립모션(Leap motion)과 함께 보는 동작인식기술

[이성훈]

최근 10년 사이에 터치폰이 등장하더니, 어느 새 핸드폰뿐만 아니라 컴퓨터 모니터나 태블릿 PC도 손의 터치만으로 작동할 수 있게 되었습니다. 키보드나 마우스를 사용하지 않고도 기계를 작동시킬 수 있게 된 것이죠. 하지만 이제는 손으로 터치하지 않고도 기계와 상호작용 할 수 있는 “동작인식 기술”을 개발하고 있습니다. 지난 2013년, 세간의 주목을 받은 동작인식 기기가 있는데요, 바로 미국 스타드업 기업에서 출시한 립모션(Leap motion)입니다. 그럼 립모션과 함께 동작인식 기술에 대해서 알아볼까요?

 

 

동작인식 기술이란 무엇인가요?

동작인식 기술이란 “사람 몸의 움직임을 인식해서, 기계와 상호작용 하는 것”을 의미합니다. 동작인식은 2차원 공간에 있던 터치기술이 3차원 공간으로 확장된 것이라 볼 수 있습니다. 터치기술은 스크린이나 디스플레이 등의 입력장치가 필요한 반면, 동작인식은 직접 접촉하는 입력장치 없이, 물리적인 공간을 활용합니다. 현재는 닌텐도 Wii나, 장갑, 손목밴드 등의 도구를 사용하여 동작을 인식하기도 하고, 카메라를 통해 영상 속 사물의 위치를 분석하고 거리를 측정해 동작을 인식하기도 합니다.

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립모션(Leap motion)이란 무엇인가요?

립모션은 동작인식 센서를 내장하고 있어, 손동작으로 컴퓨터를 작동할 수 있게 해주는 보조기기입니다. 지금까지 키넥트나 닌텐도 Wii와 같은 제품들은 손이나 발 등이 움직이는 큰 동작을 인식했는데, 립모션은 손가락 하나하나의 움직임까지도 세밀하게 인식할 수 있습니다. 사용방법도 정말 간단한데요, 컴퓨터에 소프트웨어를 설치하고 USB로 연결만 하면 바로 사용할 수 있답니다. 립모션은 키넥트에 비해 200배 높은 감도를 가지고 있으며 1/100mm의 움직임도 감지할 수 있다고 합니다. 키넥트는 멀리서 동작을 인식했지만, 립모션 같은 경우 짧은 거리에서 동작을 인식하는데 쓰일 수 있습니다.

 

립모션은 어떤 원리로 작동하는 것인가요?

립모션은 카메라를 기반으로 하여 동작을 인식하는 대표적인 기기입니다. 카메라 기반의 동작인식에서 중요한 이슈는 “2D 평면으로 보이는 화면에서 어떻게 깊이, 즉 z축 값을 추출하는가”입니다. 사람은 뇌에서 자신이 보는 모든 것을 x, y, z 좌표로 인식하여, 눈에 보이는 영상을 3D로 인식하게 됩니다. 기계에서도 3D로 영상을 인식하게 하려면 x, y축 뿐만 아니라, 깊이 정보인 z축 정보를 인식할 수 있어야 합니다. 이러한 깊이 정보를 인식하기 위해, 2개 이상의 카메라를 사용하여 입체 공간을 분석하거나, 물체에 패턴화 된 빛을 비춰 물체의 모양을 3D로 구조화 시키고, 빛이 도달하는 시간을 측정하는 등의 시도를 해왔습니다. 

 

립모션은 적외선 카메라를 사용해서 손의 움직임을 추적하고 그것을 컴퓨터로 3D 지도를 그려 손의 움직임을 인식하는 방법을 사용하고 있습니다. 립모션의 내부는 2개의 적외선 카메라(적외선 인식 모듈), 3개의 적외선 LED(광원) 등으로 이뤄져 있는데요, 먼저 적외선 카메라가 영상정보를 받아들이면서 x, y, z축을 결정하게 됩니다. 다음으로 화면상의 특정 점을 추출해, 이 점이 움직이는 궤도를 연속적으로 추적한 뒤, 추적된 점들을 분석해 움직임을 인식하게 됩니다. 자세한 원리는 특허문제로 아직 공개되지 않고 있다고 해요. 

 

립모션의 한계점은 무엇인가요?

현재에도 립모션을 직접 사용하신 분들의 리뷰가 올라오고 있는데요, 가장 공통적인 문제점은 생각보다 동작인식이 매끄럽지 않다는 것입니다. 우리가 터치로 자판을 칠 때 오타를 내는 것처럼, 립모션도 손의 제스처를 인식할 때 오류가 생기기도 합니다. 또한 동작이 인식되기 위해서는 일정 높이 이상 손을 올려야 하며, 동작에 익숙해져야 하는 불편함이 있습니다. 따라서 앞으로 많은 전자기기에 활용되기 위해서는 이러한 정확도 문제를 해결해야 할 것입니다.

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앞으로 립모션에서 볼 수 있는 동작인식 기술은 어떻게 활용될까요? 

동작인식 기술은 아직까지는 전자기기나 태블릿 PC에 국한되어 개발되고 있습니다. 아직까지는 게임 상황에서만 동장인식을 사용하고 있습니다. 하지만 앞으로는 전자기기 제어도 동작인식을 이용 할 수 있게 되면서 실생활에 밀접하게 사용될 것입니다. 또한 동작인식을 활용한 원격치료 또는 가상치료 등의 의료분야나 자동차제어 등의 분야로도 확장될 것입니다. 또한 이제까지는 동작인식 센서를 가진 장비를 착용하거나 카메라의 영상을 분석하여 동작을 인식했지만, 전혀 다른 센서를 통해 동작인식이 가능하게 될 지도 모릅니다.