Smart Devices + Sensor Technology = Surprising Content

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1 Smart Devices + Sensor Technology = Surprising Content
인턴 연수생 안희수 콘텐트 서비스 연구팀 한국 전자 통신 연구원 Sensors make smarter devices.

2 Foursquare VS Shopkick
GPS정보를 이용한 Foursquare 비콘(Beacon) 신호를 이용한 Shopkick How to use shopkick ＞ GPS(Global Positioning System) - 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 위성과 수신기의 위치를 결정한다. 위성에서 송신된 신호와 수신기에서 수신된 신호의 시간차를 측정하면 위성과 수신기 사이의 거리를 구할 수 있는데, 이때 송신된 신호에는 위성의 위치에 대한 정보가 들어 있다. 최소한 세 개의 위성과의 거리와 각 위성의 위치를 알게 되면 삼변측량에서와 같은 방법을 이용해 수신기의 위치를 계산할 수 있다 [Wikipedia] ＞ 레이더 비콘(Radar Beacon) - 자동 유도 장치, 특정한 주파수를 가지고 일정한 신호를 전송하는 비지향성 전송을 말한다. [Wikipedia] Sensors make smarter devices.

3 Sensors make smarter devices.
Shopkick Shopkick은 매장의 실시간 할인 정보를 제휴된 상점에 찾아온 스마트폰 사용자에게 제공하는 서비스입니다. 매장 천장에 설치된 ‘Deducer’라는 고주파 생성 장치에서 나오는 고주파 신호를 스마트폰 마이크가 인식하여 자동 체크인을 구현하는 서비스로, 사이버머니인 ‘Kickbucks’를 받아 다양한 할인 및 이벤트 참여가 가능한 ‘Commerce + LBS’서비스 모델입니다. Sensors make smarter devices.

4 HMM 기반 음성인식 Sensors make smarter devices.
HMM(Hidden Markov Model) 기반 음성인식 실전문제에 적용하기 위한 3가지 문제점 관측된 이벤트열 X가 발생될 확률 계산법 (Evaluation problem) 관측된 이벤트열 X가 어떤 상태천이를 거쳐 발생되었는지를 추정하는 방법(Decoding problem) 훈련과정을 통해 HMM 파라메터들을 추정하는 방법 (Estimation problem) 해결 알고리즘 전향 알고리즘 (Forward algorithm) 혹은 후향 알고리즘(Backward algorithm) 비터비 알고리즘 (Viterbi algorithm) Forward-backward algorithm (or Baum-Welch algorithm) BY. 수수깡 Sensors make smarter devices.

5 Sensors make smarter devices.
Change Concept Easy See Fun Imagine Sensors make smarter devices.

6 ABC’s My Generation Sound code (Media-sync Technology)
How to use ABC’s My Generation [09' 서울경제 - SKT, 사운드코드 기술 내년 상용화] 기사 중 발췌. 사운드코드란 음악, 라디오방송 등 소리에 가격정보, 방송 안내 등의 데이터를 실어 보내면 휴대폰이 데이터를 인식해 사용자에게 보여주는 기술이다. 편의점 등에서 사용되는 바코드가 음성에 적용된 것과 비슷한 개념이다. 예를 들어 TV속에서 노래가 흘러나올 때 휴대폰에 해당 가사를 보여주거나, TV 광고를 나올 때 해당 제품의 가격, 구매 방법 등을 단말기 화면으로 알려주는 것이다. Sensors make smarter devices.

7 LBS(Location Based Service)의 변화
Wi-Fi (IEEE ) Bluetooth NFC (Near Field Communication) UWB (Ultra-wideband) Zigbee (IEEE ) RFID (Radio-Frequency Identification) GPS Cell-ID (3G & 4G) ＞ Wi-Fi(IEEE ) - 현재 주로 쓰이는 유선 LAN 형태인 이더넷의 단점을 보완하기 위해 고안된 기술로, 이더넷 네트워크의 말단에 위치해 필요 없는 배선 작업과 유지관리 비용을 최소화하기 위해 널리 쓰이고 있다. 보통 폐쇄되지 않은 넓은 공간(예를 들어, 하나의 사무실)에 하나의 핫스팟을 설치하며, 외부 WAN과 백본 스위치, 각 사무실 핫스팟 사이를 이더넷 네트워크로 연결하고, 핫스팟부터 각 사무실의 컴퓨터는 무선으로 연결함으로써 사무실 내에 번거로이 케이블을 설치하고 유지보수를 하지 않아도 된다. [Wikipedia] ＞ Blutooth - 개인 근거리 무선 통신(PANs(Personal Area Networks)의 산업 표준이다. 블루투스는 다양한 기기들이 안전하고 저렴한 비용으로 전 세계적으로 이용할 수 있는 무선 주파수를 이용해 서로 통신할 수 있게 한다. 블루투스는 ISM 대역인 2.45GHz를 사용한다. 버전 1.1과 1.2의 경우 속도가 723.1kbps에 달하며, 버전 2.0의 경우 EDR(Enhanced Data Rate)을 특징으로 하는데, 이를 통해 2.1Mbps의 속도를 낼 수 있다. 블루투스는 유선 USB를 대체하는 개념이며, 와이파이(Wi-Fi)는 이더넷(Ethernet)을 대체하는 개념이다. 암호화에는 SAFER(Secure And Fast Encryption Routine)+을 사용한다. 장치끼리 믿음직한 연결을 성립하려면 키워드를 이용한 페어링(paring)이 이루어지는데, 이 과정이 없는 경우도 있다. [Wikipedia] ＞ NFC(Near Field Communication) MHz의 대역을 가지며, 아주 가까운 거리의 무선 통신을 하기 위한 기술이다. 현재 지원되는 데이터 통신 속도는 초당 424킬로비트다. 교통, 티켓, 지불 등 여러 서비스에서 사용할 수 있다. [Wikipedia] ＞ UWB(Ultra-wideband) - 기존의 스펙트럼에 비해 매우 넓은 대역에 걸쳐 낮은 전력으로 대용량의 정보를 전송하는 무선통신 기술이다. PC의 대용량 데이터를 프린터에 고속전송 및 인쇄, HDTV 동영상을 PC에 전송 및 저장할 수 있다. 또한 디지털 카메라로 찍은 정지화상을 프린터로 전송할 수 있다. 3.1∼10.6㎓대의 주파수 대역을 사용하면서 10m∼1㎞의 전송거리를 보장한다. [Wikipedia] ＞ Zigbee(IEEE ) - 무선 개인 통신망(WPAN)의 기본적인 하위 네트워크 계층을 제공하기 위해 제정되었다. 특히, 장치간의 저가격, 저속도 유비퀴터스 통신을 지향하였다. (대조적으로, 최종 사용자를 염두에 둔 표준으로 Wi-Fi가 있다.) 거의 갖추고 있는 인프라스트럭쳐 없이도, 서로 가까운 거리에 있는 장치끼리 저가격으로 통신을 할 수 있다는 점을 강조하였다. 게다가 저전력 소비까지도 염두에 두었다. [Wikipedia] ＞ RFID(Radio-Frequency Identification) - 전파를 이용해 먼 거리에서 정보를 인식하는 기술을 말한다. 여기에는 RFID 태그(이하 태그)와, RFID 판독기(이하 판독기)가 필요하다. 태그는 안테나와 집적 회로로 이루어지는데, 집적 회로 안에 정보를 기록하고 안테나를 통해 판독기에게 정보를 송신한다. 이 정보는 태그가 부착된 대상을 식별하는 데 이용된다. 쉽게 말해, 바코드와 비슷한 기능을 하는 것이다. [Wikipedia] Sensors make smarter devices.

8 Sensors make smarter devices.
Square 3.5mm 단자 = 이어폰 단자? 사운드 출력 카드의 자기 신호를 Square 기기를 통해 데이터로 변환시킨다. 사운드 입력 How to use Square Sensors make smarter devices.

9 Google Wallet NFC (Near Field Communication)를 이용한 모바일 결제 서비스 Google Wallet How to use Google Wallet Sensors make smarter devices.

10 증강현실(augmented reality)이란?
드래곤볼의 스카우터 컴퓨터 프로그래밍으로 영상 및 사진을 보여줄 때 컴퓨터가 만들어낸 유용한 정보를 이미지에 겹쳐서 결합하거나 늘리는 과정을 말한다. [브리태니커] Sensors make smarter devices.

11 Augmented Reality Applications
위치정보와 방향정보를 이용한 어플리케이션 Sensors make smarter devices.

12 Augmented Reality Applications
마커(Marker) 인식을 이용한 어플리케이션 비타500 소녀시대 AR Sensors make smarter devices.

13 Augmented Reality Applications
영상 인식을 이용한 어플리케이션 Tenorin KDDI 연구소 Sensors make smarter devices.

14 Smart Device Input Sensor
Network Microphone Camera GPS (Global positioning System) Etc sensors Sensors make smarter devices.

15 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer (가속도) Magnetic field (자기장) Orientation (방향) Gyroscope (지자기) Light (조도) Pressure (압력) Temperature (온도) Proximity (근접) Gravity (중력) Linear Acceleration (선형가속) Relative Humidity (상대 습도) Ambient Temperature (주위 온도) Rotation Vector (회전) 2.2 (Proyo) 2.3 (Gingerbread) 3.0 (Honeycomb) 4.0 (Ice cream sandwich) Sensors make smarter devices.

16 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector 각 배열의 값은 기기에 작용되는 가속도의 값을 m/s2단위로 받습니다. Sensor.TYPE_ACCELEROMETER: All values are in SI units (m/s^2) values[0]: Acceleration minus Gx on the x-axis values[1]: Acceleration minus Gy on the y-axis values[2]: Acceleration minus Gz on the z-axis A sensor of this type measures the acceleration applied to the device (Ad). Conceptually, it does so by measuring forces applied to the sensor itself (Fs) using the relation: Ad = - ∑Fs / mass In particular, the force of gravity is always influencing the measured acceleration: Ad = -g - ∑F / mass For this reason, when the device is sitting on a table (and obviously not accelerating), the accelerometer reads a magnitude of g = 9.81 m/s^2 Similarly, when the device is in free-fall and therefore dangerously accelerating towards to ground at 9.81 m/s^2, its accelerometer reads a magnitude of 0 m/s^2. It should be apparent that in order to measure the real acceleration of the device, the contribution of the force of gravity must be eliminated. This can be achieved by applying a high-pass filter. Conversely, a low-pass filter can be used to isolate the force of gravity. Shake Sensors make smarter devices.

17 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector Magnetic field 각 배열의 값은 micro-Tesla(uT) 단위로 되어있으며, X, Y, -Z축 자기장을 측정합니다. Sensors make smarter devices.

18 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector 각 배열의 값은 각도를 나타냅니다. +X +Y -Y -Z +Z -X Sensor.TYPE_ORIENTATION: All values are angles in degrees. values[0]: Azimuth, angle between the magnetic north direction and the y-axis, around the z-axis (0 to 359). 0=North, 90=East, 180=South, 270=West values[1]: Pitch, rotation around x-axis (-180 to 180), with positive values when the z-axis moves toward the y-axis. values[2]: Roll, rotation around y-axis (-90 to 90), with positive values when the x-axis moves toward the z-axis. Note: This definition is different from yaw, pitch and roll used in aviation where the X axis is along the long side of the plane (tail to nose). Sensors make smarter devices.

19 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector 자이로스코프의 값은 radians/second 로 장치의 회전 속도를 x, y, z 축으로 측정합니다. iPhone 4's new gyroscope Sensors make smarter devices.

20 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector lux 단위로 주위의 밝기를 나타낸다. Sensors make smarter devices.

21 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector CM 단위로 센서와의 거리 측정합니다. Some proximity sensors only support a binary near or far measurement. In this case, the sensor should report its maximum range value in the far state and a lesser value in the near state. Sensors make smarter devices.

22 Sensors make smarter devices.
Android Sensor Type Accelerometer Magnetic field Orientation Gyroscope Light Pressure Temperature Proximity Gravity Linear Acceleration Relative Humidity Ambient Temperature Rotation Vector Pressure - 대기의 압력을 hPa(millibar) 로 나타냅니다. Temperature - 더 이상 사용되지 않습니다. Ambient Temperature - 주위의 섭씨(°C) 온도 값을 받습니다. Gravity - 기기에 전달되는 중력의 크기를 m/s2단위로 받습니다. Linear Acceleration - acceleration = gravity + linear-acceleration Relative Humidity - 주위 공기의 상대습도 값을 받습니다. Rotation Vector - 축의 회전각도를 바탕으로, (x, y, z)*sin(θ/2)값을 받는다. > Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION: A three dimensional vector indicating acceleration along each device axis, not including gravity. All values have units of m/s^2. The coordinate system is the same as is used by the acceleration sensor. The output of the accelerometer, gravity and linear-acceleration sensors must obey the following relation: acceleration = gravity + linear-acceleration > Sensor.TYPE_ROTATION_VECTOR: 가상 센서, 가속도 센서와 지자기 센서를 이용한 센서 The rotation vector represents the orientation of the device as a combination of an angle and an axis, in which the device has rotated through an angle θ around an axis <x, y, z>. The three elements of the rotation vector are <x*sin(θ/2), y*sin(θ/2), z*sin(θ/2)>, such that the magnitude of the rotation vector is equal to sin(θ/2), and the direction of the rotation vector is equal to the direction of the axis of rotation. The three elements of the rotation vector are equal to the last three components of a unit quaternion <cos(θ/2), x*sin(θ/2), y*sin(θ/2), z*sin(θ/2)>. Elements of the rotation vector are unitless. The x,y, and z axis are defined in the same way as the acceleration sensor. The reference coordinate system is defined as a direct orthonormal basis, where: X is defined as the vector product Y.Z (It is tangential to the ground at the device's current location and roughly points East). Y is tangential to the ground at the device's current location and points towards magnetic north. Z points towards the sky and is perpendicular to the ground. values[0]: x*sin(θ/2) values[1]: y*sin(θ/2) values[2]: z*sin(θ/2) values[3]: cos(θ/2) (optional: only if value.length = 4) by. Android Developers Sensors make smarter devices.

23 Q&A? Show & Share Time! TED Conversations - SixthSense
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참고자료 T Academy - 모바일 산업 동향 및 비즈니스의 이해 Blog – IT Lunch Time - Mobile Zone Based AD “Shopkick” – Mobile Commerce + LBS [LINK] Blog – 티타임 with 知的 호기심 - HMM(Hidden Markov Model) [LINK] 서울경제 – SKT, 사운드코드 기술 내년 상용화 [LINK] Blog – 모바일 컨텐츠 이야기 - WPS(Wi-Fi Positioning System) 기술의 요소 [LINK] Android Developer - Sensor Event Values [LINK] Sensors make smarter devices.