웨어러블 디바이스 기술 및 시장 동향 · 나이키 - 나이키는 애플과 손잡고...

vol. 26 2015. 2S&T Market Report

웨어러블 디바이스 기술 및시장 동향

2 | S&T Market Report

1. 서론

口 목적

○ 본 보고서는 웨어러블 디바이스 기술의 국내·외 시장규모 및 관련 업체 현황에 관한 기본정보를

제공하여 관련 연구를 통한 사업화 전략 수립 시 참고자료로 활용하는데 그 목적을 두고 있음

口 웨어러블 디바이스 정의 및 발전 과정

○ 웨어러블 디바이스(Wearable Device)란?

- MIT 미디어랩(MIT Media Lab)에서는 웨어러블 디바이스를 “신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를

할 수 있는 모든 전자기기를 지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 어플리케이션까지

포함”이라고 정의함

- 사용자가 이동 또는 활동 중에도 자유롭게 사용할 수 있도록 신체나 의복에 착용 가능하도록

작고 가볍게 개발되어 신체의 가장 가까운 곳에서 사용자와 소통가능한 차세대 전자기기를

의미함

○ 웨어러블 디바이스 발전 과정

- 웨어러블 디바이스는 1960년대 시계와 신발에 계산기나 카메라를 부착하는 단순 장착 형태의

연구가 시초이며 1980년대부터 프로토타입의 등장으로 입출력장치와 컴퓨팅 기능이 도입되어

주로 군사용이나 학술연구용으로 기술 개발이 진행됨

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

가능해졌고 2000년도에 들어와 발열문제, 배터리성능, 단말기 소형화 등이 진전되어 발전을

거듭함

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

구축과 배터리 수명향상 등 기술적 한계들이 극복되면서 일상생활에서도 사용이 가능한 수준에

이르렀고, 웨어러블 디바이스에서 수집된 정보를 스마트폰과 같은 전자기기로 M2M(Machine

to Machine:사물통신) 방식을 통해 실시간 상호 전송·교환해 서로 연동하는 방식으로 이용됨

웨어러블 디바이스 기술 및 시장 동향

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- 최근 자체적으로 네트워크 접속이 가능해졌으며 스마트폰 이외 디바이스와의 확장성이 강화된

기기들이 출시되고 있음

<표 1> 컴퓨팅 디바이스 방식의 변화

○ 기술적 분류 형태 및 발전 단계

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

부착하거나 의류형태인 의류일체형(Attachable) 그리고 신체에 직접 이식하거나 복용하는

형태의 신체부착/생체이식형(Eatable)로 분류할 수 있으며, 이는 웨어러블 디바이스의

발전단계라 할 수 있음

<표 2> 웨어러블 디바이스의 핵심기술 및 연구개발 이슈

구분 PC 스마트폰 웨어러블 디바이스

주요 입력수단 키보드 터치 음성/영상/센서

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

실시간 수집정보 - 위치 정보 행동정보, 생체정보

출처 : 웨어러블 디바이스 동향과 시사점, 김대건, 2013

구분 액세서리형 (Portable) 의류일체형 (Attachable)신체부착/생체이식형

(Eatable)

핵심기술

- 초소형/고용량 배터리

- 저전력 고성능 SoC(System

on Chip)

- 플렉서블, 박막형 투과형

디스플레이

- 초소형/정밀 비전 센서

- 사용자 인터랙션 기술

- 전도성 실, 섬유, 직물 센서

개발

- 직물 회로보드 기술

- 접착형 전자소자 패키징 기술

- 고분자 회로보드 및 전자 소자

패키징 기술

- 안테나 및 통신 기술

- 소재 및 탈부착 기술

문제 점- 크기, 무게, 배터리 지속시간

- 입출력 방식

- 굽힘, 접힘, 오염 등에 강인한

내구성

- 세탁성 및 양산 기술

- 신축성/유연성

- 인체 무해성

- 양산 기술

연구

개발

이슈

- 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

출처 : 이슈리포트_웨어러블 컴퓨터의 현황과 전망, 2013


출처 : 웨어러블 디바이스 산업백서, 2014

<그림1> 웨어러블 디바이스의 발전 단계

口 보고서의 범위

○ 웨어러블 디바이스 활용분야 및 기능

○ 웨어러블 디바이스 시장 현황

○ 웨어러블 디바이스의 기능적 메커니즘 및 주요기술

2. 웨어러블 디바이스의 활용분야 및 기능

○ 웨어러블 디바이스는 사용자들의 활용분야를 토대로 피트니스/웰빙(Fitness and Wellness)

기능, 헬스케어/의료(Healthcare and Medical) 기능, 인포테인먼트(Infotatinment) 기능, 군사/

산업(Industrial and military) 기능 크게 네 가지로 분류됨


출처 : 기술과경영_웨어러블 컴퓨터 기술 현황과 전망, 한국산업기술진흥협회, 2013

<그림 2> 시장에 출시된 웨어러블 컴퓨터 제품

口 피트니스/웰빙 기능

○ 운동 중에 웨어러블 디바이스로 수집된 수치화된 데이터들을 활용하여 자신이 뛰었던 거리, 속도,

소모된 칼로리 등의 운동량을 체크함

- 스포츠 브랜드 나이키(Nike)에서 2012년에 밴드 형태의 손목 착용형 디지털 기기‘나이키

플러스 퓨얼밴드(Nike Plus FuelBand)’를 출시 손목의 움직임을 인식하여 칼로리 소모량,

운동 시간, 운동 거리, 걸음 횟수 등으로 환산하여 운동량 측정 및 정보 제공

口 헬스케어/의료 기능

○ 헬스케어 웨어러블 디바이스 기능은 wBAN(wireless Body Area Network)과 유헬스케어

(Ubiquitous Healthcare) 기술이 융합된 형태로 착용하고 있는 전자기기가 정확하게 신체 상황을

측정하여 환자 및 의사에게 전달


- wBAN(wireless Body Area Network) :

웨어러블(wearable) 또는 몸에 심는(implant) 형태의 센서나 기기를 무선으로 연결하는

개인영역 네트워킹 기술로 무선 센서나 기기에서 수집한 정보를 휴대폰이나 간이형 기지국

(base station)을 통하여 병원이나 기타 필요한 곳에 실시간으로 전송함으로써 uHealth 등의

서비스를 받는데 응용할 수 있음

- 유헬스케어(Ubiquitous Healthcare) :

인터넷이나 스마트폰 등의 ICT 기술을 활용하여 시간과 장소의 제약을 받지 않고 의사와 환자를

연결해 실시간으로 진단ㆍ치료ㆍ예방 등의 보건의료 및 건강관리를 제공해주는 서비스임

口 인포테인먼트 기능

○ 인포테인먼트는 정보(information)와 오락(entertainment)의 합성어로, 정보의 전달에 오락성을

가미한 소프트웨어 또는 미디어를 가리키는 용어임

○ 대표적으로 삼성전자, 구글, 애플 등과 같은 기술선도업체를 중심으로 스마트 안경, 시계형

웨어러블 디바이스를 개발함

○ 스마트 안경은 투명 스크린, HMD(Head Mounted Display), HUD(Head Up Display) 등의

디스플레이 장치를 안경 형태의 디바이스에 부착해 음성명령으로 시스템을 손쉽게 제어할 수 있는

특징이 있으며 사용자들은 스마트 안경을 통해 직관적인 형태로 증강현실 기능을 이용 가능함

○ 시계형 웨어러블 디바이스는 사용자의 움직임을 모니터링하기 위한 센서류(가속도센서, 광센서,

터치센서 등)를 내장하고 있고 문자메시지 및 이메일 확인 등의 기능도 포함

口 군사·산업 기능

○ 기업체나 군대에서 사용하는 웨어러블 디바이스는 중량이 무겁거나 복잡한 기능을 갖추고 있으며,

주로 항공기 엔진과 같은 하이엔드(high-end)* 수리 시장 등에서 사용됨

* 하이엔드(high-end) : 비슷한 기능을 가진 제품군 중에서 기능이 가장 뛰어나거나 가격이 제일

비싼 제품을 나타내는 용어

○ 산업현장에서는 핸즈프리 접속을 필요로 하는 직원들을 위해 주로 머리에 장착하고 음성으로

디바이스를 작동할 수 있도록 제작된 웨어러블 디바이스가 사용되며, 군대에서는 신체를 보호할

수도 있고 무기를 탑재하거나 무거운 물품 등의 이동을 위한 로봇 형태의 디바이스가 사용됨


3. 웨어러블 디바이스 시장 현황

口 세계 시장 현황

○ IMS Research는 2016년 시장규모가 60억 달러(출하량 1억7000만 대)에 이를 것으로 전망됨

○ Business Insider에 의하면 웨어러블 기기의 수는 2013년 2200만여 대에서 2018년에는 1억

7700만여 대까지 증가할 것이며, 시장가치규모는 120억 달러 규모에 달할 것으로 예측됨

(단위 : 백만 달러)

출처 : 메디컬 앱, 손안의 주치의, KOTRA 해외비즈니스정보포털, 2014

<그림 3> 웨어러블 기기 시장성장률 예측

○ Frost&Sullivan(2014)에 따르면 웨어러블 디바이스는 2014년부터 향후 4년 동안 44.1%의

연평균성장률(CAGR)로 시장이 성장하여 2018년에는 시장규모가 3백70억달러에 이를 것이며,

의료에서부터 제조분야에 이르기까지 다양한 응용분야가 있는 스마트 안경은 향후 4년 동안 10배

증가할 것으로 예상됨


출처 : Wearable Techonlogy, Frost&Sullivan, 2014년

<그림 4> 웨어러블 디바이스 세계시장 전망


<그림 5> 웨어러블 디바이스 제품 예상 생산량


○ 웨어러블 디바이스 제품 2014년부터 2018년까지 약 74.4%의 연평균성장률(CAGR)로

기하급수적인 성장을 보일 것으로 전망되며, 2018년에 63.9백만개의 제품을 생산할 것으로

예상됨

<그림 6> 웨어러블 디바이스 제품별 세계 시장 예상 점유율

○ 현재 대부분의 웨어러블 디바이스 제품은 스마트 시계와 같은 손목시계 형태나 손목 밴드를

중심으로 피트니스와 활동 추적기 등 모바일 헬스 관련 제품이 대다수를 차지함

○ 2018년에는 웨어러블 디바이스 전체 시장 제품 중 스마트 안경이 49.4%, 스마트 시계가 41.9%

로 상당 부분을 차지할 것으로 보임

○ 현재 시장이 급격히 성장하는 단계이기 때문에 급변하는 시장상황을 반영하기 어려워 시장조사

기관마다 예측하는 시장규모에서 일부 차이가 있는 것으로 보임

○ 웨어러블 디바이스는 지속적으로 다양한 진화를 거치면서 그 보급률도 점점 높아질 것으로 예상됨

* Others include All other electronic devices that can be worn on the body.

Examples include, clothing, fashion accessories, rings, shoes, etc.



口 웨어러블 디바이스 업계 현황

<해외>

가. IT 업체

○ 구글

- 2013년 사진 촬영과 길 찾기, 동영상 보기, 메시지 보내기, 인터넷 접속 등이 가능한 안경형

스마트기기인 ‘구글글래스(Google Glass)’를 선보임

- 새로운 단말 플랫폼으로서 구글글래스가 독자적인 생태계를 조성할 수 있도록 Gmail,

Google+, Google Now 등 구글 전용 서비스 앱을 비롯하여 사진 촬영 및 공유, SNS, 단말

보안, 증강현실, 게임, 헬스케어 등 구글글래스 전용 앱을 개발함

○ 인텔

- 인텔은 스마트시계, 스마트안경 등 웨어러블 디바이스 시장을 공략하기 위해 2013년 9월

개발자대회(IDF)에서 인텔 역사상 가장 작은 프로세서 ‘쿼크(Quark)’를 발표함

- 2014년 1월 CES 2014에서 개인비서 헤드셋 ‘자비스(Jarvis)’라는 음성명령 기기를 공개함

- 또한, 휴대전화 등 전자기기를 무선으로 충전할 수 있는 무선충전 스마트 그릇‘Bowl’,

신생아의 상태를 실시간으로 전달해주는 유아복 ‘너서리(nursery)’ 등도 선보임

○ 화웨이

- 2014년 웨어러블 디바이스 제품인 스마트시계와 스마트밴드의 중간 형태로 소모열량과

수면시간 등을 기록하는 ‘토크밴드(Talk Band)’를 공개함

- USB로도 충전할 수 있고, 1.4인치 OLED 액정 적용, 팔찌에서 기기를 분리하면 귀에 착용할

수 있는 헤드셋이 되며, 블루투스로 스마트폰과 연결 가능함

○ 퀄컴

- 2013년 스마트폰을 꺼내지 않고도 전화를 걸거나 메시지나 일정을 확인하는 스마트폰의

세컨드 스크린 개념으로 동작 가능한 스마트시계인 ‘토크(Toq)’를 출시함

○ 소니

- 소니는 2012년 ‘스마트워치(Smart Watch)’ 를 선보였으나 스마트폰 액세서리 수준의

기능에 머물렀기 때문에 별다른 반응을 얻지 못함

- 2013년에 안드로이드 4.0 이상의 버전이 설치된 자사 및 타사의 스마트폰과의 높은 호환성을

가지며 방수기능을 구비한 ‘스마트워치 2’를 출시함

- 2014년 2월 위치정보, 수면 패턴, 심박수 등이 기록되고 스마트폰을 통해 사용자의 건강상태가

분석 가능한 스마트밴드 ‘SWR10’을 출시함


○ 애플

- 2015년 스마트시계 ‘애플워치(Apple Watch)’ 출시 예정임

나. 기타 업체

○ 나이키

- 나이키는 애플과 손잡고 2012년 모바일 단말과 연동되어 사용자의 운동내역을 체계적으로

기록하고 관리할 수 있는 헬스케어 웨어러블 디바이스 ‘나이키플러스 퓨얼밴드

(NIKE+FuelBand)’를 공개함

- 2013년 10월에 두 번째 손목시계형 헬스케어 제품인 ‘퓨얼밴드 SE’를 공개함

○ 아디다스

- 2013년 10월 GPS, 가속도 센서 등이 내장 되어 달리는 사람의 위치와 속도, 심장박동을

측정하고 음악재생 기능이 있는 달리기에 특화된 손목시계형 웨어러블 디바이스

‘마이코치스마트런’을 공개함

○ 핏빗

- 2013년 1월 ‘나이키 퓨얼밴드’와 유사한 기능은 물론 수면상태 정보나 음식 섭취 정보까지

추적할 수 있는 웨어러블 디바이스 ‘핏빗플렉스(Fitbit Flex)’를 출시함

○ 조본

- 조본은 2011년 사용자의 움직임을 측정하여 운동량이 부족하면 진동으로 운동을 지시하는 ‘

조본 업(JawBone Up)’이란 팔찌형태의 웨어러블 디바이스를 공개함

<국내>

○ 삼성전자

- 2013년 9월 플렉시블 디스플레이를 적용한 스마트시계 ‘갤럭시 기어’를 공개함

- 갤럭시 기어는 갤럭시 노트3와 연동되어 전화통화, 메시지 및 이메일 확인 등을 할 수 있으며,

사진과 동영상을 촬영 할 수 있고, 음성메모 기능을 활용해 대화를 저장 할 수 있음

- 2014년 2월에 안드로이드가 아닌 타이젠을 운영체제로 탑재한 삼성 기어2, 기어 2네오, 기어

2핏 등 3가지 웨어러블 디바이스 제품을 공개함(기어2와 기어2 네오는 스마트시계, 기어2핏은

스마트밴드 제품)

○ LG 전자

- 2014년 1월 걸음 수와 움직인 거리, 칼로리 소모량 등 신체 활동량을 측정하며, 음악

재생기기로도 사용 가능한 손목밴드인 ‘라이프밴드 터치’를 공개함

- 조본은 2011년 사용자의 움직임을 측정하여 운동량이 부족하면 진동으로 운동을 지시하는


○ 기타 업체

- 펫비트는 2014년 2월에 애완용 강아지의 목줄에 장착하여 애완동물의 움직임에 따른 칼로리

소모, 이동거리, 수면시간 등을 측정하여 애완동물의 건강관리에 도움을 주는 웨어러블

디바이스 ‘스펫셜(SPETCIAL)’을 공개함

- 브래인 커머스는 유아의 수면시간부터 식사량, 활동량 등을 측정하는 것 외에도 주변온도와

습도를 측정하여 유아가 건강하게 성장할 수 있도록 정보 제공을 하는 유아용 웨어러블 디바이스

‘아이모(AiMo)’를 공개함

4. 웨어러블 디바이스 기능적 메커니즘 및 주요 기술

口 웨어러블 디바이스 기능적 메커니즘 및 주요 기술

○ 웨어러블 디바이스의 기능적 메커니즘은 웨어러블 디바이스를 착용한 사용자의 신체변화 정보(

움직임, 생체 신호 등)와 사용자 주의를 둘러싼 환경정보(온도, 습도 등)를 사용자에게 제공 또는

주변의 IoT(Internet of Thing)에 명령을 통해 전달되어 적절한 행동의 서비스가 이루어지는

것이며, 이는 많은 주요 기술(센서, 통신 등)의 밀접한 연결이 필요함

출처 : 스마트 웨어러블 디바이스(사용자 관점에서의 접근), 정보통신기술진흥센터, 2014년

<그림 7> 웨어러블 디바이스의 사용자 기능적 메커니즘


○ 이에, 소형 전자기기에 탑재되는 고용량 고효율 소형 배터리기술, 블루투스 등과 같이 단거리의

한계를 극복하는 광대역 통신 기술, 장시간 착용에 따른 부품의 저발열·저전력·소형화를 이룰

수 있는 부품 소형화·저전력화 기술, 인체의 곡선이나 의류에 쉽게 부착 될 수 있는 플렉서블·

종이형태화 기술, 생체 신호 및 환경 오염 등을 센싱하는 스마트 센서 기술 등이 필요함

○ 전원부(배터리/전력)

- 대용량배터리 : 배터리의 충전 용량을 늘려 웨이러블 디바이스의 사용 시간을 늘릴 수 있음.

웨어러블 디바이스에 커다란 배터리를 탑재하게 되면 제품 디자인이 투박해질 가능성이 높지만

얇으면서도 대용량의 배터리를 개발하기는 쉽지 않음. 이에 플렉서블 배터리를 내장함으로써

본체는 얇게 디자인하면서도 배터리 용량을 늘릴 수 있는 방법이 개발 중임

- 저전력소모기술 : 한 번 충전으로 많은 시간을 사용할 수 있으면 좋을 것이지만 현재는 미흡하며

충전 빈도를 줄이기 위해서는 디스플레이, 센서, 통신 모듈 등 각 부품의 저전력화가 필요함

○ 송수신부(통신)

- 웨어러블 디바이스의 정보를 확인하기 위해서는 실시간 무선 통신 연결이 필요함

- 웨어러블 디바이스(예 : 스마트밴드)는 특성상 적은 소비전력 및 공간의 제약으로 인해 블루투스

등을 활용하여 스마트폰 등의 단말과 동반되어 사용해야 하며, 이러한 불편함 때문에 이용을

저하시켰지만 최근 자체 통신 기능을 내장함으로서 독립적인 전자기기로 발전함

○ 운영체제

- 주요 기술들의 효율적 연동·동작과 응용 서비스 개발을 손쉽게 제작하고, 확산하기 위한 보안

강화된 저전력 운영체제 및 SDK(Software Development Kit)가 필요함

- 현재 스마트시계의 OS는 타이젠(삼성전자 기어S), 안드로이드(LG전자 G워치R), iOS(apple

의 애플워치)의 운영체제 등이 개발되어 있음

•타이젠(Tizen) : 삼성과 인텔 등 타이젠 협회의 회원사들 주도로 개발한 모바일 OS. Bada에

뿌리를 두고 있으며 안드로이드와 매우 흡사하고 리눅스 기반으로 개발됨. 안드로이드는 기본

인터페이스를 수정하지 못하게 Google에서 막아놓았지만, 타이젠은 사용자가 취향대로

인터페이스를 수정할 수 있다는 강점이 있음. 안드로이드 제조사들이 자신만의 인터페이스를

가질 수 없다는 단점을 보완하였지만 새로운 모바일 OS가 아무리 잘 만들어져도 앱의 수가

상대적으로 적을 수 있음


•안드로이드 : Google이 개발한 개방형 OS로 Google이 정해 놓은 가이드라인만 지킨다면

어떤 디바이스에서도 사용할 수 있어 현재 가장 대중화 된 모바일 OS. 사용자 친화적이고

많은 기능을 가지고 있어 사용자가 다양하게 사용할 수 있으며 개방성이라는 최대 장점을

지니고 있음

• iOS : apple이 개발하여 자사 제품에 대한 통제와 관리 강화가 가능하기 때문에 보다 최적화

된 성능을 낼 수 있으며 이러한 통제를 통해 보다 안전하고 뛰어난 제품을 만들고 있음

○ 센서

- 센서는 정보 및 에너지를 물리적, 화학적, 생물학적 수단을 사용하여 검출하는 장치로 웨어러블

디바이스에서 센서를 통해 다양한 정보를 획득할 수 있게 함으로써 사용자에게 보다 정확하고

신뢰할 수 있는 정보를 제공함

<표 3> 현재 사용되고 있는 대표적인 센서들의 종류와 특징

유형 특징 대표사례(기관)

가속도 센서

(Accelerometer

sensor)

- 이동하는 물체의 가속도나 충격을

측정함

- 3 축(X, Y, Z)의 값으로 물체의

움직임을 측정함

Force Tracker

(Fitbit)

온도 센서

(Temperature

sensor)

- 대기 중 혹은 국소 부위의 온도를

측정

- 섭씨나 화씨의 정도를 수치로

표현

Body monitoring

sensor

(Bodymedia)

음향 센서

(Acoustic sensor)

- 다양한 종류의 음파를 측정함

- 측정된 음파 신호에서 특정

주파수를 샘플링 후에 디지털

데이터로 표현

BodyScope

(K. Yatani, Khai N.

Truong)

이미징 센서

(Imaging sensor)

- 피사체로부터 반사된 빛을 디지털

이미지화함

- 가시광의 영상을 주로 활용

Google Glass

(Google)

심장 박동 센서

(Electrocardiog

ram sensor)

- 인체의 심장 박동을 측정

- BPM(분당 심장 박동수)를

수치화하 여 다른 장치에 전달함

nECG MINDER

(Nuubo)


○ 인터페이스(정보표시부)

- 초기 사각형의 프레임과 딱딱한 소재의 디스플레이로 제작된 웨어러블 디바이스는 착용감과

심미적인 디자인 요소를 감소시켜 일상생활에서 자유로운 착용을 방해함

- 현재 디스플레이는 원형프레임과 커브드 화면까지 진화됨

- 원형프레임을 사용함으로써 기존의 시계와 비슷하여 생활 속에서 패션시계처럼 착용 가능하며,

커브드 화면은 손목의 편안한 착용감을 제공하는 동시에 화면의 크기를 넓혀 더욱 많은 정보를

즉시 확인할 수 있기 때문에 기존의 딱딱한 사각플레임의 착용감과 좁은 화면의 단점을 보완함

○ 인터페이스(음성인식)

- 웨어러블 디바이스는 동전보다 조금 큰 정도의 화면 크기여서 입력 자판을 표시하기에 답답하고

타이핑을 하기에도 쉽지 않으므로 키보드 없이도 음성으로 쉽고 빠르게 검색, 전화 걸기, 문자

보내기, 메모 입력 등을 할 수 있는 기술의 적용이 필요함

맥박 센서

(Pulse Oximeter

sensor)

- 혈액 내 산소 포화도를 측정

- 복합 광원을 이용한 광 신호를

이용하여 혈중 헤모글로빈의

상태를 측정

Wireless Pulse

Oximeter

(iHealth Labs)

혈당 센서

(Glucose sensor)

- 인체의 혈류 속 혈당을 측정

- 적외선을 피부에 조사한 후 빛의

흡광도를 이용하여 혈당량을

측정

Glucowise

(MediWise)

출처 : 웨어러블 컴퓨팅 환경에서의 센서 역할 및 활용 방향, 정보통신기술진흥센터, 2014년


<표 4> 음성인식기술의 구분 및 특징

口 웨어러블 디바이스의 Chasm*을 극복하기 위한 주요 사항

* Chasm : 제품이 아무리 훌륭해도 일반인들이 사용하기까지 넘어야 하는 침체기를 가리키는

경제용어

기능 내용

발성

형태

고립단어- 고립된 형태로 발성된 음성만을 인식할 수 있음

- 음성인식의 가장 초보적 단계로 현재 가장 많이 상용화되어 있음

연결단어

- 여러 개의 단어를 연결시켜 발성해도 인식 가능하며, 제한된 대상 단어의 조합으로

여러 형태의 음성인식이 가능함

- 고립단어 인식에 비해 난이도가 높으며, 인식률이 낮음

연속어

- 자연스럽게 발성한 연속된 음성을 인식할 수 있음

- 현재까지 인식률이 그다지 높지 못하며 특히 자연스러운 대화 형태의 발성인 경우

인식률이 매우 낮음

핵심어

- 자연스럽게 발성한 연속된 음성 중 인식대상 단어만을 추출해 인식함

- 예를 들어, 열차, 비행기 자동예약 시스템에서 사용자가 발성한 여러 가지 정보 중

지명에 해당하는 것만 알고 싶을 경우 이 방식을 이용

인식

대상

화자

화자종속

- 특정 화자 또는 사용자가 자신의 음성으로 미리 인식기를 훈련시키는 과정이

요구되며, 이 경우 인식기는 훈련된 음성만을 인식할 수 있음

- 비교적 구현이 간단해 단말기 등에 탑재돼 응용되고 있으나 사용자가 훈련과정을

거쳐야 하는 불편함이 있음

화자독립

- 임의의 화자 발성을 인식할 수 있는 기술로, 미리 수백 또는 수천 명의 음성에 관한

정보를 추출하여 데이터베이스화 함으로써 별도의 훈련과정 없이 사용 가능함

- 현재 대부분의 상용화 시스템이 채택하고 있음

화자적응- 화자종속 및 화자독립 절충기술로, 사용자가 자신의 목소리에 대한 인식률을 높이기

위해 화자 독립 인식기를 자신의 목소리에 적용시키는 방식

인식

대상

단어

고정단어

- 인식할 수 있는 대상단어가 고정되어 있음.

- 대상단어를 교체할 경우, 여러 사람의 음성 데이터를 녹취, 분석해 음성모델을

구축하는 과정을 거쳐야 하므로 시간과 비용이 많이 소모됨

가변단어

- 인식 대상단어를 수시로 갱신할 수 있음.

- 음성인식기가 모든 음소에 대한 정보를 갖고 있으면서도 대상 단어가 갱신될 경우

음소의 조합으로 인식 대상 단어의 모델을 생성함

출처 : KISTI MARKET REPORT_IT융합시스템, KISTI, 2014


<그림 9> 웨어러블 디바이스 수용 곡선

○ 웨어러블 디바이스가 초기 소수의 혁신자(Innovator)와 얼리어댑터(early adopter) 계층을

넘어서 대중에게 확산되기 위한 주요 기술의 개선이 필요함

○ 배터리(Batteries)

○ 센서(Sensors)

Key Enablers

Batteries Design & Usability

Privacy/Security Ecosystem

AppsInteroperability

Data Management

Sensors Source: *Geoffrey Moore; Frost & Sullivan

Technology Adoption Curve for Enterprise Wearables

제약 요소 해결 방안

- 배터리 수명은 크기와 에너지 밀도라는 2개의 주요

매개 변수에 의해 영향을 받으며, 사용될 배터리는

다른 전자기기보다 훨씬 더 작은 공간 필요

- 배터리의 에너지 밀도 개선은 지난 몇 년 동안

답보상태이며, 일부 웨어러블 디바이스는 고유의

디자인을 고수하기 위하여 배터리의 변형을 거부함

- 웨어러블 디바이스는 인체에 접촉하여 사용하기

때문에 배터리의 열 붕괴(녹아 내림) 또는 외부 충격

등의 화학 물질 누출은 인체에 유해할 수 있음

- 무선 충전 방식의 배터리 활용

- 빛으로부터 전기가 발생하는 광전효과를 이용하는

태양전지 등의 에너지 수확 기술 활용


- 데이터의 정확성 및 여러 신호 인식을 위하여 다수의

소형화된 센서 및 내장화 필요

- 일부 신호는 오직 신체의 특정 부분에 위치한 센서에

의해서만 인식 될 수 있음

- 센서 기술의 혁신은 이러한 문제를 극복하기 위한

매우 중요한 역할

- 웨어러블 디바이스 착용자 근처의 펜, 컵, 의자,

자동차 등의 물체 안에 센서를 내장하여 서로

상호작용을 통한 중요 정보 기록 보완


○ 디자인(Design&Usability)

○ 개인정보/보안(Privacy/Security)

○ 상호운용성(Interoperability)

○ 어플리케이션(Apps)

○ 데이터 관리(Data Management)


- 볼품없는 모양, 부자연스러움 또는 특이함으로

인하여 착용 거부감 및 불편함을 유발하게 될 경우

아무리 기능이 뛰어나도 호응을 얻기는 힘듦

- 사용자의 라이프스타일에 부합하고 자연스러운

착용감 필요

- 기술개발기업들은 디자인 및 다른 분야의 전문적인

(특화된) 기업들과 융합 및 협력을 통해 웨어러블

디바이스가 인지적이고 사회학적인 요소에 걸맞게

고안이 될 수 있도록 다양한 접근 방법을 취할 필요

있음


- 일부 장치는 폼 펙터(하드웨어의 크기, 구성, 물리적

배열), 제조업체, 구축 된 플랫폼과 상관없이 각각의

원활한 통신, 인증 및 정보 공유 필요

- 개방 개발 장려를 통한 오픈 소스 플랫폼은 상호운용

가능한 제품 및 솔루션에 대한 방법을 제공

- 공급 업체, 산업 표준, 표준 기관 및 표준

프레임워크의 협업은 정보처리 상호운용성 촉진을

가능


- 웨어러블 디바이스는 개별 장치에 대한 소프트웨어

개발 킷 및 응용 프로그래밍 인터페이스의 완전히

각각 다른 유형의 조합으로 매우 조각적인 환경

생태계를 가짐

- 가능한 애플리케이션 수의 증가는 장애물로 작용

- 앱 개발자 커뮤니티를 육성하고 필요한 기반구조

공급을 통한 앱 환경 생태계 성장 지원

- Salesforce wear 및 Android wear와 같은

플랫폼은 이러한 관점에서 중요한 단계


- 웨어러블은 엄청난 양의 데이터를 생산, 관리 및

분석하는 것으로 최고정보책임자(CIO)에게는 중요한

숙제

- 회사들은 가시적인 효과를 유도하기 위해

웨어러블에서 발생하는 거대한 양의 데이터의

효과적인 관리 필요

- 웨어러블 기술의 잠재력을 극대화하기 위해 클라우드

컴퓨팅의 활용이 필요

- 클라우드는 스토리지, 분석, 네트워킹 및 보안에

중요한 역할을 담당


- 착용중인 웨이러블 디바이스의 네트워크에 다른

장치로부터 데이터 도청 및 해킹 그리고 디바이스

장치의 도난 또는 무단 사용

- 엄격한 보안 프로토콜 및 높은 수준의 암호화

- 사용자 인증 생체 인식 사용 등


口 향후 응용 분야

○ 산업 현장

- 정보 보급 : 기술자들이 일상 작업을 수행할 때 헤드업 디스플레이(스마트 글래스) 등을 통해

기술자들에게 단계별 지침을 제공하여 일의 효율성을 향상 가능함

- 유지 보수 : 기술자들은 기계의 마모를 평가하기 위해 웨어러블 디바이스를 사용하여 기록 및

보고하고, 문제들을 보다 더 빨리 해결함으로써 워크 플로우 및 공정을 신속하고 효율적으로

개선 가능함

- 원격 지원 : 고장난 기기 또는 장치를 수리하는 현장 작업자는 객체가 작업중인 실시간 비디오를

통해 감독자들로부터 원격 지원 가능함

- 안전 : 광산 같은 사업 현장 기술자들에게 웨이러블 디바이스를 이용하여 환경 상태, 온도, 공기

품질, 가스 누출 같은 정보를 모니터 및 분석을 제공하고, 안전한 작업 환경을 보장할 수 있음

- 응급 대응 : 심박수와 같은 파라미터들을 지속적으로 모니터링하여 위험한 상태에서 일하는

노동자의 건강 상태를 체크 및 비상 경보 제공 가능 함

○ 헬스 케어

- 기업 : 스트레스 수준, 신체 수행 및 건강에 관련된 방대한 양의 데이터는 회사에서 라이프

스타일의 변화와 영향 그리고 작업 패턴과 행동 예측으로 이어질 수 있음

- 병원 : 웨어러블 디바이스는 지리적으로 다른 지역의 의사와 외과 의사 사이에서 수술실, 협업

그리고 실시간 통신을 통한 효과를 가질 수 있음

- 제약 연구 : 의료 연구는 약물 전달 메커니즘을 개선하는 다양한 연령과 인구 통계학적 그룹에

속하는 사람들로부터의 샘플 데이터를 통한 제품 개발을 촉진

- 환자 모니터링 : 원격 진단 및 비침습적* 환자 모니터링은 진료소와 병원에 대한 물리적 방문의

필요성을 줄일 수 있음

* 비침습 : 인체를 치료하거나 검사함에 있어서 상처를 내지 않고 하는 것을 지칭. 예로,

초음파검사 등과 같이 신체에 상처를 입히지 않고 할 수 있는 검사를 비침습적 검사라고 함

○ 기타

- 숙식 : 웨어러블 디바이스는 통합 결제 지원 및 직원의 개인화된 현장 서비스 제공을 통하여

절차 등을 감소할 수 있기 때문에 숙박산업 등에 효율적일 수 있음

- 엔터테인먼트 : 리조트 및 테마 파크는 사용자 인증 및 요금 지불 등의 다양한 기능을 수행할 수


있는 웨어러블 디바이스를 제공함으로써 지연 및 대기시간을 줄일 수 있으며 아울러 관광 정보,

프로모션 및 가상 투어를 제공할 수 있음

- 교육 및 훈련 : 웨어러블 디바이스는 학생들이 라이브 실시간 의료 절차 및 법률 사례를 볼 수

있도록 하여 교육 및 훈련에 큰 역할이 가능함

- 물류 : 바코드 스캐닝 및 품질 검사 등으로 창고 자산을 추적 할 수 있고, 노동력을 관리 할 수

있음

5. 결론

口 종합

○ 웨어러블 디바이스는 사용자가 이동 또는 활동 중에도 자유롭게 사용할 수 있도록 신체나 의복에

착용 가능하도록 작고 가볍게 개발되어 신체의 가장 가까운 곳에서 사용자와 소통할 수 있는

차세대 전자기기를 의미함

○ 기술적으로 액세서리형(Portable), 의류일체형(Attachable) 그리고 신체부착/생체이식형

(Eatable)로 분류되며 사용자들의 활용분야를 토대로 피트니스/웰빙(Fitness and Wellness)

기능, 헬스케어/의료(Healthcare and Medical) 기능, 인포테인먼트(Infotatinment) 기능, 군사/

산업(Industrial and military) 기능 크게 네 가지로 분류됨

○ 현재의 웨어러블 디바이스가 사용자의 건강 상태를 체크하는 의료기기 및 스마트 폰과 연계해

문자, 이메일, 일정 등의 정보를 제공하고 해당 기기를 제어하는 형태에 그치고 있지만 향후

활용이 확대됨에 따라 세계 시장규모는 향후 4년 동안 44.1%의 연평균성장률(CAGR)로 2018

년에 3백70억달러에 이를 것으로 예상됨

○ 웨어러블 디바이스의 시장 확대를 위해서는 고용량 고효율의 소형 배터리기술, 블루투스 등과

같이 단거리의 한계를 극복하는 광대역 통신 기술, 장시간 착용에 따른 부품의 저발열·저전력·

소형화를 이룰 수 있는 부품 소형화·저전력화 기술, 인체의 곡선이나 의류에 쉽게 부착 될 수

있는 플렉서블·종이형태화 기술, 생체 신호 및 환경 오염 등을 센싱하는 스마트 센서 기술 등

필요할 것으로 예상됨


口 시사점

○ 웨어러블 디바이스는 사용자에게서 실시간으로 수집한 데이터를 기반으로, 사용자의 경험을

확대시켜 한층 더 편리한 생활이 가능하도록 편리하고 패셔너블한 디자인과 긴 배터리 수명이

필요함

- 디스플레이 크기 제약에 따른 불편함을 위한 해결책, 편의성을 끌어올릴 수 있는 배터리 수명이

중요한 포인트라고 할 수 있음

- 또한 전자제품이라기보다 ‘패션아이템’으로 떠오르는 중이며, 창의적이고 세련된 디자인의

조건이 필수적이라고 볼 수 있음

○ 웨어러블 디바이스 사용과정에 일어날 수 있는 보안 및 프라이버시 침해 논란 등을 법적으로

어떻게 해결해 나갈지도 필수적으로 고려해야 할 사항임

○ 사용자와 항상 연결되어 있는 웨어러블 디바이스의 중요성은 더욱 강조될 전망이며 앞으로의

시장변화에 주목할 필요 있음

○ 현재 구체적인 시장 지배자는 부재하며, 또한 스마트폰과는 달리 다양한 분야별로 전후방 연관

산업효과를 가져올 수 있어 선제적 진입 및 육성전략 수립이 시급해 보임


口 참고문헌

○ 웨어러블 디바이스 동향과 시사점, 김대건, 2013

○ 웨어러블 디바이스 산업백서, KT경제경영연구소(심수민), 2014

○ Wearable Techonlogy, Frost&Sullivan, 2014

○ 스마트 웨어러블 디바이스(사용자 관점에서의 접근), 정보통신기술진흥센터, 2014

○ 차세대 PC 웨어러블 디바이스 시장 및 개발 동향_정보통신산업진흥원, 2014

○ 웨어러블 디바이스의 발전 전망, 한국콘텐츠진흥원, 2014

○ 웨어러블 OS 기술 동향, 김선태, 2014,

○ 웨어러블 컴퓨팅 환경에서의 센서 역할 및 활용 방향, 정보통신기술진흥센터, 2014

○ 월간 SW 중심사회_소프트웨어 산업 통계, 소프트웨어정책연구소, 2014

○ KISTI MARKET REPORT_IT융합시스템, KISTI, 2014

○ 메디컬 앱, 손안의 주치의, KOTRA 해외비즈니스정보포털, 2014,

http://www.globalwindow.org

○ 한국산업기술진흥협회, http://azine.kr/m/_webzine/wz.php?c=71&b=30871&g=

○ http://www.semstory.com/377

○ http://www.venturesquare.net/554045

○ http://nweb.kr/706

○ http://story.visualdive.co.kr/2014/12/wearabledevice/#sthash.ITwMFzmX.dpbs

(137-733) 서울 서초구 바우뫼로 27길 2(양재동 60번지) 3층

연구성과실용화진흥원 전자정보소재기술팀

작성자 : 최보성 연구원

전성화 : 02-736-2321 팩성스 : 02-736-9799

본 보고서는 관련 기술·시장정보 자료를 제공하는데 목적이 있으며, 내용과 관련하여 문의사항이 있으시면 아래로 연락하여 주시기

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