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개발자/IOT-m2m

고급 IoT 응용 4차시 강의 정리-Wearable device

고급 IoT 응용 4차시 강의 정리-Wearable device

사물인터넷의 이론이라 할 수 있는 IoT 개요, 기반기술, Product Review 까지 하고 웨어러블 디바이스 볼 차례입니다. 오늘까지 입문 편을 마치고 다음 주부터는 라즈베리파이 실습이 시작되니 반장은 꼭 준비 좀 해주세요. 

4차시 웨어러블 디바이스에 대해 알아보겠습니다. 웨어러블 디바이스(Wearable Device) 정의는 "신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 전자기기를 지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 어플리케이션까지 포함한 디바이스"를 입니다. 다시 말하면 사용자가 이동 또는 활동 중에도 자유롭게 사용할 수 있도록 신체나 의복에 착용 가능하도록 작고 가볍게 개발되어 신체의 가장 가까운 곳에서 사용자와 소통가능한 차세대 전자기기를 의미합니다. (출처 : MIT Media Lab)

고급 IoT 응용 1학기 첫 시간. 인사하고 수업 소개

고급 IoT 응용 2차 강의 - 강의 자료 첨부

고급 IoT 응용 3차시 강의 정리-기반기술과 Product Review 리포트 발표

웨어러블 디바이스는다양한 영역에서 정보통신(ICT) 기술을 활용함에 따라 웨어러블 디바이스를 피트니스, 헬스케어·의료, 인포테인먼트 및 산업·군사 등의 목적으로 사용하고 있습니다. 건강 관리, 치료 목적의 웨어러블 기기의 관심이 증가하여 관련 시장이 급격히 성장하고 있으며, 소득수준이 증가함에 따라 여가생활을 즐기는 사용자들이 증가하고 이러한 사용자들의 니즈를 파악하여 운동효과를 높일 수 있는 웨어러블 제품이 많이 출시 되었지만 사용자층에 크게 받아들여지지 않고 있다고 보여집니다. 

웨어러블 디바이스의 제품 유형은 4가지의 유형으로 나눌 수 있으며, 형태와 목적에 따라 고유의 기능을 가지고 있는 제품이 있습니다. 
• 휴대하는 형태의 제품 및 액세서리와 같은 액세서리형 • 의류형태인 의류일체형 • 신체에 부탁할 수 있는 형태의 신체부착형 • 신체에 직접 이식하거나 복용하는 형태의 생체이식형로 분류할 수 있다.

웨어러블 디바이스의 핵심기술로는 센싱기술, 처리기술, 출력기술 등이 있으며 각 분야의 기술 분야 구성은 아래와 같다. 
• 센싱기술은 사용자나 주변환경의 물리/화학적 변화를 감지하고 구분, 계측하여 신호로 알려주는 소재 및 부품기술로, 인간의 오감(시각, 청각, 촉각, 후각, 미각) 기능 및 인체정보를 측정하는 센서와 그 외 초음파, 전기·자기, 회전, 변위 등을 감지하는 기술로 구성됨
• 처리기술은 센서를 통해 입력된 각종 정량적·정성적 데이터를 기기 자체에 내장된 소프트웨어를 이용해 데이터 축적, 분석, 연산처리 하는 기술로, 저전력 고효율 임베디드 소프트웨어기술, 소형 마이크로 프로세서기술, 신축유연 회로기판기술 등으로 구성됨
• 출력기술은 센서 등 입력모듈을 통해 입력된 데이터의 연산을 통해 얻어진 결과를 기기의 목적과 용도에 맞게 정보를 표시해주는 기술임
• 전원기술은 웨어러블 디바이스의 센싱, 처리, 출력 등의 동작을 위한 전원을 공급하는 기술로, 양극·음극소재기술, 패브릭 배터리기술, 신축유연 에너지 하베스팅 기술 등으로 구성됨

다음으로 웨어러블 디바이스의 개발동향을 살펴봅시다. 웨어러블 디바이스는 사실 시장에서 현재까지는 실패한 분야입니다. 왜 실패했는지 그게 중요한데 아직 특별히 정리한 것은 없습니다. 저도 알아보겟습니다. 사람들이 쉽게 실증을 내고, 생각만큼 유용하지 않다는 것은 예상할 수 있지만 그런 이유를 분석할 필요가 있습니다.   

개발 현황
○ 웨어러블 디바이스는 스마트폰 보조기기라는 인식 및 기술적 제약 등으로 소비자들에게 필요성을 이끌어내지 못해 널리 확산되지 못하였으나, 최근 디바이스의 소형화, 배터리 성능 향상, 디자인 개선 및 다양한 기능 개발 등으로 디바이스 시장의 확대를 기대하고 있음
○ 웨어러블 디바이스는 하나의 기능에서 여러기능의 제품으로, 다기능 제품에서 특화된 기능의 제품으로 발전하고 있으며 향후 작동 측면에서는 스마트폰에 대한 의존도는 낮아지고 기타 기기 및 통신망과의 연결성이 향상될 전망임
○ 웨어러블 디바이스는 다양한 형태로 발전하고 있으며, 초기에는 제품의 대부분이 손목에 착용하는 형태였으나, 최근에는 귀에 착용하는 이어웨어(Earwear)와 스마트의류 등의 개발도 활발한 추세임
- 신체 및 운동 등과 관련된 정보를 수집 또는 실시간 언어 통역(이어웨어)을 제공하는 등 각각의 착용 방식에 특화된 기능에 집중하여 발전하고 있음
○ 웨어러블 디바이스는 자체의 기술력보다는 기존의 제품에 만보계, 알림 등의 기술과 패션이 합쳐진 액세서리로서의 웨어러블 제품이 증가하고 있음
- 파슬(Fossil), 마이클코어스(Michael Kors), 스와로브스키(Swarovski), 게스(Guess), 토리버치(Tory Burch) 등 일반 시계, 패션, 쥬얼리 브랜드들이 웨어러블 기기 시장에 진츨하는 추세임
- 랄프로렌(Ralph Lauren)은 캐나다의 센서 전문업체인 옴시그널(OMsignal)과 협력하여 사용자의 생체 정보 측정 센서를 가진 스마트셔츠 ‘폴로테크(Polo Tech)’를 개발하였음
- 최근 패션 웨어러블 기기가 등장하면서 전자기기에 큰 관심이 없는 일반 소비자까지도 구매하고 있음
○ 초기 웨어러블 디바이스는 스마트폰의 기능을 조작하고 알림을 대신 받기 위하여 사용하였으나, 현재는 웨어러블 디바이스 자체로 전화를 걸고 정보를 검색하고 인공지능(AI) 음성비서를 제어하는 등 독립적으로 사용하는 추세임
- 현재 대부분의 웨어러블 디바이스가 건강 및 피트니스에 중점이나, 데이터 네트워크와의 연결이 수월해지면서 다양한 분야에 활용될 것으로 보임
○ 웨어러블 디바이스와 어린이 관련 컨텐츠를 융합한 서비스 및 장애인, 노인 등 생활약자보조를 위한 웨어러블 디바이스 등 사용자 맞춤 웨어러블 산업이 성장하고 있음
- 미아방지를 위한 스마트 밴드, 건강 관리를 위한 체온계 등의 이동통신 기반 의료 기기 형태 등의 아동 전용 웨어러블 디바이스 개발중임
- 시각 장애인용 점자 스마트 워치, 청각 장애인용 자막 안경, 근력 보조를 위한 착용형 로봇 등의 웨어러블 디바이스가 관심이 받고 있음

기술동향

○ 주요 글로벌 기업들은 기존 보유하고 있는 플랫폼에 출시한 웨어러블 디바이스를 연계하는 방향으로 추진중임
- 구글의 픽셀폰과 안드로이드웨어, 애플의 아이폰과 애플워치 등
○ 스마트 의류 시장 진출을 위한 소재 등 핵심 기술 개발중임
- 조지아공대(미국)에서는 직물 인터페이스를 개발하였으며, 미국 카네기멜론 대학에서는 ATM 및 자동차 대시보드 등에 적용 가능한 버튼 인터페이스를 제작함
- Fraunhofer IZM 연구소(독일)에서는 웨어러블 디바이스의 여러 가지 전기전자부품을 직물에 실장하거나 집적하는 기술인 SoT(System on Textile) 연구를 진행함
- 한국전자통신연구원(한국)은 신전도, 호흡, 운동량 등 생체신호 모니터링 하는 바이오셔츠를 개발함
○ 웨어러블 전용 운영체제인 ‘안드로이드웨어 2.0’을 개발하여, 기존 시스템을 간소화하고 이용자가 플레이 스토어를 직접 이용할 수 있도록 함
○ 저전력화 및 지능화 센서 기술을 발전시킨 웨어러블 디바이스를 개발중임
- OMsigna(캐나다)는 직물에 CNT(탄소 나노튜브)를 삽입한 스마트 섬유를 이용한 심박센서가 부착된 스마트 셔츠를 개발함
- 실리콘랩스(미국)는 웨어러블 헬스케어 및 피트니스 제품 설계를 위해 심전도 측정 가능 및 첨단 심박 모니터링이 가능한 바이오 센서를 개발함

참고문서 https://www.bioin.or.kr/InnoDS/data/upload/tech/44a6b295f44b4ec494e11970b319163e.pdf 

웨어러블 디바이스 관련 참고문서 
○ CES 2017을 통해 본 웨어러블 시장 동향, 삼성디스플레이 뉴스룸, 2017
○ eSIM과 구글 어시스턴트 채택한 화웨이 워치2 프로, 앱스토리, 2017
○ Fitbit(핏비트) 홈페이지(www.fitbit.com)
○ KISTI MARKET REPORT_IT융합시스템, KISTI, 2014
○ LG전자 홈페이지(www.lge.co.kr)
○ 4차 산업혁명을 선도할 웨어러블 디바이스 경쟁력 강화해야, 정보통신정책연구원, 2018
○ 2017 웨어러블 디바이스의 발전 전망 및 시사점, 정보통신기술진흥센터(장선호), 2017
○ 국내외 웨어러블기기 시장 동향, ㈜네오리서치, 2018
○ 글로벌 웨어러블기기 시장, 한국무역협회 열린시장, 뜨는 품목(8호), 2017
○ 미국 웨어러블 디바이스 시장동향, KOTRA 해외시장뉴스(이지연), 2018
○ 삼성전자 홈페이지(www.samsung.com)
○ “세계 웨어러블 연 18% 성장…스마트워치 유망”, NEWSPIM, 2017
○ 스마트 웨어러블 디바이스(사용자 관점에서의 접근), 정보통신기술진흥센터, 2014
○ 애플 홈페이지(www.apple.com)
○ 에머이즈핏 빕 “애플워치 너무 닮았나?” , CNET Korea, 2018
○ 웨어러블 기기 시장 주춤…스마트 워치 비중은 커져, NSWSIS, 2018
○ 웨어러블 디바이스 기술 및 시장 동향, 연구성과실용화진흥원, 2015
○ 웨어러블 디바이스 산업백서, KT경제경영연구소(심수민), 2014
○ 웨어러블 디바이스의 발전 전망, 한국콘텐츠진흥원, 2014
○ 중소기업 기술로드맵 2018-2020 웨어러블, 중소벤처기업부, 2018
○ 착용형 스마트 기기·지능형 반도체, KDB산업은행, 2015
○ 차세대 PC 웨어러블 디바이스 시장 및 개발 동향_정보통신산업진흥원, 2014
○ 핏비트, 초경량 스마트워치 ‘핏비트 버사’ 국내 판매, 부천산업진흥재단, 2018
○ 핏비트의 새로운 스마트워치, 아이오닉, EARLYADOPTER, 2017