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사생활 침해 논란없는 코로나19 감염병 확산방지시스템 개발
세계 각국에서 주목을 받는 K-방역을 떠받쳐 온 코로나19 관련 검사·추적·치료 등 기존 3T 시스템을 한층 업그레이드시킨 새로운 `코로나19 감염병 확산방지시스템(앱&웹)'이 개발됐다.
우리 대학이 개발한 이 시스템은 GPS·무선랜·블루투스·기압계·관성 센서의 신호를 주기적으로 수집, 기록하는 스마트폰 블랙박스를 기반으로 하고 있어 사생활 침해 논란을 최소화하면서 신속한 역학조사와 격리자 관리 등 코로나19 상황에 효율적인 대응이 가능하다. 기존 3T 시스템은 신용카드 이용 내역 등 광범위한 개인정보 접근을 통해 확진자 동선을 공개하는 과정에서 사생활 노출로 인한 인권침해 우려가 꾸준히 제기돼 왔다.
전산학부 지능형서비스통합연구실 한동수 교수 연구팀은 스마트폰의 이동 동선을 기록하는 스마트폰 블랙박스를 기반으로 `코로나19 감염병 확산방지시스템(앱&웹)'을 개발했다고 10일 밝혔다.
한 교수 연구팀이 개발한 스마트폰 블랙박스 시스템은 스마트폰에 내장돼있는 GPS와 와이파이·블루투스·관성 센서 등을 통해서 수집된 신호를 보관했다가 2주가 지나면 자동으로 폐기한다. 또 개인 스마트폰 블랙박스에 저장된 기록은 일체 외부로 유출되지 않으며 특히 확진자의 동선을 공개하는 경우에도 문자로 표현되는 장소 정보가 아닌 신호 정보를 공개하기 때문에 확진자의 사생활 보호가 가능하다.
따라서 코로나19 집단감염대응 차원에서 그동안 꾸준히 지적돼 온 개인의 사생활 침해 문제에 대해 기존과는 다르게 보다 섬세한 방법으로 접근했다는 점이 이 시스템의 가장 큰 특징이다.
한 교수팀의 `코로나19 감염병 확산방지시스템'은 크게 일반인을 위한 `바이러스 노출 자가진단 시스템'과 감염병 관리기관을 위한 `확진자 역학조사 시스템', 그리고 `격리자 관리 시스템' 등 3개 시스템으로 이뤄져 있다.
우선 `바이러스 노출 자가진단 시스템'은 확진자의 동선과 개인의 스마트폰 블랙박스에 기록된 동선의 중첩 여부를 체크해 이뤄진다. 현재 방식은 확진자의 정보가 메시지를 통해 전달되고 개개인이 직접 확진자의 동선을 확인하는 불편함이 따르지만 한 교수팀이 개발한 시스템에서는 사용자가 수시로 해당 앱의 버튼을 눌러 바이러스 노출 여부를 쉽고 빠르게 체크할 수 있다.
`확진자 역학조사 시스템'을 통해 확진자 관련 역학조사를 빠르고 정확하게 수행할 수 있다. 코로나19 감염병 확진을 받은 환자의 스마트폰 블랙박스에 기록된 신호를 지도상에 표시를 해주기 때문에 역학 조사관이 확진자의 이동 동선을 쉽게 파악할 수 있다.
한동수 교수는 이와 함께 이 시스템에 지난 10여년간 개발해 온 실내·외 통합 위치 인식시스템 KAILOS(KAIST Locating System)의 기능도 적용했다. 이에 따라 실내지도와 신호지도가 준비된 건물에서는 건물 내부에서도 확진자의 이동 동선을 확인할 수 있다.
스마트폰 블랙박스는 격리자 관리에도 활용된다. 격리자의 스마트폰 블랙박스가 수집한 신호는 주기적으로 `격리자 관리 시스템'에 전송된다. `격리자 관리 시스템'은 전송받은 신호를 실시간으로 분석해 격리자의 격리공간 이탈 여부를 확인한다. GPS 신호뿐 아니라 무선랜 신호를 사용함으로써 실외뿐 아니라 실내에서의 확진자 격리공간 이탈 여부를 확인할 수 있어 기존 방식보다 더 정확하게 격리자를 관리할 수 있다는 게 강점이다.
한동수 교수는 "현재 약 30여 종의 스마트폰이 사용되고 있는데 스마트폰마다 탑재된 센서의 종류가 매우 다양해서 연구팀이 개발한 시스템을 다양한 스마트폰에 이식하고 테스트하는 작업을 진행하고 있다ˮ면서 "이 작업을 마치는 대로 곧 시스템을 출시할 계획ˮ이라고 소개했다.
KAIST 신성철 총장도 "PreSPI(Prevention System for Pandemic Disease Infection)로 이름 붙인 이 시스템을 활용하면 코로나19 재확산으로 수고하는 의료진 등 방역 분야 종사자들의 수고와 시간을 획기적으로 줄일 수 있고 사생활 침해 논란 없이 신속하고 정확한 역학조사가 가능해져 K-방역의 우수성을 다시 한번 세계 각국에 과시하는 계기가 될 것ˮ이라고 강조했다.
2020.06.11 조회수 21375 -
한동수 교수, 크라우드소싱 기반 실내 위치인식 시스템 개발
〈 한 동 수 교수 〉
우리 대학 전산학부 한동수 교수 연구팀(지능형 서비스통합 연구실)이 실내 공간에서 획득한 와이파이 신호의 수집 위치정보를 자동으로 파악할 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술은 글로벌 실내 위치인식 시스템 구축에 필요한 핵심 기술로 다수의 스마트폰에서 수집된 무선랜 핑거프린트의 수집 위치를 자동으로 라벨링하는 인공지능 기법이다. 비용을 절감하면서 높은 정확도를 가질 수 있고 무선랜 핑거프린트 수집이 가능한 건물이라면 어느 곳에도 적용 가능하다.
여러 글로벌 기업들이 실내 GPS를 실현하기 위해 전 세계 주요도시에서 수만 건의 실내 지도를 수집했다. 실내 지도와 함께 신호 지도 수집도 시도했지만 높은 정확도를 갖지 못했고 그 결과 실내에서의 위치 인식 서비스 질이 떨어진다.
연구팀은 문제 해결을 위해 실내를 이동 공간과 체류 공간으로 구분하고 각각의 공간에 최적화된 수집 위치 라벨링을 자동화하는 기술을 개발했다.
연구팀이 개발한 기술은 복도, 로비, 계단과 같은 이동 공간에서도 수집된 신호의 위치정보를 별도의 외부 정도 없이도 자동으로 라벨링하는 새로운 자율학습(Unsupervised Learning) 인공지능 기술이다.
이 기술을 토대로 기초실험연구동(N5)과 김병호-김삼열IT융합빌딩(N1)에서 실험을 실시했고, 충분한 양의 학습 데이터가 주어진다는 가정 하에 오차범위 3~4미터 수준의 정확도를 보였다.
이는 수작업을 통해 수집 위치를 라벨링한 결과와 비슷한 정확도로 연구팀이 함께 개발한 지자기 신호, 3축 가속기, 자이로스코프 기반의 딥러닝을 활용한 새로운 센서 퓨전 기법을 통하면 정확도가 더욱 상승하는 결과를 보였다.
그 동안 스마트폰을 통해 수집된 핑거프린트는 활용되지 못하고 버려졌지만 개발된 기술을 통해 무선랜 핑거프린트 빅데이터 영역이 새롭게 열릴 것으로 기대된다.
개발된 GPS 구축 기술은 글로벌 기업이나 국내 위치정보 서비스 기업 등이 전국 범위에서 위치정보 서비스를 제공할 때 도입해 효과적으로 사용할 수 있을 것으로 예상된다.
GPS 신호가 도달하지 않는 실내 환경에서 위치인식 정확도가 높아짐에 따라 포켓몬고 등의 O2O(online to offline) 위치기반 게임도 실내에서 실행 가능할 것으로 기대된다.
또한 다양한 위치기반 SNS, 사물인터넷 등 서비스가 활성화되고 위급한 상황에서 112나 119에 구조요청을 할 시 정확한 위치 파악이 가능할 것으로 보인다.
한 교수는 “개발된 글로벌 실내 위치인식 시스템 구축 기술을 KAIST 실내 위치인식 시스템인 카이로스(KAILOS)에 탑재해 서비스 할 예정이다”며 “전 세계 어느 건물에서든 정확도 높은 실내 위치인식 시스템을 손쉽게 구축할 수 있고 장래에 대부분 실내 공간에서도 위치인식 서비스가 제공 가능할 것이다”고 말했다.
카이로스는 2014년 KAIST에서 출시한 개방형 실내 위치인식 서비스 플랫폼이다. 자신이 원하는 건물의 실내지도를 카이로스에 등록하고 해당 건물의 핑거프린트를 수집해 실내 위치인식 시스템을 구축하도록 지원 중이다.
□ 그림 설명
그림1. 핑거프린트를 수집하여 신호지도를 구축한 뒤, 구축된 신호지도를 기반으로 위치를 추정하는 과정
그림2. KAILOS가 여러 가지 신호와 센서를 복합적으로 사용하였을 때 예상되는 정확도
2017.04.12 조회수 14841 -
사용자 참여형 실내 내비게이션 시스템 개발
우리 학교 전산학과 한동수 교수 연구팀이 무선랜 신호를 기반으로 한 사용자 참여형 실내 내비게이션 시스템인 ‘카이로스(KAILOS, KAIST Location System)’를 개발했다.
크라우드소싱(대중을 제품이나 창작물 생산 과정에 참여시키는 방식)을 활용한 ‘카이로스’는 사용자가 인터넷 홈페이지와 스마트폰 앱을 통해 건물과 무선랜의 정보를 입력하면 전 세계 어디서나 간편하게 실내 내비게이션 시스템을 구축할 수 있도록 지원하는 것이 가장 큰 특징이다.
그동안 실내 위치정보를 제공하는 서비스는 다양한 최첨단 IT 기술로 각각 다른 회사가 이벤트성으로 구축하는 경우가 많았다. 건물마다 만들어진 실내 내비게이션 앱이 다르기 때문에 사용자들은 대형건물이나 지하철 역 등 장소에 맞는 앱을 다운로드 받아야 하는 불편함이 있었다.
한 교수 연구팀이 개발한 ‘카이로스’는 건물 및 무선랜 정보가 구축된 전 세계 어느 건물이라도 누구나 무료로 사용할 수 있다.
실내 내비게이션 시스템 구축을 지원하는 ‘카이로스’는 △지도상에 건물등록 △건물의 층 등록 △신호수집 경로 설계 △무선 랜 신호 및 센서 데이터 수집 △실내 라이오맵 구축 등 총 5단계로 구성됐다.
자신의 건물에서 실내 내비게이션 서비스를 제공하기를 원하는 사용자들은 홈페이지 지도에서 구축 대상 건물의 윤곽을 그린 다음 층별로 설계도를 등록하고 나서 무선랜 신호를 수집할 경로를 설정한다. 이후 해당 건물에서 스마트폰 앱을 통해 무선랜 신호 및 센서 데이터를 수집하고 수집된 데이터를 서버로 전송하면 된다.
연구팀이 측정한 결과에 따르면 무선랜 환경이 잘 갖추어진 실내 공간에서 위치 오차는 5미터 정도에 불과했다. 앞으로 사용자가 많아질수록 정확도가 획기적으로 개선될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.
한동수 교수는 “앞으로 무선랜 신호는 물론 3축 가속기, 자이로스코프, 자기장, 기압계 등과 같이 스마트폰에 장착된 다양한 센서로부터 얻어지는 정보를 함께 사용해 위치 추정 정확도를 더욱 개선해 나갈 것”이라고 밝혔다.
아울러 “지난 수년 동안 개발해 온 실내 내비게이션 시스템을 공개한 것은 국내 실내 위치인식 기술 발전을 더욱 촉진시켜 구글이나 애플과 같은 글로벌 회사들과의 기술 경쟁력 격차를 좁히기 위한 것”이라고 기술 공개에 대한 배경을 설명했다.
실내 내비게이션 구축을 원하는 기관, 회사, 학교, 단체 등은 홈페이지( https://kailos.io )에서 건물 정보를 등록하고 ‘카이로스’ 앱을 다운받아 사용하면 된다.(문의전화 042-350-7762)
한동수 교수는 2010년 무선랜 신호에 기반한 실내 내비게이션 시스템을 코엑스에서 세계 최초로 상용화시킨 공로로 2011년 ‘IT 이노베이션대상 대통령표창’을 수상했다. 또 2013년에는 실내 GPS 구축 지원 시스템과 실내외 통합 내비게이션 시스템을 개발한 공로로 ‘창조경제대상 국무총리상’을 수상한 바 있다.
● KAILOS 글로벌 실내 GPS 시스템 구축 과정(개요)
● KAILOS 시스템 구성
● KAILOS 홈페이지 메인화면
● 카이로스 앱 화면
● 실내지도 및 라디오맵 구축 상세 과정
1. 빌딩 등록: 빌딩에 맞게 사각형을 변형
2. 층 등록: 준비된 층별 실내 지도 등록
3. 신호수집 계획 수립: 웹으로 제공되는 툴을 사용하여 신호수집 계획 수립
4. 신호 수집: 신호수집 앱을 사용하여 걸으며 신호 수집
5. 라디오맵 생성 완료 및 실내외 통합 내비게이션 - 라디오맵 생성 완료: 수집된 곳 영역 표시
- 응용 서비스: 실내외 통합 내비게이션 시스템
2014.03.20 조회수 16440