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U-TOPIA, introduced in this paper, is a campus-wide advanced ubiquitous computing environment. Research in UTOPIA spans various components each of which is essential to realize U-TOPIA: from user device hardware / software, user interface, communication technology, indoor / outdoor testbed, middleware to practical applications. We designed and implemented a wearable computer from the scratch and make use of it as a main user device inside U-TOPIA. In addition to this, as a new user interface, we developed a wireless gesture recognition device, called i-Throw. For data communication and location tracking in U-TOPIA, campus-wide indoor and outdoor testbed was installed. To keep up with highly variable dynamic U-TOPIA environment, a new extensible middleware, called u-ware, was developed. Finally, as a practical application for U-TOPIA, we implemented a ubiquitous testbed room where multiple users interact with various ubiquitous devices or other users in a user-friendly manner. Integrating these components all together, we show that UTOPIA can be a realistic role model to improve current paradigm of ubiquitous computing environment one step forward within a few years.

본 논문에서는 신체착용을 위해 설계된 소형 저전력 웨어러블 컴퓨터 시스템을 소개한다. 그리고, 이를 이용하여 주변기기를 제어하거나 주변기기와 사용자간에 콘텐츠를 전달하는 서비스 시나리오를 소개하며, 서비스를 위해 필요한 멀티모달 사용자 인터페이스를 설계 한다. 이러한 인터페이스를 지원하기 위해서 음성, 제스처 기반의 멀티모달 융합 시스템을 설계하고, 사용자 테스트를 수행한 결과를 분석하고 소개한다.

유비쿼터스 헬스케어 시스템은 만성적인 질병으로 고생하는 환자가 저렴하게 질 높은 의료 서비스를 제공받을 수 있는 수단을 제공 할 수 있다. 유비쿼터스 건강관리 시스템에서는 환자의 생체신호를 측정할 수 있는 생체신호 센서장치와 주변의 환경을 측정할 수 있는 환경 센서 장치가 ZigBee와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 기술을 이용하여 이동 단말과 연결될 수 있다. 본 논문에서는 상황인식 건강관리 시스템에서 각종 센서 장치와 이동단말간의 통신을 위한 ZigBee 프로파일을 제안한다.

정보통신 기술이 발전함에 따라 사람들은 일상이 보다 편리해지고, 개인의 요구에 맞는 적절한 서비스를 제공받기를 요구 한다. 이러한 요구에 부응하여 일상의 사물은 새로운 디자인으로 개선되고, 지능화된 기능이 추가되고 있다. 본 논문에서 소개하는 지능형 가젯(Intelligent Gadget, IG)은 일상의 사물에 지능형 가젯 플랫폼이 탑재된 지능화된 사물을 말한다. 지능형 가젯 플랫폼은 무선 통신 기능을 제공하고, 사물에 부착하여 이동하기 편리한 작은 디바이스이다. 본 논문에서는 지능형 가젯을 활용한 개인 맞춤 서비스의 하나인, 휴대품 관리 서비스(Personal Stuff Monitoring Service, PSMon)를 소개한다. PSMon 서비스는 소리나 문자와 같은 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 특정 휴대품을 소지하였는지의 여부, 휴대품의 분실 여부에 대한 이벤트를 사용자에게 알람(alarm) 하는 기능을 수행한다. PSMon 서비스를 통해서 사용자는 자신이 필요한 휴대품을 잊지 않고 소지하고, 소지품에 대한 분실을 예방 할 수 있다. 본 논문에서는 개인 일상 사물에 지능형 가젯 플랫폼을 탑재하여 사물에 지능을 부여한 지능형 가젯, 지능형 가젯이 개인 영역 통신(Personal Area Network PAN) 기술을 기반으로 하여 상호 작용하고, 이를 통해 개인 맞춤 서비스를 제공하는 예시를 PSMon 서비스를 통해 보인다.

최근들어 유무선 네트워크를 활용한 응용서비스들이 연구개발되어 출시되고 있다. 소형 인간형 응용로봇은 처리 능력의 한계와 다양한 통신의 어려움이 상존하고 있다. 본 논문은 소형 인간형 로봇의 처리능력과 통신문제를 해결하기 위해 임베디드시스템을 적용한 제어구조를 제안하고 더불어 네트워크 로봇 축구게임 모델을 제안한다. 제안한 제어구조는 임베디드시스템으로 고도화하여 소형로봇의 응용능력을 최대화할 수 있으며, 제안한 게임모델은 온라인과 오프라인으로 구성된 유무선 혼합 네트워크 활용 서비스 도출이 가능함을 보인다.

본 논문에서는 센서네트워크 노드용으로 적합한 비동기 MSP430 호환 프로세서의 구현을 다룬다. 기존 동기식 프로세서에서는 센서네트워크의 긴 대기시간 동안 클럭에 의한 에너지낭비가 노드의 수명을 좌우하는 결정적인 요인이다. 반면 전역 클럭 없이 회로 설계가 가능한 비동기 회로에서는 원천적으로 클럭에 의한 에너지 낭비를 제거할 수 있다. 이러한 장점에도 불구하고 비동기회로가 널리 활용되지 못했던 이유는 설계가 어렵고 비동기식 회로를 위한 상용 캐드툴이 부족했기 때문이다. 하지만 최근 디자인 비용과 실제 칩에서 오동작 가능성을 대폭 줄일 수 있는 상위수준 캐드툴들이 속속 등장하고 있다. 본 논문에서는 상위수준 비동기회로 개발언어인 Haste를 사용하여 센서네트워크 노드용 MSP430 프로세서와 명령어 호환 가능한 비동기식 프로세서를 Haste와 TiDE를 이용하여 설계하였다. 실험 결과 비동기 MSP430 은 동기식보다 전력이 최대 45% 감소하였다.