스마트기기

스마트기기(smart device)란 네트워크에 연결되어 자율적 또는 상호의존적으로 작동하는 전자기기이다. 스마트 디바이스, 스마트 장치, 스마트 장비라고도 한다. 사물인터넷(IoT) 기능이 적용된다. 스마트 기기 중에서 이동 중에 사용하는 소형 컴퓨터 기기를 모바일기기(mobile device)라고 한다.

개요

스마트기기는 네트워크와 연결되는 전자기기를 뜻한다. 스마트기기는 기존 컴퓨터의 틀에 얽매이지 않은 정보 기기로 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 제품이다. 스마트기기는 스마트 센서·부품이 적용된 디바이스로 인체에 직접 착용하는 웨어러블 형태부터 유·무선 및 근거리 통신 기술을 이용해 장치 간 상호 작용이 가능한 디바이스 등을 포함한다. 가전, 의료, 엔터테인먼트, 완구, 운동 기구 등의 다양한 분야 및 형태로 등장하고 있다.

특징

사물인터넷

센서 네트워크 기술과 함께 최근 유래에 없었던 스마트 기기의 혁명을 경험했는데, 이 혁명을 통해 기존에 PC와 노트북 컴퓨터 정도로 생각되었던 스마트 기기들이 다양화되어 출시되었고 일상생활의 중요한 부분을 차지하게 되었다. 이런 스마트 기기의 예로는 우리가 흔히 접하는 스마트폰, 최근 급속도로 보급되고 있는 스마트 TV 등의 스마트 가전, 등을 들 수 있다. 최근 스마트 기기들은 자체 내장된 센서 등을 활용하여 새로운 응용서비스를 만들어 내는 능력과 프레임워크를 제공하고 있으며, 사용자와 개발자의 편의에 따라 내장 센서의 값을 활용할 수 있다. 내장 센서로는 가속도계, GPS, 근접 센서, 카메라 등이 포함되어 다양한 센서 기반의 응용서비스 개발을 가능케 하고 있다.

하지만 스마트폰 센서의 크기나 가격, 제한된 공간 등으로 다양한 센서들을 모두 내장시킬 수는 없으며, 따라서 다양한 사용자들의 욕구를 충족시키기엔 한계가 있다. 이런 이유로 인해 최근에는 사물인터넷과의 연동을 통해 외부에 있는 다양한 센서를 활용하여 정보를 수집하거나 스마트 기기에서 원격으로 제어 할 수 있는 기술개발에 대한 관심과 논의가 뜨거운 상황이다. 일례로 이동성을 가진 스마트 기기들은 주변에 산재해 있는 고정된 다양한 환경 및 기상 센서들로부터 정보를 수집하여 현재 위치의 실시간 온·습도를 포함한 환경정보를 다양하게 활용할 수 있게 된다. 특히. 최근 국내 가전 분야에 센서 네트워크 기술을 적용하려는 추세가 점차 증가하고 있는데, 국내 USN 분야별 서비스 운용현황에 따르면, 2007년도 9.4%에서 2012년 21.4% 급속히 증가하고 있는 등 스마트기기와 사물인터넷과의 융합 기술 동향에 주목할 만하다.

적용 사례

• 헬스케어 분야 : 헬스케어 분야에서는 네트워크를 활용한 센서들을 개발해 환자의 생체 정보 획득, 개인의 운동량 및 신체 특징을 측정 등의 용도로 실시간으로 혹은 저장해두었다가 필요하면 전달하는 형태로 사용하고 있다.

1. 삼성전자 S 헬스 : 원격 진료 서비스의 구현을 위해 제작되었다. 체중, 혈당, 혈압 등 환자와 관련된 생체 정보를 블루투스나 USB를 통해 스마트폰으로 바로 전송하고 쉽게 기록할 수 있도록 하는 애플리케이션이다. 이러한 융합 서비스를 통해 환자들은 더욱 신속한 건강 관리 서비스를 받고 의료진은 더욱 정확한 정보로 환자를 진료할 수 있게 되었다.
2. 퀄컴(Qualcomm) 2 net : 건강 관련 정보를 저장하는 사물 통신(M2M, Machine to Machine) 기반 데이터 플랫폼 서비스이다. 스마트폰을 활용한 다양한 헬스케어 애플리케이션을 이용해 체중, 혈압 등과 같은 신체 정보뿐 아니라 수면과 심전도까지 검사하는 의료용 장비에 대해 대비할 수 있게 만들어 사용자에게 쉽게 다가갈 수 있는 서비스를 제공할 것으로 보인다.

• 공공복지 및 건설 분야 : 센서 노드와 스마트 기기의 융합으로 국가 혹은 도시적인 관점에서 관리되는 센서를 개인도 사용할 수 있도록 하는 서비스를 의미한다.

1. 지능형 주차 서비스 SFPark : 미국 샌프란시스코시에서 최근 무선 센서 네트워크를 이용한 주차 서비스를 제공할 계획을 발표했다. 2만여 개의 주차공간에 6천여 개의 센서를 설치하고 스마트폰용 무료 지도를 이용해 사용자가 주차할 수 있는 공간을 파악하도록 도와주는 응용 서비스이다. 또한 주차비 지불 장소에서는 스마트폰으로 결제할 수 있게 만들어 사용자는 편의성을 증가하고 시에서는 개별 자동차 여비 증가를 통해 짧게는 자원 절약을, 길게는 환경 보존을 추구할 수 있게 했다.
2. 발람(Valarm) 건물 에너지 관리 응용 시스템 : 빌딩용 센서와 스마트폰을 결합해 사용자들이 USB를 이용해 다양한 센서들을 스마트폰에 연결할 수 있게 만들었다. 연결된 스마트폰에서 건물의 온도, 습도, 조도 등의 생활 환경 정보를 수집하고 분석해 효율적으로 건물 에너지 관리를 할 수 있게 만들었다.
3. 스마트시티(smart city) : 정보통신기술(ICT)과 사물인터넷을 이용하여 도로, 건물, 교통, 학교, 병원, 발전소, 상하수도 등을 통합적으로 관리할 수 있는 도시를 말한다. 스마트 시티 또는 유시티(U-City)라고도 한다.
4. 스마트빌딩(smart building) : 컴퓨터, CCTV, 네트워크 장비 등을 사용하여 건물의 냉난방, 조명, 전력, 네트워크, 보안경비, 화재경보 등을 자동화한 건물을 말한다. 인텔리전트 빌딩(intelligent building) 또는 첨단정보 빌딩이라고도 한다.

• 산업 분야

1. 스마트팩토리(smart factory) : 사물인터넷 기술을 이용해 제품개발, 공급망관리, 자원관리 등 중요한 의사 결정을 스스로 내릴 수 있는 공장을 말한다. '스마트공장'이라고도 한다. 4차 산업혁명의 핵심 개념이다.
2. 스마트팜(smart farm) : 사물인터넷 기술을 이용해 비닐하우스 등 농작물 재배 시설의 온도, 습도, 햇볕량, 토양 등을 측정하고 분석 결과에 따라 제어장치를 구동하여 최적의 상태를 만들어 줌으로써 농업 생산성을 획기적으로 향상한 농장을 말한다. '스마트농장'이라고도 한다.
3. 스마트그리드(smart grid) : 전기의 생산, 송전, 소비의 전 과정에 걸쳐 전력회사와 소비자가 실시간으로 정보를 주고받음으로써 불필요한 전기 사용을 줄이고 효율성을 높일 수 있는 지능형 전력망 시스템이다. 사물인터넷 기술을 사용해 지능형 수요관리, 신재생 에너지 연계, 전기자동차 충전 등을 가능하게 함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있다.

• 스마트홈 분야 : 스마트폰에 설치된 앱을 이용해 가정용 IP 카메라, TV, 냉장고, 세탁기, 에어컨, 보일러, 조명, 도어락 등 다양한 기기를 원격으로 조작할 수 있는 사물인터넷 서비스이다.

기술 동향

• 인터넷 기반의 융합 : 인터넷에 있는 다른 객체들과의 효율적인 정보 공유를 위해 IP 주소를 할당받고 다른 네트워크 객체들과 직접적으로 통신이 가능한 환경을 만든다. 중앙집중적인 네트워크 구조를 갖기 때문에 스마트 기기들은 웹, 클라우스 상의 정보를 수집하고 센서들은 정보를 업로드하는 방식의 구조를 갖게 된다. 손쉬운 정보 접근이 가능한 점은 장점이지만 반대로 정보에 대한 보안상의 문제와 인터넷 접속이 원활하지 않을 경우 서비스도 원활히 진행되지 않는다는 단점이 있다.

• 기기 간 직접 융합 : 스마트 기기와 센서에서 내장된 네트워크 인터페이스를 이용해서 두 기종 간 직접 통신을 가능하게 하는 방식이다. 유무선 방식의 기술이 모두 활용 가능하며, 통신을 위해 인터넷 접속을 하지 않아 보다 강화된 보안 기능 및 다른 네트워크 상태에 구애를 받지 않는 독립적이고 개인화된 안정적인 네트워크를 구축할 수 있다는 장점이 있다.

• 센서 정보 관리 : 스마트기기에서 수집한 정보를 어떻게 처리할 것인지에 대한 문제를 해결하기 위해 대표적으로 다음의 프레임워크가 있다. 예를 들어 워싱턴 대학교 ODK 센서 프레임워크는 센서 매니징 계층을 둬 외부로부터 유입되는 센서 정보를 저장하고 관리하는 프레임워크로, 네트워킹 계층까지 추상화시켰기 때문에 스마트 기기용 응용서비스 개발 시 개발의 편의성을 높이고 소프트웨어적인 오류 발생의 확률을 줄일 수 있는 특징을 가지고 있다. 또 다른 예인 다트머스 대학교의 CSN는 사용자들의 행동을 분석하여 여러 스마트 기기 사용자들 사이의 유사성을 찾아 이를 기반으로 클라우드 소싱 기반의 방식을 사용해 더욱 저렴한 가격에 개인화된 센서 정보 서비스를 제공하는 환경을 제공한다.

• ETRI SVM(Sensor Virtualization Machine) : 외부 센서 네트워크와의 연동을 통해 외부에 있는 다양한 센서 정보를 직접 수집 및 제어할 수 있다. 수집된 정보를 가상화시켜 다양한 센서 기반의 응용 서비스 및 앱을 손쉽게 개발/응용할 수 있는 스마트 디바이스 기반의 센서 단말 지원 소프트웨어 공통 플랫폼 개방을 진행하고 있다. 네트워킹 계층을 매번 수정해야 하는 번거로움을 피해 다양한 종류의 센서를 활용하고 제작할 수 있다는 장점이 있다.

종류

스마트 센서(Smart Sensor Devices)

스마트폰(smart phone)

전기자전거(e-bike)

스마트워치(smart watch)

전동휠(electric unicycle)

센서의 출력 신호를 처리하는 회로를 부가하여 일체화시킴으로써 판단과 인식 기능을 갖는 센서이다. 틀린 데이터를 고치고, 해석적·통계적 계산 처리를 할 수 있고, 다른 스마트 센서와 교신이 가능하고, 환경의 변화의 순응할 수 있으며 판단 기능을 갖추는 등의 특징을 가지고 있다.

• 스마트카드(smart card) : 기존의 신용카드에 소형 IC 칩을 부착한 전자식 카드를 말한다. IC 칩 안에는 소형 마이크로프로세서와 운영체제 및 저장장치가 내장되어 있다.

• 모바일 액세서리(Mobile Accessories) : 모바일 꾸미기, 보호하기, 부가기능 사용하기를 목적으로 추가 구매해서 모바일과 함께 휴대하여 사용하는 전용 액세서리를 뜻한다. 최근에는 모바일 기기에서 제공하는 기능이나 사용자 경험을 바탕으로 원하는 수준까지 업그레이드 및 커스터마이징이 가능하다.

• 스마트카메라(smart camera) : 기존의 디지털카메라에 와이파이를 이용한 인터넷 접속 등 다양한 기능이 추가된 카메라이다. 스마트폰에 모듈 형태로 삽입되기도 하고, 단독 제품으로 판매되기도 한다.

스마트 헬스케어 디바이스(Smart Health Care Devices)

좁은 의미로는 스마트폰과 의료 측정 악세서리·앱 등을 이용해 개인이 스스로 운동량 심전도·심장·상태·혈등 등을 체크해 건강을 관리하는 것을 말하며 넓은 의미로는 모바일 기기와 병원을 연결하는 U헬스를 의미한다.

• 스마트밴드(smart band) : 스마트밴드는 걸음 수, 심장 박동, 수면 등을 체크하기 위해 손목에 착용하는 스마트 기기이다. 액티비티 트래커(activity tracker)라고도 부른다. 웨어러블 컴퓨터(wearable computer)의 일종이다. 가속도 센서가 내장되어 있어 걸음 수 등을 측정할 수 있다. 스마트폰 앱을 통해 실시간으로 개인의 건강 상태 정보를 확인할 수 있다.

• 스마트체중계(smart scale) : 사람의 몸무게를 측정하여 블루투스 통신을 통해 정보를 저장하고 스마트폰과 웹사이트를 통해 확인할 수 있는 체중계를 말한다.

스마트 카 디바이스(Smart Car Devices)

네트워크 접속이 가능하고 무선 통신을 통해 차량 내부와 외부 네트워크가 상호 연결되는 물리적 시스템을 갖춘 자동차를 의미한다. '커넥티드 카(Connected Car)'라고도 부른다.

• 스마트카(smart car) : 스마트카란 인공지능(AI) 기반의 무인 자율 주행 자동차(self-driving car)를 말한다. 전 세계 자동차 업체뿐 아니라 전 세계의 IT 기업들도 인공지능 자율 주행 자동차 개발에 뛰어들고 있다.

• 스마트키(smart key) : 원격으로 자동차의 시동을 자동으로 걸 수 있으며 문을 열고 잠글 수 있는 기능을 가진 스마트 기기이다.

스마트 전자 기기(Electronic Gadgets)

• 스마트폰(smartphone) : 휴대용 전화기와 개인용 컴퓨터의 기능을 결합하여 만든 모바일기기이다. 운영체제(OS)는 안드로이드(Android) 또는 iOS를 사용한다. 대표적으로 애플 아이폰(iPhone), 삼성 갤럭시(Galaxy) 등이 있다.

• 스마트TV(smart TV) : 컴퓨터와 인터넷 접속 기능 등을 추가한 텔레비전을 말한다. '인터넷 TV', '커넥티드 TV', '하이브리드 TV' 등 다양한 이름으로 불리다가, 스마트폰이 유행하면서, 스마트 TV로 불리게 되었다.

• 스마트칠판(smart board) : 프로젝터로 투시된 화면에 전자펜으로 글씨를 쓰거나 그림을 그리고 화면에 쓴 내용을 컴퓨터에 파일로 저장할 수 있는 스마트 기기를 말한다. 스마트 보드 또는 전자 칠판이라고도 한다. 기존의 칠판이나 화이트보드를 대체할 것으로 예상된다.

스마트 모빌리티(Smart Mobilities)

최첨단 충전, 동력 기술이 융합된 소형 개인 이동 수단을 뜻하며, 보다 지능화되고 똑똑해진 교통 서비스를 일컫는다. 전기와 같은 친환경 연료를 사용하거나 1~2인승 개념의 소형 개인 이동 수단에 집중되어 있어 '퍼스널 모빌리티'라고 부르기도 한다. 휴대하기 편리하고 배기가스가 발생하지 않아 차세대 이동 수단으로 주목받고 있다.

• 전기 자전거 : 전기 모터를 이용해 힘들이지 않고 주행이 가능한 자전거를 의미한다. 핸들 스로틀로 속도를 올리는 방식과 모터가 페달을 쉽게 돌리도록 도와주는 PAS 방식이 있다.

• 전동 킥보드/전동휠 : 전동으로 움직이는 킥보드 및 휠을 의미한다.

웨어러블 디바이스(Wearable Devices)

몸에 부착하거나 착용하여 사용하는 전자 장치, 즉 '입을 수 있는 기기'를 의미한다.

• 스마트워치(smartwatch) : 스마트워치는 스마트폰과 연결되어 시계, 전화, 문자, 이메일, 음악, 게임 등 다양한 기능을 수행할 수 있는 스마트 손목시계이다. 웨어러블 컴퓨터의 일종이다.

• 스마트밴드(smart band) : 걸음 수, 심장 박동, 수면 등을 체크하기 위해 손목에 착용하는 스마트 기기를 스마트 밴드라고 한다. 액티비티 트래커(activity tracker)라고도 부른다. 웨어러블 컴퓨터의 일종이다. 가속도 센서가 내장되어 있어 걸음 수 등을 측정할 수 있다. 스마트폰 앱을 통해 실시간으로 개인의 건강 상태 정보를 확인할 수 있다.

• 스마트안경(smart glasses) : 안경처럼 눈에 착용할 수 있는 웨어러블 컴퓨터이다. 눈에 보이는 모든 장면을 촬영 또는 녹화할 수 있으며, 안경 화면을 통해 다양한 정보를 받을 수 있는 증강현실 기기이다. 스마트 글래스라고도 한다.

• 스마트 콘택트렌즈(smart contact lens) : 눈에 삽입하는 콘택트 렌즈에 사진 및 동영상 촬영, 건강 상태 체크, 정보제공 등의 기능을 구현한 웨어러블 컴퓨터이다. 스마트 글래스와 비슷한 기능을 하지만, 직접 눈에 삽입한다는 점에서 차이가 있다. 스마트 콘택트 렌즈를 이용해 증강현실 및 가상현실을 구현할 수 있다.

스마트 뷰티 디바이스(Smart Beauty Devices)

초음파, 미세전류 등 과학 기술을 통한 클렌징, 주름 개선 등의 기능을 가진 고성능 뷰티 디바이스를 뜻한다.

스마트 토이(Smart Toys)

각종 IT 기술이 접목된 장난감을 말한다. 어린 시절부터 소프트웨어와 친밀해질 수 있는 교육 효과 덕분에 차세대 장난감으로 주목받고 있다.

스마트 웨어(Smart Wear)

고기능성 섬유에 디지털 센서, 초소형 컴퓨터 칩 등이 들어있어 의복 자체가 외부 자극을 감지하고 반응할 수 있는 미래형 의류를 의미한다. 1990년대 중반 미국에서 군사용으로 처음 개발되었다. 초기 스마트웨어, 후기 스마트웨어로 구분된다.

전망

• 스마트 디바이스 시장

세계 IoT 디바이스 시장은 연평균 20.3%의 높은 증가율을 보이며 소비자 부문 비중이 점차 늘어 2019년에는 기업 부문을 추월할 전망이다. 반면 웨어러블 디바이스의 시장 규모는 2014년에서 2015년까지 약 3배 이상 증가하였으며 2022년까지 약 5배 이상 성장할 전망이다. 웨어러블 디바이스 시장을 분석한 결과 스마트 워치는 2022년까지 약 1억 2400만 대 규모로 성장하고 스마트 글래스도 약 5450만 대 수준으로 폭증할 것으로 보이나 피트니스 밴드류는 성장이 정체할 것으로 예상된다. 따라서 미래의 웨어러블 디바이스 시장은 스마트워치 및 스마트 글래스의 성장을 가장 중요한 트렌드로 보고 있다. 현재 스마트 디바이스 시장의 규모를 산출하는 통계가 마련되지 않아 일반적으로 IoT 디바이스와 웨어러블 디바이스 시장을 포함하여 보고 있다. 그러나 두 가지 시장의 중복되는 부분이 존재할 가능성이 있어 두 시장을 결합하여 해석할 경우에는 오류가 발생할 수 있음을 유의해야 한다.

• 스마트 디바이스 산업

구글에서는 안드로이드 중심으로 다양한 기기 연동을 위한 플랫폼 확장 전략, 다양한 디바이스 연계를 통한 IoT 시장의 주도권 등을 추진하고 있다. 또, 애플에서는 2014년 홈 키트(Home Kit)라는 스마트홈 중심의 스마트 디바이스 플랫폼을 소개하였고 최근 30여 종의 홈 키트 지원 디바이스 리스트를 공개하였다. 지속해서 범위 및 제품을 확대할 것으로 뵈며 기존의 아이폰 전략과 비슷하게 특유의 폐쇄적인 생태계 전략을 유지하고 있는 것으로 보인다. 이처럼 글로벌 주요 기업에서 다양한 서비스 플랫폼 선점 경쟁을 통해 관련 산업 생태계 주도권을 확보하는 것에 총력을 기울이고 있음을 알 수 있다. 이어 아마존의 알렉사(Alexa), 구글의 구글 어시스턴트(Google Assistant) 등 음성 비서 서비스를 탑재한 디바이스가 확대되면서 인공지능이 탑재된 디바이스의 경쟁이 가속화되고 있는 모습도 보인다.

스마트 디바이스는 아직 필수재라기보다 개인의 라이프 스타일에 따른 사치재로 인식되고 있으며, 사용 만족도의 결과 매우 만족의 비율이 6.5%의 낮은 비율을 차지하고 있는 모습을 보아 아직 소비자의 니즈를 충족시키지 못한 것으로 보인다. 그러나 스마트폰 등의 디바이스를 사용한 경험 및 활용률이 높은 20대에서 스마트 디바이스에 대한 높은 만족도가 나타난 것을 통해 향후 디지털 원주민(Digital Native)가 증가하면서 시장도 함께 성장할 것으로 예측된다. 스마트 디바이스에 대한 정보를 얻는 경로가 다양하고 대부분 먼저 경험 및 체험 후에 직접 구매를 하는 경향을 보이고 있어 성장 속도를 가속시키기 위해서는 체험 공간의 확대 혹은 판매가 아닌 대여 방식의 도입 등으로 사용자에게 다가가는 전략이 우선되어야 한다.

참고자료

• 〈스마트 기기〉, 《제타위키》
• KITAS, 〈스마트 디바이스란?〉, 《네이버 블로그》, 2017-12-05
• 네이버 클로바 공식 페이지 - https://clova.ai/ko
• 헤이카카오 공식 페이지 - https://kakao.ai/
• 〈인공지능(AI) 스피커〉, 《네이버 지식백과》
• 얼리어답터, 〈직접 만드는 인공지능 디바이스〉, 《네이버 블로그》, 2017-12-27
• 박태우 기자, 〈삼성 AI 비서 '뉴 빅스비', AI 스피커 '갤럭시 홈' 최초 공개〉, 《한겨레》, 2018-08-10
• 〈모바일 헬스케어〉, 《네이버 지식백과》
• 유진투자증권, 모바일 액세서리 PDF - http://noblestone.tistory.com/attachment/cfile5.uf@0111414251CFE5620BE2F4.pdf
• SDTM, 〈인간 중심 VR 디바이스를 위한 기술 현황〉, 《네이버 포스트》, 2017-11-10
• 〈웨어러블 디바이스〉, 《네이버 지식백과》
• 〈스마트 모빌리티〉, 《네이버 지식백과》
• Margaret Rouse, 〈IoT devices (internet of things devices)〉, 《아이오티 아젠다》, 2018-03
• 〈스마트웨어〉, 《네이버 지식백과》
• 〈스마트 토이〉, 《네이버 지식백과》
• 김동원, 〈중국, 뷰티 디바이스 시장 폭발적 성장〉, 《SCJ 사회공헌저널》, 2019-03-15
• 〈3D 프린팅〉, 《네이버 지식백과》
• 〈스마트 센서〉, 《네이버 지식백과》
• 〈스마트 카〉, 《네이버 지식백과》
• 〈드론〉, 《네이버 지식백과》
• 〈주변기기〉, 《위키백과》
• 〈전기자전거〉, 《네이버 지식백과》
• 스마트 디바이스 산업 동향과 소비자 인식 PDF - https://mangastorytelling.tistory.com/attachment/cfile5.uf@25270F39590B203631ED41.pdf
• 스마트 디바이스와 사물인터넷(IoT) 융햡 기술 동향 PDF - https://ettrends.etri.re.kr/ettrends/142/0905001853/28-4_079-085.pdf

같이 보기

• 사물인터넷
• 모바일기기
• 4차 산업혁명

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