걸어서 출근과 퇴근을 하는 나무늘보 기자에게 동료들이 대안을 제시했어요. 바로 ‘공유 자전거’ 이용하기! 자전거를 탄 나무늘보는 조금 더 빠르게 출근할 수 있을까요?
[통합과학 개념 이해하기]
지금 자전거의 위치는? 인공위성이 알려줌!
공유 자전거는 스마트폰 앱 등을 이용해서 대여할 수 있는 교통 서비스예요. 서울시의 공공 자전거 ‘따릉이’, 민간 서비스 ‘카카오 T 바이크’ 등이 대표적이죠. 서울시의 따릉이는 지난 2015년 도입된 후 10년 동안 총 2억 5000만여 명의 탑승객이 이용했을 만큼 큰 인기를 끌었어요. 집에 자전거를 보관할 곳이 없거나, 한두 번만 이용하려는 사람들에게 특히 도움이 돼요.
공유 자전거를 이용하려면 우선 스마트폰의 위성항법장치인 GPS(Global Positioning System) 기능을 활성화해야 해요. GPS는 미국에서 개발해 관리하는 위치 정보 시스템이에요. 우주에 띄운 인공위성을 통해 지구에 있는 사물의 위치와 높이, 이동속도 등을 실시간으로 확인할 수 있죠. 처음에는 군사 목적으로 개발됐으나, 1989년 이후 전 세계 누구나 무료로 이용할 수 있게 되면서 지도 앱, 자동차 내비게이션 등 일상적인 목적으로도 쓰이게 됐어요.
GPS를 쓰려면 원하는 물건에 GPS 수신기를 설치해야 해요. 수신기는 GPS 위성과 신호를 주고받으며 각 위성과 수신기가 탑재된 물체의 위치를 파악하죠. GPS와 신호를 주고받는 인공위성은 24개 이상으로, 약 2000~3만 6000km의 고도●에서 비행하며 전 지구의 땅과 바다, 공중의 물체들을 확인해요. 수신기는 이 중 3개 이상의 위성과 통신합니다. 세 개 이상의 기준점이 있을 때 사물의 거리와 위치를 쉽게 계산할 수 있기 때문이죠.
공유 자전거의 위치와 사용 기록도 GPS를 통해 실시간으로 확인할 수 있어요. 각 자전거에는 GPS 수신기가 들어 있고, 운행 중에는 1분 단위로 이동 경로와 위치가 새롭게 수집돼요. 이후 반납할 때는 기록된 정보를 바탕으로 이용 시간과 이동 거리를 계산해 최종 이용 금액이 계산돼요. 스마트폰 앱으로 자전거 를 대여 또는 반납할 때도 스마트폰의 GPS 수신기가 가장 가까운 대여소의 위치, 대여할 수 있는 자전거의 종류와 수량을 확인해서 알려준답니다.
공유 자전거 위치 찾기&이용 방법
2. GPS 수신기에 인공위성을 통해서 계산한 현재의 위치 정보가 기록된다.
3. 해당 정보를 바탕으로, 공유 자전거의 현재 위치와 이용 상태가 스마트폰 앱에 나타난다.
4. 공유 자전거의 QR코드 등을 이용해 원하는 자전거를 대여한다.
[통합과학 넓히기]
집안의 사물 정보로 정신건강 파악한다?!
공유 자전거처럼 사물을 인터넷에 연결해 데이터를 처리하는 기술을 사물인터넷 또는 IoT(Internet of Things)라고 해요. 집안의 전자기기에 IoT 센서를 넣어 사람들의 정신건강 상태를 파악할 수 있는 기술이 등장했어요.
2025년 9월, 한국과학기술원(KAIST) 이의진 전산학부 교수 연구팀은 가전제품과 수면 매트 등을 활용해 사용자의 건강 정보를 모으고 분석할 수 있다는 연구 결과를 미국컴퓨터협회(ACM) 저널에 발표했어요. 기존에는 스마트폰이나 스마트워치 등 항상 몸에 지니고 다니는 웨어러블 기기로 건강 정보를 모았어요. 그러나 집 안에서는 사람들이 웨어러블 기기를 잘 착용하지 않다 보니 정보가 누락되는 등의 문제가 있었죠.
연구팀은 대신 집에서 자주 쓰는 전자기기, 즉 가전제품을 활용해 보기로 했어요. 청년층 중 1인 가구 20세대를 대상으로 냉장고, 식기세척기, 전자레인지 등 가전제품과 집안 곳곳에 움직임, 진동, 빛의 밝기 등을 감지하는 센서를 설치해 인터넷으로 연결했어요. 실험 참가자들이 가전제품을 쓸 때마다 해당 가전제품을 얼마나 자주 사용하는지, 모든 전자제품을 이용하지 않는 동안은 뭘 하는지 등을 파악할 수 있었죠.
4주 동안 데이터를 모아 분석한 결과, 스마트폰이나 웨어러블 기기로만 정보를 모았을 때보다 이러한 IoT 데이터를 더해서 분석했을 때 훨씬 정확한 건강 상태를 알아낼 수 있었어요. 연구팀은 스트레스를 많이 받을 때 냉장고 사용량이 늘어나는 ‘폭식형’, 아무것도 하지 않고 누워만 있는 ‘무기력형’ 등의 정신건강 패턴을 확인했죠. 이를 분석해 적절한 시점에 스마트 스피커로 심리 상담 질문 등을 하기도 했어요.
연구팀은 한 사람이 특정 행동을 얼마나 자주 하는지보다, 일상적인 패턴이 얼마나 급격하게 바뀌는지가 정신건강을 파악하는 데 더 중요하다고 분석했어요. 즉, 규칙적인 생활이 정신건강을 지키는 데 가장 중요하다는 거예요. 이의진 교수는 “인공지능(AI)을 활용해 개인별 생활 패턴을 예측하고, 맞춤형으로 분석할 수 있는 의료 시스템으로 발전시킬 계획”이라고 밝혔어요.
스마트 스피커 시스템
