KR101336908B1 - 나노-바이오-정보-인지기술이 융합된 하이브리드 커뮤니케이션 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노-바이오-정보-인식 기술이 융합된 하이브리드 커뮤니케이션 시스템으로, 바이오분자 (DNA) 태그와 전자 코드 및 이미지 태그가 혼합된 시스템을 구현하기 위한 물질, 방법 및 장치에 관한 것이다. 하이브리드 태그는 염기서열 (A, T, C, G)과 감응물질을 기본으로 구성된 DNA 혼합코드와, 1차원 바코드, 2차원 흑백코드, 3차원 컬러코드, 워터마크, 홀로그램 등에서 선택되는 이미지 혼합코드로 인코딩되어 객체에 대한 하이브리드 태그를 생성한다. 광학적 접촉을 통해 이미지 혼합코드를 읽어 객체에 대한 정보를 디코딩한다. 또한, 랩온어칩 (Lab-on-a-Chip) 에 이미지 혼합코드를 도입하여, DNA 혼합코드와 이미지 혼합코드와의 상관관계를 기초로 객체에 대한 정보를 산출하여 커뮤니케이션 시스템을 완성한다.
Description
본 발명은 나노-바이오-정보-인지기술이 융합된 하이브리드 커뮤니케이션 시스템에 관한 것이다.
문자나 숫자, 기호 등과 같은 인식 가능한 정보를 표시하는 방법에 있어서 정보의 보안이나 표시공간을 고려하여 문자나 숫자, 기호 등이 이미지로 표시된 경우가 있다. 이와 같이 정보가 이미지로 표시된 코드 이미지를 판독하기 위해서는 그에 적합한 디코더가 제공되어야 한다.
현재 이러한 코드로는 UPC, EAN 등과 같은 1차원 바코드, 컬러코드, 그레이코드, QR 코드, PDF-417, 데이터 매트릭스 등과 같은 2차원 이미지 코드 등이 있다. 이미지를 인식하여 정보를 추출하는 다른 기술로는 마크애니사 등에서 제공하는 워터마크 기술 그리고 이미지의 로고를 인식하는 기술 등이 있다.
이미지 코드는 코드 자체에 정보가 숨겨져 있기 때문에 사용자들의 입장에서는 해당 코드에 대한 정보가 전무하기 때문에 사용상에 어려움을 겪을 수 있다. 즉, 일반 휴대단말기나 PDA에서 사용가능한 이미지 코드인지 PC상에서 제공하는 것인 지, 코드를 인식하면 어떠한 정보가 제공될 것인지를 미리 예측하기 어렵다. 또한 코드는 각각 표현되는 데이터들의 양이 제한되어 있는데, 데이터가 수정되거나 추가되는 경우 이미지 코드를 새로 생성해야 하는 경우가 대부분이며, 수정, 추가, 무효화 등의 정보를 부가하기 어려운 단점이 있다.
워터 마크는 기본적으로 이미지의 사용자가 정당한 권한을 가지고 있는 지 확인하거나 원본 이미지의 저작권자 확인 혹은 이미지 정보로부터 네트워크 접속 서비스 제공 등의 목적으로 사용된다. 따라서 워터마크 정보는 이미지 내에 잘 숨겨서 보이지 않게 하는 것에 관심이 있으며, 원본 이미지와 정보상에 있어서 직접적인 연관성이 없거나 있더라도 원본 이미지를 해독하지는 않는다. 물론 코드 이미지 내에 워터마크를 삽입할 수는 있으나 원본 코드 이미지와 관계에 있어서 단순 조합이다.
색상 바코드는 바코드의 패턴에 색상을 매핑한 형태이나 단순히 표현가지수를 늘렸을 뿐으로 각각의 색상과 바코드 패턴의 결합 구조가 단순조합 형태이다.
다른 종래의 이미지 인식 방법으로 상표, 로고나 패턴 인식이 있다. 이들은 특정한 이미지의 패턴을 미리 데이터베이스화 한 후 입력된 이미지와 상호 비교하여 유사도를 측정한 후 이를 인식하는 방법이다.
최근에는 분자 수준의 코드도 제안되었다. 눈에 보이지 않는 미세한 사이즈의 나노 코드는 해당 개체에 고루 감지되면서도 쉽게 탐지되지 않아 훼손 및 위조복제가 불가능하다고 알려져 있다. 이러한 분자 수준의 코드로서 가장 적절한 것이 뉴클레오타이드로 구성되는 DNA의 염기서열을 정보 단위로 사용하는 것인데, DNA의 염기서열은 생물의 모든 유전 정보를 담을 수 있어 정보의 집적화면에서 매우 효율적이며 세계적으로 통용될 수 있는 판단 기준이 있어 신뢰성이 높다. 따라서 의도적으로 디자인한 유전자 합성 기술은 극소량에서도 다중복합적으로 탐색해 낼 수 있는 검출법과 함께 생물 정보학, 의학 진단, 과학 수사 등의 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다 (Condon A, Nat. Rev. Genet. 7:565-575, 2006). 나노입자 역시 매우 작은 면적에 복잡한 정보 코딩이 가능하여 견고함을 바탕으로 오랫동안 지속할 수 있는 라벨링 기술에 사용되고 있다 (Han M, Nat. Biotechnol. 19:631-635, 2001). 이와 발맞추어 신속하고 정확하게 단일 분자를 검출할 수 있는 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)나 NEMS(Nano Electro Mechanical Systems)는 희석, 혼합, 반응, 분리, 정량 등 유전자 시료의 모든 전처리 및 분석 단계를 소형화된 바이오센서에서 수행할 수 있는 랩온어칩(Lab on a Chip) 혹은 랩온어디스크(Lab on a Disk) 등의 개발에 접목되어 급진전하고 있다 (Harold C, Nature 442:387-393, 2006; Cho Y-K et al., Lab Chip 7:565-573, 2007).
본 발명은 객체에 대한 정보를 DNA 코드와 이미지 코드가 혼합된 태그를 제공하며, 광학적 접촉 및 랩온어칩 기술로 그 하이브리드 태그를 인식하여, 상관관계를 기초로 객체에 대한 정보를 표현하는 하이브리드 커뮤니케이션 시스템을 제공하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는 객체에 대한 정보가 DNA를 포함하는 물질로 코드화된 DNA 태그와 이미지를 이용하여 상기 객체에 대한 정보를 표시하는 이미지 태그가 서로 융합된 하이브리드 태그, 상기 하이브리드 태그로부터 상기 DNA 태그 및 상기 이미지 태그를 인식하는 태그 리더 장치 및 상기 인식된 DNA 태그와 상기 인식된 이미지 태그간의 상관관계에 기초하여 상기 객체에 대한 정보를 산출하는 연산 서버를 포함하는 하이브리드 커뮤니케이션 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 랩온어칩에 기초하여 객체에 대한 정보를 표시하는 하이브리드 태그로부터 DNA 태그를 인식하는 단계, 광학적 접촉에 기초하여 상기 하이브리드 태그로부터 이미지 태그를 인식하는 단계, 무선 통신을 통하여 상기 인식된 DNA 태그 및 상기 인식된 이미지 태그를 수신하는 단계 및 상기 수신된 DNA 태그 및 상기 수신된 이미지 태그의 상관관계에 기초하여 상기 객체에 대한 정보를 상기 DNA 태그의 코드로 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 커뮤니케이션 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 하이브리드 커뮤티케이션 시스템에서 사용되는 DNA 태그를 포함하는 조성물에 있어서, 무기 물질, 고분자 물질, 유기 물질, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질과 결합되어 있는 DNA 태그 복합체 화합물 및 상기 DNA 태그를 포함하는 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 하이브리드 커뮤티케이션 시스템에서 사용되는 DNA 태그에 있어서, 상기 DNA 태그의 외부자극 감응물질은 광학 (발광/형광) 물질, 자성 물질, 전자/전파 물질, 또는 이들의 조합으로 이루어진 물질과 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 DNA 태그를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 객체에 대한 정보가 이미지 형태로 표시된 이미지 태그의 제 1 코드 정보를 제 1 리더 장치로부터 수신하는 제 1 코드 정보 수신부, 객체에 대한 정보를 DNA의 염기서열을 통해 나타내는 DNA 태그의 제 2 코드 정보를 제 2 리더 장치로부터 수신하는 제 2 코드 정보 수신부 및 상기 제 1 코드 정보 및 상기 제 2 코드 정보간의 상관관계에 기초하여 상기 객체에 대한 정보를 검출하는 객체 정보 검출부를 포함하는 연산 서버를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 객체에 대한 정보가 이미지 형태로 표시된 이미지 태그를 인식함으로써, 상기 이미지 태그에 대응하는 제 1 코드 정보를 생성하는 제 1 리더부, 상기 이미지 태그에 포함된 DNA 태그를 인식함으로써, 상기 DNA 태그에 대응하는 제 2 코드 정보를 생성하는 제 2 리더부 및 상기 생성된 제 1 코드 정보 및 상기 생성된 제 2 코드 정보를 연산 서버로 전송하는 통신부를 포함하고, 상기 객체에 대한 정보는, 상기 전송된 제 1 코드 정보 및 상기 전송된 제 2 코드 정보간의 상관관계에 기초하여 해석되는 것인 태그 리더 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 하이브리드 코드는 DNA 태그와 UPC, EAN 등과 같은 1차원 바코드, 그레이 코드, QR 코드, PDF-417, 데이터 매트릭스, 스마트 태그 등과 같은 2차원 이미지 코드, 컬러짚 코드 등과 같은 3차원 색상 이미지 코드와 같은 전자코드 기반 이미지코드 및 워터마크, 홀로그램 과 같은 이미지 코드가 혼합된 형태일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 하이브리드 태그의 생성 인코딩 방법과 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 하이브리드 태그 인식을 위한 디코딩 방법과 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 하이브리드 태그 인터페이스 시스템 및 인터페이싱 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, DNA 태그는 자동 인식성 및 가시성을 극대화하기 위해, 염기서열(A, T, C, G)코드뿐만 아니라, 외부자극 감응물질을 기본으로 하여 제공할 수 있다.
개별 물품 단위 태그 (Item Level Tagging)를 DNA와 같은 바이오 태그에 인코딩하고 전자 코드 및 이미지 태그와 혼용하여 컴퓨터 네트워크 기술을 활용함으로써, 데이터베이스 체계와의 상호 운용성 및 인증 기능을 최대화시켜 개체식별 상품이력추적, 보안인증 기술 및 위조복제 방지 진위판별 기술이 동시에 실시간으로 가능한 하이브리드 커뮤니케이션 시스템으로 구축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 커뮤니케이션 시스템의 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 명세서 및 청구항에 사용된 용어는 종래 알려져 있는 포괄적인 의미의 용어로써 이해되어야 한다. 또한, 성분, 반응 조건 등의 수치를 나타내는 모든 숫자는 변형될 수 있는 것이며, 따라서, 상반된 언급이 없다면, 본 발명의 명세서 및 첨부된 청구항에 나타난 수적인 파라미터는 본 발명의 목적하는 바에 따라 달라질 수 있는 근사값이다.
본 발명에서 사용된 용어의 구체적인 설명은 아래와 같다.
본 발명에서 "DNA" 혹은 "DNA 태그" 는 4가지 염기 (base: 아데노신(A), 티민(T), 시토신 (C), 구아닌(G))를 기본 성분으로 하는 유전자 형태의 바이오 물질(시료)를 의미하며, 상기 바이오 물질(시료)은 DNA, 올리고 뉴클레오티드, RNA, PNA, ligand, receptor, 항원, 항체, 우유, 오줌, 타액(saliva), 머리카락, 농작물 및 채소 샘플, 육류 샘플, 어류 샘플, 조류 샘플, 오수(오염된 물), 가축샘플, 식품 샘플, 식재료, 보관음식, 구강 세포, 조직샘플, 타액, 정액 또는 단백질(Protein) 또는 생체물질에 서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, "전자 태그" 혹은 "이미지 태그"는 UPC, EAN 등과 같은 1차원 바코드, 그레이 코드, QR 코드, PDF-417, 데이터 매트릭스, 스마트 태그 등과 같은 2차원 코드, 컬러짚 코드 등과 같은 3차원 색상 코드, 워터마크, 홀로그램, 상표, 로고 등의 패턴 인식, RFID 무선인식 전자태그 또는 이들의 조합으로 이루어진 물리적 이미지 기반 코드 및 태그 군으로부터 선택되어 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, "이미지 태그"는 DNA 염기, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 조합으로 이루어진 랩온어칩이 나타내는 이미지를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 커뮤니케이션 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템은 하이브리드 태그, 태그 리더 장치(20) 및 연산 서버(30)를 포함한다. 다만, 이러한 도 1의 하이브리드 커뮤니케이션 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템은 응용 서비스를 제공하는 응용 서비스 제공 서버를 더 포함할 수도 있다.
도 1의 하이브리드 커뮤니케이션 시스템의 각 구성요소들은 일반적으로 네트워크(network)를 통해 연결된다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크(network)의 일 예에는 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network) 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
하이브리드 태그는 DNA 태그 및 이미지 태그를 포함한다. 구체적으로, 하이브리드 태그는 객체에 대한 정보가 DNA를 포함하는 물질로 코드화된 DNA 태그와 이미지를 이용하여 상기 객체에 대한 정보를 표시하는 이미지 태그가 서로 융합된 태그일 수 있다. 이러한 하이브리드 태그의 형태의 일 예에는 도 1에 도시된 바코드 형태의 하이브리드 태그(11), QR 코드 형태의 하이브리드 태그(12) 및 컬러짚 형태의 하이브리드 태그(13)가 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태그를 구성하는 DNA 태그는 특정 염기서열 혹은 외부자극 감응물질로 구성될 수 있다. 이 때, 염기서열은 길이와 구조에 제한 받지 않으며, 또한 혼성체의 형태도 가질 수 있다. 상보적인 염기서열을 이용하면 특정한 1차, 2차, 3차 구조의 다중가닥 바이오 물질로 객체 정보의 코드를 발급할 수 있다. 또한, 외부자극 감응물질은 광학 (발광/형광) 물질, 자성 물질, 전자/전파 물질, 또는 이들의 조합으로 이루어진 물질일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 DNA 태그는 무기 물질, 고분자 물질, 유기 물질, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 물질과 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 DNA 태그 복합체 화합물 및 상기 DNA 태그를 포함하는 조성물일 수 있다.
DNA 태그를 구성하거나 포함하는 감응물질, 결합물질은, 결합방법에 따라 물리적 방법과 화학적 방법으로 나눌 수 있고, 물리적 방법으로는 흡착법, 포괄법, 미세캡슐화법, 막(membrane) 이용법 등이 있으며, 화학적 방법으로는 이온결합법, 공유결합법, 가교법 등이 있다. 바람직하게는, 흡착법 (Adsorption), 2) 공유결합법 (Covalent attachment), 3) 포괄법 (Entrapment), 4) 캡슐화법 (Encapsulation)등에 의해 DNA 에 결합될 수 있다.
결합물질은 탄소계 지지체, 실리카겔, 미네랄 점토, 유기고분자, 합성고분자, 천연고분자, 이온교환수지, 메조포어 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 고체 지지체에 결합된 것일 수 있다.
하이브리드 태그는 DNA 태그가 포함된 전자 이미지 태그일 수 있다. 이 때, DNA 태그 및 DNA 태그를 포함한 조성물은, 상기 상술한 "전자 태그" 혹은 "이미지 태그"의 형태로 변환되어 출력될 수 있다.
상기 DNA 태그 및 이를 포함하는 조성물은 다양한 매개체 및 매체에 분산 및 도포될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 DNA 태그 조성물은 보안 제품의 제조를 위한 기기감응물질, 미세추적물질, 신소재, 특수 잉크, 안료, 페인트, 도료 등의 액체 형태의 유류에 혼합하고 분산시켜 사용하는 방법과 특수 인쇄 보안용지, 제지용 특수 섬유, 고내구성지 등에 DNA 태그의 분말 형태로 직접 삽입하는 방법, 이외에도 물리화학적 방법으로 적절하게 개체 및 포장지에 직접 도포하는 방법 등으로 사용될 수 있다.
하이브리드 태그 또는 이미지 태그는 상기 DNA 태그 조성물이 포함된 라벨 형태로 제공될 수 있다. 이를 위해, 상기 DNA 태그 조성물은 라벨에 도포되거나, 라벨 제조시 첨가되거나, 라벨에 인쇄되어 포함될 수 있다. 예를 들면, ① 용매에 분산하여 라벨에 도포하는 방법, ② 종이 등의 상품 제조시 직접 심어 넣는 방법, ③ 잉크나 안료 등에 혼합하여 사용하는 방식 등이 포함된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 물질이 부착된 DNA 태그가 분산되어 포함된 잉크 조성물은, UPC 1차원 바코드, QR 코드, 컬러짚 코드의 형태로 프린팅 출력되어, 전자 이미지 태그라벨의 형태로 구성될 수 있다.
이하에서는 하이브리드 태그의 일 실시예, 하이브리드 태그의 인코딩 방법의 일 실시예 및 하이브리드 태그 인코딩 장치의 일 실시예에 대하여 설명한다.
하이브리드 태그의 일 실시예는 문자, 숫자, 기호 및 이미지 중 적어도 하나로 이루어진 DNA 태그 정보 및 이미지 태그 정보를 동일 영역 혹은 개별영역에 중첩하여 표시하는 하이브리드 태그에 있어서, 상기 DNA 코드가 염기서열, 감응물질, 또는 결합물질의 조합으로 인코딩되어 이루어진 DNA 태그 영역 및 상기 이미지 코드가 색채, 농담, 형상, 패턴의 조합으로 인코딩되어 이루어진 이미지 태그 영역 포함할 수 있다. 이 때, DNA 태그 영역과 이미지 태그 영역은 사용된 염기서열, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 소정의 임계값을 기초로 중첩되거나 구별될 수 있다.
하이브리드 태그 인코딩 방법의 일 실시예는, (a) 숫자, 기호를 포함한 인식 가능한 각 문자에 대응하여 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 다르게 매핑시킨 코드 변환표를 설정하는 단계, (b) 인코딩하고자하는 목적데이터를 설정하는 단계, (c) 상기 목적데이터를 상기 코드 변환표에 의하여 인코딩하여 일련의 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합으로 형성되는 이미지로 데이터영역을 생성하는 단계, (d) 상기 데이터영역에 표시된 이미지가 상기 목적데이터에 대응하여 적합하게 표현되어 있는지의 여부를 판별하기 위한 패리티영역을 설정하는 단계 및 (e) 상기 데이터영역 및 상기 패리티영역에 대한 이미지로부터 물리적인 또는 전자적인 하이브리드 태그 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
하이브리드 인코딩 장치의 일 실시예는 문자, 숫자, 기호 및 이미지 중 적어도 하나로 이루어진 DNA 태그 및 이미지 태그로 각각 인코딩하는 코드 생성부 및 상기 DNA 태그 및 이미지 태그 사이의 염기서열, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 소정의 임계값 차이를 설정하고, 상기 설정된 임계값 차이를 기초로 상기 DNA 태그 및 이미지 태그를 합성하여 물리적 또는 전자적인 하이브리드 태그 이미지를 생성하는 합성부를 포함할 수 있다.
하이브리드 인코딩 장치의 일 실시예는 숫자, 기호를 포함한 인식 가능한 각 문자에 대응하여 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 다르게 매핑시킨 코드 변환표를 저장하는 저장부, 인코딩하고자하는 목적데이터를 입력받아 상기 코드 변환표에 의하여 인코딩하여 데이터영역에 표시될 이미지를 생성하는 데이터영역 생성부, 상기 데이터영역에 표시된 이미지가 상기 목적데이터에 대응하여 적합하게 표현되어 있는지의 여부를 판별하기 위한 패리티영역을 생성하는 패리티영역 생성부 및 상기 데이터영역 및 상기 패리티영역으로 형성된 이미지로부터 물리적인 또는 전자적인 하이브리드 태그 이미지를 생성하는 하이브리드 태그 이미지 생성부를 포함할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 태그 리더 장치(20)는 하이브리드 태그를 읽는다. 이 때, 하이브리드 태그를 읽는다는 것은 하이브리드 태그를 인식한다는 것을 의미할 수 있다. 일반적으로, 하이브리드 태그는 DNA 태그 및 이미지 태그를 모두 포함하므로, 태그 리더 장치(20)는 하이브리드 태그로부터 DNA 태그 및 이미지 태그 모두를 인식할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 태그 리더 장치(20)는 객체에 대한 정보가 이미지 형태로 표시된 이미지 태그를 인식함으로써, 이미지 태그에 대응하는 제 1 코드 정보를 생성하는 제 1 리더부, 이미지 태그에 포함된 DNA 태그를 인식함으로써, DNA 태그에 대응하는 제 2 코드 정보를 생성하는 제 2 리더부 및 생성된 제 1 코드 정보 및 생성된 제 2 코드 정보를 연산 서버로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 연산 서버는 전송된 제 1 코드 정보 및 전송된 제 2 코드 정보간의 상관관계에 기초하여 객체에 대한 정보를 해석할 수 있다.
도 1을 참조하면, 이미지 태그에 대응하는 제 1 코드 정보를 생성하는 제 1 리더부의 일 예는 단말 장치(21)일 수 있다. 또한, 단말 장치(21)는 이미지 태그 정보를 연산 서버(30)로 전송할 수 있다. 이 때, 이미지 태그 정보는 이미지 태그 자체일 수도 있고, 이미지 태그에 대응하는 소정 정보일 수도 있다. 소정 정보의 일 예는 앞서 설명된 이미지 태그에 대응하는 제 1 코드 정보이다. 이와 같은, 단말 장치(21)의 구체적인 동작에 대해서는 이하에서 설명될 이미지 태그를 디코딩하는 다양한 방식이 준용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 단말 장치(21)는 다양한 형태가 가능하다. 예를 들어, 단말 장치(21)는 네트워크를 통해 원격지의 서버에 접속할 수 있는 컴퓨터 또는 휴대용 단말일 수 있다. 여기서, 컴퓨터의 일 예에는 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop) 등이 포함되고, 휴대용 단말의 일 예에는 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치가 포함될 수 있다.
도 1을 참조하면, DNA 태그에 대응하는 제 2 코드 정보를 생성하는 제 2 리더부의 일 예는 DNA 태그 리더 장치(22)일 수 있다. 또한, 태그 리더 장치(22)는 DNA 태그 정보를 연산 서버(30)로 전송할 수 있다 이 때, DNA 태그 정보는 DNA 태그를 나타내는 DNA 태그 이미지일 수도 있고, DNA 태그에 대응하는 소정 정보일 수도 있다. 소정 정보의 일 예는 앞서 설명된 DNA 태그에 대응하는 제 2 코드 정보이다. 이와 같은, DNA 태그 리더 장치(22)의 구체적인 동작에 대해서는 이하에서 설명될 DNA 태그를 디코딩하는 다양한 방식이 준용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 연산 서버(30)는 인식된 DNA 태그와 인식된 이미지 태그간의 상관관계에 기초하여 상기 객체에 대한 정보를 산출한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연산 서버(30)는 태그 리더 장치(20)에 의하여 인식된 DNA 태그의 정보 및 이미지 태그의 정보에 기초하여 객체에 대한 정보를 산출할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 연산 서버(30)는 태그 리더 장치(20)로부터 DNA 태그의 이미지 및 이미지 태그의 이미지를 수신하고, 수신된 이미지들을 인식하고, 인식된 이미지들을 이용하여 객체에 대한 정보를 산출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 하이브리드 태그를 디코딩하는 주체는 태그 리더 장치(20)가 될 수도 있고, 연산 서버(30)가 될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 연산 서버(30)는 객체에 대한 정보가 이미지 형태로 표시된 이미지 태그의 제 1 코드 정보를 제 1 리더 장치로부터 수신하는 제 1 코드 정보 수신부, 객체에 대한 정보를 DNA의 염기서열을 통해 나타내는 DNA 태그의 제 2 코드 정보를 제 2 리더 장치로부터 수신하는 제 2 코드 정보 수신부 및 상기 제 1 코드 정보 및 상기 제 2 코드 정보간의 상관관계에 기초하여 상기 객체에 대한 정보를 검출하는 객체 정보 검출부를 포함할 수 있다. 이 때, 이미지 태그는 유색의 액체에 의하여 표시되고, 유색의 액체는 DNA 태그를 포함할 수 있다.
이하에서는 하이브리드 태그의 디코딩 방법의 일 실시예 및 하이브리드 태그 디코딩 장치의 일 실시예에 대하여 설명한다. 이와 같은 디코딩 방법은 앞서 설명된 태그 리더 장치(20) 또는 연산 서버(30) 중 어느 하나에 의하여 수행될 수 있고, 하이브리드 태그 디코딩 장치는 태그 리더 장치(20) 또는 연산 서버(30) 중 어느 하나에 포함될 수 있다.
하이브리드 태그 디코딩 방법의 일 실시예는, DNA 태그 및 이미지 태그가 개별 혹은 중첩되어 표현된 하이브리드 태그를 디코딩하는 방법에 있어서, (a) 상기 하이브리드 태그 이미지가 포함된 원본 이미지를 입력받는 단계, (b) 상기 원본이미지의 잡영을 제거하여 상기 하이브리드 태그 이미지를 획득하는 단계, (c) 상기 하이브리드 태그 이미지의 픽셀들의 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴, 색상 및 밝기의 소정 임계값을 기준으로 분류하고 집단화하여 상기 하이브리드 태그 이미지를 상기 DNA 태그 이미지 및 상기 이미지 태그로 분리하는 단계 및 (d) 상기 DNA 태그 이미지 및 상기 이미지 태그로 각각 디코딩하여 DNA 코드 및 이미지 코드 정보를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
하이브리드 태그의 디코딩 방법의 다른 실시예는 DNA 태그 및 이미지 태그가 개별 혹은 중첩되어 표현된 하이브리드 태그를 디코딩하는 방법에 있어서, (a) 상기 이미지 태그의 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴, 색상 및 밝기 차이를 기준으로 상기 하이브리드 태그로부터 상기 이미지 태그를 분리하여 추출하는 단계, (b) 상기 이미지 태그의 데이터 영역 및 제어정보 영역을 디코딩하여 상기 DNA 태그에 대한 구성정보를 각각 획득하는 단계, 및 (c) 상기 구성정보를 기초로 상기 DNA 태그를 디코딩하여 객체에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 태그 디코딩 방법의 또 다른 실시예는 (a) DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 목적데이터가 인코딩되어 이미지로 표시된 데이터영역 및 상기 데이터영역에 표시된 이미지가 상기 목적데이터에 대응하여 적합하게 표현되어 있는지의 여부를 판별하기 위한 패리티영역을 구비하는 코드이미지를 입력받는 단계, (b) 상기 코드이미지로부터 데이터영역 및 패리티영역을 구분하여 식별하는 단계, (c) 상기 데이터영역 및 상기 패리티영역에 표현된 이미지로부터 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 인식하는 단계, (d) 상기 데이터영역의 이미지로부터 인식된 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라, 제1 패리티값을 계산하는 단계, (e) 상기 패리티영역의 이미지로부터 인식된 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라, DNA 염기와 제2 패리티값을 계산하여, 상기 제1 패리티값과 비교하는 단계 및 (f) 비교 결과 패리티 오류가 없으면 상기 데이터영역으로부터 인식된 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 디코딩하여 숫자, 기호를 포함하는 인식가능한 문자와 DNA 염기로 된 목적데이터를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
하이브리드 태그 디코딩 방법의 또 다른 실시예는, (a) DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 목적데이터가 인코딩되어 이미지로 표시된 데이터영역 및 상기 데이터영역에 표시된 이미지가 상기 목적데이터에 대응하여 적합하게 표현되어 있는지의 여부를 판별하기 위한 패리티영역을 구비하는 코드이미지를 입력받는 단계; (b) 상기 코드이미지로부터 데이터영역 및 패리티영역을 구분하여 식별하는 단계; (c) 상기 데이터영역 및 상기 패리티영역에 표현된 이미지로부터 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 인식하는 단계; (d) 코드이미지가 읽혀진 환경을 고려하여 코드이미지로부터 인식된 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합의 코드값을 정규화하기 위한 매개변수를 설정하는 단계; (e) 코드이미지로부터 인식된 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 상기 매개변수에 근거하여 정규화하여 상기 데이터영역 및 패리티영역에 대한 코드값을 구하는 단계; (f) 상기 데이터영역의 코드값에 따라 제1 패리티값을 계산하는 단계; (g) 상기 패리티영역의 코드값에 따라, DNA 염기와 제2 패리티값을 생성하는 단계; (h) 상기 제1 패리티값을 상기 제2 패리티값과 비교하여 패리티 오류 여부 및 DNA 염기 오류 여부를 판단하는 단계; 및 (i) 만일 패리티 오류가 발생하면, 상기 매개변수를 재설정한 다음 상기 (e) 단계부터 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하이브리드 태그 디코딩 장치의 일 실시예는, DNA 태그 및 이미지 태그가 개별 및 중첩되어 표현된 하이브리드 태그가 포함된 원본이미지를 입력받는 입력부, 상기 원본이미지의 잡영을 제거하여 상기 하이브리드 태그 이미지를 획득하는 하이브리드 태그 추출부, 상기 하이브리드 태그 이미지의 픽셀들의 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴, 색상 및 밝기의 소정 임계값을 기준으로 분류하고 집단화하여 상기 하이브리드 태그 이미지를 상기 DNA 태그와 상기 이미지 태그로 분리하는 태그 이미지 분리부 및 상기 DNA 태그 및 상기 이미지 태그를 각각 디코딩하여 DNA 코드 및 이미지 코드 정보를 추출하는 정보 추출부를 포함할 수 있다.
하이브리드 태그 디코딩 장치의 다른 실시예는, 숫자, 기호를 포함한 인식가능한 각 문자에 대응하여 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 다르게 매핑시킨 코드변환표를 저장하는 저장부, DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 목적데이터가 인코딩되어 이미지로 표시된 데이터영역 및 상기 데이터영역에 표시된 이미지가 상기 목적데이터에 대응하여 적합하게 표현되어 있는지의 여부를 판별하기 위한 패리티영역을 구비하는, 상기 코드변환표에 의하여 인코딩된 코드이미지를 입력받는 입력부, 상기 코드이미지로부터 데이터영역 및 패리티영역을 구분하여 식별하고, 상기 데이터영역 및 상기 패리티영역에 표시된 각 셀의 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합을 판별하는 정보식별부, 상기 데이터영역의 이미지로부터 인식된 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 제1 패리티값을 계산하고, 상기 패리티영역의 이미지로부터 인식된 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 제2 패리티 값을 계산하여 이를 상기 제1 패리티값과 비교하는 패리티비교부, 및 상기 패리티비교부의 비교 결과 패리티 오류가 없으면 상기 데이터영역으로부터 인식된 DNA 염기, 감응물질, 결합물질, 색채, 농담, 형상, 패턴 또는 이들의 결합에 따라 상기 코드변환표에 의하여 디코딩하여 숫자, 기호를 포함하는 인식가능한 문자로 된 목적데이터를 추출하는 데이터추출부를 포함할 수 있다.
이하에서는 하이브리드 태그 인터페이스 시스템 및 인터페이싱 방법에 대하여 설명한다. 이와 같은 하이브리드 태그 인터페이스 시스템 및 인터페이싱 방법 각각은 하이브리드 커뮤니케이션 시스템 및 하이브리드 커뮤티케이션 방법 각각에 대응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템은 객체에 대한 정보를 DNA를 포함하는 물질로 코드화된 DNA 태그, 이미지를 이용하여 상기 객체에 대한 정보를 표시하는 이미지 태그, 상기 DNA 태그와 이미지 태그가 서로 융합된 하이브리드 태그, 상기 하이브리드 태그를 송수신하고, 상기 이미지태그 및 DNA 태그를 읽는 태그 리더부 및 상기 하이브리드 태그를 이루는 DNA 태그와 이미지 태그의 상관관계를 기초로 상기 DNA 태그와 이미지 태그로부터 상기 객체에 대한 정보를 산출하는 태그 연산부을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 태그 리더부는 광학적 접촉을 통해 상기 이미지 태그의 이미지를 읽는 제 1 리더부, 랩온어칩을 통해 상기 DNA 태그의 염기서열을 읽는 제 2 리더부 및 소정의 통신 영역에 위치한 무선 통신을 통해 상기 이미지 태그 및 DNA 태그를 읽는 제 3 리더부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 태그 연산부는, 상기 이미지 태그가 지시하는 코드 및 상기 이미지 코드를 기초로 상기 DNA 태그의 코드로 변환 및 추출하여, 상기 객체에 해당하는 코드 정보를 산출 및 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하이브리드 커뮤니케이션 방법은 객체에 대한 정보를 표시하는 하이브리드 태그로부터 상기 광학적 접촉 및 상기 랩온어칩을 통해 상기 이미지 태그를 읽는 단계, 무선 통신을 통해 상기 이미지 태그의 코드를 수신하는 단계 및 상기 이미지 코드와 상기 DNA 태그의 상관관계를 기초로 상기 객체에 대한 정보를 상기 DNA 태그의 코드로 산출 및 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정보 산출 단계는, 상기 DNA 태그의 코드를 기초로 상기 이미지 태그의 코드를 복호화하거나 변환하여 상기 객체에 대한 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 랩온어칩을 통해 상기 DNA 태그의 염기서열을 읽는 제 2 리더부는, 상기 DNA 태그를 디코딩하는 방법에 있어서, (a) 상기 DNA 태그를 구성하는 DNA 물질과 상보적인 염기서열로 구성된 DNA 프로브가 점적된 바이오센서 혹은 바이오칩 형태의 랩온어칩을 제작하는 단계, (b) 염기서열이 포함된 DNA 태그 원본 정보를 랩온어칩에 입력시키는 단계, (c) 상기 DNA 태그 염기서열이 랩온어칩에 반응하여 랩온어칩으로부터 이미지 태그를 획득하는 단계, (d) 광학적 접촉을 통해 상기 랩온어칩 이미지 태그의 픽셀들의 감응물질, 색채, 농담, 형상, 패턴, 색상 및 밝기의 소정 임계값을 기준으로 분류하고 집단화하여 상기 랩온어칩 이미지 태그를 인식 및 분리하는 단계 및 (e) 상기 랩온어칩 이미지 태그 및 상기 DNA 태그로 각각 디코딩하여 랩온어칩 이미지 코드 및 DNA 코드 정보를 추출하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, "랩온어칩 이미지 태그"는 UPC, EAN 등과 같은 1차원 바코드, 그레이 코드, QR 코드, PDF-417, 데이터 매트릭스, 스마트 태그 등과 같은 2차원 코드, 컬러짚 코드 등과 같은 3차원 색상 코드, 워터마크, 홀로그램, 상표, 로고 등의 패턴 인식, RFID 무선인식 전자태그 또는 이들의 조합으로 이루어진 물리적 이미지 기반 코드 및 태그 군으로부터 선택되어 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 랩온어칩을 통해 상기 DNA 태그의 염기서열을 읽는 제 2 리더부는, 또 다른 태그 연산부를 통해, 상기 랩온어칩 이미지 태그가 지시하는 코드 및 상기 이미지 코드를 기초로 상기 DNA 태그의 코드로 변환 및 추출하여, 상기 객체에 해당하는 코드 정보를 산출 및 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 랩온어칩을 통해 상기 DNA 태그의 염기서열을 읽는 제 2 리더부의 상기 정보 산출 단계는, 상기 DNA 태그의 코드를 기초로 상기 이미지 태그의 코드를 복호화하거나 변환하여 상기 객체에 대한 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
앞서 설명된 하이브리드 커뮤니케이션 방법, 하이브리드 태그 인터페이싱 방법, 하이브리드 태그 인코딩 방법 및 하이브리드 태그 인코딩 방법 중 어느 하나의 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (13)
- 외부자극 감응물질과 염기서열(A, T, C, G)을 포함하는 DNA 태그가 분산된 DNA 태그 조성물이 이미지 태그의 형태로 변환되어 출력된 하이브리드 태그;
상기 하이브리드 태그로부터 상기 DNA 태그 및 상기 이미지 태그를 인식하는 태그 리더 장치; 및
상기 인식된 DNA 태그와 상기 인식된 이미지 태그간의 상관관계에 기초하여 객체에 대한 정보를 산출하는 연산 서버를 포함하는 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미지 태그는 1차원 바코드, 2차원 바코드, 3차원 색상 코드, 워터마크, 홀로그램 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 태그 리더 장치는,
광학적 접촉을 통해 상기 하이브리드 태그로부터 상기 이미지 태그의 이미지를 인식하는 제 1 리더 장치;
랩온어칩(lab on a chip)을 통해 상기 하이브리드 태그로부터 상기 DNA 태그의 염기서열을 인식하는 제 2 리더 장치; 및
상기 인식된 이미지 태그의 이미지 및 상기 인식된 DNA 태그의 염기서열을 상기 연산 서버로 전송하는 통신부를 포함하는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 연산 서버는,
상기 이미지 태그에 대응하는 코드, 상기 이미지 태그의 이미지, 상기 DNA 태그에 대응하는 코드 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것에 기초하여 상기 객체에 해당하는 코드 정보를 산출하는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 커뮤니케이션 시스템은 보안시스템, 상품식별시스템, 진위판별시스템, 이력추적시스템 및 위조복제방지시스템 중 어느 하나에 포함되는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 랩온어칩(lab on a chip)을 통해, 하이브리드 태그로부터 DNA 태그를 인식하는 단계;
광학적 접촉을 통해 상기 하이브리드 태그로부터 이미지 태그를 인식하는 단계;
상기 인식된 DNA 태그 및 상기 인식된 이미지 태그를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 DNA 태그 및 상기 수신된 이미지 태그의 상관관계에 기초하여 객체에 대한 정보를 산출하는 단계를 포함하되,
상기 하이브리드 태그는 외부자극 감응물질과 염기서열(A, T, C, G)을 포함하는 DNA 태그가 분산된 DNA 태그 조성물이 이미지 태그의 형태로 변환되어 출력된 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 객체에 대한 정보를 산출하는 단계는, 상기 DNA 태그의 코드에 기초하여 상기 이미지 태그의 코드를 복호화함으로써, 상기 객체에 대한 정보를 산출하는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 DNA 태그 조성물은 무기 물질, 고분자 물질, 유기 물질 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 외부자극 감응물질은 발광 물질, 형광 물질, 자성 물질, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 하이브리드 커뮤니케이션 시스템.
- 이미지 태그의 제 1 코드 정보를 제 1 리더 장치로부터 수신하는 제 1 코드 정보 수신부;
DNA 태그의 제 2 코드 정보를 제 2 리더 장치로부터 수신하는 제 2 코드 정보 수신부; 및
상기 제 1 코드 정보 및 상기 제 2 코드 정보간의 상관관계에 기초하여 객체에 대한 정보를 산출하는 객체 정보 산출부를 포함하되,
상기 제 1 리더 장치는 외부자극 감응물질과 염기서열(A, T, C, G)을 포함하는 DNA 태그가 분산된 DNA 태그 조성물이 이미지 태그의 형태로 변환되어 출력된 하이브리드 태그로부터 상기 이미지 태그를 인식함으로써, 상기 제 1 코드 정보를 생성하고,
상기 제 2 리더 장치는 상기 하이브리드 태그로부터 상기 DNA 태그를 인식함으로써, 상기 제 2 코드 정보를 생성하는 것인, 연산 서버.
- 제 11 항에 있어서,
상기 외부자극 감응물질은 발광 물질, 형광 물질, 자성 물질, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 연산 서버.
- 외부자극 감응물질과 염기서열(A, T, C, G)을 포함하는 DNA 태그가 분산된 DNA 태그 조성물이 이미지 태그의 형태로 변환되어 출력된 하이브리드 태그로부터 상기 이미지 태그를 인식함으로써, 상기 이미지 태그에 대응하는 제 1 코드 정보를 생성하는 제 1 리더부;
상기 하이브리드 태그로부터 상기 DNA 태그를 인식함으로써, 상기 DNA 태그에 대응하는 제 2 코드 정보를 생성하는 제 2 리더부; 및
상기 생성된 제 1 코드 정보 및 상기 생성된 제 2 코드 정보를 연산 서버로 전송하고, 상기 연산 서버로부터 객체에 대한 정보를 수신하는 통신부를 포함하는 태그 리더 장치.
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPH11272816A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Toshiba Tec Corp | Ｉｄカ−ド及び個人認証システム |
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| KR20080062609A (ko) * | 2006-12-29 | 2008-07-03 | 노틸러스효성 주식회사 | 바코드 카드 및 그 제조 장치 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11272816A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-08 | Toshiba Tec Corp | Ｉｄカ−ド及び個人認証システム |
| KR20110079571A (ko) * | 2008-02-14 | 2011-07-07 | 삼성전자주식회사 | 바이오 디스크 판독 장치 및 이를 이용한 분석 방법 |
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