Development of a Platform for remote collaboration and education based on Tele-experience (안씀)

Tele-experience 기반 원격 협업 및 교육을 위한 플랫폼 개발
Development of a Platform for remote collaboration and education based on Tele-experience

  • 주관 연구 기관 : 한국전자통신연구원
  • 협동 연구 기관 : 한국과학기술원

1. 연구 목적
 Giga Media 기반 C-P-N-D 산업 생태계 조성을 위한 지원 SW 플랫폼 및 서비스 기술 개발을 목표로한다. 이 기술을 통해 학교 등의 장소를 직접가지 않고도 현재의 공간에서 실시간으로 느끼고, 상호작용이 가능한 Tele-Experience 세상 구현을 목표로 한다.

Giga Media 기반 C-P-N-D 산업
Giga Media 콘텐츠(C)와 디바이스(D), 초고속 네트워크(N)를 유기적으로 통합한 TaaS (Tele- experience as a Service) 기반의 실시간 미디어 처리 플랫폼(P) 및 서비스 기술 개발

기존의 단순한 정보 전달에 국한 되었던 원격 교육 시장에서 TaaS기반의 융합 서비스를 통해 상호 관계 설정의 새로운 수단을 제공하여 고실감 고품질 융합 서비스를 실현 하도록 한다. 또한 원격 교육의 한계를 넘어서 보다 풍성한 정보전달, 상호교감 및 맞춤형 서비스 등을 제공하는 Giga Media 교육 서비스를 통해 국민 모두에게 평등하며 교육의 양적, 질적 향상을 획기적으로 달성할 수 있는 우수한 교육환경을 제공할 것으로 예상된다.

2. 연구 내용

remoteeducation

그림. 원격 협업 학습 서비스 기술 구성도

2.1. 연구 목표

  • Tele-Experience 기반 협업용 웹 스트리밍 기능
    • Tele-Experience를 제공하기 위하여 초고품질 영상 및 음성을 웹 환경에서 스트리밍함으로써 실시간 원격 협업 학습을 지원한다. 본 기능은 TaaS SW플랫폼의 스트리밍 기능을 응용한다.
    • 망 상태에 따른 스트리밍 품질 제어 기능
    • 실시간성을 보장하기 위하여 망 상태에 따라 스트리밍 품질을 제어 기능
    • WebRTC 표준 기반 스트리밍 세션 제어 기능
    • 동적 그룹 스트리밍 분할/결합 기능
    • 클라우드 자원 관리 및 웹 기반 가상 머신 스트리밍 제어 기능
  • TaaS 플랫폼 지향적 협업 콘텐츠 신디케이션 기능
    • 원격 협업 교육에 제공되는 콘텐츠를 수집, 매시업 및 배포를 담당하는 기능으로, 다음의 세부 기능으로 구성된다.
    • 협업 콘텐츠의 메타데이터 생성 및 수집 기능
      • 협업 교육(시청, 제작 등)이 가능한 미디어 콘텐츠에 대해 메타데이터를 생성하고, 이를 수집하는 기능
    • 협업 콘텐츠 저장 및 선택적 재생 기능
      • 협업 콘텐츠 출판자(Publisher)로부터 콘텐츠를 수집하여 이를 저장하는 기능
      • 협업 콘텐츠를 사용자의 환경에 알맞은 조건에 따라 선택적으로 재생하는 기능
        • 콘텐츠 매시업을 통한 협업 교육을 지원할 수 있다.
    • 클라우드 가상 머신 템플릿 및 스냅샷 메타데이터 생성, 관리 기능

2.2. 스트리밍 연결을 동적으로 구성 및 제어하여 그룹 환경을 실시간적으로 제공 할 수 있는 시스템 개발

  1. 목표 및 필요성
    다자간의 UHD급 화상 교육 스트리밍 세션을 관리할 시 고성능의 메모리와 네트워크 인프라 요구로 인해 많은 비용이 소요된다. 따라서 협업 교육을 위한 재그룹화가 요구 될 시 입출력을 제어하는 것 보다는 스트리밍 구성을 분할하여 다수의 스트리밍 세션 그룹으로 나누는 것이 더욱 효율적이다. 따라서 본 기술에서는 동적 그룹 분할 및 통합 기능에 대한 요구사항을 정의한다.

    usecase

    그림. 유스케이스

  2. 기능 상세
    1. 시스템은 그룹을 분할/통합하도록 제어할 수 있는 인터페이스를 제공해야 한다.
    2. 시스템은 스트리밍 세션을 동적으로 생성할 수 있으며 세션 컨텍스트를 저장하여 세션 종료가 가능해야 한다.
    3. 시스템은 세션 그룹의 크기에 맞춰 알맞은 MPU 자원을 찾고 할당할 수 있어야 한다.
    4. 시스템은 그룹 분할/통합 인터페이스에 대해 제어 권한을 관리 인터페이스를 제공해야 한다.
  3. 운용 시나리오
    1. Tele-Conference 기반 원격 교육
      1. 교수자 A는 학습자 B, C, D, E, F, G를 포함하는 강의 방을 개설한다.
      2. 교수자는 강의 중 협업 교육 이론에 근거해 조별 협업 그룹 개설을 {A, B, C}, {A, D, E}, {A, F, G}로 시스템에 요청한다.
      3. 시스템은 기존의 세션 연결을 해지하고 그룹 크기에 알맞은 적당한 MCU 자원들을 이용하여 새로운 스트리밍 세션 그룹을 구성한다.
      4. 그룹 원들간 협업 교육을 수행하며 교수자는 개별 그룹 별로 교육 지도를 내린다.
      5. 조별 협업 교육이 종료되면 교수자는 그룹 복구를 요청하고 이후 처음의 강의방과 같은 교육 환경으로 복귀한다.

lecture

그림. webRTC 기술을 이용한 강의 시스템 구축