동향

감성인식 기술 및 시장동향 분석

1. 서언

 

   감성인식 및 사용자UX 기술은 사용자-기기-콘텐츠 간에 혁신적 인터페이스가 요구되는 3DTV, 실감게임, 증강현실, 상황인지 미디어, 터치스크린 방식의 UI 및 양방향 햅틱(haptic) 인터페이스 등에 적용되어 발전하고 있다. 향후에는 사용자의 생체정보와 감각(시각/청각/촉각/후각 등) 메커니즘을 이용하여 뇌파나 시선 등 매우 민감한 사용자 생체정보 및 오감정보 인식, 오감융합 기반 감성 UX 기술을 중심으로 발전할 것으로 예상된다[1]. 글로벌 ICT 기업이나 연구기관 등을 중심으로 개발되고 있는 감성인식 기술트리별 다양한 기술개발 사례를 <표 1>에 나타낸다[2].

 

<표 1> 감성인식 기술트리 및 기술개발 사례

































중분류 소분류 기술개발 사례
센서 및 감성신호

처리기술
  - 생체신호를 측정하여 스트레스를 추정하는 기술

(컴퓨터에 부착된 무선 센서 이용)

- 인간의 감성을 측정하기 위한 웨어러블 컴퓨팅

기술

- 감성융합기술 및 감성인식 디바이스 기술

- 감성을 추출하여 제품 개발, 라이브러리 및 웹

형태로 서비스

(영상/음성/생체/뇌파/신체 정보를 감지)

- 운전자의 운전환경 향상 기술

(자동차에 부착된 감성인지 센서를 통해 차량 내부

에서 감성을 추출)

- 운전자의 감성 평가 및 모니터링 기술

(운전자의 얼굴을 모니터링 하여 286개 특징점을

추출)
감성인지 기술 생체 기반

감성인지 기술
영상 기반

감성인지 기술
음성 기반

감성인지 기술
감성서비스 기술 감성응용

서비스 기술
실시간 감성인지

서비스 기술
뇌파 검출을 통한

감성상태 측정기술

* 자료 : 감성인식 관련 자료종합 / 재구성.

 

   이 연구에서는 사용자의 감정이나 선호도 등을 파악하여 고객중심의 맞춤형 서비스를 제공하고 있는 감성인식 기술의 향후 전망과 센서 관리 시스템을 기반으로 한 감성인식 기술개발 사례(인체감지 센서를 이용한 출입통제 기술)에 대해 설명한다. 아울러 감성인식 기술시장과 이 기술시장의 전방위 기술인 글로벌 생체인식 기술의 시장성 분석정보를 제시한다.

 

2. 감성인식 기술의 향후 전망

 

   스마트폰 기술은 다양한 멀티미디어 서비스 기능을 넘어 사용자의 감정이나 선호도 등을 파악하여 고객중심의 맞춤형 서비스를 제공하는 방향으로 발전하고 있다. 특히 지문인식 기술이 스마트폰에 적용되기 시작하면서 향후에는 얼굴/홍채/정맥/음성 등 다양한 생체인식 기술로 확산될 것으로 예상된다. 2014년 7월경부터 삼성전자 및 애플 등 스마트폰 업체들이 생체인식 원천기술 확보에 주력하고 있다. APPLE은 2012년 지문인식 솔루션 업체 어센텍을 인수한 데 이어 추가로 생체인식 기업과 M&A(인수합병)을 추진하고 있다. GOOGLE은 생체인식 기술을 안드로이드 OS에 기본 장착하는 방안을 추진하고 있다. 삼성전자는 2012년 홍채인식 관련 특허를 출원하면서 기존 얼굴인식의 4배, 지문인식의 6배 높은 보안성을 갖는 것으로 평가받고 있다[3]. 이처럼 감성인식 기술이 스마트폰 및 웨어러블/IoT 기기 분야에 적용되면서 스마트폰의 뒤를 이을 차세대 성장동력으로 주목받고 있다. 스마트폰과 감성인식 기술의 접목은 모바일 비밀번호를 대신할 수 있는 출입통제, 사용자(인가자) 인증 등 다양한 서비스로 발전하고 있다[4]. 인간의 감성을 자극하여 소비를 유도하는 시대가 되면서 ICT 선진 기업들은 성숙기의 ICT산업 돌파구로써 감성인식(전달) 기술개발에 주력하고 있다. 성능 및 가격 위주의 시장선점 전략에서 사용자 편의성과 만족도를 극대화시키는 소비자 감성 지향형 산업으로 재편되고 있는 것이다. 이에 전 세계 관련 업계는 특허 및 원천기술을 확보하고 감성(생체) 인식 기반 인프라를 조성하는 데 주력하고 있다. 이처럼 ICT와 심미적인 라이프 스타일 디자인을 통해 사용자와 기기가 교감하는 감성 UX(User eXperience) 기술로서 새로운 의사소통 방식과 감정전달 메커니즘이 형성되고 있다.

 

3. 감성인식 기술개발 사례_인체감지 센서를 이용한 출입통제

 

3.1. 개요


 

   인체감지 센서 모듈은 센서가 설치된 공간의 환경조건, 사람의 이동 또는 출입구의 사용 상태를 감지하기 위한 센서 등 다수의 소자로 구성된다. 특히 RFID 태그를 이용하는 탐지센서의 경우에는 RFID 리더기의 설치위치와 탐지속도가 매우 중요하다. 이에 대해 사례를 들어 요약하면 다음과 같다[5][6][7].

 

   - 고속도로의 하이패스 차로에 설치된 탐지센서의 경우 너무 높거나 낮게 설치되어 닜거나, 게이트를 통과하는 차량의 속도가 너무 빠르면 하이페스 카드를 인식하지 못할 수도 있다.

   - 공공건물의 비인가자 출입구나 지하철의 개폐구 등에서 RFID 태그는 도어 또는 도어가 개방되는 경우 RFID 리더기에 의해 RFID 태그가 읽혀질 수 있는 적절한 위치에 설치되지 않으면 탐지센서와 접촉센서로부터 신호처리 결과에 따라 출입구의 개폐를 제어하는 비교기와 제어기의 동작이 원활하지 않을 수도 있다.

 

   탐지센서 또는 접촉센서에서 탐지된 신호는 비교기로 전달되고, 비교기는 이들 센서로부터 전송된 신호처리 결과를 기반으로 출입구(고속도로의 하이패스 개폐기 등) 통과 여부를 결정하는 기능을 실행한다. 예를 들어, 탐지센서에 의해 감지가 되었지만 접촉센서에서는 감지되지 않았다면 출입구 이용요건에 해당하지 않아 전자식 개폐구는 작동하지 않을 것이다. 또한 비교기에서 처리된 신호처리 결과를 기반으로 제어기는 마이크로프로세서를 통해 각각의 개폐기의 작동을 제어하고 처리된 신호에 따른 결과를 별도로 데이터베이스에 저장하거나 무선통신 장치를 통해 외부 관리서버나 관제센터로 전송한다. 이처럼 제어기는 출입구의 전자개폐 작동 여부를 실시간으로 판단하여 비인가자에 대해 출입을 통제하거나 필요 시 개폐시간을 조절할 수도 있다. 무선통신 장치는 Zigbee, WiFi 및 WLAN 등과 같은 무선통신 채널을 이용하여 탐지센서, 접촉센서 및 전자개폐기의 단위 시간당 평균 작동횟수 또는 제어기에서 감지된 각각의 장치의 정상 여부 등 상태관리 정보를 관제센터로 전달한다. 아울러 제어기는 관련 정보를 무선통신 장치를 통해 전송할 수 있고 무선통신 장치는 관련 정보를 근거리 통신수단을 통해 외부의 관제센터나 관리서버에 전송할 수 있다.

 

3.2. 센서 관리 시스템의 구조

 

   다양한 종류의 인체감지 센싱 기능을 실행하는 센서 관리 시스템은 게이트를 통과하는 탐지센서, 게이트 이용여부를 감지하는 접촉센서 및 무선통신 장치로 구성되어 있다. 다수개의 출입구(게이트 등)를 갖는 시설에 적용될 수 있다. 각각의 출입구마다 고유한 ID를 부여하여 건물에 배치된 다수의 게이트를 관리하는 것이다. 이처럼 센서 관리 시스템은 각각의 고유 아이디를 가진 이용자의 출입상황을 개별 신호로 처리하여 특정 고유 아이디에 대한 상태정보를 판단하고 그에 따라 적절한 제어명령(control instruction)을 전송하게 된다. 인체의 감지(물리적/심리적 감성인식) 구조를 갖는 센서관리 시스템의 개념도를 [그림 1]에 나타낸다.

 
* 자료 : 안태원(2017.10).

[그림 2] 센서 관리 시스템의 개념도

 
3.3. 센서 관리 시스템의 동작원리


 

   각각의 출입구마다 인체감지 센서 모듈이 설치될 수 있으며, 이 모듈들은 탐지센서 또는 접촉센서로부터 수신한 신호처리 정보에 기반하여 전자식 개폐기의 사용 여부를 결정하고 관련 정보(탐지센서, 접촉센서 또는 전자식 개폐기의 작동 회수, 필요 시 온도 및 습도 등)를 무선통신 장치를 이용하여 신호처리 모듈로 전달한다. 관련 정보는 일정한 주기로 전송되며, 전자식 개폐기가 정해진 시간범위 동안 계속적으로 작동되는 상황이 발생하는 경우 등과 같이 특별한 상황이 발생하는 경우 시리시간으로 전송되도록 설정할 수 있다. 신호처리 모듈은 고유한 아이디가 부여된 각 출입구로부터 전송된 신호를 처리하여 제어서버로 전송한다. 신호처리 모듈과 제어서버 간 통신은 유무선 방식으로 이루어질 수 있고 필요 시 관련 서버를 경유하거나 또는 로컬 및 원격지 서버로 동시에 전달이 될 수도 있다. 이러한 신호처리 모듈은 모든 출입구마다 설치될 수 있으며, 배치 개수는 근거리 통신수단의 플랫폼 특성에 따라 결정될 수 있다.

 

4. 감성인식기술의 시장성 분석

 

4.1. 감성인식 기술시장


 

   감성인식 기술 분야의 글로벌 시장규모는 2018년 120억3,700만 달러를 기록하였으며, 2019~2024년 기간 동안 40.46%의 높은 성장을 지속하여 2024년에는 910억6,700만 달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상된다[8]. 2019~2024년까지 감성인식기술 관련 글로벌 전후방 기술시장 추이를 <표 2>에 나타낸다. 감정을 이해하는 것은 인간과 기계 통신시스템 사이의 상호작용 과정에서 중요한 의미를 갖는다. 감성인식 기술은 인간 및 컴퓨터 인터페이스를 향상시킬 뿐만 아니라 컴퓨터에서 수행한 피드백 메커니즘 작업을 향상시킨다.

 

<표 2> 감성인식기술 글로벌 전후방 기술시장 추이_2019~2024









- 연구기간 : 2019~2024

- 기준연도 : 2018

- 최대 시장성장 지역 : 아시아/태평양

- 최대 시장 : 북아메리카

- 연평균 성장률(CAGR) : 40.46%


 * 자료 : Mordor Intelligence(2019) / 재구성.

 

4.2. 바이오인식 기술시장

 

   감성인식 기술의 전방위 기술인 글로벌 생체인식 시장은 2015년 20억 달러에서 25.3%의 성장을 지속하여 2024년에는 149억 달러의 대규모 시장을 형성할 것으로 예상된다[9]. 2015~2024까지 글로벌 생체인식 시장의 매출액 성장추이를 <표 3>에 나타낸다.

 

<표 3> 글로벌 생체인식 시장 매출액 성장추이_2015~2024




















  2015 2024 CAGR[%]
매출액[백만 달러] 20 149 25.3


* 자료 : Tractica(2018) / 재구성.

 

   향후 10년간 금융, 헬스케어, 공공부문이 생체인식 시장의 주요 산업으로 자리매김 되고 있다. 특히 홍채, 음성인식 기술이 생체인식 방식 중 가장 큰 매출을 올릴 것으로 예상된다. 아울러 출입관리용으로 가장 활발하게 이용되면서 보안을 필요로 하는 모든 산업분야에서 이를 적용하고 있는 추세이다. 기술적 발전, 생체인식 기술 탑재기기 보급 확대, IoT 기반 서비스 확산을 통해 생체인식 기술시장이 활성화되기 위해서는 다음과 같은 전략이 필요하다[10].

 

   - 센서의 소형화 및 정확도 향상

   - 스마트폰 및 웨어러블 디바이스의 보급 확대

   - 핀테크 및 스마트 헬스케어 보급 확대 등

 

   또한 2020년 기준 시장성장의 주요인이 될 것으로 예상되는 IoT 기반 모바일 생체인식 기술은 48억 대의 스마트폰에 적용될 것이며, 54억 건의 생체인식 앱이 다운로드 되어 8,070억 건의 트랜잭션이 결제/비결제 부문에서 발생할 것으로 예상된다.

 

5. 결언

 

   사람의 생체 데이터(음성/얼굴 표정/뇌파/맥박/체온 등)로부터 기쁨/슬픔/화남/놀람/공포/혐오 등 인간의 기본적인 감정을 인식하는 감성인식 기술은 홈 어플라이언스 및 미래형 주거환경과 밀접하게 연관되면서 많은 주목을 받고 있다. 이처럼 감성인식 기술은 스마트폰을 통해 인간 중심의 스마트 모바일 기술 및 웨어러블 기술의 핵심기술로 발전하고 있다. 미국이 이 기술 분야의 세계 최고 수준의 기술력을 보유하고 있으며 유럽, 일본, 한국 등이 뒤를 잇고 있다[11][12]. 인체감지 센서 기반의 감성인식 산업은 개인정보보호에서부터 PC보안(바이러스나 악성 코드로부터 보호), 시스템 및 네트워크 보안(인터넷 및 인트라넷 보안 등), 첨단산업정보의 불법 유출을 막기 위한 산업정보보안 등 여러 보안 산업분야에 빠르게 확산되고 있다. 특히 주요 시설물의 출입 인가자/비인가자 검증기법이 스마트카드(바코드/QR코드/RFID 등)에서 인체감지 센서 기반의 감성인식 기술로 빠르게 대체되면서 보안이 한층 강화되고 있다. 이처럼 감성 ICT 산업은 사람의 생체반응을 통해 감성을 인지하여 상호작용에 활용되면서 스마트폰 및 PC, 게임, 자동차, 항공, 철도, 조선 등 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 감성지능형 스마트 자동차, 여행자 감성 품질 서비스, 감성 좌석, 감성 브랜딩, 감성 내부소재, 감성 엔터테인먼트 등 다양한 형태의 감성서비스가 개발되고 있다. 전방위 기술시장으로 바이오인식(지문인식/얼굴인식/홍채인식 등) 기술을 포함하고 있는 감성인식 산업은 하드웨어/소프트웨어/플랫폼 등 전후방 기술시장이 매우 유망한 산업이다. 이에 감성인식 기술과 감성ICT 융합기술을 포함한 글로벌 시장선점을 위해 원천(핵심)기술 개발에 산/학/연의 공동 노력이 절실하다.

 

References

 

[1] http://www.embeddedworld.co.kr/atl/view.asp?a_id=5457

[2] 감성인식 관련 자료종합.

[3] 생체인식 기술, 스마트폰 넘어 사물인터넷(IoT) 등 차세대 제품 시장에서도 주목(전자신문, 2018.07)

[4] http://www.connectinglab.net/wordpress/?p=9641

[5] 안태원, “인체감지 센서 모듈 및 관리 시스템의 개선방안”,대한전자공학회 논문지, 제51권 제10호, 2017.10.

<http://www.stcinc.co.kr/html/sub2/sub02.php>

[6] 남원모 외, “방범·안전·의료용 무선설비 국내외 이용동향 조사·분석 연구”, 한국전파진흥협회, 2018.11.

[7] “안전보안 통합 보고서_물리보안 전략분야 현황분석”, 2013 중소기업 기술로드맵 수립사업 최종보고서, 2018.

[8] “Emotion Detection and Recognition Market-Growth, Trends, and Forecast(2019~2024)”, Mordor Intelligence, 2019.

<https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/emotion-detection-and-recognition-edr-market>

[9] “Global Bio-Recognition Technology Market Trends”, Tractica, 2018.

[10] “생체인식 기술 및 시장동향”, S&T Market Report, Vol.39, 연구성과실용화진흥원, Feb. 2018.

[11] 김평수, “인간과 교감하는 감성로봇 관련 기술 및 개발 동향”, 정보와통신, 제33권 제8호, 한국통신학회, 2017.07.

[12] 정동규, “감성로봇 기술과 개발 동향”, 한국정보기술학회지, 제16권 제1호, 2018.06.