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쉽게 따라 하는 미디어 아트 Make Media Art[7편] Pulse Room

2017.11.23 09:30

LG CNS 블로그 독자 여러분 안녕하세요! 미디어 아티스트 송준봉입니다. 

어느덧 2017년하고도 11월의 막바지에 다다랐습니다. ‘2017년'이라는 말이 이제서야 좀 익숙해진다 싶었는데, 이제는 ‘2018년'을 익숙하게 만들어야 할 시점이 되어버렸네요. 얼마 남지 않은 2017년이지만, 남은 기간 마무리를 잘 해야 2018년도 잘 보낼 수 있겠지요. 


추운 날씨에 밖에서 떨다가 감기에 걸리는 것보다는, 따뜻한 집에서 모두 모여 미디어 아트를 함께 만들어 보는 건 어떨까…죄송합니다!! 그럼 예술과 IT part 2, ‘Make Media Art’ 의 7번째 주제를 시작해 보겠습니다.




 오늘 만들어 볼 작업은?

l Pulse Room, RAFAEL LOZANO-HEMMER,

Heart rate sensor, light bulbs, voltage controller, etc., 2006 

(출처: http://www.lozano-hemmer.com/pulse_room.php)


오늘 만들어 볼 작업은 Rafael Lozano Hemmer 작가의 2006년 작업 ‘Pulse Room’ 입니다. Rafael Lozano Hemmer는 1967년 멕시코 태생의 미디어 아티스트로, 현재는 몬트리올과 마드리드를 기반으로 작업을 진행하고 있습니다. 대학 시절 전공은 특이하게도 화학인데, 주로 기술 기반의 lighting 및 projection을 활용한 interaction 작업을 내놓으며 현재까지도 활발하게 활동 중인 작가입니다. 

l teamVOID의 Light Wave 작업을 관람하는 Rafael Lozano Hemmer,

뭔가 평가받는 느낌이었습니다.


미디어 아트 분야에서는 워낙 유명한 작가이기도 하고, 개인적으로도 interaction 작업에 흥미가 있다 보니, 좋아하는 작가 중 한 명이었습니다. 올해 몬트리올에서 저희 팀이 참여한 전시에서 만나, 저희 작업 ‘Light wave’를 꽤나 열심히 관람하고, (빈말이었을지라도) 칭찬받았던 영광스러운 기억이 나네요.


오늘 만들어 볼 Pulse Room은 interactive 대형 Lighting 설치 작업으로, 수 백 개의 전구가 균등하게 설치된 공간을 마련하고, 관객이 공간의 한쪽 끝에 설치된 손잡이를 잡으면, 손잡이에 설치된 심장 박동 감지 센서를 통해 관객의 심장 박동과 동일한 리듬으로 공간의 모든 전구가 반응하여 빛나는 작업입니다.


Rafael Lozano Hemmer ‘pulse room’

http://www.lozano-hemmer.com/pulse_room.php


지금이야 심장 박동 측정쯤은 각종 웨어러블 디바이스에 기본으로 들어가 있을 정도라 대단할 것 없겠지만, Pulse Room 작업이 만들어진 2006년에, 공간이 자신의 심장 박동으로 반짝이는 interaction이 관객에게 얼마나 신선하게 다가왔을지 생각해보면 작업의 가치를 다시 한번 생각해 볼 수 있을 것 같습니다. 


이 작업은 현재까지도 세계 여러 곳의 다양한 전시에 초청받아 전시되고 있으며, Pulse park (2008), Pulse spiral(2008), Pulse tank (2008) 등 다양한 버전으로 만들어졌습니다. 특히, ‘Pulse Park’ 작업이 유명한데요, 뉴욕의 Madison Square Park 전체가 한 사람의 심장 박동과 동기화되어 뛰는 모습은 동영상으로 감상해도 감탄스럽기만 합니다. 그럼 지금부터 ‘Pulse Room’ 작업에 사용된 기술과 원리에 대해 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠습니다.



l Pulse Series: 왼쪽부터 Pulse room (2008), Pulse park (2008), Pulse spiral(2008)



 어떻게 만들었을까?

‘Pulse Room’이라는 작업 이름에서 알 수 있듯이, 우선은 심장 박동을 측정할 수 있는 센서가 필요하겠습니다. 심장 박동을 측정하는 방법은 여러 가지가 있지만, 비교적 저렴하고, 소형이며, 사용이 간단해서 최근 많이 사용되는 센서는 LED와 Light Detector를 함께 사용하는 방식입니다.

이번 프로젝트에 사용할 센서는 50원짜리 동전만 한 크기로 가격은 대략 $10 이하이지만, 아두이노 등 다양한 Micro Processor와의 사용을 위한 Library 등이 공개되어 있습니다. 국내에서도 ‘심장 박동 센서’ 또는 ‘Pulse Sensor’로 검색하면 쉽게 구할 수 있지요. 특이하게도 현재 쉽게 구할 수 있는 Pulse Sensor 센서는 관련 사이트에서 아주 쉽고 자세하게 사용 방법을 알려주고 있으니 방문해보는 것도 좋을 것 같네요.


l 저렴한 비용으로 Arduino 를 사용하여 쉽게 사용 가능한 Pulse Sensor

(출처: https://pulsesensor.com/)


센서는 크게 밝은 빛을 내는 LED와 Light Detector로 구성되어 있습니다. LED는 단순히 피부 속은 비추는 조명 역할을 수행하고, Light Detector는 CdS라고도 불리는 조도 센서와 비슷하다고 생각하시면 될 것 같습니다. 심장이 뛸 때(이완•수축)마다 혈관 속에 혈액의 양이 조금씩 변하겠지요.


다시 말해, 심장이 이완될 때는 혈관을 흐르는 혈액의 양이 줄어들 것이고, 그렇게 되면 반사되는 빛의 양이 많아지겠지만, 반대로 심장이 수축할 때는 혈액의 양이 늘어나 반사되는 빛의 양이 적어집니다. 이렇게 변화하는 빛의 반사량을 Light Detector가 일정 시간 동안 측정하고, 그 주기를 분석하면 사용자의 심장 박동 수를 알 수 있게 되는 것이죠.


주로 피부가 얇아서 심장박동에 따라 혈류의 변화가 잘 보이는 손가락 끝부분이나 귓불 등의 부위에 사용하면 측정이 잘 됩니다. 아무래도 병원 등에서 사용하는 장비에 비해서 정확도는 떨어지지만, 저렴하고 소형으로 제작이 가능하여, 최근 많이 사용되고 있는 대부분의 Wearable 장비에 사용되는 센서가 이와 같은 방식을 사용하고 있습니다. 참고로 일반적인 사람의 평균 심장 박동 수는 72~84 사이라고 합니다. 


l 저가형 심장 박동 감지 센서 (Pulse Sensor) 의 작동 원리

(출처: http://www.raviyp.com/embedded/140-learn-how-a-heart-beat-sensor-works)



 만들어봅시다!

그럼 이제부터 ‘Pulse Room’을 본격적으로 만들어보도록 하겠습니다. 그동안 조금 어려운 프로젝트만 진행했던 것 같아, 이번 프로젝트는 최대한 단순하게 정말 만들어 볼 수 있도록 하는 것을 목표로 해보겠습니다!

(1)준비물 
‘Pulse Room’을 만들기 위한 준비물을 정리하면 다음과 같습니다.  

1) 아두이노(Arduino): 1개(USB Cable 포함)

2) Pulse Sensor: 1개

3) 전구(12V): 1개~다수(LED / 백열 전구 관계 없음)

4) 12V Power: 1개(Adapter / Power Supply 등)

5) 컴퓨터: 1대(Arduino Program 설치된)

6) 전선 및 점퍼 케이블 다수


l Pulse Room을 만들기 위한 준비물


(2) Basic Usage 
우선은 Pulse sensor의 작동을 (이제는 익숙한 장비인) 아두이노에 연결하여 확인해야 하겠지요. 기본적으로 Pulse Sensor는 혈류량에 따른 빛의 세기를 측정하는 조도 센서이기 때문에 연결이 아주 간단하며, 전원(Vcc•Gnd) line 연결 후, 나머지 Signal line을 아두이노의Analog Input Pin (A0)에 연결하면 끝입니다. 그리고 확인을 위해 LED를 Digital Pin 5에 아래 그림과 같이 연결합니다. 

이제 아두이노에 업로드할 프로그램을 짜야 하는데, 우리는 예제를 거의 그대로 사용해도 완성이 가능합니다. Pulse Sensor 공식 사이트를 참고하시거나, 링크에 코드를 다운받아 아두이노에 Upload 해주시면 됩니다. 


l 기본적인 Pulse Sensor의 연결


이제 잘 작동하는지 확인해보도록 하겠습니다. 손가락 끝(약지가 가장 잘 되는 것 같습니다)이나 귓불 등에 센서를 올려두고, 10초 정도 가만히 있으면 아래 그림과 같이 심장박동에 따라 LED가 반짝이는 것을 확인할 수 있습니다. 또한, 아두이노의 모니터링 기능인 ‘Serial Monitor’나 ‘Serial Plotter’ 실행하면, 심장 박동 수와 그래프를 확인할 수 있으니 한번 확인해 보시면 좋을 것 같습니다.


l Basic Test: Pulse Sensor로 반짝이는 LED(좌), 필자의 심장 박동 그래프(우)


(3) Advanced Usage

기본적인 Test를 끝냈으니, 이제 본격적으로 ‘Pulse Room’ 의 작은 Version을 만들어 보도록 하겠습니다. 우선은 Pulse Sensor가 전선 등이 너무 드러나있는 모습이 보기에도 좋지 않고 Noise에 민감한 Pulse Sensor에 영향을 끼칠 수 있기 때문에, 조금 예쁘게 꾸며보도록 하겠습니다. 


필자는 아래 그림과 같이 Laser cutting 장비를 사용하여, 나무 판재를 가공하여 Box를 만들어 주었습니다. 나무 Box가 아니더라도 어떤 방법으로든 마감을 해주시면, 작업의 Quality가 급격히 올라간다는 사실을 기억하세요!


l Laser Cutting 장비를 사용하여 예쁘게 만들어 보았습니다!


이제 두 가지 할 일이 남았는데, 첫 번째는 프로그램이고, 두 번째는 심장박동에 맞추어 LED 대신 전구를 동작시키는 일입니다. 기쁜 소식은 프로그램은 앞서 테스트했던 예제를 그대로 사용하면 된다는 점입니다! 하지만 나쁜 소식은 LED 대신 전구를 사용하는 것은 생각보다 쉽지 않은 일이라는 것이죠.

그 이유는, 기본적으로 아두이노의 OUTPUT은 5V이기 때문에, 그 이상의 Voltage가 필요한 장치를 구동시킬 수 없습니다. 실제로 ‘Pulse Room’에서는 우리가 흔히 보는 220V 전구가 사용되었습니다. 이러한 경우 AC Dimmer나 DMX controller 등의 장비가 필요한데요. 우리 블로그와는 어울리지 않는 것 같습니다. 대신 여기서는 Transistor를 사용하여 12V 전구를 두근거리게 만들어 보도록 하겠습니다.

공학을 공부하신 분이라면, Transistor라는 이름을 한 번쯤은 들어보셨을 텐데요, 보통 Amplifying과 Switching 역할을 하는 장치라고 합니다. 하지만 간단히 말하면 ‘수도꼭지’와 똑같다고 보시면 되는데요. 수도꼭지를 조절하여(5V 전압을 조절하여) 나오는 물의 양(12V 혹은 그 이상의 전원)을 조절할 때 사용하는 장치라고 생각하면 쉽게 이해할 수 있습니다. 

사용법은 의외로 간단한데요. Transistor 있는 3개의 핀(Base•Emitte•Collector)에 Base(수도꼭지)를 통해 연결된 전압을 조절하면, Collector의 입력 Source가 Emitter로 흐르게 됩니다.

l 보기만해도 머리에 쥐가 날것 같은 Transistor(출처: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/)


왠지 모르게 머리가 아파오기 때문에 결론적으로는 Base(아두이노 5V Output)•Collector(12V 전원)•Emitter(전구의+)와 같이 연결해 주시면 됩니다. 아래 그림을 참고하시면 더 쉬울 것 같네요. 

l Transistor를 사용하여 12V 전구를 동작 시키는 회로도


(4) 완성과 마무리

드디어 모든 준비가 완성되었습니다. 이제 심장 박동 센서에 손가락을 올려두고 심박수가 측정될 때까지 10~20초 정도 기다립니다. 곧 자신의 심장 박동과 동기화되어 두근거리는 전구의 빛을 보실 수 있습니다. 참고로 1분 정도 집중해서 해보면 손가락 끝에서 심장 박동이 느껴지는데, 이때 전구의 빛과 함께 얻을 수 있는 감정이 굉장히 묘해서 오랫동안 체험해 보면 더 재미있더군요. 결과는 아래 동영상에서 확인하실 수 있습니다.


l 필자의 심장 박동과 하나가 되어 두근대는 Pulse Room



 마치며


오늘은 Make Media Art 일곱 번째 시간으로, Rafael Lozano Hemmer 작가의 ‘Pulse Room’의 작은 Version을 만들어 보았습니다. 비록 ‘Pulse Room’ 작업처럼 큰 공간을 나의 심장 박동으로 가득 채우지는 못했지만, 집 한구석이나마 본인의 심장 박동의 빛으로 가득 채워보니, 왠지 모르게 집안이 더 따뜻해진 기분이 들었습니다. (물론 기분 탓이겠지만요;;) 


앞으로 연말 분위기가 점점 무르익을 텐데, 친구나 동료들과의 술자리도 좋지만, 가족과 함께 집에서 작은 파티라도 하면 더욱 따뜻한 연말이 되지 않을까 합니다. 그럼 다음 시간에 더 재미있는 미디어 작업으로 돌아오겠습니다!



글 | 송준봉 | 미디어 아트 그룹 teamVOID

teamVOID는 현재 송준봉, 배재혁으로 이루어진 미디어 아트 그룹으로, 기술과 예술의 융합을 주제로 로봇, 인터렉티브, 키네틱, 라이트 조형 등 다양한 뉴미디어 매체를 통해 실험적인 시스템을 구상하고 그것을 작품으로서 구현하고 있습니다.



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Posted by IT로 만드는 새로운 미래를 열어갑니다 LG CNS
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