이상수의 경제톡⑪ 웨어러블(wearable technology, 着用技術)

신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 전자기기
일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 애플리케이션까지 포함

웨어러블 컴퓨터는 신체에 착용할 수 있는 컴퓨터 기기를 말하며, 웨어러블이라고 줄여 말하기도 한다. 넓은 의미에서의 컴퓨터는 데스크탑뿐만 아니라 데이터의 연산 및 저장기능을 수행할 수 있는 기기를 말한다. 따라서 웨어러블 컴퓨터는 우리가 일상적으로 휴대하고 다닐 수 있는 다양한 형태의 정보 기기를 뜻하며, 이런 의미를 포함하여 웨어러블 디바이스라고 통용된다. 이번 호에서는 웨어러블에 대하여 소개한다.<필자 주>

웨어러블 디바이스란?

웨어러블 기술(Wearable technology : 착용기술)이란 정보통신(IT) 기기를 사용자 손목, 팔, 머리 등 몸에 지니고 다닐 수 있는 기기로 만드는 기술이다. 초소형 부품과 초박막형의 휘는(플렉서블) 디스플레이, 스마트 센서, 저전력 무선 통신, 모바일 운영 체제 등 IT 기술이 일상생활에서 사용되는 시계, 안경, 옷, 헬멧 등에 접목되어 사용자에게 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 제공한다.

웨어러블 디바이스(device)란 기기 사용자의 몸에 착용하거나 부착할 수 있는 장치를 말한다. 보통은 이 기기들이 센서 등을 통해 사용자와 관련된 정보 또는 사용자 주변 정보를 데이터화하여 그 데이터를 저장하거나 전송 공유할 수 있게 해주는 장치다. 보통은 사용자의 체력, 운동량 등을 모니터링 하는 기능과 GPS로 위치를 추적 또는 기타 모바일 기기와 연결을 통해 문자 메시지를 쉽게 확인한다든지, 전화가 왔음을 알려주는 기능, 또는 카톡이나 다른 메신저 등이 오면 사용자가 놓치지 않고 확인이 가능하도록 특정 알림 기능 등을 제공하고 있다. 보통은 팔찌와 시계 같은 형태처럼 가볍고 편안하게 착용할 수 있고 음성이나 움직임 도 특정 명령 없이 작동시킬 수 있어서 생산성과 효율성을 높여 준다는 장점이 있다.

이러한 웨어러블 기술은 스마트워치와 같은 착용 컴퓨터(wearable computer), 스마트 의류(smart clothes), HMD(Head-mounted display)와 같은 가상현실(혼합 현실) 체험기기, 피부에 이식하는 임플란트 등으로 응용되어 개인용뿐만 아니라 산업, 의료, 군사 등 모든 분야에 활용된다.

사물인터넷과 웨어러블 디바이스 기반기술

여기서는 사물인터넷의 3대 주요 기술인 센싱기술, 통신과 네트워크 기술, 사용자 인터페이스 기술을 비롯하여 위치 기반 서비스 기술, 데이터 처리와 분석기술에 대하여 살펴본다. 이와 같은 다섯 가지 기술은 사물인터넷과 웨어러블 디바이스 핵심기술이다.

1) M2M과 센싱기술

이 기술은 사물인터넷과 더불어 빈번하게 사용되는 용어이며, 이미 우리 주변에서 많이 활용되고 있다. M2M(machine to machine)은 용어 그대로 기계와 기계 사이에 센서 통신기능을 탑재하여 정보를 전달하고 처리하는 네트워크 기술을 의미한다. M2M은 2000년대 초반 RFID(전파식별, Radio Frequency identification : 소형 반도체 칩을 이용해 사물의 정보를 처리하는 기술)를 시작으로 발전해 왔다. M2M은 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 무선통신과 GPS기술을 결합해 자동차 안에서 각종 무선통신 서비스를 이용할 수 있게 하는 텔레매틱스, 교통카드나 소액지불에 사용하는 근거리 무선통신인 NFC(Near Field Communication : 비접촉 근거리 통신 방식) 등이 모두 M2M개념을 통해 구현된 대표적인 기술이다.

2) 통신과 네트워크 기술

사물인터넷의 기반 기술로서 통신과 네트워크 기술이 필요하다. 사물인터넷 서비스 구축에 필요한 네트워크 기술은 근거리통신기술, 이동통신기술, 유선통신기슬 등이 있다.

3) 사용자 인터페이스 기술

사용자 인터페이스 기술은 센싱기술이나 네트워크 기술을 이용하여 사람에게 필요한 정보를 제공하는 것을 의미한다. 즉, 필요한 정보를 가공한 다음 사물인터넷의 3대 구성요소(사람, 사물, 서비스) 사이에서 원하는 정보를 전달하는 응용서비스와 연동하는 기술로 정의할 수 있다. 사용자 인터페이스 기술은 플랫폼기술과 보안기술을 들 수 있다. 단순히 기기와 통신하여 효율성을 추구하는 것이 M2M이라면, 사물인터넷은 데이터를 기반으로 좀 더 다양하고 편리한 정보를 추가 제공하는 개념이라고 할 수 있다.

4) 위치기반 서비스 기술

위치기반 서비스(Cocation0Bases Service, LBS) 기술은 무선통신망을 기반으로 어떤 사물의 위치와 관련된 정보를 응용해 서비스에 접목하는 기술이다. 스마트폰에서는 이미 활발하게 이용되고 있으며, 향후 사물인터넷과 웨어러블 디바이스에서도 포괄적으로 응용될 것으로 예상되고 있다. 위치기반 서비스 기술을 이루는 세 가지 요소는 첫째, 위치측정기술로 셀(Cell)추적방식, GPS추적방식, 네트워크 방식, GPS+네트워크방식, MSP(Managed Service Provider) 하이브리드 방식(신호 수신기록을 담은 데이터베이스를 기반으로, 네트워크방식에서 사용하는 알고리즘을 경우에 맞게 바꿔 적용하면서 위치추정) 등이 있다. 둘째, 위치처리 플랫폼에는 위치측정 기술로 얻은 위치정보를 종합해 최종사용자의 서비스에 전달해 주는 모든 요소가 포함된다. 위치처리 플랫폼 기술로는 게이트웨이 모바일 위치서비스 기술과 게이트웨이 서비스 기술이 있다. 셋째, 위치 애플리케이션으로 실제 위치 기반의 관련 콘텐츠를 서비스로 제공하는 애플리케이션을 말한다. 대표적인 예로는 스마트폰에서 많이 사용되는 지도 앱을 들 수 있다. 또한 교통정보서비스등도 애플리케이션 중 하나다. 위치애플리케이션을 뒷받침하는 서버 기술로는 위치 애플리케이션 서버와 위치콘텐츠 서버로 나눌 수 있다.

5) 데이터 처리와 분석기술

지금까지 사물인터넷 웨어러블 디바이스를 이용하여 다양한 서비스를 기획하거나 UX(User Experience)를 고려하려면 데이터처리와 분석 기술도 염두에 두어야 한다. 데이터처리와 분석기술로는 클라우드컴퓨팅, 빅데이터, 데이터마이닝(어떤 데이터 모음에서 체계적이고 자동적으로 통계적인 규칙이나 패턴을 찾아내는 기술), 그리고 기계학습(컴퓨터가 학습할 수 잇도록 하는 알고리즘 기술을 개발하는 인공지능의 한 분야) 등이 있다.

웨어러블 기기의 기술적 분류

웨어러블 디바이스 중 휴대하는 형태의 제품 및 액세서리와 같은 액세서리형(Portable), 패치와 같이 피부에 부착하거나 의류형태인 의류 일체형(Attachable), 그리고 신체에 직접 이식하거나 복용하는 형태의 신체부착/생체이식형(Eatable)로 분류할 수 있으며, 이는 웨어러블 디바이스 발전단계라고도 할 수 있다.

엑세서리형 웨어러블 다비이스의 핵심기술은 초소형/고용량 배터리, 저전력 고성능 SoC(System on Chip), 플랙시블, 박막형 투과형 디스플레이, 초소형/정밀 비전 센서, 사용자 인터렉터 기술 등이 필요하다.

의류일체형 웨어러블 디바이스의 핵심기술은 전도성 실, 섬유, 직물 센서 개발, 직물 회로보드 기술, 접착형 전자소자 패키징 기술 등이 필요하다.

신체부착/생체이식형 웨어러블 디바이스의 핵심기술은 고분자 회로보드 및 전자 소자 패키칭 기술, 안테나 및 통신기술, 소재 및 탈부착 기술 등이 필요하다.

웨어러블 기기는 미래 삶을 어떻게 바꿀까

향후 사람들이 가장 많이 사용하는 웨어러블 기기로는 스마트워치, 기능으론 헬스케어가 꼽혔다. 스마트 의류도 부상하면서 입은 사람은 물론 주변, 사물인터넷(IoT) 등으로부터 데이터를 수집하는 빅데이터 플랫폼이 될 것이란 의견도 나왔다. 스마트 의류를 입은 사람이 다쳤거나 위급한 상황일 때 정보를 긴급히 전달해 사람을 돕는 역할도 할 수 있을 것으로 기대됐다.

국가기술원과 한국디스플레이산업협회(협회)는 2018.07.27. 쉐라톤 서울 팔래스 강남 호텔에서 ‘2018 웨어러블 스마트 디바이스 국제 표준화 포럼’을 열었다. 이날 포럼에는 IHS마킷, 삼성전자, LG전자, 일본 섬유화학기업 도요보(TOYOBO), 소니 유럽법인, 미국 조지아공대, 싱가포르국립대 소속 전문가들이 발표자로 참석했다. 여기서 나온 웨어러블 디바이스의 미래는 아래와 같이 요약할 수 있다.

1) 의료분야

기초수준의 웨어러블 디바이스도 사용자의 건강에 긍정적 영향을 미칠 수 있으며, 점점 더 많은 사용자들이 웨어러블 디바이스를 활용하는 추세다. 한국 기업 (주)소소는 CES2018을 통해 기본 전신마비 환자들의 의사소통을 위한 기술력을 현재 ADHD, 치매, 우울증 예방 및 증상완화에 대한 도구로 사용 가능한 놔파감지 웨어러블 디바이스를 선보이기도 했다. 임신 준비에 도움을 주기 위해 개발된 'Ovula Ring', 환자의 심박수, 호흡 수, 피부 온도 및 신체 자세를 측정 및 추적할 수 있는 'HealthPatch MD', 당뇨병 환자를 위한 착용식 연속 포도당 모니터링 시스템으로 혈당 측정기를 대체하기 위해 개발된 ‘FreeStyle Libre, Flash Glucose, Monitoring System’, 그리고 소화시스템을 돕고 혈당 수준을 조정하는 복무 내부의 땀샘 인공 췌장으로 작동하도록 설계된 메드트로닉이 개발한 웨어러블 장치는 포도당 수치를 모니터링하고 인슐린을 자동으로 분배할 수 있는 ‘MiniMed 530G System with Enlite Sensor’ 등을 선보였다.

2) 운동 및 건강관리

주요 운동⋅건강(피트니스⋅액티비티) 등을 추적, 확인할 수 있는 웨어러블 디바이스로는 수면시간을 측정할 수 있는 ‘Pebble Time’, 심장박동수를 측정하고 GPS트래킹, 전화 및 문자, 운동량 측정할 수 있는 ‘Fitbit Charge’, 스트레스 레벨을 측정할 수 있는 'PIP', 스마트 체중계인 ‘Fitbit Aria 2’ 등이 있다. 스마트워치가 아니라도 발목이나 가슴어께에 착용해 사람이 달리는 자세를 측정해주고 넘어지기 전 자세 교정을 할 수 있도록 도와주는 웨어러블 기기도 많아질 것으로 예상된다. 이외에도 집중력 증진 생체 측정 웨어러블(Focus Enhancing Biometric Wearable)’ 기기도 선보이고 있으며, 상처를 더 스마트 하게 치료하는 웨어러블 기기도 출시되고 있다.

3) 군사 분야

군사용으로 상호 연결된 휴대 장치는 은밀한 작전을 수행하는 군인에게 이상적인 장치이며 이러한 장점을 적극 활용하기 위해 군사용 장치를 위한 기술이 늘어나고 있다. 웨어러블 다비아이스의 시술을 통해 군인들은 정확한 추적으을 할 수 있으며 안전을 모티터링 하고 오류 발생률을 낮출 수 있다. 군복과 결합된 웨어러블 디바이스는 무거운 무게를 들 수 있고 도움을 줄 수도 있으며 군인의 전투력 상승효과도 가져올 수 있다.

4) 안전, 보안 분야

가트너는 2022년까지 비밀번호 보안방식 사용률이 10%로 내려가며 트레드밀, 생체인식, 사용자 행동을 결합한 보안방식이 발전할 것으로 예상하고 있다. ST마이크로 일렉트로닉스는 안전하고 편리한 결제를 도와주는 보안결제 칩 기술을 발표하였다. 패션제품으로 활용 가능하며 안전하고 편리한 비접촉신 거래가 가능한 기술을 발표하기도 하였다.

5) 보험 분야

수년전부터 보험사는 생명보험 및 건강 보험 제품에 내장된 웰빙 명제를 제공해 오고 있다. 신체 활동 데이터뿐만 아니라 라이프스타일 데이터를 공유해 할인 또는 보상을 누릴 수 있게 된다.