마이너리티 리포트, 아이언맨과 같은 SF영화는 미래의 기술을 이야기할 때 자주 언급되곤 한다. 아이언맨에서 주인공이 손동작만으로 허공에 떠오른 그래픽이나 유리 모니터의 그래픽을 자유롭게 조작하는 장면은 앞으로 우리의 실생활이 어떤 모습일지 미리 상상 할 수 있다. 이렇게 영화 속에서 사람의 동작을 일정한 기계의 조작신호로 인식해 처리하는 기술을 인체인식기술 중의 하나인 ‘모션인식기술(Motion Recognition Technology)’이라고 한다. 모션인식기술이 제한 없이 구현되면 기계 구동을 위해서 기존의 키보드, 마우스와 같은 입력 컨트롤러 없이 더욱 자유로운 컴퓨팅(Computing)을 할 수 있게 될 것이다.
이런 편리한 기술이 실생활에 적용되기까지는 오랜 시간이 필요할 것이라는 생각과는 달리 스마트폰, 비디오 게임 등의 제품에 상용화되어 더욱 빠른 시간내에 영화가 현실이 될 수 있게 되었다. 이번 Design close up에서는 모션인식기술의 흐름과 앞으로의 전망에 대해 살펴보도록 하자.
※이미지 출처 : http://piyushparkash.wordpress.com/
※ 이미지 출처 : http://www.wii-u-portal.de/wp-content/uploads/2013/02/nintendo-wii.jpg (상), http://www.giantbomb.com/articles/netflix-coming-to-the-wii/1100-1829/ (좌), http://www.giantbomb.com/articles/nintendo-confirms-new-console-for-2012-details-at-/1100-3065/ (우)
2006년 일본의 게임회사 닌텐도는 Wii라는 동작인식 컨트롤러를 선보이는데 이는 모션인식 기술 실현의 문을 열었다. 닌텐도 Wii의 메인 컨트롤러인 ‘Wii 리모컨’은 컨트롤러 내부에 ‘3축 가속도 센서’를 내장하고 있어 중력 검출을 통해 리모컨의 움직임을 파악하는 것으로 기존의 게임에 지루함을 느낀 소비자들에게 충분히 매력적으로 다가왔다. 또한 다양한 게임 컨텐츠들이 있다는 점은 모션인식기술의 대중화에 강점으로 작용했다.
그러나 게임 속에서 정해진 동작 이외의 복잡한 움직임을 파악하는 정확도가 떨어지는 점과 게임 전용기기라는 점은 모션인식기술의 폭 넓은 경험을 하기에 부족한 부분이 많다는 평가를 받았다.
※ 이미지 출처 : http://www.therwp.com/news/kinect-officially-priced-14999 (상), http://www.giantbomb.com/kinect-sports-season-two/3030-35531/ (하좌), http://blog.wirebot.com/2010/11/20/can-you-play-the-ps-move-and-kinect-at-the-same-time/ (하우)
모션인식을 게임시장에 처음 진입한 것이 닌텐도 Wii라면, MS사에서는 키넥트(Kinect)로 게임을 포함한 더욱 넓은 영역으로 확장하는 계기가 되었다. 컨트롤러 없이 신체 동작만으로 게임이 가능하여 ‘실감형 게임기’라고 불리는 키넥트는 적외선 카메라를 통해 실내에 여러 줄기의 빛을 비추어 사람이나 물체에 부딪히는 패턴을 파악해 동작을 인식하는 기술이 적용되었다. 이 기술은 Wii와 다르게 신체 전부를 움직이는 큰 동작의 인식은 잘되지만 작은 움직임의 인식이 취약하다는 단점을 가지고 있었다.
※ 이미지 출처 : http://www.behance.net/gallery/Communication-device-for-deaf-people/10204933 (좌), http://flurfunk.sdx-ag.de/2012/07/bewegungsdrang-teil-1-der-kinect.html (우)
그러한 단점을 보완한 ‘키넥트 2.0’은 ‘Time of Flight (타임 오브 플라이트)’라는 기술을 적용하게 된다. 이 기술은 사람이나 물체에 적외선을 비춰 부딪혀 돌아온 시간을 분석하여 동작을 파악하는 것이다. 부딪힌 대상의 거리까지 인식할 수 있기 때문에 대상의 3D Rendering하는 것이 가능하여 정확도 면에서도 이전의 기술에 비해 크게 향상되었다. 사람의 얼굴 표정이나 손목회전 같은 작은 움직임까지 잡아내기 때문에 더욱 세밀한 조작이 가능하지만, 기기와의 적정거리인 1m를 벗어난 경우 정확도가 떨어진다는 단점이 존재한다.
※ 이미지 출처 : http://farm6.staticflickr.com/5147/5619662792_90864512fd_b.jpg
이후에도 MS는 키넥트를 통해 여러 가지 시도를 하고 있다. 2013년 3월 16일, 미국 ‘엔가젯 익스팬드(Engadget Expand)’에서 새로운 기술인 ‘키넥트 인터랙션(Kinect Interactions)’을 시연했다. 이 기술은 화면 앞에서 밀거나 당기는 행동을 인식할 수 있어, 주먹을 쥐었다 펴면 버튼클릭이나 화면터치와 같은 동작으로 인하고 양주먹을 쥐고 양팔을 펴면 화면이 확대된다. 이 기술은 윈도우 키넥트 블로그를 통해 Kinect SDK 1.7에 탑재될 것이라고 발표했다. 새로이 공개된 키넥트 SDK 1.7이 기존의 버젼인 키넥트 SDK 1.5와의 가장 큰 차이점은 3D 캐릭터 모델링 기술이다. 동작 인식 기능이 향상되어 좀 더 직관적이고 자연스러운 표현이 가능해졌다. 또한 멀티 터치 입력이 적용된 그립 인식 기능도 포함되었다.
※ 이미지 출처 : MicrosoftResearch 동영상 중(http://www.youtube.com/watch?v=pFUClV1FNYo)
지난 2013년 9월 외신을 통해서 MS의 키넥트로 사용자의 손동작을 감지해 수화 통번역 기술을 발표했다. 키넥트 앞에서 수화를 하면 이를 센서에서 인식하여 해석된 정보를 음성과 글자로 출력해주고 다른 언어로 번역까지 가능하다. 이 기술을 화상채팅에 적용하여 수화를 알지 못하는 사람이 말하면 화면의 캐릭터가 해당하는 말을 수화로 보여준다. 이는 과거에 비해 섬세한 손동작을 인식하는 것이 정확해지면서 가능케 된 기술이다. 이로써 청각 및 언어장애를 겪고 있는 이들의 PC를 활용할 수 있도록 문턱을 낮추게 되었으며, 수화를 모르는 일반인들과의 자유로운 대화 구현을 가능하게 되었다.
※ 이미지 출처 : http://www.pantech.co.kr/prod/prodView.do?prod_idx=421&gbrand=VEGA&kind= (좌), http://olpost.com/v/9628756 (우)
2011년 팬택에서 출시되었던 스마트폰 베가에는 직접 만지지 않고도 손을 옆으로 미는 동작만으로 전화를 받는 모션인식기술이 최초로 탑재되었다. 최근 출시된 베가 LTE-A에는 기존보다 더 정확하면서도 빠르고 다양한 모션인식 기능을 탑재했다. 모션인식 설정에서 ‘제스쳐 타입’과 ‘포커스 타입’에서 선택해서 사용할 수 있도록 선택의 폭도 넓혔다. 예를 들어, 뮤직 플레이어, DMB, 동영상 플레이어를 이용하면서 볼륨을 조절하고, 갤러리에서 화면을 스크롤하는 것도 가능하다. 이외에도 손동작만으로 애플리케이션을 선택할 수 있으며, 실행과 종료까지 가능하다. 이렇게 모션인식의 기능이 정교해지기위해 팬택에서 탑재한 것이 바로 IR센서(적외선 센서)이다. 적외선 센서는 동작 인식률을 향상시키면서 전류 소모량은 줄이기까지 했다.
팬택은 IR센서를 이용한 모션인식 기술 관련 특허를 출원한 상태다.
※ 이미지 출처 : https://developer.leapmotion.com
립모션은 데이비드 홀츠와 마이클 버크왈드가 세운 회사로 모션인식센서를 탑재한 립모션 컨트롤러의 출시로 주목을 받았다. 마우스 없이 화면을 조종할 수 있는 립모션은 2012년 5월 유튜브에 공개한 립모션 컨트롤러 영상으로 이틀 만에 조회수 230만을 기록한데 이어 2012년 12월에는 MIT의 공학리뷰지인 MIT's Technology Review에서 ‘스마트폰 이래 가장 중요한 새로운 기술’로 소개된 적이 있을 정도로 단번에 뜨거운 아이템으로 인정받았다. 2013년 7월 정식 출시된 바 있다. 터치형 모니터에 손을 대지 않아도 화면을 조정할 수 있게 해주는데, 모니터 속의 지도를 확대 및 축소할 수 있고, 그림을 그릴 수도 있으며, 게임도 할 수 있다.
※ 이미지 출처 : http://www.digitaltrends.com/pc-accessory-reviews/leap-motion-controller-review/#/12 (상/하우), http://thenextweb.com/gadgets/2013/02/27/leap-motion-controller-ships-with-airspace-app-store/#!rMcnlhttps://www.yellloh.com/posts/leap-motion-the-real-thing-4 (하좌)
립모션 컨트롤러의 크기는 가로 76mm, 세로 30mm, 높이 12.7mm로 2개의 적외선 카메라와 3개의 LED 그리고 MicroUSB의 3.0 커넥터가 장착된 길이가 다른 두 개의 USB 2.0 케이블로 구성 되어있다. 적외선광과 전하결합소자 카메라를 이용해 그 반사파로 손동작을 인식하고 1초에 290번의 적외선 반사정보를 주고받아 손동작을 계산하는 방식으로 작동한다. 적외선을 이용하기 때문에 방의 밝기에 무관하게 어두운 곳에서도 사용할 수 있으며 0.01mm 단위까지의 미세한 손의 움직임까지 추적할 수 있다.
※ 이미지 출처 : http://www.digitaltrends.com/pc-accessory-reviews/leap-motion-controller-review/#/14 (좌), http://www.digitaltrends.com/pc-accessory-reviews/leap-motion-controller-review/#/16 (우)
최근 한국에도 출시되었으며 이와 연계된 립모션 컨트롤러 전용 앱스토어도 별도로 두고 있다. 에어스페이스(Air space)라는 이름의 전용 앱스토어는 홈페이지(https://airspace.leapmotion.com/)에 다양한 유·무료의 소프트웨어를 제공하고 있다. 그리고 더 많은 앱이 계속해서 추가개발 될 수 있도록 모든 개발자들에게 립모션의 소프트웨어 개발도구(Software Development Kit, SDK)가 무료로 제공되고 다양한 개발언어를 지원하고 있다.
컴퓨터 모니터 가까이에 설치하고, 동작을 인식하게 한다는 등의 여러 가지 공통점으로 인해 립모션은 키넥트와 자주 비교대상으로 언급된다. 립모션은 키넥트보다 200배 감도가 높으며 섬세한 동작을 인식해내는 정도에 있어서 뛰어나다. 이는 섬세한 동작이 필요한 로봇수술 등에 모션인식기술이 활용될 수 있는 가능성을 열어준다.
그러나 키넥트가 카메라 시야에 들어온 모든 물체의 인식이 가능한데 반해, 립모션의 경우 립모션 컨트롤러 위에서만 인식이 가능하다는 한계를 가지고 있다. 또한 립모션이 강점으로 내세우고 있는 섬세함과 정확도는 일반적으로 우리가 그토록 섬세한 동작을 하지 않는다는 점에 부딪힌다. 아직 일반 소비자용으로 사용되기에는 하드웨어를 뒷받침할 소프트웨어의 수가 너무 적다는 점도 극복할 점으로 지적된다. 하지만, 현재 앱 개발자만해도 4만명 이상이 참가하고 있어 앞으로 어떤 다양하고 흥미로운 앱이 나올지 기대를 모으고 있다.
※ 이미지 출처: http://www.digitaltrends.com/computing/hp-debuts-first-leap-motion-gesture-control-laptop/ (좌), http://techcrunch.com/2013/09/19/first-hp-computer-with-embedded-leap-motion-tech-will-ship-this-fall-for-1049-99/ (우)
또한, 립모션은 HP와 합작하여 기존의 USB단자로 립모션 컨트롤러를 연결할 필요없이 립모션 센서가 노트북에 탑재된 엔비17립모션SE(Envy 17 Leap Motion SE)를 출시했다. 세계 첫 동작인식 노트북인 셈이다. 이는 노트북에 모션인식 컨트롤러를 탑재함으로써 새로운 입력방식을 고안해냈다는 점에서 높이 평가할 수 있을 것이다.
※ 이미지 출처 : http://www.idownloadblog.com/2013/02/25/149-myo-armband-brings-wearable-gesture-control-to-macs-and-idevices/
MYO는 미국 실리콘밸리의 신생회사 탈믹 랩스(Thalmic Labs)가 선보인 모션입력장치로, 앞서 언급한 립모션이 손동작을 모션으로 인식한다면 MYO는 암밴드(armband)를 통해 사용자가 근육을 움직일 때 나오는 전기신호를 인식하는 원리로 동작을 읽어낸다.
※ 이미지 출처 : http://www.digitaltrends.com/computing/thalmic-labss-gesture-control-myo-armband-raises-14-5-million/ (상), http://www.idownloadblog.com/2013/02/25/149-myo-armband-brings-wearable-gesture-control-to-macs-and-idevices/ (하)
그렇기 때문에 별도의 매개체 없이 가상게임을 하거나 헬리콥터를 조종하고 프레젠테이션의 화면을 넘길 수도 있으며, 영상을 멈추고 게임에서 총을 쏘는 것까지도 가능하다. 이처럼 다양한 분야에서 활용할 수 있는 것이다. 또한 MYO는 기존의 모션인식 기기들이 가진 거리에 대한 제한, 기타 보조 장치 필요와 같은 환경적인 제약을 뛰어넘었다는 점에서 높은 평가를 받고 있다. 현재 2만 5000개 사전 주문이 끝나는 등 많은 관심을 받고 있다.
암밴드 MYO는 지금으로서는 팔에 장착해서 전기신호를 인식하지만 앞으로는 목걸이, Eye tracking과 같은 의료분야에서도 많은 이용이 될 것으로 예상된다.
※ 이미지 출처: http://kmug.kr/?p=11991
2013년 8월, 전문 IT매체인 애플인사이더(Apple Insider)는 미국특허청에 제출한 특허출원 문건을 바탕으로 애플이 ‘Working With 3D objects’라는 특허를 획득했다고 전했다. 2012년에 신청된 이 기술은 터치스크린과 내장된 근접센서를 통해서 스크린 표면을 벗어나 손가락 제스쳐의 높이를 인식하여 3D 인터페이스를 제공할 수 있을 것이라고 전망했다. 본 기술의 핵심은 2D 오브젝트에서 3D 오브젝트를 생성하고 컨트롤 할 수 있다는 점이다.
애플은 이 기술을 아이패드에 적용하여 CAD(Computer Assisted Design) 어플리케이션에 유용하게 쓰일 것이라고 언급했다.
※ 이미지 출처: http://kmug.kr/?p=11991
※ 이미지 출처: http://postmovietrauma.blogspot.kr/2010_06_01_archive.html
프랑스의 시장조사기관인 욜(www.yole.fr)에 따르면 모바일용 모션센서시장은 지난 2009년 3억600만달러에서 오는 2015년 11억9100만 달러로 무려 3배 이상의 급성장할 것으로 전망하고 있다고 한다. 이 조사는 모바일에 한정된 시장 전망이기 때문에 전체 모션센서시장은 PC 등 더욱 많은 기기와 연계되어 이보다 더 크게 성장할 것이라고 예상할 수 있다. MS의 키넥트가 열어둔 동작인식기술의 발전 영역은 현재 의학, 물리학 관련 실험 수행부터 소프트웨어의 효율적인 사용방법에 관한 연구까지 다방면으로 넓게 펼쳐져 진행되고 있다. 그리고 가까운 미래에는 디지털 디스플레이나 프로젝터 등으로 영상이나 정보를 표시하는 광고인 ‘디지털 사이니지(Digital Signage)’, 체험영상인 ‘인터랙티브 무비(Interactive Movie)’ 등에도 응용을 예상하고 있다.
앞서 언급된 MS, APPLE, Leap Motion와 그 외의 소개되지 못한 전문기업들의 기술이 발전해나가는 행보를 보았을 때, 예상보다 빠른 시간 안에 영화에서 보았던 가상의 경험들이 우리들의 생활 속에 스며들 것이라 기대해본다.
글 / 디자인맵 편집부
출처 : ⓒKIPO
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