식 데이터 표준, 성능 평가를 위한 표준 등의 표준화가 진행 중에 있다.

생체 인식 국내 표준화를 위하여 학계에서는 인하대, 연세대, 명지대 등 10여개 대학의 교수들이 주축이되어 바이오메트릭(Biometric) 연구회를 결성하여 인식 알고리즘 및 최신 기술 동향에 관한 연구를 수행하고 있다. 그리고 업계에서는 지문, 홍채, 정맥 인식의 인식 알고리즘 개발을 통한 제품 출시로 생체 인식 시장이 형성되어 있다.

국내에서는 생체인증 관련 표준인 API와 생체인증 데이터에 대한 표준이 마련되어 있지 않았으나, 생체 인식협의회(Korea Biometrics Association: KBA)와 한국정보보호진흥원(Korea Information Security Agency: KISA)을 중심으로 생체 인식 기술 및 보안 기술 표준화에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. KBA의 표준화 분과는 생체 인증 제품의 시장 활성화, 국내 표준 제정, 그리고 대외 표준화 활동을 수행하고 있다. KISA는 생체 인식 정보 관리 및 보안 표준을 위한 연구를 위해 K-X.9.84를 선정하였고, 생체 인식 인터페이스 표준 규격 국내 표준안 개발을 위해 K-BioAPI를 국내 표준 개발 및 국내 표준으로 상정하였다.

한국정보보호진흥원(KISA)에서는 생체 인식을 처리하기 위한 플랫폼과 운영체제 시스템에 관한 기술 표준안과 보안기술 표준안을 생체 인식협의회(KBA)를 통하여 업계의 의견을 반영한 국내 실정을 한국정보통신기술협회(Telecommunications Technology Association: TTA)에 상정하여 국내 표준을 추진하고 있다[14]. 그리고 생체 인식 기술 표준안 검증은 한국정보보호진흥원의 생체 인식 성능 평가 자문위원회에서 국내 생체 인식 기술 표준안에 대한 적합성 시험을 통해 진행되며, 생체 인식 데이터의 보안 기술 표준은 CBEFF(Common Biometric Exchange File Format)가 검토될 전망이다.

2. 국외 표준화 동향

국외 생체 인식 표준화의 경우 ANSI, NIST, IBIA, EU, Afb 등의 기관을 통해 생체 인식 제품에 대한 표준을 연구하고 있으며, 이 표준들 중 BioAPI, CBEFF, XCBF, X9.84 등을 중심으로 연구가 진행중이다[15]. 생체 인식 기술의 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 표준화된 구조 개발이 요구되고 있으며, 서로 다른 생체 인식 제품들의 상호 호환과 연동될 수 있는 응용 시스템에 대한 표준화 개발이 필요하게 되었다.

생체 인식 표준화는 시장의 성숙과 신뢰성 향상에 매우 중요한 것으로 애플리케이션과 시스템간의 상호 운용성 및 생체 인식 데이터 교환을 위해 실현되어야 한다. 현재 생체 인식의 상업적인 활성화와 이에 따른 사용자의 신뢰성 확보를 위해 서로 다른 생체 인식 제품들의 상호 호환성과 상호 연동성을 고려한 표준화된 생체 인식 데이터 및 API에 대한 기술개발을 하고 있다.

JTC1 SC37은 응용 프로그램과 생체 인식 시스템과의 상호 운용성, 데이터 상호 교환을 위하여 공통적인 생체 인식 영상 정보 포맷 형식, 응용 인터페이스 규격, 생체 정보 저장소인 템플릿 표준 규격 및 템플릿 보호 기술 표준 규격, 평가 기술 표준 규격 등의 표준화 진행 방향이 (그림 2)에 나타나 있다[16].

생체 인식 기술에 대한 중요성은 미국의 9.11 테러 사건으로 급속히 확산되어 국제 사회에서 사용자 신분 인증과 보안의 필요성으로 생체 인식 기술에 대한 표준화 활동과 관련 법규 제정 일환으로 JTC1 SC37을 생체 인식 기술 표준화 전담 기구로 설립되었다.

생체 인식 기술 국제 표준화를 위한 JTC1 SC37은 용어 표준분과, 생체인식 기술 인터페이스 표준분과, 생체 데이터 상호 연동표준분과, 생체인식 응용 기술 표준분과, 생체인식 시스템 시험평가 분과, 법 제도 분과 등 6개의 표준 분과로 구성하여 국제 표준화를 위한 우선 과제 도출이 논의되어 각 분과별 의장단이 선출되어 표준화 전담 기구로 활동하고 있다[17].

IV. 생체 인식 시장 동향

1. 국내 시장 동향

국내 생체 인식 시장은 최근 금융권 및 대형 유통가를 중심으로 수요가 늘어나고 있다. 한국정보보호진흥원 정보보호 산업 통계 조사 보고서에 따르면 국내 생체 인식 시장은 2003년 약 900억 원에서, 2005년에는 1,350억 원, 2007년에는 1,780억 원대로 성장할 것으로 예상하고 있는데, 이는 연평균 약 24.4%의 높은 성장률을 보여주고 있다.

현재 국내 생체 인식 시장 현황을 살펴보면 지문, 홍채, 정맥, 음성, 얼굴 인식 시스템 등이 상품화되어 있다. 2004년부터 전자상거래 인증, 지문 인증 서버 시스템, 컴퓨터 보안 시스템, 인터넷 뱅킹, 인터넷 쇼핑몰, 유료 사이트 회원제 운영, 은행의 안전 대여 금고 시스템 공급, 출입통제 및 근태관리 시스템 등의 시장이 활성화되어 있어 이와 관련된 내수 시장은 지속적으로 증가할 것으로 전망된다. 국내 시장은 꾸준한 성장이 전망되고 있지만, 실질적으로 일부 기업체를 제외하고는 아직은 시장의 형성이 제대로 되어 있지 못하고 인식률 저조와 수요자의 신뢰성 하락, 그리고 사회 전반에 걸친 생체 산업의 부정적인 시각 등 여러 요인이 국내 생체 인식 제품 및 서비스의 보급이 지연되는 가장 큰 원인으로 보여진다.

국내 업체가 보유한 생체 인식 기술을 해외 업체와 비교해 보면 우위에 있는 기술이 그리 많지 않다. 그러나 생체 인식 엔진과 센서 설계 기술을 가진 국내 업체가 있어 이를 이용해 응용 제품을 만드는 데 많은 노력을 기울여 기술의 양ㆍ질적인 측면에서 대단한 성과를 이루고 있다. 국내 금융 기관 중에는 우리은행이 가장 먼저 인터넷 뱅킹 및 CD 결제 서비스에 지문 인식 기술을 적용하고 있으며, BC 카드, LG 카드, 삼성카드, 그리고 국민은행 등 카드사 및 금융권에서 지문 인식과 결합한 신용 결제 서비스를 상용화 및 준비 단계에 있다. 또한 시장 규모가 3,000억~1조 원대까지 예상되는 생체 인식 여권 및 비자가 2005년 말에 도입될 예정으로 생체 인식 산업의 활성화를 기대하고 있다[18].

현재 국내 생체 인식 시장은 고가의 개발 비용, 사용자의 인식률 저하, 전문 기술 인력 및 투자 재원의 부족, 표준 미제정으로 인한 국제 표준에 대한 대응 부족 등의 문제점을 내포하고 있다. 그러나 최근 발표된 정부의 생체 인식 산업 육성책에서는 생체 인식 기술과 IT 기술을 접목할 수 있도록 관련 법 제도를 정비하고, 해외 시장 진출 지원 등 시장을 활성화하는 방안이 추진되고 있다.

세계 생체 인식 시장의 기술별 비중은 지문 인식 기술이 52%를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 그 다음으로는 얼굴 인식 기술이 11.4%, 장문 인식 기술이 10.0% 등의 순이다.

2. 해외 시장 동향

현재 세계 생체 인식 시장은 매우 크게 성장하고 있으며, 향후 2008년까지 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망된다. IBG(International Biometric Group)의 생체 인식 시장 보고서(2003~ 2008)에 따르면 지문 인식 시장 규모는 2004년 3억 5,000만 달러에 육박하였으며, 얼굴 인식 기술은 미국이 비자 협정을 체결한 국가에 대하여 2004년 10월 말까지 생체 인식 여권을 만들도록 요구한 까닭에 2008년까지 8억 달러로 증가할 전망이다. 그리고 홍채 인식 기술은 2008년까지 3억5000만 달러를 초과할 것으로 전망되며, 음성 인식 기술도 2008년까지 2억 달러로 성장할 것으로 전망된다. BCC(Business Communications Company)가 예측하고 있는 생체 인식 산업 규모는 2007년까지 연평균 29.1%의 성장률을 보이면서 34억 달러 규모가 될 것으로 추정하고 있다.

전세계 지역별 생체 인식 시장에 있어서 가장 큰 규모를 이루고 있는 지역은 전세계 51%를 점유한 미국 시장이 당분간 강세를 보이는 가운데 아ㆍ태 지역의 생체 인식 시장 성장률이 매우 높아 유럽을 제치고 미국 다음으로 거대한 시장을 점유할 것으로 나타났다. 아ㆍ태 지역과 유럽 지역의 점유율이 점차 늘어나 2006년에는 각각 27% 및 18%에 이를 것으로 예측된다[19].

앞으로 생체 인식 시장은 기존의 단순 출입 통제 제품 위주의 시장에서 탈피하여 온라인 상에서 활용될 수 있는 생체 인식 시스템 개발과 PKI 인증과의 연동을 통한 새로운 서비스 시장이 창출되고 스마트 카드와 결합된 생체 인식 서비스뿐만 아니라 다중 생체 인식 시장이 확대될 것으로 예측되고 있다.

V. 결 론

오늘날 정보 기술 전달 수단으로써 컴퓨터 사용이 증가 되면서 인간의 생활 방식이 집단적 방식에서 개인적인 방식으로 바뀌면서 개개인에 대한 존엄성이 부각되어 생체 인식 기술은 개인 생활 전반으로 그 적용 범위가 확대되고 있다. 앞으로 생체 인식 기술은 더욱 발전하여 향상된 개인 ID 관련 애플리케이션을 다양하게 이용할 수 있으며, 시스템 통합자와 단말 이용자는 생체 인식 컴포넌트를 더욱 광범위하게 선택할 수 있다. 이와 같이 생체 인식 산업이 다양한 분야에 폭 넓게 보급되기 위해서는 더 많은 연구가 이루어져야 한다.

국제 생체 인식 표준화는 미국과 영국이 주도하고 있으며, 한국, 독일, 캐나다, 프랑스, 일본, 호주 등이 활발하게 참여하고 있다, BioAPI, CBEFF 등의 표준은 2005년에는 국제 표준 채택이 예상되며, 지문, 얼굴, 홍채 등의 생체 인식 데이터 교환 포맷도 1~2년 이내에 국제 표준으로 채택될 것으로 예상된다. 따라서 국내 생체 인식 산업계의 대응과 국내 생체 인식 표준화 활동을 적극적으로 추진하여 향후 국제 표준화 규격으로 제정될 수 있는 날을 기대한다.

국내 생체 인식 시장은 높은 개발 비용과 전문 기술 인력 및 투자 재원의 부족, 국제 표준에 대한 대응 부족 등의 문제점을 안고 있다. 그러나 생체 인식 기술의 필요성과 발전성에 대한 인식을 제고하여 표준화와 성능 평가 기준의 확립, 생체 DB 구축, 사업 다각화 및 전문화, 사회적 효과, 해외 시장 개척 등 장기적인 계획을 세워 역할을 분담하고 전문 기술 개발 인력의 양성, 신기술 개발 투자 확대 등에 역점을 두어 추진해 나간다면, 국내 생체 인식 시장의 성장 잠재력은 매우 클 것으로 전망된다.

출처 : http://kidbs.itfind.or.kr/