Some Thoughts on Augmented City 2019

시민이 행복해지는 도시: From Smart to Smile :-)
증강도시에 대한 몇가지 생각
Woontack Woo (禹雲澤), Ph.D.
KAIST ARRC & UVR Lab
Daejeon 34141, Korea
11/29. 2019 @ 2nd AR Vista Forum

왜 스마트 도시인가?
스마트 도시, 시민은 스마트하게 사는가?
플랫폼 도시, 시민은 봉인가?
증강도시, 시민은 행복한가?
EDC 증강도시 플랫폼, 어떻게 할 것인가?
몇가지 생각
2012-2018 © Woo, KAIST UVR Lab., Daejeon 34141, Korea

스마트 도시?
다양한 개념 & 접근 (선진국 vs. 개도국)
도시 공간에 친환경 융합기술을 적용하여 도시기능을 효율
화하고 도시 문제를 해결하는 지속 가능한 도시
그런데 도시의 주체, 무엇을 원하는가?
시민: 스마트 시민
•삶의 질 향상: 안전, 편리, 행복
정부: 스마트 행정
•제도와 인프라 개선, 거버넌스 혁신
기업: 스마트 산업
•기술혁신, 운영 효율 확보로 산업 경쟁력 확보
방문객?
왜 스마트 도시인가?

스마트 도시, 다양한 접근
유럽은 시민이 주도!
•필요(Need) 서비스 먼저, 기술은 도시의 역사와 시민의 삶 지원!
•살고 싶은가? 매력적인 곳인가?
우리는 정부가 주도!
•기술 먼저, 혁신 성장의 플랫폼? 기술은 도시문제 해결?
•이동성, 효율성, 삶의 질, 성장, 지속 가능한 도시?
• 교통, 공해, 기후변화 대응: 탄소 배출 모니터링과 관리
• 공공자원의 효율적 관리와 운영: 교통, 에너지, 물, 방범, 방재, 빌딩, 도시
• 고품질의 시민 서비스: 교육, 놀이, 쇼핑
• 성장 그리고 지속 가능한 도시: 일자리, 방문객, 모빌리티
시민이 스마트 하게 살기?
스마트 도시, 시민은 스마트하게 사는가?

개방형 플랫폼
공통 플랫폼
•국제 표준기반 IoT 제어, 데이터 통신, Edge/Cloud 연동
응용 플랫폼
•응용 서비스 개발자 위한 UI: IoT 연동 제어, 서비스 관리, 등
플랫폼 도시의 장점
단일 플랫폼 확보로 IoT 간 호완성/공동 활용 증대
플랫폼기반 데이터/개발환경 공유로 개발 시간/비용 감소
Edge/Cloud 활용으로 운영 비용 절감
응용 서비스 호완성 확보

스마트 플랫폼 도시, 시민은 봉인가?
데이터, 정보의 자원, 스마트 도시의 기반!
•시민은 데이터 제공, 지속적 참여? 보상은?
스마트 도시는 편리, 안전, 행복을 제공하는가?
그런데, 협업의 인센티브?
•시민은 데이터 제공 -> 인센티브 서비스 활용
•정부는 인프라 제공 -> 도시 생태계 활성화
•기업은 서비스 제공 -> 데이터 확보
준비된 스마트 시민?
데이터는 미래 권력!
시민은 권력에 참여하여 관리하고 활용할 수 있나?

증강도시, 살고 싶은 매력적인 도시?
기술(Technology)과 시민(Talent) 그리고 포용(Tolerance)?
기술: 시민 참여형 개방형 플랫폼, 가능할까?
시민: 스마트 시민 의식과 참여
포용: 어떻게 할 것인가?
증강 시민, 어떻게 살 것인가?
몸, 마음, 사회적 관계 그리고 데이터
그런데 시민의 기술 literacy는?
증강현실, 도시 문제 해결과 정책 결정에 참여로!
증강 도시, 시민은 행복한가?

Concept
Busan Echo Delta Smart City
도시가 시민을 자유롭게 한다!

Concept: Platform City
Busan EDC
지속적 혁신이 가능한
미래 도시 플랫폼

Value
Busan EDC

정의의 진화
증강현실 Augmented Reality (Azuma, 1998)
•To register interactive 3D virtual objects into a 3D real environment in
real time
증강공간 Augmented Space (L. Manovich, 2002)
•The physical space overlaid with dynamically changing information,
multimedia in form and localized for each user
Augmented Urban Spaces (A. Aurigi, 2008)
•To co-develop integrated urban planning practices
through XR (VR/AR/MR) technologies
• To improve stakeholder participation
• To link long-term visions with short-term actions
• To plan (solve) challenges in the Augmented Urban
•Places, Connections, Situations and Augmentation
증강도시

증강도시 Augmented City (Woo 2019)
IoT, 5G, 데이터플랫폼, AI, 디지털트윈 등 ICT 기술의 유기
적 연동을 통해 도시의 통합적 모니터링, 효율적 관리, 예측/
검증 시뮬레이션 등을 하며, AR/VR 플랫폼을
통해 시민참여로 도시문제를
관리/해결하는 스마트 도시
핵심 요소
•현실과 가상의 유기적 연동
•관심/맥락 객체/장소 중심 3D 증강
•현실-가상 양방향 상호작용과 협력
•그리고 참여형 문제 해결 도시
디지털트윈기반 증강 도시
증강도시
센싱
(Sentient)
오픈소스
지능
(Intellige
nce)
생산
(Producti
ve)
창의
(Creative)재생
(Recyclic
al)
탄력
(Resilien
t)
유동
(Fluid)
그물망
(Reticula
r)
전략
(Strategi
c)
M. Carta (2016)

우리가 사는 세상을 IoT/E, AI, VR/AR로 증강하면,
정보/지식/경험: Strolling is the new scrolling!
시공간의 한계를 초월한 소통과 협력
그래서, 도시/시민/사회 능력의 확장
Social Media Services
Life: Home
Healthcare, wellness
Work: Office
Collaboration
Play: Public Places
Entertainment
Management
Energy/Water/Air/Mobility
Digital Twin
Physical World

데이터 층위 및 해석
Partial
•A small # of data sources,
e.g., temperature, pressure,
device state
Clone
•All meaningful & measurable
data sources from an asset
Augmented
•Data from the connected
asset with derivative data,
correlated data from
federated sources, and/or
intelligence data from
analytics and algorithms.
취합
분석
가시화
통찰정보
운영
센싱
전달
Data (환경,
사용자, 제품,
장비, 설비, 인
프라, 프로세서
등)
Analytics
(관제, 계획,
검증, 운영 등)
City (시설,
로봇, 사람 등)
IoT (센서, 시
민 등)

증강도시 플랫폼
기본 인프라: IoT, 5G, DP, AI, DT, SC, VR/AR
역할: To Monitor, Plan, Simulate, Verify, Operate
디지털트윈기반 증강 도시 플랫폼
Data Platform
Sensing
(5W1H)
Digital Twin
Modeling
(2D/3D)
VR/AR Platform
Context-aware
Augmentation
(2D/3D)
Citizen, Communities, City, Infrastructure, Environment
Active Participation
(Citizen Science)

XR over 5G, 활용?
5G Edge Cloud will augment on-device processing
5G
• -> tracking
data
• <-
retrieved/
rendered
data
Edge Cloud
• Partial
rendering
• analysis
• retrieving
Cloud
• Less
latency
sensitive
content
Power-efficient,
latency insensitive
on-device rendering
and tracking
Round-Trip Delay (or RTT) of 5G for VR/AR
• Handheld VR/AR: ~200ms
• Head-mounted VR (CG,AI, HCI): ~ 50ms (SKT?)
• Wearable AR (CV, CG, AI, HCI): ~ 10ms (KT?)

AR Platform
증강도시 전체 개념도 (DT with Digital Thread)
Sensing &
Monitoring
Analysis &
Simulation
Planning
Design &
Development
Test &
Verification
Management
& Services
Multimodal User Interface
Data
Human
Sensor
IoT sensor
(Things,
People,
Processes)
DB
Data
Human
Sensor
IoT sensor
(Things,
People,
Processes)
DB
Digital Twin
Authoring
Planning
AR ServicesAR Services
Life
Work
Play
Geo info
Data
Data
Platform
Geo Data
Storage
Information
Wise Geo-AR
Context
Awareness
NUI
Management
USER
Information
Authentication
Open
DB/
Server
AR
Server
Visualization
Verification
Operation
Simulation
MonitoringAggregation
Analysis
Simulation
Visualization
Management
2D/3D
Rendering
City
Management
I/O
Authentication User Profile
D-SLAM4AR
Robot
In-situ
Authoring

Digital Twin
Digital Twin
데이터/정보 관리
수집/처리/저장
사용자 행동
실시간
Geo데이터
(IoT/IoE)
정보
(DB, D/AI
Platform)
3D 기반 해석
관재/분석/예측
3D 가시화
계획/검증/학습
서비스 관리
(Management)
일상/일/놀이/도
시관리/로봇
사
용
자
서비스
플랫폼
일상
일
놀이
도시관리
로봇
해석모형
3D Model
A sensor-enabled model of matching
things/systems/space, people or processes

VR/AR Platform
VR/AR Platform
Localization
D-SLAM4AR
NUI
Management
Intelligent 2D/3D
Rendering
정보/서비스
증강 관리
(Wise Geo-AR
Management)
사
용
자
VR/AR
서비스
플랫폼
일상
일
놀이
로봇
도시관리
사용자
입력/
피드백
Context-
awareness
실시간
Geo데이터
(IoT/IoE)
정보 (DB,
DP, DT)
Camera
Sensors
In-Situ
Authoring

VR/AR Platform
D-SLAM4Localization: 사용자 위치와 관심 (객체) 인식/추적
Intelligent Rendering: 지능적 정보 시각화 및 증강
Context Awareness: 사용자, 환경,
컴퓨팅 등 맥락인지
NUI Management:
직관적인 사용자
인터페이스
Authoring
AR Services
Life
Work
Play
AR Platform
Information
Open
DB
AR
Server
City
Management
Robot
Multimodal User Interface
Geo info
USER
Wise Geo-AR
Context
Awareness
NUI
Management
2D/3D
Rendering
D-SLAM4AR
AR Authoring

시민의 참여, 증강 도시 만들 수 있을까요?
모바일 앱과 디지털트윈기반 시민의 능동적 참여
디지털트윈기반 진행 프로세스
모바일 앱으로 실생활에서 스스로 문제 발굴
디지털트윈과 인공지능으로 문제 모니터링과 가시화
다양한 이해관계자와 협력하여 해결 방안 시뮬레이션
다양한 방법론 검증
참여로 정책 반영
공동 해결

시민 참여형 증강 도시
시민이 직접 사회문제를 발굴하고, 디지털 트윈을 통해 다양
한 주체들(시민, 전문가, 디자이너, 기업 등)이 참여하여
virtual verification을 마친 후, real world에 결과를 반영
방법: Incentive Orchestration
Gamification affordance: DT 플랫폼의 virtual citizen에게
•DT에서 장소/콘텐츠에 대한 접근권 제공(badge, level)
•DT에서 사용 가능한 재화 제공(points)
Additional incentive: DT에서 획득한 자원 ARP를 통해 활용
•증강현실 콘텐츠에 대한 접근권 제공(information/content)
•증강현실에서 사용 가능한 토큰 제공

A-EDC 추진시 고려사항
EDC 완공 이전에 증강도시 서비스 검증 위한 테스트베드 조
기 구축 및 서비스 검증
개방형 증강플랫폼 및 핵심 서비스
•지리정보기반 관련 정보/지식의 증강
•사용자의 인지/경험 증강
•로봇 등 서비스 연동 및 증강
데이터/ 증강콘텐츠 표현 표준화
및 산업 생태계 조성
시민참여형 도시문제 해결 모형 및
인센티브 시스템 디자인/구현/검증

Smart Citizen
스마트시티: 시민의 문제
•진화하는 도시 시민은 수동적 수용자
•다양한 정보/서비스의 홍수
•시민간 소통의 부재
해법
•시민 참여형 스마트 시티
•시민 중심의 정보 풀링
•VR/AR기반의 사회적 소통 및 연대
기술
•3차원 지도기반 정보/경험 공유
•개인화 에이전트 기반 정보 소비
•경험공유 및 소통지원 소셜 플랫폼
사람 기술
Usable
Useful
Efficient
Induced
Enervation
Artificial
Unintelligence
Intended
Inconvenience

증강도시 응용
IoT, 5G, Digital Twin, AI, AR/VR 연동
증강도시 서비스: LWPM
Management
관리: 환경, 교
통, 안전, 행정
Life 삶:
의료/복지, 에
듀테인먼트,
에너지
Work 일:
작업, 교육/훈
련, 협력
Play 놀이:
관광, 전시, 공
연, 스포츠, 쇼
핑, 산책

What Should We Do?
Deploy or Die? XR or Extinct!
"Do you want to sell sugared water
for the rest of your life?
Or do you want to come with me and
change the world?“
- Steve Jobs

More Information
Woontack Woo, Ph.D.
•wwoo@kaist.ac.kr
•http://uvr.kaist.ac.kr
•http://arrc.kaist.ac.kr
Supported by
KAIST, ㈜ PostMedia, ㈜ VirNect, ㈜AST
과기정통부 IITP/NRF, 문화부 KOCCA, K-Water
Related Events
3rd AR Vista Forum, Jan. 2020
“The future is already here. It is just not uniformly distributed”
by William Gibson (SF writer)
Welcome to A-City in UVR Era!

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