사물인터넷(IoT)의 도래로 인해 '디지털', '스마트 기기', ' 스마트 센서' 같은 신조어에 익숙해지고 있다.
그리고 이제는 아침에 조깅을 하면서 연소시키는 칼로리양을 계산하고 휴대폰을 가지고 나오지 않아도 누군가에게 전화를 걸 수 있으며 집이 안전한지 모니터할 수 있는 시대가 됐다.
요약하면, 연결성과 IoT 기기의 중요성이 커지면서 기술은 점점 스마트해지고 있어 인간의 생활을 편리하게 만들고 있다. 그러나 광자 사물인터넷 시대가 머지 않아 IoT가 보여줄 게 아직 많이 남아있다.
광자 사물인터넷 도입
IoT의 센서 기능을 더욱 활용한 광자 사물인터넷(IoPT)는 IoT에 속하는 것으로 분류할 수 있다.
즉, IoPT는 기온 데이터를 수집하고 기온 대기 분포 상황을 분석해 IoT의 잠재력을 극대화한 것이다.
연구진은 먼저 블루투스가 가능한 온도계와 앞서 말한 IoPT 센서를 장착한 드론을 세인트 루이스 공원에서 테스트 했다. 그리고 이 테스트 결과는 일정하게 나타나는 것으로 확인됐다.
이는 상당이 놀라운 발견이다. 보통 무선 센서는 오디오/영상에 약점을 가지고 있으며 전자파 장애로 데이터를 수집하기 어렵기 때문이다.
스피커 근처에서 전화할 때 짜증 나는 소음이 발생하는 것을 경험해 본 적이 있을 것이다. 바로 그것이 전자파 장애로써 이러한 소음이 배경음으로 지속되는 경우 데이터를 기록하는 것이 어려워진다.
전자시스템공학과 양 란 교수는 “광학 센서가 면역 속성을 가지고 있어서 이 같은 간섭을 피할 수 있는 해답이 될 것이다”며 “이미 간단한 테스트를 통해 입증된 사실이다”고 말했다.
테스트했던 센서는 양 교수가 개발한 위스퍼링 갤러리 모드(WGM)로써 진동, 기계 및 광선 주파수에 반향하는 IoT 센서다. 그리고 더 중요한 것은 소형이기 때문에 휴대가 쉽다는 것이다.
한편, 빛은 이 유형의 센서에 중요한 요인이다. 빛 입자를 찾아서 광검출기와 전송 증폭기에 전달해야 하기 때문이다. 그 후 이 시스템은 모니터 회로와 열전 냉각기, 레이저 전류 드라이브, 와이파이 유닛을 작동하는 프로세서로 연결된다.
이 무선 센서는 설치된 프로그램을 통해 전자파 간섭에 면역이 있을 뿐만 아니라 환경 변화, 특히 습도와 온도 변화를 감지할 수 있는 고급 기능도 갖추고 있다.
이 때문에 농업과 연구 산업에 필요한 정확한 데이터를 모니터할 수 있다. 게다가, 기본적으로 IoT 기기이기 때문에 연구자들은 와이파이와 센서가 연결된 앱을 통해 원격으로 센서를 제어할 수 있다.
이러한 광학 센서에 관한 관심이 증가하고 그에 발맞춰 성장하고 있어서, IoPT는 그 입지가 더 견고해질 것으로 보인다.
다른 사물인터넷
확실히, 소리는 빛 외에 IoT 센서가 모니터할 수 있는 좋은 요인이다. 일반적으로, 광자 센서의 데이터 변환은 지루한 작업이다.
처음 수집했던 빛 입자를 컴퓨터가 이해할 수 있는 전자 신호로 전환하는 것은 수많은 다른 작업도 필요할 수 있기 때문이다.
금융 및 여러 산업의 경우, 마이크로초 단위로 손실을 볼 수 있어서 데이터 변환 속도 문제를 제외하고 인터넷에 정보를 업로드하는 속도도 상당히 중요하다.
예를 들어, 주식 투자자들은 주식 가격이 언제 폭락할지 알지 못하기 때문에 브로커들이 게시하는 실시간 데이터에 의존하고 있다. 따라서 약간의 시간적 지연으로 인해 현명하지 못한 금융적 판단을 내릴 수 있게 된다.
빛은 상당히 빠른 속도로 이동을 한다. 여기에서 광자 센서 사용에 대한 아이디어가 나온 것이다. 그러나 호주에 있는 여러 대학의 연구자들은 소리를 사용한 센서가 발진기보다 빠르게 작동할 수 있다고 주장했다.
연구자들에 따르면, 소리를 사용한 센서는 데이터를 수집할 수 있는 청각 속성의 재료를 사용할 수 있으며 수집한 데이터를 변환하기 위해 특수 칩으로 신속하게 전달하기 위해 브릴루앙 산란(SBS) 기법을 사용한다.
이러한 설정은 IoT 센서의 표준 프로그램보다 빠르고 효율적이다. 빛과 소리 센서의 시간차는 단 1마이크로초이지만, 초와 마이크로초는 상당히 큰 차이가 있다.
요약하자면, IoT는 점진적으로 발전하고 있으며 조만간 광자 사물인터넷과 청각 사물인터넷, 그 외 여러 가지 속성을 기반으로 한 사물인터넷의 여러 가지 버전을 볼 수 있게 될 것이다.
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