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l저자l 한상철 PD / KEIT 산업융합 PD실 장종찬 수석 / KEIT 산업융합 PD실 정재석 책임 / 한국섬유개발연구원 SUMMARY 목적 웨어러블 스마트기기와 관련된 기술의 정의, 차별성에 대한 특성과 현재 기술수준을 분야별로 구체적으로 이해 국내·외 기술수준과 시장의 제약요소, 해결방안 등을 면밀히 고찰해봄으로서 향후 추진해야할 기술개발 방향과 산업생태계 조성에 필요한 사항을 조망 주요현황 (웨어러블의 시대 도래) 웨어러블 스마트기기 산업은 스마트폰에 이어 우리의 일상과 시장의 패턴을 바꾸고 생태계 구조를 창의적으로 바꿀 수 있는 혁신적 기술과 산업으로 등장 (웨어러블 트렌드 변화) 다양한 전자기기가 적용됨에 따라 휴대형에서 액세서리 형태의 단순 착용과 의류 형태의 자연스런 착용방식으로 2원화되는 추세임 (새로운 산업생태계 육성) 소재·부품, 플랫폼 SW 등 다양한 분야의 창의적이고 개방화된 산업으로 독창적인 산업생태계 육성이 가능한 중소·중견기업과 대기업이 공존하는 새로운 산업으로 육성 시사점 및 정책제안 전 세계적인 저성장 국면을 타파하는 웨어러블 스마트기기의 견실한 산업생태계 구축을 위하여 현재 기술과 시장의 제약요소의 심층 분석과 전략구상이 필요한 시기 국내 소재·부품, 플랫폼, SW 등 개별 산업이 독창적이고 효율적인 발전이 이루어질 수 있도록 정부의 체계적이고 종합적인 지원 필요 차별화된 산업기술을 지속시키고 중소·중견기업의 안정적인 일자리 창출을 위하여 다양한 유형의 첨단 소재·부품산업의 전략적 육성 웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

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l저자l 한상철 PD / KEIT 산업융합 PD실

장종찬 수석 / KEIT 산업융합 PD실

정재석 책임 / 한국섬유개발연구원

SUMMARY

목적

웨어러블 스마트기기와 관련된 기술의 정의, 차별성에 대한 특성과 현재 기술수준을 분야별로 구체적으로

이해

국내·외 기술수준과 시장의 제약요소, 해결방안 등을 면밀히 고찰해봄으로서 향후 추진해야할 기술개발

방향과 산업생태계 조성에 필요한 사항을 조망

주요현황

(웨어러블의 시대 도래) 웨어러블 스마트기기 산업은 스마트폰에 이어 우리의 일상과 시장의 패턴을 바꾸고

생태계 구조를 창의적으로 바꿀 수 있는 혁신적 기술과 산업으로 등장

(웨어러블 트렌드 변화) 다양한 전자기기가 적용됨에 따라 휴대형에서 액세서리 형태의 단순 착용과 의류

형태의 자연스런 착용방식으로 2원화되는 추세임

(새로운 산업생태계 육성) 소재·부품, 플랫폼 SW 등 다양한 분야의 창의적이고 개방화된 산업으로 독창적인

산업생태계 육성이 가능한 중소·중견기업과 대기업이 공존하는 새로운 산업으로 육성

시사점 및 정책제안

전 세계적인 저성장 국면을 타파하는 웨어러블 스마트기기의 견실한 산업생태계 구축을 위하여 현재 기술과

시장의 제약요소의 심층 분석과 전략구상이 필요한 시기

국내 소재·부품, 플랫폼, SW 등 개별 산업이 독창적이고 효율적인 발전이 이루어질 수 있도록 정부의

체계적이고 종합적인 지원 필요

차별화된 산업기술을 지속시키고 중소·중견기업의 안정적인 일자리 창출을 위하여 다양한 유형의 첨단

소재·부품산업의 전략적 육성

웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

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1. 웨어러블 스마트기기 개요

웨어러블 스마트기기의 정의

현재 웨어러블 스마트기기(Wearable Smart Device)는 “신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 전자기기를

지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 어플리케이션까지 포함한다”1) 라고 정의하고 있음. 또한 사용자가 이동

또는 활동 중에도 자유롭게 사용할 수 있도록 신체나 의복에 착용 가능하도록 규모가 작고 가볍게 개발되어 신체의 가장

가까운 곳에서 사용자와 소통가능한 차세대 전자기기를 의미함

- 웨어러블 스마트기기의 형태는 의류, 반지, 안경, 신발 등과 같이 착용하기 편리하도록 착용성이 검증된 의류패션

제품으로 구성/설계되어, 사용자와 편리하게 소통할 수 있는 스마트 전자기기임

| 그림 1. 웨어러블 스마트기기의 범위2) |

1) MIT Media Lab2) 웨어러블 스마트 디바이스 시장동향 및 정책동향, KEIT, 2015

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ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- 현재 사용하는 스마트폰과 웨어러블 스마트기기의 차별화된 특징을 비교하면 아래 표와 같이 구분할 수 있음

| 그림 2. 스마트폰과 웨어러블 스마트기기의 차별성3) |

구분 Smart phone 웨어러블 스마트기기

착용감 불편하며 집중해야 함일상 생활에서 사용하는 의복, 액세서리와 같이 착용을 의식하지 않을 정도의 무게감과 자연스러운 착용감 제공

항시성 필요시 통신사용자 요구에 즉각적인 반응을 제공하기 위하여 컴퓨터와 사용자 간 끊임없는 통신을 지원할 수 있는 채널 존재

편리성(사용자인터페이스)

제한적인 감각 인터페이스(시각, 청각)

인간의 신체적, 지적 능력의 연장선상에 있어야 하므로 사용자와의 자연스러운 일체감과 통합감 제공

안전성 용도에 따른 안전성 차이장시간 착용에 따른 불쾌감과 신체적 피로감을 최소화하고 전원 및 전자파 등에 대한 안전성 보장

사회성 프라이버시 문제착용에 따른 문화적 이질감을 배제하고 사회 문화적 통념에 부합되는 형태와 개인의 프라이버시 보호

가격 물량에 따른 가격 하락 기기와 서비스, App.의 적정 가격

내구성과 AS 공급자에 의해 결정 최소 3년이상의 내구성과 용이한 AS망

3) 웨어러블 스마트 디바이스 시장동향 및 정책동향, KEIT, 2015

웨어러블 스마트기기의 역사

웨어러블 스마트기기의 태동과 개발방향

- 웨어러블 스마트기기는 1960년대 시계와 신발에 계산기나 카메라를 부착하는 단순 장착 형태의 연구가 시초이며

1980년대부터 프로토타입의 등장으로 입·출력장치와 컴퓨팅 기능이 도입되어 주로 군사용이나 학술연구용으로

기술 개발이 진행되었음

- 1990년대 이후부터는 유비쿼터스 컴퓨팅의 등장과 기기의 경량화 소형화로 산업에 적용이 가능해졌고 2000년도에

들어와 발열문제, 배터리성능, 단말기 소형화 등이 진전되어 발전을 거듭하였음

- 2010년대에는 스마트폰과 태블릿PC 등 스마트 기기의 발전뿐만 아니라 무선통신 인프라의 구축과 배터리 수명향상

등 기술적 한계들이 극복되면서 일상 생활에서도 사용이 가능한 수준에 이르렀으며, 웨어러블 스마트기기에서

수집된 정보를 스마트폰과 같은 전자기기로 M2M(Machine to Machine; 사물통신) 방식을 통해 실시간 상호

전송·교환해 서로 연동하는 방식으로 이용되었음

- 최근들어 웨어러블 스마트기기 자체적으로 네트워크 접속이 가능해졌으며 스마트폰 이외 디바이스와의 확장성이

강화된 기기들이 출시되고 있는 추세임

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| 표 1 . 컴퓨팅 디바이스 방식의 변화 웨어러블 4) |

구분 PC Smart phone 웨어러블 스마트기기

주요 입력장치 Key board Touch Panel 음성/영상/센서

App 실행방법 On → Type Unlock → App 구동 터치, 음성명령

실시간 수집정보 - 위치정보 행동정보, 생체정보

4) 웨어러블 디바이스 동향과 시사점, 김대건, 2013

웨어러블 스마트기기의 기술적 분류 및 발전단계

- 웨어러블 스마트기기는 휴대하는 형태의 제품 및 액세서리와 같은 액세서리형(Portable), 패치와 같이 피부에

부착하거나 의류형태인 의류일체형(Attachable) 그리고 신체에 직접 이식하거나 복용하는 형태의 신체부착/

생체이식형(Eatable/Implementable)로 분류할 수 있으며, 기술적 진화에 따라 간편하고 실용적인 형태로 발전할

것으로 예측됨

| 그림 3. 웨어러블 스마트기기의 발전단계5) |

5) 웨어러블 디바이스 산업백서, 2014

Now 3 years to 5 years After 2020

Portable

SmartGlasses

DMGPatches EGG/EMG

DevicesBionic Eye

Smart Implants Smart Pillis

3D MotionSensor Elenicing

Patches

ElectronicTattoo

SensorPatches

ActivityTracker

AR Headset

Wearable Cameras

Wearable Shoes

Wearable Clothes

Smart Watch

Attacable Eatable

GPS Tracker

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| 표 2. 웨어러블 스마트기기의 핵심기술 및 연구테마6) |

구분액세서리형(Portable)

의류일체형(Attachable)

신체부착/생체이식형(Eatable/Implementable)

핵심기술

- 초소형/고용량 배터리- 저전력 고성능 SoC (System on Chip)- 플렉서블, 박막형 투과형

디스플레이- 초소형/정밀 비전 센서- 사용자 인터랙션 기술

- 전도성 소재, 원사, 직물센서 개발

- 직물 회로보드 기술- 접착형 전자소자 패키징 기술

- 고분자 회로보드 및 전자 소자 패키징 기술

- 안테나 및 통신 기술- 소재 및 탈부착 기술

문제점- 크기, 무게, 배터리 지속시간- 입출력 방식

- 굽힘, 접힘, 오염 등에 대한 내구성

- 세탁성 및 양산 기술

- 신축성/유연성- 인체 무해성- 양산 기술

연구테마

- 저발열/저전력/초소형화- 웨어러블 통신 기술- 센서일체형 디스플레이- 촉감 표현 기술- 디바이스 협업 및 UI/UX 기술

- 의류 디스플레이 기술- 모션인식 의류 기술- FAN(Fabric Area Network)- 상황기반 색/무늬 변화

- 고전도성, 저전력화- 유연/투명 부품 기술- 무구속/무자각 생체신호 측정

기술- 의료/웰니스용 생체신호- 측정 센터 및 시스템

6) 이슈리포트_웨어러블 컴퓨터의 현황과 전망, 2013

웨어러블 스마트기기의 기술 구성

웨웨어러블 스마트기기의 기술은 소재·부품과 제품 및 서비스 등으로 기술을 분류함

| 그림 4. 웨어러블 스마트기기의 기술구성7) |

구성 기술 분야 개발 로드맵

입력기술

인체정보측정기술

환경정보측정기술

UI/UX입력기술 등

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구성 기술 분야 개발 로드맵

처리기술

처리SW기술

처리HW기술

출력기술

시각기술

청각기술

촉각기술등

전원기술

발전기술

에너지변환 및 전달기술

에너지저장기술

(배터리포함)등

제품및

응용기술

신뢰성 및안전성

평가기술

시스템통합기술

소재부품기술 등

7) 웨어러블 디바이스 산업백서, 2014

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2. 웨어러블 스마트기기 기술개발 동향

소재 및 부품 기술개발 동향

웨어러블 스마트기기의 소재 및 부품은 유연성이 우수한 전도성 소재를 기반으로 한 인체정보 및 환경정보를 측정하는

센싱소재, 정보를 처리하는 유연소자 및 처리 SW(Soft ware)기술, 정보를 표현해주는 시·청각 및 촉각기능의 출력기술,

이를 원활하게 작동해주는 에너지를 공급하는 전원기술 등으로 구분하여 기술개발 동향을 기술함

| 그림 5. 웨어러블 스마트기기(섬유-IT 융합) 핵심기술8) |

전도성 소재 기술개발 동향

- 웨어러블 스마트기기의 전기·전자적 특성을 구현하기 위해서는 근본적으로 신호전달 및 전기에너지 공급을 목적으로

한 전도성 섬유(Conductive yarn)가 필요함. 따라서 웨어러블 스마트기기의 핵심은 전기신호를 전달할 수 있는 전도성

섬유개발에 있으며, 현재 기존 섬유 고분자물질에 금속물질을 혼입방사하거나, 복층구조방적, 원사코팅, 도금(Plating),

자수(Embroidery), 프린팅을 하는 방법이 산업적으로 사용되고 있음. 전도성 섬유는 사용되는 용도에 따라 정보전달 및

전원전달용 전도성섬유와 인체측정용 전도성섬유 등으로 구분되며, 최근에는 PEDOT:PSS와 같은 전도성 고분자를

이용하거나 그래핀이나 탄소나노튜브(CNT)와 같은 나노카본소재를 활용해 전도성섬유를 제조하기위한 연구가

U-Sports & Entertainment

직물기반 통신 및 시스템 기술 전도사 & 섬유 기술

IT기술정보기술[IT] Application 영역

섬유 기술 섬유기술[Textile] Application

Digital Wear

직물기반 회로 기술

U-Safety Smart WorkDigital Function SuitDigital Working

Wearable Device

직물기반 연결 기술

Wearable Healthcare

U-Healthcare

운동능력향상

원거리 건강진단

실시간 뇌파 측정

극한환경 작업정보전달무선통신(GPS/RAN)

실시간 위험관계

전자기기 충전 및 전력공급

업무능력 향상의복 내장형 키보드

유통

무선형 감지의류

소방정보제공스마트 유니폼

GPS 정보 제공(전투복)

스포츠 부상방지 Wearable 게임기

Wearable MP3핸드폰 충전 재킷

Wearable 심박 측정 의복

실시간 대사정보 체크 속옷

Pacer Suit

운동량 조사 스마트 조깅화 IT기기 내장형 의복

심박수 상시 측정

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활발히 진행되고 있음. 1차원 또는 2차원 탄소기반 나노소재의 경우 높은 전도도는 물론이고 섬유와 비슷한 신도와

높은 인장강도를 가지고 있음. 따라서 섬유나 직물형태로 전자기기를 구현하기에 가장 이상적인 소재로 인식되어

선진국에서는 활발히 연구하고 있는 실정임. 나노카본 전도사의 경우 화학적증기증착법(CVD)을 통해 합성된 CNT를

실(Yarn) 형태로 뽑아내는 건식방법이나 CNT나 그래핀기반 잉크나 페이스트를 통해 만들어진 도프(Dope)를 응고시켜

습식방법을 구분하여 다양한 방법들이 개발되고 있음

- 현재 가시화된 전도성 섬유소재를 제조하는 대표적인 기술로는 금속을 섬유화하여 전도성 섬유를 제조하는 기술,

섬유표면을 금속으로 코팅하여 전도성 섬유를 제조하는 기술, 폴리머 소재에 전기적 특성을 부여하고 이를 섬유화하는

기술 등으로 구분되어 있음

- (사례-1) 금속을 이용하여 전도성 섬유를 제조하는 방법은 일반적으로 스테인리스, 구리, 니켈 등과 같은 순수 금속

또는 합금을 연신시켜 아주 가느다란 섬유형태의 금속으로 뽑아내어 이를 일반 섬유사와 혼재하여 직조하는 방식으로

전도성 섬유를 제조하거나, 만들어진 금속사를 중심으로 외부에 섬유소재를 감아 다양한 색상의 섬유 원사를 감아

섬유사와 같은 상태의 전도성 섬유사가 만들어져 섬유 형태의 전자소자의 회로 또는 전극 역할을 함

| 그림 6. 금속을 이용한 전도성 섬유소재9) |

a) 금속의 연신공정을 통해 제조된 금속사, b) 금속사와 일반섬유를 혼용하여 직조한 전도성 섬유소재, c) google jacquard

project에서 사용하는 전도사 제조과정, d) 전도사를 이용하여 제조한 섬유형 소자

8) 섬유IT 융합기술의 현황과 발전방향, KEIT, 20129) 섬유-IT융합기술 기반 창조제품 개발방향, 한국섬유개발연구원, 2015

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ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- (사례-2) 일반 섬유원사 표면에 금속을 코팅하는 방법으로 만들어진 전도성 섬유소재는 경량이면서 전기전도성도

매우 좋아 활용성이 매우 높음. 일반 섬유원사 표면에 금속을 코팅하는 방법은 크게 습식공정과 건식공정으로

구분하며 습식공정의 대표적인 방법으로는 무전해 도금법(Electroless plating)으로 일반 섬유표면에 금속 핵을 부착

고정한 후 코팅시키고자 하는 금속염 용액에 담군 다음 일반 섬유표면에 부착 고정된 금속핵을 중심으로 금속염의

환원이 유도되어 금속필름이 형성되는 공정임. 도금공정의 장점은 습식공정이기 때문에 용액흡수율이 매우 큰 섬유에

적용할 경우 섬유 표면뿐만 아니라 내부까지 금속이 침투하여 코팅될 수 있어 단위섬유 코팅뿐만 아니라 천과 같이

단위섬유가 직조된 형태의 섬유에도 적용할 수 있다는 점이 있으나, 초기에 사용되는 금속핵의 종류가 대부분 귀금속을

사용해야 하므로 비용이 많이 든다는 점과 공정이 복잡하다는 점, 그리고 친환경적이지 못하다는 점이 단점이 있음

| 그림 7. 무전해 도금공정으로 제조된 전도성 섬유소재10) |

- (사례-3) 일반 섬유원사 표면에 금속을 건식방법으로 코팅하는 대표적인 방법은 진공증착공정으로, 진공 챔버 내에

금속모제를 놓고 높은 에너지를 공급하여 증기화시킨 후 증기화된 금속을 섬유표면에 증착시켜 코팅하는 방법임.

순도가 매우 높은 금속을 균일하게 섬유표면에 코팅할 수 있다는 장점이 있으나 증기화된 금속모제의 70%이상 손실이

발생한다는 점과 진공 유지에 필요한 챔버로 인해 초기 시설비용이 매우 높다는 단점이 존재하며, 습식공정과는 다르게

섬유 표면에만 코팅이 가능하여 구겨짐 및 꺽임 등과 같은 외력에 의한 코팅된 금속막의 기계적 내구성이 약하다는

단점도 존재함

| 그림 8. 스위스 EMPA에서 진공증착을 통해 제조되는 전도성 섬유소재11) |

10),11) 섬유-IT융합기술 기반 창조제품 개발방향, 한국섬유개발연구원, 2015

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- (사례-4) 금속포일(Foil)을 이용한 전도성섬유 제조방법 : 금속사를 일반 섬유사로 감싸는 방식과는 반대로 비전도성

일반 섬유사 표면을 높은 전도성을 지닌 구리, 은, 금 등의 금속포일로 감싸는 방식으로 전도성 섬유소재를 만들어

내는 방식으로 높은 인장강도와 고온 내구성을 지닌 실크사에 적용하여 화려한 느낌을 요구하는 드레스 등을 만드는

옷감으로 활용하는 데 적합하게 사용함

| 그림 9. 금속 포일을 이용한 전도성 섬유소재12) |

12) 섬유-IT융합기술 기반 창조제품 개발방향, 한국섬유개발연구원, 2015

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143Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- (사례-5) 전도성 고분자가 코팅된 구조의 전도성 섬유소재 제조방법 : 일반 섬유소재에 전도성을 지닌 고분자를

코팅하는 방법을 적용하므로 섬유소재 표면 부착성이 매우 좋고 외력에 의한 기계적 내구성도 우수하며, 주변 분위기에

대한 내구성뿐만 아니라 세탁 내구성도 매우 우수한 반면, 복잡한 공정이 필요하다는 점과 태양광 및 외부 에너지에

노출로 인한 고분자 경화로 인한 내구성 저하 등의 문제가 발생됨

| 그림 10. 일반 섬유원사에 전도성 폴리머가 코팅된 전도성 섬유소재13) |

13) Advances in Nano composite Technology, edited by abbass Hashim, 2011 Chapter 2

Diacetate

50㎛ 50㎛

50㎛ 50㎛

50㎛ 50㎛

Polyamide Silk

Cotton

Viscose Wool

Fiber Monomer Metal Salt

Conducting polymer-metal nanocomposite-coated fiber

Chemical oxidative polymerization

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- (사례-6) 고분자 섬유사로 구성된 전도성 섬유소재 제조방법 : 전도성 고분자 기술로 만들어진 고분자 원료소재를

전기방사 (Electro-spinning) 공정에 적용하여 전도성 고분자 섬유 원사를 뽑아내고 직조하여 전도성 섬유소재를

제조함. 이 때 전도성 고분자 원료소재에 다양한 전도성 필러 등을 혼합하여 전도성 섬유소재에 전도성을 향상시킬 수

있어서, 전도성 섬유소재의 기계적 내구성 및 세탁 내구성 매우 우수한 반면 전도성 고분자 가격이 매우 비싸다는 점과

외부 환경에 의한 내구성 저하되는 문제점이 존재함

| 그림 11. 전기방사공정으로 제조된 전도성 폴리머 소재14) |

정보측정 센싱소재 기술개발 동향(입력/출력기술)

- 웨어러블 스마트기기에 사용되는 정보측정 센싱기술은 주변의 물리/화학적 변화를 감지하거나 구분 및 계측하여

신호로 알려주는 소재나 부품, 외부로부터 입력신호를 전기 신호로 변환하는 소자를 중심으로 착용시 부담이 적도록

부피, 무게 유연성을 확보하는 방향으로 기술개발을 추진하고 있음

- 생체 체계와 센서시스템과의 비교

생체 체계 외부자극

5감(시각, 청각, 촉각, 후각, 미각) 뇌

수족(手足)

센서시스템 외부정보 센서 CPU(Central Processing Unit) 구동장치

14) Conductive functional biscrolled polymer and carbon nanotube yarns, Lim et al., RSC Adv., 2013, 3

E-spinning

a

a

d

g

b c

e f

h i

c

b c

dCNT forest

StackTwist

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145Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- 센서의 종류 : 인간이 느끼는 5감(感)과 그 외의 센서로 구분하며, 촉각센서는 인간의 피부와 같은 기능을 하는

센서이며, 피부는 대상물체와의 접촉을 통해 사물을 인지하고 대표적인 촉각센서로는 접촉식 온도센서, 습도센서,

압력센서, 유량센서 등으로 분류됨. 또한 감압센서는 촉각(tactile)과 압력(pressure)관 관련된 센서로 힘, 스트레인,

접촉센서의 종류들을 구성됨

구분 감각(기관) 물리·화학현상 및 검출대상 센서 (사용원리)

인간의 5감

시각(눈) 빛

포토트랜지스터

포토다이오드(광도전효과)

Cds(광도전효과)

CCD센서(광도전효과)

청각(귀) 소리

콘덴서마이크(용량변화)

세라믹마이크(압전효과)

다이나믹마이크(프레밍의 법칙)

촉각(피부) 온도

서미스터(저항변환)

열전대(제백효과)

반도체 센서(반도체 온도특성)

압력반도체 압력센서(압전효과)

스트레인게이지(저항변화)

후각(코) 가스반도체 가스센서(흡착효과)

접촉연소식 가스센서(화학반응)

미각(혀) 수질 pH센서(전위차)

5감 이외

초음파

티탄바륨진동자

PZT진동자

페라이트진동자

자기홀소자

자기저항소자

변위·회전차동변압기(변위)

엔코더(회전)

방사능 GM계수판

- 스트레인 게이지(Strain gauge) : 힘이 가해졌을 때 저항의 변화가 일어나는 저항성 탄성센서임. 대표적 스트레인

게이지의 특성은 다음의 표와 같고, 실제 사용되는 스트레인게이지의 동작원리는 그림과 같이 장력이 발생하면 저항이

감소하고 압축이 발생하면 저항이 증가함. 이러한 게이지를 Wheatstone Bridge 회로에 연결하여 사용함

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146 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

- 접촉센서 : 접촉센서는 매우 작은 두께를 가진 힘 또는 압력을 변환하는 특별함 분류로 두 물체가 서로 인접해 있을

때 두 표면 사이에 힘 또는 압력이 가해지는 응용분야에 적용이 가능함. 접촉센서가 다양한 산업분야에 적용되기 위한

요구 특성은 아래의 표와 같고, 접촉센서는 3가지 형태로 구분됨

| 표 3. 접촉센서가 산업분야에 적용되기 위한 요구 특성표15) |

구분 요구 특성

센서 면적센서면적은 어떤 크기라하더라도 이상적으로 한 점 접촉이상이어야 함. 실제적으로 접촉 면적이 1~2㎟면적이면 사용가능함

센서 민감도터치센서의 민감도는 센서의 기본적인 물리적 특성에 의해 결정되는 변수들이 조절이 가능해야함. 통상 산업용으로 사용이 가능한 민감도는 0.4~10N범위 정도임

센서 밴드 폭 센서의 최소 밴드 폭은 100Hz전후임

히스테리 특성 센서의 특성은 낮은 히스테리 특성으로 안정적이며 반복적인 사용이 가능해야함

- 스위치센서 : "On-Off"기능을 갖는 가장 간단한 접촉센서로 스위치센서라고 통칭함. 그림과 같이 전도특성을 갖는

두 장의 얇은 판 사이에 스페이서(Spacer)를 삽입하고, 스페이서는 원 모양의 구멍이 뚫려있고, 한쪽 판은 접지되어

있으며, 다른 한쪽 판은 멀티플렉서에 연결된 구조임. 멀티플렉서는 여러 개의 센서를 연결하는데 사용되며, 외부에서

힘이 스페이서 사이에 있는 구멍으로 작용하면 위쪽 판과 아래쪽 판이 전기적 접촉이 일어나서 멀티플렉서에서

감지하는 센서임

- 압전 접촉센서 : PVDF(Polyvinylidene fluoride)와 같은 압전체를 이용한 접촉센서로 능동형 압전 접촉센서와 어떠한

인가전압도 필요 없이 압전필름 자체에서 나오는 출력신호로 사용하는 수동형 압전 접촉센서로 구분됨. 압전체 필름을

사용하여 만든 능동형 커플링 터치센서는 그림과 같이 위쪽과 아래쪽에는 압전특성을 가지고 있는 PVDF필름이고,

필름사이의 압축 필름은 초음파 커플링 압축필름 등 3종류의 필름이 사용됨. 센서의 민감도와 동작범위는 압축필름의

유연성에 의해 결정되고, 변조기에서 관측된 변화량이 전압으로 출력되어 힘으로 감지가 되는 간단한 센서임

- 압저항 터치센서 : 압저항(Piezoresistive) 소자는 접촉센서로도 사용이 가능함. 압저항 소자는 스트레인에

따라 전기적인 저항이 바뀌는 재료를 의미하며, 압력에 따라 저항이 변하는 힘에 민감한 저항체(FSR; Force-

Sensitive Resistor)를 사용함. 실리콘고무, 폴리우레탄 및 전도성 입자들이 혼입된 혼합물로 전도특성을 갖는

탄성중합체(Elastomer)이므로 압력에 따라 일정하게 변화하여 정량적 분석이 가능한 센서임

- 정전용량 터치센서 : 정전용량 터치센서는 평행판 커패시터의 이론을 근거하여 작동하는 터치센서

- 초음파 터치센서 : 초음파 터치센서는 가장 진보된 터치센서 기술 중 하나로 사용자가 스크린을 터치할 때 물체에서

전파되는 음파를 인식하는데 기반을 두고 있으며, 물체를 터치하면 재료내부로 관통하는 음파의 패턴이 생성되고

이렇게 생성된 패턴은 충격을 준 위치에서 유일한 음파신호를 나타냄. 이러한 특성을 시간반전음향기술(Time reversal

acoustics)이라하며, 이 기술을 이용하면 전파되는 파의 소스위치를 정확히 파악할 수 있는 터치센서임

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147Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- 적외선 터치센서 : 가장 많이 사용되는 광학식 터치센서는 적외선 LED를 이용한 방식으로 초음파 터치센서와 거의

유사한 센서임

| 표 4. 대표적인 터치센서의 비교 기술16) |

구분 저항 정전용량 초음파 적외선

터치 방식 손가락, 스타일러스펜 손가락 손가락, 스타일러스펜 손가락

광 투과율 80%이하 90%이상 92%이상 100%

장 점 저비용 내구성 대형스크린 가능 대형스크린 가능

단 점 낮은 투과율 장갑, 손톱에 반응 안함 센서오염과 액체에 취약 고비용

진입 장벽 낮음 높음 높음 높음

멀티 터치 가능 가능 불가 불가

적용 분야 게임기, ATM, 군사용 POS, 키오스크, 휴대폰 키오스크, 전자칠판, ATM POS, 게임기

- 따라서 웨어러블 스마트기기에 적용되는 센서는 동작원리가 간단하고 부피와 무게가 적으면서도 센서의 적용 범위가

용이하고, 유연성과 가격이 저렴해야하므로 저항형이나 정전용량형 터치센서가 유용할 것으로 전망됨

- 웨어러블 센서 기술은 기존의 센서를 웨어러블 디바이스에 적용하기 위한 초소형·저전력화 기술과 센서 자체를

플렉서블한 소재를 사용하여 구현하는 기술로 구분되며. 급성장하는 시장에 대응하기 위해 주요 메이커들은 필수

센서(자이로 센서, 근접 센서, 가속도 센서, 지자기 센서 등)를 중심으로 전자의 기술을 적용하고 있음. 최근 캐나다의

OMsignal 社는 직물에 CNT를 삽입한 스마트 섬유를 이용한 심박센서가 부착된 스마트셔츠를 개발하였으며, 구글은

렌즈를 통해 눈물의 혈당을 측정할 수 있는 스마트 렌즈를 개발 중임

| 그림 12. 유연소자를 이용한 웨어러블 센서17) |

16) 센서 물리학 개론, 홍릉과학출판사, 201317) 2016년 10대 표준화트렌드, 한국표준협회, 2015

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148 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

- 현재 웨어러블 디바이스에 적용되고 있는 센서는 온도/습도 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 모션트래킹

센서, 심박 센서, 땀 센서, 자외선 센서 등이며, 도래할 사물인터넷(IoT)과 만물인터넷(IoE) 시대에는 웨어러블 센서의

일상화(개인 중심의 생활밀착형 센서)로 인해 더욱 다양한 센서가 적용될 것이며, 특히 인간의 오감(시각, 후각, 미각,

청각, 촉각)과 생체정보를 측정하는 첨단센서를 중심으로 발전할 것으로 전망됨. 생체정보 측정 센서는 콘택트 렌즈를

통한 눈물 분비물 분석 및 치료, 백박수, 체온, 자외선 흡수량 등을 측정할 수 있는 ‘바이오스탬프’, 근육의 피로도를

측정하는 ‘전자문신’ 등이 연구되고 있음

| 그림 13. 인간의 오감을 측정하는 웨어러블 센서18) |

- 현재 웨어러블 스마트기기에 사용되는 대표적인 센서의 종류와 특징은 아래 표와 같이 구분되어 사용되고 있음

| 표 5. 현재 사용되는 대표적인 웨어러블 센서들의 종류와 특징19) |

유형 특징 대표제품(기관)

가속도 센서(Accelerometer

sensor)

- 이동하는 물체의 가속도나 충격 측정

- 3축(X, Y, Z)의 값으로 물체의 움직임

측정

Force Tracker(Fitbit)

온도 센서(Temperature

sensor)

- 대기 중 혹은 국소 부위의 온도 측정

- 섭씨나 화씨의 정도를 수치로 표현

Body monitoringsensor

(Bodymedia)

음향 센서(Acoustic sensor)

- 다양한 종류의 음파 측정함

- 측정된 음파 신호에서 특정 주파수

샘플링 후에 디지털 데이터로 표현

BodyScope(K. Yatani, Khai N.

Truong)

18) 2016년 10대 표준화트렌드, 한국표준협회, 201519) 웨어러블 컴퓨팅환경에서의 센서의 역할 및 활용방향, 정보통신기술진흥센터, 2014

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149Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

유형 특징 대표제품(기관)

이미징 센서(Imaging sensor)

- 피사체로부터 반사된 빛을 디지털 이

미지화함

- 가시광의 영상을 주로 활용

Google Glass(Google)

심장 박동 센서(Electrocardiog

ram sensor

- 인체의 심장 박동을 측정

- BPM(분당 심장 박동수)를 수치화하여

다른 장치에 전달

nECG MINDER(Nuubo)

맥박 센서(Pulse Oximeter

sensor)

- 혈액 내 산소 포화도 측정

- 복합 광원을 이용한 광 신호를 이용하

여 혈중 헤모글로빈의 상태 측정

Wireless PulseOximeter

(iHealth Labs)

혈당 센서(Glucose sensor)

- 인체의 혈류 속 혈당 측정

- 적외선을 피부에 조사한 후 빛의 흡광

도를 이용하여 혈당량 측정

Glucowise(MediWise)

| 그림 14. 필립스, 코오롱, 큐트서킷사의 의류형태의 웨어러블 제품 |

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150 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

유연하고 집적화된 정보처리 회로기술개발 동향

- 웨어러블 스마트기기를 상품화하기 위해서는 의류 및 직물형태의 유연한 섬유소재로 만든 회로보드가 반드시 필요함.

직물회로는 전자부품이 삽입되어야할 위치에 전도성섬유를 간격과 배열로 제직하는 직조(Weaving), 자수기계를

이용하여 회로를 제작하는 자수(Embroidery), 전도성 잉크를 직물에 직접 인쇄하는 인쇄(Printing)방법 등으로 구현이

가능함. 이를 위해서는 5~20%정도의 신축성을 가질 수 있는 신축성 기판에 물결모양의 배선 등으로 당김이나

구김에 대한 변형이 가해졌을 때 부품이나 연결부위 파손이 일어나지 않도록 하는 연구가 진행되고 있음. 최근 미국

조지아공대에서는 직물인터페이스를 개발하였고, 미국 카네기멜론 대학에서는 ATM 및 자동차 대쉬보드 등에 적용이

가능한 버튼 인터페이스를 제작함. 독일 Fraunhofer IZM연구소에서는 웨어러블 디바이스의 여러 가지 전기전자부품을

직물에 실장하거나 집적화하는 기술인 SoT(System on Textile)연구를 진행하고 있음

| 그림 15. 편조형 인버터 회로(프린스턴대학) |

- 직물소자 및 부품의 연결기술 : 진정한 웨어러블 스마트기기를 완성하기 위해서는 전도성 섬유와 직물회로의 부품 및

반도체소자를 연결(Interconnection)기술 그리고 기존 전자부품을 초 소형화하여 섬유에 직접 실장(Mounting)하거나

소재와 부품이 일체화된 섬유소재기반의 전자부품 개발이 절대적으로 필요함. 최근 들어 섬유기반 트랜지스터,

메모리, 센서, 액츄에이터, 발전 및 축전기 등의 부품을 개발하기 위해 섬유와 IT기술간 융합이 이루어지고 있음.

개발된 전자섬유 부품들로는 전도성 섬유를 이용한 전극, 데이터 송수신을 위한 버스라인, RFID통신용 안테나 등의

회로구성요소와 광, 비접촉 정전용량(Capacity)센서, 압저항(Piezo resistance)센서, 온도 및 습도센서 등이 있음. 또한

염료감응형 태양전지(DSSC)나 유기태양전지(OPV), 심장박동과 발걸음과 같은 아주 일상적인 움직임과 마찰만으로도

에너지가 생성되는 나노발전기 등 에너지소자들도 섬유소재기반으로 개발되고 있는 실정임

- 웨어러블 스마트기기에 사용될 전자회로는 기본적으로 적은 부피를 차지하고 가볍고 유연성이 확보되어야함. 따라서

전도성섬유나 소재를 이용하여 가능한 전자부품간 연결을 쉽게 적용하고 착용시 움직임에 대한 내구성을 높이는 것이

중요함. 현재 적용되는 기술은 직물(Woven)형태, 니트(Knit)형태, 자수(Embroidery)방식, 프린트(Print)형태의 전자회로

등이 개발 중에 있음

Silicon Nitride Aluminum

n+a-Si intrinsic a-Si

Silicon Nitride Aluminum

Silicon Nitride Kapton

Silicon Nitride

240㎚ 100㎚ 50㎚ 240㎚ 240㎚ 100㎚ 500㎚

50㎚500㎚

Power Supply Power Supply

Out Supply Load

Transistors

Driver Transistors Ground

Input Output

17mm

36m

m

ConductorFiber

SpacerFiber

Transistor Fiber

Source Contact Pad

GateContact Pad

Transistor

DrainContact Pad

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151Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

| 그림 16. 다양한 전자섬유(e-Textile) 기술20) |

- (직물형태의 전자회로) 비교적 간단한 전자회로 구현이 가능하며, 복잡한 형태는 3차원 구조의 직물 구조를 만들어서

다향한 형태의 전자회로 구현이 가능하나, 제직공정에 견딜 수 있는 원사의 물성확보가 필요함(최소 인장강도 2gf/denier,

신도 5%이상 등)

- (니트형태의 전자회로) 니트조직은 고리형태로 조직이 형성되므로 신축성을 요하는 신체정보측정과 회로구성에

유리한 전자회로임. 전도성섬유가 외력에 대응하는 범위가 넓어서 쉽게 절단되지 않는 장점이 있으나, 원사가 하나라도

끊어지면 모두 풀릴 수 있는 단점이 존재함

- (자수방식의 전자회로) 자수법은 컴퓨터자수기를 이용하여 다양하고 정밀한 전자회로를 비교적 쉽게 적용이 가능한

기술로 동일한 전자회로를 반복적으로 생산하는데 유리한 장점이 있음. 아래 사진은 일본의 자수기 전문 업체인

Tajima사와 공동 연구로 개발된 섬유기반 발광제품의 Sequin Technology가 적용된 발광 섬유제품은 공정을

획기적으로 단축할 수 있으며 전 공정이 자동화가 가능하여 필셀 방식의 발광섬유 제품을 제작하는 데 있어 매우

유망한 기술로 인정받고 있음

| 그림 17. Sequin Technology가 적용된 섬유기반 발광제품 |

20) 웨어러블 컴퓨팅 환경에서의 센서의 역할 및 활용방향, 정보통신기술진흥센터, 2014

[ 전자섬유 원사 ]

[스크린 프린팅]

[전도성사 자수기법]

[다중 직물 회로보드]

[전도성 잉크, 자수]

[동박전사 기법]

[직물회로보드]

[직물전사소자 패키징]

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152 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

- (프린트형태의 전자회로) 일반적으로 고밀도 직물에 전도성 또는 반도체성 잉크를 인쇄하여 전자회로 패턴을 제작하는

방법임. 따라서 전도성잉크가 프린트된 영역에 잉크가 잘 흡수되고 번지지 않는 내열성이 좋은 소재를 사용해야함.

현재 사용되는 소재로는 면, 폴리이미드 등의 직물, 필름 등이 사용되고 있음

플렉서블 에너지 하베스팅 및 저장소재 기술개발 동향

- 에너지 하베스팅 기술은 주위 환경에서 에너지(열, 진동, 빛, 전파 등)를 수확(Harvesting)하여 전기에너지로 변환하는

기술임

| 그림 18. 에너지하베스팅 기술영역 |

- 에너지 하베스팅 기술은 웨어러블 스마트기기를 사용하고 있는 사용자들이 직접적으로 인식할 수 있는 기능을 유지

가능하게 해줄 수 있는 전력 공급에 대한 연구 분야로서 기존의 밧데리가 가지고 있는 사용시간의 제한적 문제와 큰

부피와 무게에 대한 문제를 해결할 수 있는 웨어러블 테크놀로지의 숨어있는 필수 기술 분야라고 할 수 있음

- 현재 웨어러블 테크놀로지에서 사용하고 있는 밧데리는 사용 시간의 제한과 위험성 때문에 이를 대체할 연구가

진행되고 있으며, 웨어러블 에너지 하베스팅 기술을 기존의 밧데리 기술과 병합하여 사용할 경우 사용기간이 5배 이상

늘어날 수 있다는 보고도 있음

- 웨어러블 융합기술 분야에서 사용할 수 있는 에너지 생산방식은 사람의 움직임과 일상생활에서 얻을 수 있는 에너지를

활용하는 방식임. 기술적으로도 상당한 진보를 이루고 있으며 에너지 저장기술과 함께 웨어러블 디바이스에 전원을

공급해줄 수 있는 가장 효과적인 방법이라 할 수 있음. 최근에는 좀 더 정교하고 효율적인 fiber-based 에너지

변환소재와 에너지 저장소재에 대한 연구가 진행되고 있음

주위 환경으로보터에너지를 수확

에너지하베스팅

발전량

㎼ ㎽ W ㎾ ㎿

발전비용

배터리 교체나 충전,전원 배선을 할 필요가 없고장기간 이용할 수 있는 전원

유비쿼터스네트워크용자립형 전원

원격지나정전 시의

독립형 전원

신재생에너지

모바일 기기의주 전원·보조전원

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153Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- 상용화 할 수 있는 fiber 형태의 태양전지를 위해서 새로운 fiber 전극물질에 대한 연구가 진행되고 있는데 최근 꼬인

fiber 형태를 가진 CNT fiber 기반의 태양전지가 보고되었음. (S. W. Pan, J. Am. Chem. Soc. 2013 , 135 , 10622)

| 그림 19. CNT기반 염료감응형 WIRE전지21) |

- 태양에너지 이외에 유용한 에너지 소스는 사람의 운동에너지임. 육체의 움직임, 근육의 이완현상, 혈압 등이 사용할 수

있는 에너지이며 육체에서 발생하는 떨림(vibration) 현상도 전기에너지로 변환이 가능함. 여기서 발생하는 전력량은

바이오센서나 나노디바이스 등 웨어러블 디바이스에서 사용하기에는 충분한 전력으로 연구되고 있음. (W.Z. Advanced

Materials, 2014, 26, 5310)

| 그림 20. 인체 움직임에서 발생할 수 있는 전력량22) |

21), 22) 섬유-IT융합기술 기반 창조제품 개발방향, 한국섬유개발연구원, 2015

Dye-sensitized photovoltaic wires based on CNT fiber. Reproduced with permission[152f] Copyright 2013. ACS

Body Heat : 2.4-4.8WExhalation : 1.0W

Breathing Band : 0.83W Blood Pressure : 0.93W

Arm Motion : 60W Finger Motion : 6.9-19㎽

Footfalls : 67W

Ti wireCNT fiber Dyes absorbed-TiO2 tubes

Electrolyte

18

16

14

12

10

8

6

4

2

00.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Jsc/

mA c

m-2

25㎛40㎛60㎛100㎛Pt

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154 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

- 웨어러블 스마트기기의 확산에 가장 큰 걸림돌 중에 하나가 배터리 문제였음. 전자기능을 하는 제품을 사람이

소지하거나 사람 몸에 부착하여 사용하게 되는 특성상 전자기능 구동을 위한 배터리의 경량화, 소형화 또는 플렉서블화

등이 중요한 문제로 부각되었음. 따라서 휴대와 이동이 편리한 유연한 축전장치의 개발이 전 세계적으로 활발하게

이루어지고 있는 추세임

웨어러블 스마트기기 제품개발 동향

웨어러블 스마트기기 해외 기술개발 동향

- 최근 캐나다의 OMsignal 社는 직물에 CNT를 삽입한 스마트 섬유를 이용한 심박센서가 부착된 스마트셔츠를

개발하였으며, 구글은 렌즈를 통해 눈물의 혈당을 측정할 수 있는 스마트 렌즈를 개발 중임. 구글의 스마트 렌즈기술은

스마트 섬유, 생체정보 센서 등에 일부 Startup 기업들에 의해 적용되고 있는 추세임

| 그림 21. 유연소자를 사용한 웨어러블 센서(일리노이 대학 Epidermal electronics) |

- 현재 웨어러블 디바이스에 적용되고 있는 센서는 온도/습도 센서, 압력 센서, 가속도 센서, 자이로 센서, 모션트래킹

센서, 심박 센서, 땀 센서, 자외선 센서 등이며, 도래할 사물인터넷(IoT)과 만물인터넷(IoE) 시대에는 웨어러블 센서의

일상화(개인 중심의 생활밀착형 센서)로 인해 더욱 다양한 센서가 적용될 것이며, 특히 인간의 오감(시각, 후각, 미각,

청각, 촉각)과 생체정보를 측정하는 첨단센서를 중심으로 발전할 것으로 전망됨

- 그리고 심전도, 체온, 운동량 등을 체크할 수 있는 감지센서를 부착하여 의료기관이 환자의 몸 상태 정보를 신속히

얻을 수 있는 미국 맥심(Maxim)사의 Fit Shirt와 3개의 심장센서를 부착하여 심박수를 측정하는 헥소신(Hexoshin)사의

바이오메트릭 셔츠, 스포츠웨어에 Activity Tracking기능인 운동량을 측정하는 센서를 부착한 대만 AiQ사가 개발한

Bioman-Fabric제품 등이 대표적 바이오메트릭 스마트셔츠임

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ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

| 그림 22. (좌)Maxim사 Fit Shirt, (중)Hexoshin사 Biometric Shirt, (우)AiQ사 Bioman-Fabric |

- 유럽의 라이프셔츠로는 이탈리아의 Wealthy Project와 Philips의 MyHeart Project 등이 있으며 질병의 치료목적보다는

예방에 중점을 두고 생체신호 탐지, 운동코치, 생체신호 평가, 운동훈련을 통한 재활기간 개선 및 단축, 환자의 삶의 질

향상 및 수명연장 등을 지원하는 방향으로 국가과제로 연구개발에 추진 중에 있음

| 그림 23. (좌)이탈리아 Wealthy Project, (우)필립스 MyHeart Project |

- Shirt to power low energy wearable electronics : Holst Center 에서는 열전 발전기가 겉에서는 전혀 보이지 않는

셔츠를 개발하였음. 의류에 내장된 열전 발전기는 22°C의 실내온도인 사무실에 앉아있을 경우 약 1mW의 전력을

생산할 수 있고 걸어서 돌아다니는 경우 약 2mW의 전력을 생산할 수 있음. 전력량은 온도가 17°C 일 경우 두 배로

증가하게 됨. 이정도의 전력이면 헬스 모니터링용 웨어러블 디바이스정도에 전력을 공급할 수 있는 전력량임

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PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

| 그림 23. (좌)이탈리아 Wealthy Project, (우)필립스 MyHeart Project |

- 미스핏 샤인(Misfit Shine)은 몸에 착용하는 것만으로도 움직임을 측정하고 데이터화해 운동량과 거리, 패턴 등을 분석할

수 있는 웨어러블 디바이스이며, 손목, 허리, 신발, 발목, 옷깃, 속옷 등 원하는 부위 어디에나 착용 가능함

| 그림 25. 시계형 웨어러블 스마트기기 |

Jawbone Up Misfit shine Nike + Fuel

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ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

웨어러블 스마트기기 국내 기술개발 동향

- 한국전자통신연구원(ETRI)는 심전도, 호흡, 운동량 등 생체신호를 모니터링 할 수 있는 바이오셔츠를 개발함.

바이오셔츠는 섬유 조직내부에 센서가 내장되어 생체정보를 측정하고 신호를 처리하여 무선으로 송신하는 모듈로

구성됨. 한국과학기술원(KAIST) 전자전산학과 유회준교수팀은 2008년 2월 미국 샌프란시스코에서 개최한 2008년

국제반도체회로학술회의(ISSCC 2008)에서 직물장착용 건강모니터링 시스템을 발표함. 이는 체온과 땀의 변화

등 생체신호를 측정하는 건강모니터링 칩을 섬유에 직접 장착하여 착용만하면 실시간으로 건강을 점검할 수

있는 모니터링 의류임. 의류형 생체모니터일 시스템은 의류의 특성을 잃지 않으면서 생체정보 감지센서를 섬유에

내장시키는 것이 핵심기술임

| 그림 26.(좌)ETRI의 Bio-Shirt, (우)KAIST의 직물장착용 모니터링시스템 |

- 섬유-IT융합기술로 국내에서 가장 많은 호응을 받은 제품은 2012년 코오롱글로텍에서 개발한 히텍스(Heat Tex)임.

이는 이차전지에서 전원을 이용하여 발열시키는 유연한 고분자섬유 집합체를 아웃도어 자켓 등 다양한 제품에 적용한

발열섬유 제품임. 또한 2013년 제일모직은 무선통신 모듈인 NFC(Near Field Communication) Tag(QR Code)를 신사복

상의 안주머니에 삽입하여 스마트폰을 갖다 대면 일주일 단위로 상황별 코디법, 스마트 포켓에 휴대폰을 넣었다 빼면

자동으로 화면잠금이 해제되는 Un-lock기능, SMS, E-mail를 이용한 명함전송기능, 회의 참석 등 에티켓에 필요할 때

무음과 전화수신 차단까지 한 번에 변경되는 에티켓모드 등을 알려주는 Smart Suit를 출시함

| 그림 27. (좌)코오롱글로텍 Heatex, (우)제일모직 Smart Suit |

건강상태를 보여주는

LED디스플레이

축전지

건강 모니터링 칩

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PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

- 2014년 1월 독일 뮌헨에서 열린 스포츠용품 박람회 ISPO에서 아웃도어업체인 블랙야크는 스마트웨어 야크온P(YAK

On Pulse)를 공개함. 은(Ag)이 함유된 전도성섬유를 이용하여 심장에서 발생하는 전기적 신호인 심박수를 직접적으로

측정하는 심박센서와 GPS기반으로 한 운동거리 측정, 칼로리 소모량 등을 환산해주는 모바일 애플리케이션과

연동하여 운동효과를 시각화해주는 기능을 제공함. 야크온P는 섬유기반으로 제조되어 심박측정기를 제거하면 기존

의류들과 같은 방법으로 세탁할 수 있는 편의성이 제공됨. 또한 제일모직의 빈폴아웃도어 브랜드와 삼성전자는

백팩(Back Pack)에 태양전지을 부착한 Solar Bag을 출시하여 IT기기를 휴대하고 다니면서 겪는 전원 충전의 불편함을

해소해준 섬유-IT 융합기술 제품들이 출시함

| 그림 28. (좌)블랙야크사의 야크온P, (우)제일모직/빈폴아웃도어브랜드의 Solar Bag |

표준화 및 신뢰성평가 기술개발 동향

신뢰성평가(Reliability Assessment)는 제품의 내환경성을 평가하고 내구수명 또는 고장율을 사전에 예측·검증하는

핵심기술로 “소재 < 부품 < 모듈 < 완제품”의 순으로 신뢰성평가가 시급히 요구되고 있으며, 이들 상호간에는 깊은

연관관계가 있음. 또한 신뢰성은 시간적 품질 특성으로써 정량적으로 표시하여 구체적인 확률로 소비자에게 수명 정보를

전달함으로써 소비자의 제품에 대한 충성도를 높여 시장 상황에 영향을 미치고, 나아가 사회나 인간 복지에도 큰 영향을

미침

따라서 웨어러블 스마트기기의 시장진입을 위하여 소비자가 안심하고 사용할 수 있고, 생산자가 제품의 규격과 방법에

따라 제조할 수 있는 웨어러블 스마트기기의 제품 신뢰성평가 및 표준화기술개발 등에 대한 동향 조사가 필요함

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ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

웨어러블 스마트기기 표준화 및 신뢰성평가 기술개발 동향

- 웨어러블 스마트기기 관련 선행 국제표준화는 매우 필요한 분야이나 국제표준화 활동은 아직 미미한 상태이며,

우리나라도 스마트기기 시장에서 주도권을 잡기위해 웨어러블 스마트기기에 대한 표준개발위원회(Technical

Committee, TC)설립을 2015년 11월 도쿄에서 개최된 IEC(International Electronical Committee) 미팅에 제안하였음

- TTA-IT 응용기술 위원회(TC-4)는 산하에 PG-415에서 웨어러블 네트워크 국내표준 개발활동을 추진 중이고, 미국

FTA 비준에 대응한 ‘Human Textile 포럼’, ‘Industrial Textile 포럼’도 발족함

- 규정/제도 등에 대한 국내 현황은 최근 융합사회 도래에 대응하기 위해 법·제도적 기반을 구축하고, 부문별·업종별

융합정책 등이 추진되고 있음(산업융합발전 기본계획(’12), 산업융합촉진법 제정(’11), 국가융합기술발전

기본계획수립(’08), New ICT전략(’08) 및 ICT 융합 확산전략(’10), Giga KOREA 전략(’12) 등)

- 그러나 아직 융합 R&D 결과물의 현실적 적용에 걸림돌이 되는 법·제도적 장벽도 상존하고 있어, 관련 부처의

주도적인 노력이 필요한 상황임. 국제 표준화 및 시험인증 동향은 의류에 부착된 전기전자 소재부품 및 소자, 통신기기,

장비 간 무선통신을 규정하는 시험 및 인증 기준을 수립하는 중이며, 안전성 및 독성에 대한 시험 및 인증기준 수립이

주요 이슈임

- 적합한 표준이 없는 U-healthcare 분야의 자체적인 가이드라인을 제공 (미국), 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에 대비한

지능형 옷에 대한 기술개발 및 표준화 활동이 진행(유럽)중임. 인체에 대한 안전성 및 독성문제를 주요 이슈로 국가가

시험-인증 표준수립을 주도(일본), 최근 수요기업이 CNT(탄소나노섬유) 소재 양산 기업에게 독성 데이터를 의무적으로

요구(아시아)

- 국내 시험기반과 마찬가지로 현재, 웨어러블 스마트 기기에 대한 규제는 없으며 각 소재부품, S/W, H/W, 서비스별

규제 존재하여 섬유(ISO TC38)와 전자(IEC), 통신 및 서비스(ITU)가 결합한 JTC 추진을 통한 통합 시험표준체계 추진이

필요한 상태임

웨어러블 스마트기기 관련 신뢰성 확보는 현재기준으로는 의류적인 측면과 전자/전기적 측면으로 나누어져 품질에

대하여 평가할 수는 있으나, 중요한 것은 의류와 전자/전기가 융합되는 부분에 대한 품질뿐만이 아닌 시간의 개념이

포함된 신뢰성을 어떻게 확보할 것인가 하는 것이 중요한 이슈임

| 표 6. 섬유/ 전자·전기적 성능평가 현황 |

섬유 전자/전기

국내외 일반의류 시험평가 방법 - 전자제품 신뢰성평가 및 성능기준

소비자권장 품질 기준- 전기전자 제품의 안전에 대한 국제 인증기준

- 전자파 적합성 인증 기준

의류관련 KS규격, ISO규격 등 - 전기/전자관련 KS규격, IEC규격, IEE규격 등

미국, 일본, 유럽 등 각 국가별 섬유제품 규격 - 미국, 일본, 유럽 등 각 국가별 전자제품 규격

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PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

국내 웨어러블 스마트기기 표준화 동향

- 의류에 부착된 전기전자 소재부품 및 소자, 통신기기, 장비 간 무선통신을 규정하는 시험 및 인증 기준을 수립하는

중이며, 안전성 및 독성에 대한 시험 및 인증기준 수립이 주요 이슈임

- 국가기술표준원에서는 웨어러블 스마트 디바이스 시험 인증에 대한 필요성을 인식하고 전략 로드맵을 작성

| 그림 29. 유망시험인증서비스 전략로드맵(안)_국가기술표준원 2014. 8 발행 |

- 한국정보통신기술협회 응용기술 위원회(TC-4)는 산하 PG-415에서 웨어러블 네트워크 국내표준개발 활동 중

표준번호 내용

TTAK.KO-10.0429복수 개의 섬유로 웨어러블 컴퓨팅 장치들을 연결하는 유선 방식의 전자 의류 통신망(e-Textile Network)에서 생성되는 WPN(Wearable Personal Network) 통신방법과 표준화를 기술

TTAK.KO-10.0349/R1무선 기반 WPN이 갖을 수 있는 단점인 각 디바이스마다 독립 전원 요구 사항, 트랜시버의 높은 에너지 소모량 등으로 볼 때 이를 보완하고 다양한 서비스 및 애플리케이션을 제공하기 위한 전자의류 통신망 기술 개발 및 표준화 기술

TTAK.KO-10.0349의복에서의 유선(wired) WPN 네트워크 즉, 전자의류 통신망을 대상으로 하는요구사항, 네트워크 구조 및 프로토콜에 대하여 정의 및 규정

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161Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

표준번호 내용

TTAK.KO-10.0350

전도성 섬유를 매질로 연결되는 디스바이스들 간의 정보교환을 위한 물리계층을 정의한다. 물리계층은 전도성 섬유의 특성을 고려한 시그널링방식과 데이터링크 계층과의 인터페이스를 정의한다. 또한 상위 계층과 최적의 통신 환경을 제공하기 위해 동적 전송률 제어 방식을 정의

TTAK.OT-10.0312e-텍스타일 안테나기반의 직물 구조 광통신 인터페이스와 시스템 구성 모습을 소개하며, 본 광통신 인터페이스에 기반으로 정보를 교환하는 두 정보기기 간의 정보교환 절차를 정의

TTAK.KO-10.0510인체에 존재하는 다수의 전자의류통신망을 무선으로 연동할 때 서비스를 제공하는 노드의 특성에 따라서 협업할 서비스가 없는 전자의류 통신망끼리는 불필요한 검색이 되지 않도록 하는 선택적 디스커버리 기법을 정의

유럽지역의 웨어러블 스마트기기 표준화 동향

- 유럽의 CEN(Committee European de Normalisation)에서 2007년 smart textile에 대한 표준화 연구를 시작

- CEN의 기술위원회 중 TC 248(Textiles and Textile products) 에 작업 그룹 WG 31 (Smart textiles) 을 신규로 구성함

- 특히 ‘웨어러블 센서’에 대한 표준화는 B2B(Business to Business) 시장의 칩 제조사들을 통해 일부 진행 중이며, 그

방법은 레퍼런스 성격의 제품 출시를 통해 관련 생태계 및 기술의 표준화를 이루고 있음. 웨어러블 센서는 기존의

소품종 대량 생산이 아닌, 다품종 소량 생산으로, 빠른 기술 변화 주기를 갖는 특성이 있음. 따라서 향후 급증이

예상되는 웨어러블 센서 시장을 선점하고, 해외 선진 기업과의 경쟁에서 우위를 차지하기위해 지금부터 기술 표준화

제정에 적극적으로 대처해야 할 것으로 판단됨

| 표 7. 웨어러블 센서와 관련된 칩 제조사들의 기술표준화 추진 현황 |

제조사 내용

Texas Instrument웨어러블 디바이스에 적합한 저전력 고효율의 블루투스 네트워크용 센서 및 개발도구를 25달러의 저가로 일반에게 제공

Intel 웨어러블 컴퓨팅을 위한 새로운 저전력 SoC 시리즈 쿼크(Quark)를 발표함

ARM웨어러블 환경에 최적화된 저전력 소비와 무선 충전을 지원하는 Coretex M 시리즈를 발표

Qualcomm Smart Watch Toq 를 발표하여 일반에게 공개함

2015년 한국표준협회(KSA)에서 제안하는 웨어러블 스마트기기의 기술은 소재·부품과 제품 및 서비스 등으로 기술을

분류하고 신뢰성평가를 위한 기술연관도는 아래 그림과 같이 제시함

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PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

| 그림 30. 웨어러블 스마트기기의 기술연관도23) |

분야별 기술연관도

입력기술 처리기술

출력기술

전원기술 제품 및 응용기술

23) 표준기반 R&D 로드맵_웨어러블 스마트기기, 한국표준협회, 2015

웨어러블 스마트기기

처리기술

입력기술

전원기술 제품 및 응용기술

출력기술

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163Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

3. 웨어러블 스마트기기 산업 전망

시장전망

웨어러블 스마트기기의 세계시장은 모든 분야에서 2021년까지 높은 성장이 기대되며, 특히 스포츠와 피트니스 분야에서

2016년까지 주목할 만한 성장이 기대되어 이는 2016년∼2021년까지 의료와 헬스케어 분야에 긍정적인 전망이 예측됨

2021년에는 의류/헬스케어 분야가 패션/엔터테인먼트 분야를 제치고 가장 큰 시장을 차지할 것으로 예상되며, 지금은

작은 규모를 차지하는 건축분야에서도 발열 바닥재를 중심으로 큰 성장이 예상됨

| 표 8. 웨어러블 스마트기기의 세계시장 규모24) |

구 분 2011년 2016년성장률

(’11→’16)2021년

성장률

(’16→’21)

Fashion & Entertainment 21.5 97.0 35.2% 472.0 37.2%

Sports & Fitness 29.0 79.0 22.2% 211.0 21.7%

Medical & Healthcare 11.5 42.0 29.6% 640.0 72.4%

Transportation 27.0 103.0 30.7% 215.0 15.9%

Protection & Safety/Military 57.2 130.0 17.9% 310.0 19.0%

Home/Architecture/Other 42.0 74.0 12.0% 96.0 5.3%

합 계 188.2 525.0 22.8% 1,944.0 29.9%

섬유-IT 융합제품의 가장 큰 시장은 북미시장이 될 것은 확실시되며, 유럽 지역에서는 스포츠/피트니스 분야가 강력함.

아시아권에서는 일본, 한국, 중국이 매스 마켓으로 자리잡고 있음. 2016년까지는 스포츠/피트니스 모니터링 시장이 전

세계적으로 자리 잡으면서 북미가 의료/헬스케어 상품으로 상업화된 Mass Market을 최초로 구축하게 될 것임. 역시

2021년까지 의료/헬스케어 상품이 급속히 출시될 것이며, 미국이 그 시장을 리드하게 될 것으로 예측함

2012년 Gartner group에서 발표한 자료에 의하면 향후 5년 이후 관심기술들과 제품을 이끌 수 있는 분야로

예측되며, 웨어러블 스마트기기 특성상 다품종 소량생산 형태로 시장이 형성될 것으로 예측되고 각 산업별로 특화된

중소·중견기업들의 경쟁력을 가지고 성장할 수 있는 분야임

24) The Future of Smart Fabrics, Adrian Wilson, 2011

(단위: 백만유로)

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PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

| 그림 31. 향후 10년 주요핵심기술을 총괄하는 웨어러블 스마트기기 Hype-cycle |

기술간·산업간 융합은 공통의 새로운 산업 영역을 개척함으로써, 주력산업에서의 비중이 점차 확대되고 부가가치 제고

수단으로 중요성이 증가하면서 상호간에 Win-Win 할 수 있는 기회를 창출하고 있으며, 생활용품의 정보처리와 지능적인

서비스를 제공할 수 있는 스마트 생활용품의 세계시장은 지속적인 고성장 추세를 유지할 것으로 전망

유럽, 일본 등은 국가주도형 연구개발로 핵심기술 확보에 주력하고 있으며, 미국은 민간주도에 의한 발 빠른 기술선점이

이루어지고 있음

- IT 주도형 기술융합이 시도되고, 기술간 융합 중요성을 부각. 원격진료에 대한 의료법 개정으로 u-Healthcare 산업의

등장과 이에 따르는 웨어러블 스마트기기 및 인프라 산업의 급신장 부각

- 유럽은 통합 R&D 체제로 연구개발 활동을 추진 중에 있으며, 산·학·연이 컨소시엄을 구성하여 다양한 분야의

프로젝트를 수행하고 있음. 2005년 6월 EU에서는 ‘디지털 경제를 위한 새로운 5개년 정보화 전략’인 i2010을

발표하였음. 2006년 3월 EU의 IT 연구개발 담당그룹인 ISTAG에서는 IT 융합의 구성효과(Constitutive Effect)를 통한

경제/산업 기능의 패러다임 변화에 대해 주목하고 경제·산업 전반에 있어 IT 융합의 핵심 역할을 강조하였음

3D Printing BYODComplex-Event Processing

Social AnalyticsPrivate Cloud Computing Application Stores Augmented Reality

In-Memory Database Management SystemsActivity Streams NFC Payment

Audio Mining/Speech Analytics

Cloud Computing Machine-to-Machine Communication Services Mesh Networks: SensorGesture Control

Internet TV

NFC

Wireless Power Hybrid Cloud Computing

HTML5Gamification

Big DataCrowdsourcing

Speech-to-Speech Transiation Silicon Anode Batteries

Natural-Language Question AnsweringInternet of ThingsMobile Robots

Autonomous Vehicles 3D Scanners

Automatic Content Recognition

expectations

Volumetric and Holographic Displays3D Bioprinting

Quanturn ComputingHuman Augmentation

In-Memory Analytics

TechnologyTrigger

Peak of Inflated Expectations

Trough of Disillusionment

timePlateau will be reached in :

less than 2 years 2 to 5 years 5 to 10 years more than 10 years obsolete before plateau(자료 : Garther 2012)

As of July 2012

Slope of Enlightenment Plateau of Productivity

Text Analytics

Mobile OTA PaymentMedia Tablets

Consumerization Biometric Authentication Methods

Idea ManagementConsumer Telematics

Speech Recognition

Predictive Analytics

Home Health Monitoring

Hosted virtual Desktops Virtual Worlds

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165Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- 일본은 기존의 연구개발 기술을 기반으로 신산업을 창출하고자 하는 목적이 강하며, 단기간의 실용화에 초점을 맞춘

제조기술을 바탕으로 융합기술 상용화 전략을 수립하고 있음. 일본에서는 전도성 섬유 등의 소재 자체에서 전기 또는

신호를 전달하는 방법과 IT 융합용 소재 제조에 부가적으로 사용되는 섬유자재의 개발 및 판매가 진행됨. 2007년

5월, 일본 총무성은 정보통신산업의 경쟁력 저하의 원인이 국가 차원의 종합전략 부재에서 기인한다는 판단 하에

‘국제경쟁력 강화 프로그램’을 발표

미국은 국가 주도로 학계와 군(軍)의 컨소시엄 형태이며, 일반적인 직조 기술에 정보, 바이오, 나노기술 등이 융합되어

군사 관련 Wearable Electronics 직조기술 개발이 진행되는 한편, 민간 주도하에 스마트 의류의 상용화와 관련된

연구개발이 진행되고 있음. 대개 글로벌 의류 브랜드(Nike, Brooks Brothers 등)에서 진행

| 그림 32. 세계 웨어러블 스마트기기의 개발 동향25) |

25) 섬유-IT융합기술 기반 창조제품 개발방향, 한국섬유개발연구원, 2015

유럽 미국

아시아

국가 주도의R&D 체제

i2010 : 정보화 전략

FIST : 미래형 군인 프로젝트

POLYTECT : 다기능 테크니컬 섬유

PROETEX : 구조대원 스마트셔츠

Flexifunbar : 다용도 다기능 섬유

ConText : 스마트 의류 국가 주도의신산업 창출

국가 주도의학/군 연계

글로벌 브랜드 기업에서 융합 연구

DARPA : 군용 기술 XG 프로젝트

USFA : 소방 현장용 센서 네트워크

NSF : 착용형 모바일 건강관리 기술

MDDC : 기능성 섬유 개발(캐나다)

중국 : 거대 내수시장 기반의 국가주도 적극 투자

일본 : 기존 기술 기반의 융합연구와 방사능 처리 웨어러블 기술

한국 : 특수임무 중심의 개념 정립과 인프라 구축

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166 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

현재 시장의 애로사항 및 해결방안

현재 시장에서 요구하는 내용의 면밀한 분석을 통하여 제품개발 및 상품화 시도

구분 시장의 제약 요소 해결 방안

전지(Battery)

- 배터리 수명은 크기와 에너지 밀도의 영향- 사용될 배터리는 더 작은 공간 필요- 배터리의 에너지 밀도 개선 미흡- 고유 디자인을 위하여 배터리의 변형을 거부- 인체에 접촉하기 때문에 인체에 유해

- 무선 충전 방식의 배터리 활용- 빛으로부터 전기가 발생하는 광전효과를 이

용하는 태양전지 등의 에너지 하베스팅 기술 활용

센서(Sensor)

- 데이터의 정확성 및 여러 신호 인식을 위한 다수의 소형화된 센서 및 내장화 필요

- 일부 신호는 신체의 특정 부분에 위치한 센서에 의해서만 인식 될 수 있음

- 이러한 문제를 극복하기 위한 센서기술의 혁신 필요

- 웨어러블 디바이스 착용자 근처의 펜, 의자, 자동차 등에서 센서를 내장하여 상호작용의 정보 수집

디자인(Design & Usability)

- 부자연스러운 디자인으로 인하여 소비자의 호응을 얻기가 어려움

- 사용자의 라이프스타일에 부합하고 자연스러운 착용감 필요

- 이러한 문제를 극복하기 위한 센서기술의 혁신 필요

- 웨어러블 디바이스 착용자 근처의 펜, 의자, 자동차 등에서 센서를 내장하여 상호작용의 정보 수집

개인정보/보안(Privacy/Security)

착용중인 웨어러블 디바이스의 네트워크에 다른 장치로부터 데이터 도청, 해킹 및 디바이스 장치의 도난 또는 무단 사용

- 엄격한 보안 프로토콜 및 높은 수준의 암호화- 사용자 인증 생체 인식 사용 등

상호운용성(Interoperability)

폼 펙터(하드웨어의 크기, 구성, 물리적 배열), 제조업체, 구축 된 플랫폼과 상관없이 각각의 원활한 통신, 인증 및 정보 공유

- 개방형 오픈 소스 플랫폼 운영- 운용 가능한 제품 및 솔루션 제공- 공급업체, 산업표준, 표준기관 및 표준프레임

워크 정보처리 운용 촉진

어플리케이션(Apps)

- 개별 장치에 대한 소프트웨어개발 킷 및 응용 프로그래밍 인터페이스의 각각 다른 유형의 조합으로 조각적인 환경 생태계

- 애플리케이션 수의 증가는 장애물로 작용

- 앱 개발자 커뮤니티를 육성과 필요 앱 환경 생태계 지원

- Salesforce wear 및 Android wear와 같은 플랫폼 운영

데이터관리(Data

Management)

- 많은 양의 데이터를 생산, 관리 및 분석하므로 최고정보책임자(CIO)의 부담가중

- 웨어러블에서 발생하는 거대한 양의 데이터 관리 필요

- 잠재력을 극대화하기 위해 클라우드 컴퓨팅의 활용 필요

- 클라우드는 스토리지, 분석, 네트워킹 및 보안에 중요한 역할

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167Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

웨어러블 스마트기기의 사업화 성공 조건

소비자의 효용을 중심으로 웨어러블 스마트기기의 면밀한 시장분석

- 니즈(Need) : 대중적 효용가치가 있는 서비스 발굴

- 기술(Technology) : 기기 및 배터리의 무게, 부피, 입력방법 등 기술 장벽 해소

- 경제성(Economics) : 소비자의 웨어러블 스마트기기에 대한 구매지불의사 충족

- 규제(Regulation) : 프라이버시, 안전 등 사회적 저항 극복

| 그림 33. 웨어러블 스마트기기 발전의 4대 성공 조건26) |

웨어러블 스마트기기의 장점을 기반으로 한 용도 발굴 및 대중적 구매를 촉발할 수 있는 혁신적 하드웨어의 우선 개발

- 소비자의 니즈는 높으나 실제 이용이 부진했던 건강관리 분야의 확대 적용

- 인체에 착용하는 기기이므로 안전성 향상과 사회적 관습을 고려한 선별적 사용방법 모색

서비스 생태계의 확대, 사회적 부작용 방지 등 안정적 인프라 조성

소비자 중심의 기기 및 서비스의 지속적인 개발

창의적 아이디어의 다품종 소량시장을 소구하는 스타트업(Startup)들의 새로운 시장의 창출 : 다양한 소비자에게 맞춤형

서비스가 가능한 새로운 영역의 제품과 시장 창출이 가능한 새로운 사업영역의 진출(Long Tail Market)

26) Wearable Electronics Market and Technology Analysis, Marketsandmarkets, 2013.3

웨어러블 장점 기반대중 서비스 발굴

H/W기술혁신선결 필요

저비용 공급(H/W 코스트↓

풍부한 서비스 ↑)

부작용 및오남용 방지

Needs(니즈)

Technology(기술)

Economics(경제성)

Regulation(규제)

웨어러블 기기 장점 기반

손의 자유

긴 베터리 수명

시력 저하

정보·오락

증강현실

도촬/도형

기술혁신으로코스트↓

상시 활용

플렉서블디스플레이

통증 유발(두통/결림)

건강관리

인식기술(음성/모션)

개인 정보 유출/도용

보급형 액세서리

고사양 독립기기

다양한 용도

낮은 가격 이용

오감 확장(시각/촉각)

무게 감소

(소재/저전력)

사고 위험

특화용도(산업/전문)

센서솔루션

기업 정보 유출/도용

개발자 생태계

기술 장벽 극복

지불의사 충족

안전문제 해결

대중적 용도 발급

차별화 서비스 기술 구현

풍부한 서비스 공급 구조

프라이버시 침해 방지

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168 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

| 그림 34. 웨어러블 디바이스의 Mass Market과 Long Tail Market의 형성 및 특징27) |

시사점

소비자의 트렌드를 감지하여 웨어러블 기술을 적용하는 시장전략을 구사

- 다양한 전자기기가 적용됨에 따라 휴대형에서 액세서리 형태의 단순 착용방식과 의류형태의 자연스런 착용방식으로

2원화되는 추세를 반영한 상품화 전략 구사

웨어러블 스마트기기의 산업생태계 구축 필요

- 대기업과 중소기업이 상생할 수 있는 창의적이고 독창적인 사업구조의 차별화

| 그림 35] 웨어러블 산업 생태계 개략도28) |

27) 2014 웨어러블 디바이스 산업백서, KT경제경영연구소, 201428) 웨어러블, 패션과 융합하다, KEIT PD Issue Report_14-9호, 2014

Value chain

Vertical Market

Mass Market

1인 창업자 스타트업 중소중견

대기업

부품

플랫폼

디바이스

서비스

기기(플랫폼) 서비스

소재/부품 기기(반제품)

플랫폼

기기(플랫폼) 서비스

Mass Market Long Tail Market

소품종 대량생산 (Mass Production)

•대규모의 수요가 필요(Margin의 극대화) •대량생산을 위한 모듈화(Module)•사생활 침해, 윤리적 문제의 최소화 •디자인 및 개인화 등 세분화 요소의 최소화

Mass Market

Degree of Modularity

Degr

ee o

f Mod

ularit

y

Long TailM

arket

High

HighLow

Low

Mass Market

Mass Customization

•High level Products• 프리미엄 브랜드 이미지와 차별화된 서비스를

통해 소량의 제품 라인업을 통해서도 개인화의 만족도 유지

다품종 소량생산(Customization)

•자본력의 한계 극복을 위한 니치 시장 •기술력의 한계 극복을 위한 아이디어 제품• 낮은 진입장벽의 Risk를 디자인과 높은 개인화

서비스를 통해 극복함

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169Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

- 웨어러블 스마트기기에 적용할 수 있는 콘텐츠생태계의 활성화

- 운영체계에 대한 개방형 생태계 구축

웨어러블 스마트기기에 최적화된 플랫폼 구축 필요

- 사물인터넷(IoT), 만물인터넷(IoE) 환경을 지원하는 운영체계 구축

- 소재·부품, 플랫폼, SW 등 개별 산업이 독창적이고 효율적인 발전이 이루어질 수 있도록 정부의 체계적이고 종합적인

지원체계 구축

차별화된 산업기술을 지속시키고 중소·중견기업의 안정적인 일자리 창출을 위하여 다양한 형태의 첨단 플렉서블

소재·부품산업의 전략적 육성 필요

- 유연성이 확보된 다양한 전도성섬유 개발

- 웨어러블 스마트기기용 유연성 배터리 개발

- 웨어러블 스마트기기용 유연성 전자회로 개발

- 웨어러블 스마트기기용 유연성 디스플레이 개발 등

Conductive Fiber Flexible Battery

스위스 EMPA의 금속코팅 섬유소재 캐나다 몬트리올 폴리텍의 Flexible Woven Battery

Flexible Circuit Flexible Display

KAIST의 Flexible 고집적 회로 Philips의 Flexible LED(Photonic Textile)

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170 한국산업기술평가관리원

PD ISSUE REPORT MARCH 2016 VOL 16-03KEIT PD Issue Report

[참고문헌]

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2. 웨어러블 스마트 디바이스용 시장동향 및 정책 동향, KEIT, 2015

3. 웨어러블 디바이스 동향과 시사점, 김대건, 2013

4. 웨어러블 디바이스 산업백서, KT경제경영연구소(심수민), 2014

5. 섬유IT 융합기술의 현황과 발전방향, KEIT PD 이슈리포트2012-8호, 2012

6. 섬유IT 융합기술의 기반 창조제품 개발방향, 한국섬유개발연구원, 2015

7. Advances in Nano composite Technology, Abbass Hashim, 2011

8. Conductive functional biscrolled polymer and carbon nanotube yarns, RSC Adv., 2013

9. 센서물리학 개론, 홍릉과학출판사, 2013

10. 2016년 10대 표준트렌드, 한국표준협회, 2015

11. 웨어러블 컴퓨팅환경에서의 역할 및 활용방향, 정보통신기술진흥센터, 2014

12. 표준기반 R&D 로드맵_웨어러블 스마트기기, 한국표준협회, 2015

13. The Future of Smart Fabrics, Adrian Wilson, 2011

14. Wearable Electronics Market and Technology Analysis, Marketsandmarkets, 2013

15. 웨어러블, 패션과 융합하다, KEIT PD 이슈리포트2014-9호, 2014

16. 웨어러블 디바이스 기술 및 시장동향, 연구성과실용화진흥원, 2015

17. 디지털시대의 기초소재 에너지 전자섬유, KEIT 이달의신기술vol05, 2014

18. 웨어러블 기기의 부상과 성공조건, SERI 경영노트-184호, 2013

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171Korea Evaluation Institute of Industrial Technology

ISSUE 7웨어러블 스마트 기기 기술동향과 산업전망

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PD운영지원팀 ▶ 봉충종 팀장 | 042-712-9300 | [email protected]

▶ 이 호 수석 | 042-712-9301 | [email protected]

▶ 백승철 책임 | 042-712-9302 | [email protected]

▶ 임문혁 책임 | 042-712-9303 | [email protected]

▶ 전준표 책임 | 042-712-9305 | [email protected]

▶ 박지웅 사무원 | 042-712-9307 | [email protected]

창의산업 PD그룹

바이오 분야 ▶ 최수진 PD | 053-718-8260 | [email protected]

▶ 권소현 선임(053-718-8223) ▶ 양승락 전임(053-718-8235)

지식서비스 분야 ▶ 한형상 PD | 053-718-8263 | [email protected]

▶ 박경환 책임(053-718-8241) ▶ 주동건 전임(053-718-8240)

엔지니어링 분야 ▶ 한형상 PD | 053-718-8263 | [email protected]

▶ 박경환 책임(053-718-8241) ▶ 추광호 전임(053-718-8242)

나노 분야 ▶ 고병철 PD | 053-718-8262 | [email protected]

▶ 조동현 책임(053-718-8225) ▶ 전영건 선임(053-718-8233)

디자인 분야 ▶ 허 석 PD | 053-718-8261 | [email protected]

▶ 김종대 책임(053-718-8217) ▶ 장광진 전임(053-718-8215)

작성자/문의처

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표준정책 분야 ▶ 박성유 PD | 042-712-9312 | [email protected]

특허 분야 ▶ 이경홍 PD | 042-712-9313 | [email protected]

소재부품산업 PD그룹

생산기반 분야 ▶ 김희국 PD | 053-718-8372 | [email protected]

▶ 신용관 책임(053-718-8363) ▶ 임문수 책임(053-718-8352)

금속재료 분야 ▶ 장웅성 PD | 053-718-8376 | [email protected]

▶ 장경미 선임(053-718-8398) ▶ 임문수 책임(053-718-8352)

화학공정 분야 ▶ 한정우 PD | 053-718-8378 | [email protected]

▶ 장동규 책임(053-718-8312) ▶ 최진호 전임(053-718-8313)

섬유의류 분야 ▶ 김익수 PD | 053-718-8377 | [email protected]

▶ 이주영 선임(053-718-8353) ▶ 장윤영 전임(053-718-8358)

세라믹 분야 ▶ 정봉용 PD | 053-718-8371 | [email protected]

▶ 양미성 책임(053-718-8395) ▶ 황수언 수석(053-718-8351)

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시스템산업 PD그룹

스마트카 분야 ▶ 문종덕 PD | 053-718-8379 | [email protected]

▶ 하종현 책임(053-718-8472) ▶ 이형기 선임(053-718-8487)

그린카 분야 ▶ 손영욱 PD | 053-718-8373 | [email protected]

▶ 박진용 책임(053-718-8473) ▶ 김형철 전임(053-718-8489)

조선 분야 ▶ 김종현 PD | 053-718-8370 | [email protected]

▶ 정지홍 책임(053-718-8423) ▶ 이희수 선임(053-718-8462)

산업용 기계 분야 ▶ 남성호 PD | 053-718-3357 | [email protected]

▶ 이민규 선임(053-718-8422) ▶ 이호준 선임 (053-718-8417)

생산장비 분야 ▶ 남성호 PD | 053-718-8374 | [email protected]

▶ 이호준 선임(053-718-8417) ▶ 이민규 선임(053-718-8422)

로봇 분야 ▶ 박현섭 PD | 053-718-8372 | [email protected]

▶ 박효준 책임(053-718-8414) ▶ 권철민 선임(053-718-8413)

의료기기 분야 ▶ 허 영 PD | 053-718-8375 | [email protected]

▶ 정해근 책임(053-718-8452) ▶ 이준형 전임(053-718-8457)

작성자/문의처

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반도체공정/장비 분야 ▶ 손광준 PD | 053-718-8315 | [email protected]

▶ 김 짐 선임(053-718-8454) ▶ 고정관(강오구) 전임(053-718-8456)

시스템반도체 분야 ▶ 손광준 PD | 053-718-8315 | [email protected]

▶ 김 짐 선임(053-718-8454) ▶ 고정관(강오구) 전임(053-718-8456)

디스플레이 분야 ▶ 박영호 PD | 053-718-8397 | [email protected]

▶ 김서균 수석(053-718-8451) ▶ 임성신 전임(053-718-8455)

임베디드SW 분야 ▶ 이규택 PD | 053-718-8385 | [email protected]

▶ 김효원 전임(053-718-8444) ▶ 이준형 전임(053-718-8457)

산업융합 분야 ▶ 이규택 PD | 053-718-8385 | [email protected]

▶ 이건재 책임(053-718-8448) ▶ 이준형 전임(053-718-8457)

LED/광 분야 ▶ 전기영 PD | 053-718-8270 | [email protected]

▶ 이재득 책임(053-718-8441) ▶ 김기철 전임(053-718-8447)

홈/정보가전 분야 ▶ 전기영 PD | 053-718-8270 | [email protected]

▶ 이재득 책임(053-718-8441) ▶ 김기철 전임(053-718-8447)