상황인지 애플리케이션 개발의 용이성을 고려한 프레임워크 설계 및 응용

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 상황인지 컴퓨팅 프레임워크 설계와 이를 이용한 상황인지 애플리케이션 개발과정에서 도출된 기술적인 내용을 다룬다. 조선, 자동차, 의료, 국방, 에너지 분야 등 다양한 분야에서 지능형 컴퓨팅 서비스를 제공할 수 있는 애플리케이션 개발에 대한 요구가 급속히 증가하고 있다. 하지만, 이러한 지능형 애플리케이션을 개발하기 위해서는 먼저 애플리케이션이 적용될 분야의 공간을 지능화하여야 하며, 이를 위해서는 각종 센서 혹은 RFID를 이용하는 유비쿼터스 컴퓨팅 공간 구축해야 한다. 이와 더불어, 구축된 지능형 공간으로부터 상황 정보를 실시간으로 획득하고 상황인지 서버로 전달, 획득한 정보의 추상화를 위한 상황정보 모델링, 상황정보의 저장 및 체계적인 관리, 애플리케이션의 요청에 의하여 상황정보 제공 (Pull 서비스) 혹은 특정 이벤트가 발생할 때 마다 관련 상황정보를 특정 애플리케이션에 제공 (Push 서비스) 하는 상황정보 서비스 계층의 개발, 다양한 상황정보를 기반으로 사용자에게 제공할 지능형 서비스를 결정하는 추론엔진 개발, 사용자 친화적인 지능형 서비스를 제공하는 사용자 인터페이스 개발 등 하나의 상황인지 기반의 지능형 애플리케이션을 개발하기 위하여 많은 시간적 경제적 투자가 요구된다. 현재 많은 기업에서 상황인지 애플리케이션 개발을 시도하고 있지만, 이러한 복잡한 과정으로 인해 애플리케이션을 개발하는데 어려움을 겪고 있으며, 체계적인 시스템 개발을 하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 이러한 애플리케이션을 쉽고 빠르게 개발할 수 있도록 하는 상황인지 애플리케이션 프레임워크를 설계하고 개발한 결과를 제시한다.
상황인지 프레임워크의 응용 예로서, 노인요양병원에서 생활하는 노인 환자들을 위하여 상황인지 기반 지능형 영상전화 서비스 로봇을 개발하였으며, 기 설계한 상황인지 프레임워크를 적용하였다. 우리 사회가 고령화되고 핵가족화 됨으로써 노인 부양 문제가 사회적 이슈로 대두되었으며, 이러한 사회적 현상을 반영하듯이 노인 요양병원들이 우후죽순처럼 전국각지에 생겨나고 있다. 그러나 노인 환자들이 사회적 관계가 갑자기 단절되고 폐쇄된 공간으로 이동하여 생활함으로써 정서적 불안이 가중되어 지병이 급속히 악화되기도 한다. 또한, 가족들은 부모를 가족들과 격리된 장소로 보냈다는 죄책감에 시달리기도 한다. 이러한 정서적 문제를 완화하기 위하여 노인 환자들과 가족들의 물리적 공간을 좁혀주는 매개체로서 지능형 영상 전화서비스 로봇을 개발하게 되었다. 노인환자나 환자의 가족들이 원할 때 마다 쉽고 편하게 영상전화를 주고받으며 서로의 생활 과정을 공유할 수 있도록 하기 위하여 노인 친화형 사용자 인터페이스를 제공하였다. 본 논문은 상황인지 프레임워크 개발과 연계하여 상황인지 기반의 지능형 서비스 기술이 영상 전화 로봇을 개발에 어떻게 적용될 수 있는가에 대하여 기술한다. 특히, 병원의 환자, 의사, 간호사, 간병인 등에 관련된 상황정보를 획득하고 모델링하는 예를 제시하고 개발과정에서 도출된 여러 가지 문제점을 논의한다.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 4
• II. 관련 연구 7
• 2.1 JCAF (Java Context Awareness Framework) 7
• 2.2 CoBrA 8
• 2.3 Hydrogen 9
• 2.4 CONTEXT TOOLKIT 11
• 2.5 GAIA 13
• 2.6 CASS 15
• 2.7 Context Managing Framework 16
• 2.8 CORTEX 17
• 2.9 SOCAM 18
• 2.10 AURA 19
• 2.11 ACTIVE BADGE 20
• 2.12 Cooltown 21
• III. 상황인지 프레임워크 22
• 3.1 기존 상황인지 프레임워크의 문제점 22
• 3.2 상황인지 프레임워크의 구성 23
• 3.2.1 상황정보 수집 24
• 3.2.2 상황정보 서비스 25
• 3.2.3 클라이언트 27
• 3.2.4 애플리케이션 27
• IV. 상황인지 프레임워크 응용: 상황인지 컴퓨팅 기반의 영상전화 서비스 로봇 28
• 4.1 상황인지 컴퓨팅 기반의 영상 전화 서비스 로봇 연구 배경 31
• 4.2 영상 전화 서비스 시나리오 및 모델링 36
• 4.2.1 시나리오 분석을 통한 상황 인지 과정 모델링 36
• 4.2.2 상황 인지 과정 모델링 37
• 4.3 상황 정보 객체 모델링 39
• 4.4 상황인지 기반의 영상 전화 서비스 로봇 아키텍처 44
• 4.4.1 지능형 영상전화 서비스 아키텍처 44
• 4.4.2 시스템 기능 45
• 4.4.2.1 Video-Phone Node 45
• 4.4.2.2 Client Node 46
• 4.4.2.3 사용자 인터페이스 47
• 4.5 구현 48
• 4.5.1 로봇 이동 서비스 48
• 4.5.2 영상/음성 전화 서비스 55
• 4.5.3 메시징 서비스 57
• 4.5.4 볼륨/밝기 서비스 57
• 4.6 서버에서 상황 정보 추론 Rule 58
• V. 결과 및 평가 65
• 5.1 노인 요양병원에서의 지능형 서비스 65
• 5.2 상황인지 아키텍처 65
• 참고문헌 66
• Abstract 68