우리 삶의 다양한 분야에서 ICT 기술을 적용하여 편의성과 활용성이 증대되고 있다. 본 논문에서는 최근 다양한 응용에 활용되고 있는 아두이노(Arduino)를 기반으로 사람의 움직임에 따라 이용할 수 있는 Accelerometer와 FSR 센서를 사용하여 RGB LED Strip을 제어하고 여러가지 색상을 다양한 패턴으로 나타나게 하며, 해당 움직임을 모니터링할 수 있는 시스템을 제안한다. 이는 사람의 움직임 또는 동작을 취하는 다양한 신체부위에 적용해 볼 수 있다.
융복합 응용의 일반화로 라즈베리파이나 아두이노 임베디드형 제어 보드의 활용이 늘고 있다. 이러한 제어장치 설치는 상시 전력이 부재한 상황에서도 운영되어야 하는 경우가 많다. 이러한 경우에 흔히 태양광을 이용하기 때문에 충분한 전력 확보가 쉽지 않다. 본 논문에서는 이러한 저전력 환경 하에서도 작동할 수 있는 효과적인 제어 체계를 제안하고자 한다. 본 논문에서 구성한 실험 기기는 일정한 주기별로 DSLR 카메라 촬영하는 장치이다. 장치의 제어 모듈은 라즈베리파이와 아두이노 보드를 결합한 복합물이며, 아두이노 보드가 정해진 주기별로 라즈베리파이 보드를 동작시키도록 구성하였다. 본 논문에서는 이러한 전력 제어를 위한 프로그램을 개발하였고 이 펌웨어에 의하여 라즈베리파이의 전력 소모를 일자별, 시간별로 측정하여 전체 시스템의 효율성을 검증하였다. 아두이노 보드는 정한 간격마다 라즈베리파이에 전력을 공급하여 카메라에 슈팅 신호를 전송하도록 하였다. 실험결과, 10일간의 실험 기간 동안 일정하고 안정적인 전력 소모가 측정되었다. 결국 아두이노를 결합하여 절전하는 경우 라즈베리의 소비전력량을 약 81% 절감한 것으로 조사되었다.
초연결사회를 지향하기 위해 발전하고 있는 사물인터넷(Internet of Things)은 아두이노 등의 OSHW(Open Source Hardware)를 기반으로 두고 있으며 다양한 소형 제품 등이 등장하고 있다. 이러한 사물인터넷은 저성능, 저메모리라는 한계로 인하여 강력한 보안 기술을 적용하기 어렵다는 심각한 정보보안 문제를 야기하고 있다. 본 논문에서는 사물인터넷 기기로 주로 사용되는 아두이노의 응용프로그램이 호스트컴퓨터에서 컴파일과 로딩이 수행됨에 따라 발생할 수 있는 취약성을 분석하여 아두이노 보드의 센서로부터 입력되는 값을 공격자가 임의로 변경할 수 있는 새로운 공격 방법을 제안한다. 이러한 방법을 통해 아두이노 보드가 환경정보를 오인식하여 정상적인 동작이 불가능하게 할 수 있다. 이러한 공격 기법의 이해를 통해 안전한 개발환경 구축방안을 고려할 수 있으며 이러한 공격으로부터 대응할 수 있다.
본 눈문은 시각의 중요 수단으로 여겨지는 빛보다, 새로운 시각 표현 방법인 그림자에 초점을 맞추어 제작한 작품 에 대한 것으로 은 전통 시계인 해시계로부터 모티브를 얻었다. 이는 아두이노 보드(Arduino Board)와 SSR(Solid State Relay), 거리감지 센서, 220V 전구 등을 이용하여 제작했다. 이는 전구가 순차적으로 켜지면서 시계방향으로 그림자가 생기는 것을 작동 원리로 한다. 이 작품은 관객 참여를 바탕으로 하며 추후에 모바일 응용 분야로 발전될 가능성이 있다.
본 논문에서는 마이크로소프트의 홀로렌즈를 이용한 손 위치 추적 및 모션 인식과 아두이노를 통해 상황에 맞는 무게감을 사용자에게 전달할 수 있는 VR 인터페이스를 제안한다. 홀로렌즈는 혼합현실을 체험할 수 있지만 홀로렌즈를 이용해 가상의 물체를 잡았을 때 현실과의 물리적인 상호작용이 없기 때문에 현실감이 떨어져 몰입을 저하하는 원인이 된다. 본 논문에서는 혼합현실에서 사용자의 몰입을 개선하기 위해 아두이노를 이용하여 사용자에게 무게감을 효율적으로 전달하여 현실과 같은 몰입을 줄 수 있는 도르래 방식의 VR 인터페이스를 제안한다.
가장 대표적인 기계학습 알고리즘인 딥러닝 방법은 여러 응용 분야에서 활용성이 입증돼 디지털신호처리에 널리 사용되고 있다. 그러나 많은 학습데이터를 사용해 학습하는 과정에서 많은 메모리와 학습시간이 필요하기 때문에 CPU 성능과 메모리 용량이 제한된 IoT 디바이스에 딥러닝 기술을 적용하기는 어렵다. 특히 메모리 용량이 2K~8K 로 극히 적은 아두이노 기반의 디바이스를 사용한다면 알고리즘 구현에 많은 한계가 발생한다. 본 논문에서는 정확성과 효율성이 입증돼 여러 분야에서 활용되고 있는 ELM 알고리즘을 아두이노에서 최적화하는 방법을 제안하고, 실험을 통해 메모리 용량이 2KB인 아두이노 UNO와 메모리 용량이 8KB인 아두이노 MEGA에서 각각 15차원, 42차원의 다중 클래스 학습이 가능함을 보였다. 실험을 입증하기 위해 가우시안 혼합 모델링을 사용해 생성한 데이터셋과 범용적으로 사용하는 UCI 데이터셋을 사용해 제안한 알고리즘의 효율성을 입증하였다.
본 논문에서는 가상현실에서 헤드 마운티드 디스플레이(Head mounted display, HMD) 사용자와 Non-HMD 사용자에게 사용자의 걷기, 뛰기, 절름발이 움직임을 몰입감 있게 표현하기 위한 새로운 가상현실(VR, Virtual Reality) 인터페이스를 제안한다. 가상현실에서는 몰입감을 높이기 위해 시각적 감각을 활용한 HMD와 사용자의 자세나 움직임을 추적하는 장비를 활용하지만, 일반적인 사용자들에게 HMD 보급은 많이 이루어져 있지 않으며, 비용적인 측면과 멀미로 인해 가상현실 콘텐츠에 몰입하기 어렵다. 본 논문에서는 효율적으로 몰입도를 높이고 비용적인 부담을 줄여주기 위해 아두이노를 활용한 새로운 보행 인터페이스 장치를 제안한다. 보행 인터페이스 장치는 사용자의 다리 가속도 정보를 기반으로 사용자의 상태 변화에 맞게 패턴을 설정하여 사용자의 걷기, 뛰기, 절름발이 움직임을 통해 사용자 캐릭터의 움직임을 제어하고 표현할 수 있는 새로운 결과를 보여준다.
아두이노는 오픈 소스 기반 전자 프로토타이핑 플랫폼으로서, 예술가, 디자이너, 취미 활동가 등 인터랙티브 객체 또는 환경 구축에 관심이 있는 모든 이들을 위해 제작되었다. 아두이노의 강점은 하드웨어에 대한 깊은 지식이 없어도 손쉽게 하드웨어 어플리케이션을 제작할 수 있다. 아두이노의 구성은 AVR 마이크로컨트롤러 ATmega 168을 사용하며 아두이노를 동작시키기 위한 소프트웨어로는 아두이노 프로그램, MATLAB, Processing을 주로 사용하고 있다. 아두이노는 오픈 소스 기반이며 하드웨어를 직접 제작할 수 있거나 실드를 이용하여 추가적으로 아두이노를 결합할 수도 있다. Processing은 오픈 소스로 공개되어 있으며 2D, 3D, PDF 출력을 사용할 수 있으며 그래픽 처리 부분은 P3D와 OpenGL을 사용한다. 또한 독립 응용프로그램을 실행해서 확인할 수 있다. 아두이노의 결합을 통해 사운드, 비디오, 컴퓨터 비전 등 수 많은 라이브러리 지원을 확장할 수 있으며 안드로이드폰과 아이폰 프로그래밍이 가능한 프로그램이다. 본 논문에서는 소프트웨어 부분은 Processing을 사용하였고 하드웨어 부분은 아두이노 MegaADK 보드를 사용하였으며 이 소프트웨어와 하드웨어를 이용하여 간단한 2차원 게임을 제작한 후 전체적인 아두이노와 Processing의 그래픽 처리 성능을 확인하고 검증하였다.
교육 장소에서 실제 수업하거나, 시뮬레이션 환경에서 교육하는 방법에 대한 방향이 제시되고 있다. 4차 산업혁명 이후에 다양한 분야의 산업 발전이 이루어지고 있고, 특히 IoT와 관련된 교육이 실행되고 있는 실정이다. 제안 모델은 3D 환경에서의 시뮬레이션 시스템을 응용하여 큰 비용 없이 다양한 IoT 시스템을 간접적으로 구축하여 교육할 수 있는 모델로서, 아두이노 플랫폼을 기반으로 가상 리모트 IO를 구현하였으며, 이를 통하여 교육을 위한 시스템 구축비용의 경감과 시스템을 간접적으로 구축하여 학습할 수 있는 모델이다. 또한 교육과 관련된 콘텐츠들을 다양하게 실습할 수 있다. 테스트 코드를 작성하여 실제 시스템과 가상의 시스템과의 동작 일치성을 확인하였다.
모든 사물이 지능화되고 인터넷과 연결되는 IoT의 시대가 열리고 있다. IoT 생태계 구축과 활성화를 위해서는 개방형 IoT 서비스 플랫폼이 무엇보다도 중요하다. 본 논문에서는 개방형 IoT 서비스 플랫폼의 한 요소로서 오픈 소스 하드웨어와 Blutooth4.0을 기반으로 하는 BLE 센서 모듈을 개발하여 그 도달거리와 사용가능시간과 같은 성능을 평가하고, 테스트베드를 구축하여 그 기능을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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