MIT, Wi-Fi를 이용한 놀라운 정확도의 실내 GPS 개발

MIT의 컴퓨터 과학 및 인공지능 연구소(CSAIL) 연구자들의 최근 혁신은 인근 Wi-Fi 장치, 즉 서로 몇 센티미터 이내에 있는 스마트폰을 찾는 방법을 개발했기 때문에 중요할 수 있습니다.

기존의 위치 시스템은 일반적으로 특수 비콘에 의존하거나 Wi-Fi 액세스 포인트를 듣고 위치를 고정하는 방식입니다. 또한, 이러한 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 위성 기술은 첫째로 비쌉니다. 둘째로, 정확성이 떨어집니다.

그러나 Chronos라는 새로운 기술은 Wi-Fi 신호를 사용하여 신호를 보내는 장치의 정확한 위치를 파악합니다. Chronos는 두 개의 Wi-Fi 장치, 즉 송신기와 수신기가 2.4GHz에서 5.8GHz Wi-Fi 범위의 35개 Wi-Fi 주파수 대역 사이를 동시에 전환하여 작동합니다. 신호가 축적되는 속도는 각 주파수에서 자연스럽게 다릅니다. 송신기는 2~3 마이크로초마다 대역을 전환하여 각 신호의 위상에서 자연적인 차이를 비교하고 신호가 이동하는 데 걸린 시간을 파악하여 거리를 정확히 측정할 수 있습니다.

대부분의 현대 스마트폰과 노트북에는 여러 개의 Wi-Fi 안테나가 장착되어 있어 Chronos가 거리뿐만 아니라 다른 장치의 방향도 파악할 수 있게 해주며, 공간에서의 정확한 상대 위치를 감지할 수 있습니다. Chronos는 상용 Wi-Fi 카드만 사용하여 65cm(또는 GPS의 약 10배 정확도)까지 장치를 로컬라이즈할 수 있다고 주장되며, 이는 GPS보다 훨씬 더 정확합니다. 따라서 이는 현재와 미래의 IoT(사물인터넷) 맥락에서 점점 더 요구되는 응용 프로그램에 유용합니다.

MIT 연구자들인 박사 과정 학생 Deepak Vasisht와 교수 Dina Katabi는 Chronos가 스마트 홈에서 조명 제어를 위한 인원 수를 세거나, 카페에서 비밀번호 없는 Wi-Fi를 제공하고(밖의 무료 이용자를 제외하면서), 로봇이 인간 주변에서 안전하게 작동할 수 있도록 하는 데 사용될 것이라고 상상합니다.

“Wi-Fi는 널리 사용되고 모든 휴대폰에 있기 때문에, 가능한 한 많은 응용 프로그램에 이 놀라운 기술을 사용하는 것이 좋습니다.”라고 Katabi는 IEEE Spectrum에 말했습니다.

그러나 몇 가지 제한 사항이 있습니다. Chronos는 기존 Wi-Fi 장치에서 앱(또는 액세스 포인트의 펌웨어 업그레이드)만으로 실행할 수 있지만, 각 장치는 일회성 거리 조정을 거쳐야 합니다. Chronos는 모든 Wi-Fi 대역을 전환하는 데 약 1/10초가 걸리므로, 초기 설정 중에 장치가 서로 상대적으로 이동하면 정확도가 떨어집니다.

그렇다면 스마트폰을 카운터에 두거나 쇼핑몰의 푸드코트 테이블에 두어 완전히 정지시켜야 할까요? “걷는 것은 괜찮지만, 자동차에 있는 사람에 대해 이야기하는 것은 아닙니다.”라고 Katabi는 말합니다. “그러나 드론의 경우, 이동하는 것이 실제로 더 좋습니다. 왜냐하면 그 움직임이 제어되고 속도를 알 수 있기 때문에, 그 정보를 피드백 루프에서 활용하여 결과를 향상시킬 수 있습니다.”

Chronos는 Vasisht와 Katabi가 Intel 5300 Wi-Fi 카드와 Go-Pro 카메라가 장착된 AscTec Hummingbird 쿼드콥터에서 테스트했습니다. 드론은 넷북에서 1.4미터 떨어진 위치에 배치되어 컴퓨터가 이동하는 동안 사진을 촬영했습니다. Chronos는 드론을 프로그래밍된 거리에서 단 4cm 이내로 유지할 수 있었습니다.

Chronos의 해상도를 더욱 향상시키고 가상 경계를 설정하는 지오펜싱과 같은 기능을 구축하는 것이 Vasisht와 Katabi의 다음 단계입니다. 연구자들은 이 기술의 상용화에 대해 MIT와 논의 중입니다.

출처: IEEE Spectrum