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u코리아포럼이 지난 25일 서울 팔레스호텔에서 유비쿼터스 컴퓨팅 및 네트워크 기술 개발을 주제로 한 조찬간담회를 가졌다. 50여 명의 u코리아포럼 회원들이 참석한 가운데 열린 이날 행사에는 이귀로 한국과학기술원(KAIST) 미세정보시스템연구센터장이 초빙돼 미세원격정보시스템, u엔진 플랫폼 등 유비쿼터스에 관한 다양한 연구 제안들이 제시됐다. 이날 발표된 주요내용을 소개한다.
◇ 주제발표-유비쿼터스 컴퓨팅 및 네트워킹 기술 개발에 관한 제안
이귀로 한국과학기술원(KAIST) 미세정보시스템연구센터장
최근 반도체 기술의 지속적인 발전으로 한 사람이 몇 개의 컴퓨터를 소유할 수 있게 됐다. 심지어는 모든 사물에 컴퓨터를 장착하고 이들을 네트워크로 연결하는 시대가 왔다. 이를 통해 유비쿼터스 컴퓨팅, 끊김없는 네트워킹, 인간 중심의 정보 서비스라는 차세대 IT기술의 3대 비전이 구현되는 것이다.
따라서 유비쿼터스 시대에는 컴퓨터가 ‘도구’에서 일상 생활속의 ‘환경’이 된다. 물리공간에 존재하는 컵·화분·자동차·벽·교실이나 사람들이 지니고 다니는 옷·안경·신발·시계 등 모든 사물에 다양한 기능을 갖는 컴퓨터 장치를 심고 이들을 보이지 않는 네트워크로 연결하는 것이다.
이처럼 지금의 IT기술은 컴퓨터, 반도체, 커뮤니케이션 그리고 서비스가 하나로 융합되고 있으며 유비쿼터스 기술은 이의 결정판이라고 할 수 있다. 따라서 유비쿼터스 기술은 IT의 극한 기술로 관련 산업 발전에 엄청난 파급 효과를 불러올 수 있으며 국민 소득 2만 달러 시대를 위한 차세 핵심 성장동력이기도 하다.
유비쿼터스 구현을 위해 필요한 연구 개발 분야는 u네트워크, u서비스, u테스트베드 등 3개 영역으로 구분된다. 이 가운데 u네트워크는 극소전력소모, 저가격, 극소형 디바이스 및 u엔진 플랫폼을 개발하고 무선전송 및 액세스 기술을 구현하는 것이 핵심이다. 말하자면, “어떤 정보라도 언제 어디서나 누구와도 편리하게” 교환할 수 있도록 유비쿼터스 기능을 지닌 휴대정보시스템이 필요한 것이다.
그리고 무엇보다, 신뢰성 있는 유비쿼터스 네트워크 및 디바이스 기술을 개발하는 것이 중요하다. 숫자가 많다고 결코 똑똑해질 수는 없기 때문이다. 그리고 대량생산과 보급이 가능하도록 제품 생산가격도 1000원 이하 수준이어야 한다.
하지만, 보수적인 국내 연구환경 속에서 선진국에서조차 사례가 없는 독창적인 아이디어가 쉽게 수용되지 않는 것이 현실이다. 따라서 ‘이런 기술을 개발하면 이런 곳에 쓰일 수 있다’는 기술 푸시(technology push) 개념보다는 ‘미래시장을 위해서는 이런 기술이 필요하다’는 시장 당김(market pull)의 연구개념이 필요하다.
이 같은 개념아래 KAIST 미세정보시스템연구센터는 여러 감시 및 진단기능을 갖고 무선통신을 할 수 있는 동전만한 크기의 미세 원격정보시스템인 ‘마이크로스(MICROS:Micro Information and Communication Remote Object-oriented Systems)’를 개발했다.
MICROS는 크기가 동전만하고 약 2년 이상 배터리가 지속될 정도로 극소 전력을 사용한다. 기능적으로는 최소한의 컴퓨팅 능력과 함께 무선랜과 같은 양방향 무선 네트워킹 통신 능력을 보유했다. 제품 단가 역시 대량 생산과 보급이 충분히 가능한 수준이다.
따라서 MICROS가 제공하는 무선 네트워크 기능을 활용하면 수없이 많은 교량·환경시설물·백화점·박물관 등 각종 물리공간들을 하나로 연결할 수 있다. 도시 공간과 공공시설에 MICROS를 부착(삽입)해 감지(sensing), 추적(tracking), 감시(monitoring), 행동화(actuator) 역할을 수행하는 원격 네트워크용 단말로 활용할 수 있는 것이다.
실제로 MICROS는 초광대역(UWB) 기술 가운데 저전력 개인용 무선네트워크(WPAN) 분야의 세계 표준규격인 IEEE 802.15.4를 만족하는 세계 최초의 프로토타입 제품으로 인정받고 있다. 또 삼성종합기술원 등과 공동으로 올 연말까지 MICROS를 상용화하는 계획도 추진중이다.
따라서 MICROS와 같은 u-네트워크 기술을 바탕으로 생활 각 분야에서 킬러 애플리케이션만 개발되면 무한한 유비쿼터스 시장 창출이 가능해진다. 새로운 인터넷 주조체계인 IPv6를 기반으로 유비쿼터스 시장 수요를 계산해보면 현재의 전세계 화폐 가치보다 더 많은 액수가 산출될 정도다.
언제·어디서나를 목표로 신의 영역에 도전하는 유비쿼터스 시대에는 MICROS와 같은 미세정보시스템이 반도체와 무선통신 기술을 상승적으로 한데 묶어 새로운 IT시장을 창출하고 우리나라 전체 산업과 경제 발전을 이끄는 새로운 돌파구가 될 것이다.
◆유비쿼터스와 미세정보시스템
유비쿼터스 세상이 오면 모든 공간과 사물에 센서나 칩이 심어진다. 이를 통해 사람과 컴퓨터, 그리고 사물이 네트워크로 연결되고 이들 간에 자유롭게 정보가 흘러다닌다. 도로나 교량과 같은 도시 시설물 곳곳에 무선 네트워크가 가능한 단말장치를 심고 이들을 연결해 실시간으로 상황을 수집, 관리할 수도 있다. 이것이 바로 물리공간과 전자공간의 연결이자 유비쿼터스 구현이다.
따라서 감시 및 무선통신 기능을 가진 센서나 칩은 유비쿼터스를 구현하는 가장 기초적인 단위다. 유비쿼터스가 얼마나 빠르게 구현될 것인가는 센서 기술이 얼마나 빠르게 발전할 것인가에 달렸다. 센서나 칩을 통해 언제, 어디서나 전자공간에 접근할 수 있는 자유뿐만 아니라 물리공간에 존재하는 모든 기기나 사물에도 접근할 수 있는 자유도 보장되기 때문이다.
KAIST 미세정보시스템연구센터가 독창적으로 구상한 기술 개념인 ‘미세정보시스템’도 바로 이 연장선상에 있다. 실제로 ‘미세정보시스템’은 물리적으로 크기가 동전만하고 약 6개월 이상 배터리가 지속될 정도로 극소전력을 사용하며 기능적으로는 최소한의 컴퓨팅 능력과 함께 무선랜과 같은 무선 네트워킹 통신기능을 지닌 양방향 단말장치를 의미한다.
또 모든 사물에 부착될 수 있도록 제품 생산가격이 저렴해 대량생산과 보급이 가능해야 한다. 따라서 비트당 최소 에너지와 주파수 대역폭을 차지하고 통신거리가 긴 고도의 무선 정보시스템을 얼마나 빠른 납기(TAT:Turn Around Time=1/Programmability)로 생산할 수 있느냐가 미세정보시스템 개발의 관건이다.
이를 위해 극소전력 소모 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어와 극소전력 소모 무선통신 알고리즘, 극소전력 소모 센서, 나노컴퓨터시스템, 마이크로통신시스템, 피코소자, 저가격 마이크로 패키징, 에너지 변환, 미소 에너지 인지기술 등 전자공학 및 정보통신 분야의 각종 첨단기술들이 종합적으로 투입된다.
따라서 전국의 모든 교량과 교각에 안전진단용 미세정보시스템을 내장하고 이를 연결하면 별도의 전문인력 없이도 육안으로 관찰하는 것보다 훨씬 정확하게 교량의 안전을 진단하고 필요한 조치를 실시간으로 내릴 수 있다. 폐수나 대기오염 물질을 배출하는 모든 지점에 미세정보시스템을 뿌려두면 환경상태를 실시간으로 모니터링하고 그 결과를 일반에게 공개할 수 있다. 교통유발부담금 부과대상 건물에는 차량 유출입 센서와 MICROS를 부착해 실시간으로 교통량을 파악하고 이에 따라 정확히 계산된 세금 부과가 가능하다.
이처럼 미세정보시스템은 공간과 사물, 그리고 사람을 하나로 연결해 정부·기업·시민이 수행하는 다양한 활동들을 보다 투명하고, 정확하고, 지능적이고, 편안하고, 안전하고, 효과적으로 수행할 수 있는 유비쿼터스 도시(u시티)를 건설할 수 있도록 해준다.
실제로 KAIST 미세정보시스템연구센테는 배터리로 구동되는 안전진단용 미세정보시스템에서 출발해 태양전지로 구동되는 환경감시용 시스템, RF 또는 초음파 등의 에너지로 구동되는 건강진단용 미세정보시스템 개발을 단계별 연구목표로 잡고 있다.