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'''전자피부'''는 외부의 신호를 받아들이는 감지 소재와 신호의 전달 및 증폭을 담당하는 트랜지스터와의 결합을 통해 사람의 피부 기능을 모사한 것이다. 전자피부는 신체의 움직입 뿐만아니라 뇌, 심장, 근육의 생리적 변화를 실시간으로 관찰하는 분야를 포괄한다. 이러한 기능은 휴대할 수 있는 의료 진단용 도구, 몸이 불편한 사람들을 위한 보조 장비로도 이용이 가능하다. | '''전자피부'''는 외부의 신호를 받아들이는 감지 소재와 신호의 전달 및 증폭을 담당하는 트랜지스터와의 결합을 통해 사람의 피부 기능을 모사한 것이다. 전자피부는 신체의 움직입 뿐만아니라 뇌, 심장, 근육의 생리적 변화를 실시간으로 관찰하는 분야를 포괄한다. 이러한 기능은 휴대할 수 있는 의료 진단용 도구, 몸이 불편한 사람들을 위한 보조 장비로도 이용이 가능하다. | ||
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* 김효진(한국생산기술연구원 스마트섬유그룹), 〈[https://http://nas1fiber.superscholar.kr/fti/FTI22(3)-07.pdf 웨어러블 센서, 전자피부]〉, 《섬유기술과 산업 22권 3호》 | * 김효진(한국생산기술연구원 스마트섬유그룹), 〈[https://http://nas1fiber.superscholar.kr/fti/FTI22(3)-07.pdf 웨어러블 센서, 전자피부]〉, 《섬유기술과 산업 22권 3호》 | ||
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2019년 6월 25일 (화) 14:03 판
웨어러블 컴퓨터(wearable computer)는 시계, 안경, 모자, 의복 등 사람의 몸에 착용할 수 있는 컴퓨터를 말한다. 착용 컴퓨터로서 컴퓨터의 기본적인 입출력 장치를 사람의 체형에 맞게 만들었다. 소형으로 간편하게 휴대할 수 있다는 특징 때문에 장소와 시간에 구애받지 않고 사용자의 요구에 상응하는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 제공할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 스마트웨어(Smart wear), 인텔리전트 의복(Intelligent Garment)이라고도 불린다. [1]
목차
개요
웨어러블 컴퓨터는 두 손이 자유로운 상태에서 인간의 능력을 보완/증강시키기 위한 목적으로, 시계, 안경 등과 같은 액세서리, 의복, 신체 등에 일체화된 전자기기를 말한다. 웨어러블 컴퓨터는 우리가 일상에서 사용하고 있었던 물건들과 거의 동일한 형태로 제작되어 있기 때문에 사용하고 몸에 지니고 다니는데 있어 불편함을 느끼지 않고 바로 사용할 수 있습니다. 또 신체의 일부에 로봇을 부착하는 등의 추가적인 일도 필요 없습니다. 이것이 웨어러블 로봇과는 다른 차이점이다. [2] 구글이 내놓은 스마트 안경인 구글 글라스, 말하는 신발(Talking Shoes), 애플과 삼성, 마이크로소프트(MS)가 각각 개발하고 있는 스마트 시계인 애플워치, 갤럭시 기어, 윈도워치 등을 웨어러블 컴퓨터라 할 수 있다. 신발·시계·안경·옷 등 웨어러블 컴퓨터들은 스스로 제어·판단을 한 뒤 사용자에게 맞춤형 기능들을 제공할 것으로 예측되고 있다. [3]
등장 배경
- 1946년 미국 펜실베이니아대의 존 모클리와 존 에커트는 3년여의 공동연구를 통해 ‘에니악(ENIAC: Electronic Numerical Integrator And Calculator)’이라는 이름의 컴퓨터를 개발했다. 에니악은 무게 30t, 길이 25m, 높이 2.5m 크기에 진공관이 1만8800개나 사용된 그야말로 집채만한 거대한 기계였다.
- 미국 국방부는 초당 5000회 이상의 계산을 하는 에니악의 엄청난 성능에 주목해 탄도 계산, 암호 해독 등 군사적 목적으로 다양하게 활용했다. 에니악은 당시 워낙 큰 화제를 뿌렸기에 한동안 세계 최초의 전자식 진공관 컴퓨터로 알려졌다. 하지만 에니악 이전에 1939년 미국 아이오와주립대의 존 아타나소프와 클리포드 베리가 시험적으로 만든 ‘아타나소프 베리 컴퓨터(ABC)’라는 전자식 컴퓨터가 있었다. 훗날 법정공방 끝에 세계 최초 컴퓨터라는 타이틀은 ABC에게 넘어갔다.
- 에니악 등장 이후 컴퓨터는 점차 세상 사람들과 가까워져 갔다. 1950년대 들어 최초의 상용 컴퓨터 ‘유니박(UNIVAC: Universal Automatic Computer)’이 출시됐고, 얼마 후 IBM은 업무용 컴퓨터를 개발해 기업과 연구소 등에 판매하기 시작했다. 컴퓨터의 상용화는 ‘성능은 높이고 크기는 줄이는’ 방향으로 전개됐다. 사람들이 보다 편리하고 수월하게 사용할 수 있도록 하기 위해서다.
- 이런 흐름 속에서 웨어러블 컴퓨터의 개념도 정립되기 시작했다. 웨어러블 컴퓨터 개념은 1960년대 미국 매사추세츠공과대(MIT) 과학자들이 처음 제시한 것으로 전해진다. 특히 1966년 MIT가 개발한 이른바 ‘HMD(Head Mounted Display)’가 웨어러블 컴퓨터의 효시라는 시각이 많다. HMD는 머리 위에 안경처럼 착용하고 디지털 영상정보를 볼 수 있는 장치다. 일반적으로 전투기 조종사들의 헬멧에 주로 장착된다.
- 1970년대에는 개인용컴퓨터(PC) 시대가 개막했다. 스티브 잡스와 스티브 워즈니악 두 젊은이가 설립한 벤처기업 애플이 1976년 출시한 세계 최초의 PC ‘애플Ⅰ’이 첫 테이프를 끊은 주인공이다. 오늘날 시각에서 보면 둔탁하고 촌스러운 모양새를 하고 있지만 당시로서는 기존 컴퓨터와 비교할 때 혁명적인 제품이었다.
- PC시대가 열린 후 몇 년이 흐른 1981년. 갓 스무 살밖에 안된 캐나다의 천재 젊은이 스티브 만(Steve Mann)은 몸에 메고 다닐 수 있는 배낭형 컴퓨터를 개발했다. 스티브 만의 배낭형 컴퓨터는 웨어러블 컴퓨터의 방향성을 제시한 것으로 평가되고 있다. 현재 캐나다 토론토대 교수로 재직 중인 스티브 만은 배낭형 컴퓨터에서 출발해 머리와 허리, 손에 착용하는 형태의 컴퓨터를 개발한 데 이어 안경형 컴퓨터도 선보였다. 그런 일련의 연구개발 성과 덕분에 스티브 만은 ‘웨어러블 컴퓨팅의 아버지’로 불리기도 한다.[4]
역사
- 1268 Eyeglasses 언급 (Roger Bacon 철학자)
- 1869 1st Wristwatch 개발 (Patek Philippe 사)
- 1966 1st Wearble Computer 개발 (Ed Thorp and Claude Shannon (MIT))
- 1981 Backpack-mounted wearable multimedia computer (스티브 만)
- 1993 Everyday-use wearable computer (Thad Starner (MIT))
- 1999 wearable computer w/AR (Bruce Thomas (University of South Australia)
- 2002 Warwick's nervous system (Kevin Warwick (The University of Reading))
- 2012 상업용 wearable computer (Xybernaut, CDI and ViA, Inc.)
주요 인물
- 스티브 만(Steve Mann) : '웨어러블 컴퓨터의 아버지'라고 불리던 스티브 만 토론토대학교 전기컴퓨터공학과 교수는 1990년부터 웨어러블 컴퓨터를 입고 일상생활을 시작했다. 그의 발명은 이후 나오게 된 웨어러블 컴퓨터에 적지않은 영감을 준다.
특징
휴머니티
미래의 과학 기술이라 주목받고 있는 기기들의 공통점은 바로 ‘휴머니티’이다. 조금 더 사람에게 가까워져 마치 몸의 일부가 되는 기술들이 속속 나오고 있다. 이러한 특징이 가장 잘 나타난 게 바로 웨어러블 컴퓨터이다. [6]
기본적으로 가져야 할 특징
- 항시성 - 언제 어디서나 (Standby, On-Line)
- 사용자 인터페이스 - 쉽게 사용하고 (Intutive, Natural)
- 착용감 - 착용하기 편리하며 (Flexible, Stretchable)
- 안정성/사회성 - 안전하고, 보기 좋은 (Safety, Emotion, Fashion, Culture)
용도
- 증강현실 - 증강현실은 사진이나 동영상이 마치 눈앞에서 펼쳐지는 듯한 가상의 현실을 만들어 준다. 그동안 과학관이나 영화에서나 볼 수 있었던 증강현실을 웨어러블 컴퓨터로도 즐길 수 있다.
- 일상생활 기록
- 스마트폰 대체
- 건강 관리
- 스포츠 및 레저
- 업무 보조 도구
평가
전문가들은 웨어러블 컴퓨터는 ‘생활 혁명’을 가져올 것이라고 말한다. 컴퓨터를 신체에 장착함으로써 두 손이 자유로워질 뿐만 아니라 24시간 내에 몸이 인터넷과 연결되기 때문이다. 바로 그런 이유 때문에 웨어러블 컴퓨터가 단지 스마트폰이나 컴퓨터를 몸에 붙인다는 수준을 넘어, 인간의 외뇌가 될 것이란 전망도 있다. 나를 대신해 학습하고 기억하면서, 언젠가는 내가 스스로 하는 것과 거의 같은 결과를 가져오는 역할을 하게 되리라는 말이다. [3]
발전 방향
웨어러블 컴퓨터는 정보기술산업뿐만 아니라 전통산업에도 상상을 초월한 변화를 가져올 것으로 예측되고 있다. 또 웨어러블 컴퓨터는 위치정보뿐만 아니라 행동 정보까지 활용 가능하기 때문에 센서만 장착하면 체온·혈압 등의 인체 정보까지 수집할 수 있는데, 이렇게 수집된 개인 정보를 활용해 의료, 건강 관리, 엔터테인먼트 등 개인 활동과 밀접한 산업 분야 간에 융합이 활발히 이루어질 것이라는 기대도 있다. 스마트폰 시장이 포화 상태에 다다르면서 정보기술업계가 차세대 먹거리로 웨어러블 컴퓨터에 올인하고 있기 때문이다. 영국의 시장조사업체 ABI 리서치는 “5년 안에 웨어러블 컴퓨터가 대중화된다”라고 말했다. 2013년 4월 16일 에릭 슈미츠 구글 회장은 구글 글라스의 성공을 장담하며 “사람들이 몸에 열 개의 IP 주소를 달고 다니는 날이 올 것이다”라고 말했다. 그는 또 “컴퓨터와 기술이 점점 더 우리 몸과 연동하는 시대가 오고 있다”며 “10년 내 50억 인구가 모두 인터넷으로 연결되는 시대가 도래할 것”이라고 강조했다. [3]
- 액세서리형
- 시계, 목걸이와 같은 착용형 장치
- 초소형/저전력 시스템
- 인체공학적인 디자인으로 착용감 한계 극복
- 직물/의류 일체형
- 직물에 일체화된 시스템
- 유연한 직물 회로보드
- 의복/생활섬유 제품과의 일체화
- 신체부착형
- Skin patch와 같은 피부 부착형 시스템
- 유연한 고분자 회로보드
- 피부와 일체화
- 생체 이식형
- 생체에 전자장치 이식
- 생체친화적 회로보드
- 생체와 일체화
문제점 및 대안
문제점
- 배터리 - 지속 시간이 짧음(배터리 사이즈/용량 한계)
- 입력방식 - 터치, 제스처 불편함, 음성 이용 제약
- 무게 - 기존 시계/안경보다 무게 부담 큼
- 디스플레이 - 디스플레이 정보 표시 한계, 저화질
- 사생활 침해 - 언제 어디서든 손쉽게 사진·동영상을 촬영할 수 있어 몰래카메라, 도청 등 사생활 침해를 두고 논란이 발생할 가능성
대안
- 배터리 - 소재 혁신 (리튬이온 -> 아연), 고효율/고밀도화/플렉서블
- 입력방식 - 촉감, 제스처 활용 고도화, 작은 화면 확대 입력
- 무게 - 소재 혁신(얇은 소재), 저전력 시스템/ 디자인 개선
- 디스플레이 - OLED 디스플레이, 플렉서블 디스플레이
활용 분야
웨어러블 컴퓨터에는 스마트워치, 스마트밴드, 스마트안경, 스마트 콘택트 렌즈, VR 기기(=HMD), 홀로렌즈(HoloLens) 등이 있다.
스마트 워치는 손목에 시계처럼 차는 만능 스마트폰이다. 스마트폰과 연동해 쓰도록 돼 있어 아직은 스마트폰의 보조 기기 역할을 하고 있다. 하지만 스마트폰과 마찬가지로 전화를 받고 걸 수 있고, 메시지도 볼 수 있으며, 이메일도 사용할 수 있다. 카메라 기능도 들어 있고, 날씨 정보나 지도 검색도 가능하다. 스마트 반지와 마찬가지로 스마트폰을 잃어버렸을 때 벨 소리와 진동으로 스마트폰의 위치를 알려 준다. [6]
스마트 밴드는 운동할 때 유용한 기능이 들어 있는 팔찌이다. 이미 많은 사람이 사용하고 있는 웨어러블 컴퓨터이다. 스마트 밴드는 오래도록 착용해도 불쾌하지 않도록 인체 공학적인 재료와 모양으로 설계됐다. 운동할 때 소모된 칼로리 계산은 물론 운동량과 강도, 빈도 등을 기록한다. 무엇보다 목표 운동량을 정해 두면 LED 화면에 색깔로 표시돼 효과적이다. [6]
2012년 4월 구글은 머리에 쓰는 컴퓨터인 스마트 안경 ‘구글 글래스’를 최초로 공개했다. 스마트폰처럼 구글의 애플리케이션을 모두 이용할 수 있고, 음성 인식을 통해 작동하며 사진과 영상을 찍을 수도 있죠. 올해는 전 세계 상용화를 위해 다양한 기능을 첨가하고 있다. 음성 인식으로 가능했던 부분을 동작만으로 작동하게 하고, 촬영한 동영상을 바로 유투브에 올릴 수도 있게 했다. 구글 글래스를 잃어버릴 경우 생기는 문제를 막기 위해 모든 기능을 잠글 수 있는 기능도 추가됐었다. 구글 글래스를 시작으로 스마트 안경에 대한 관심이 높아지고 있다. 마이크로소프트사는 작년 10월 MS 글래스 시제품을 만들어 성능 시험을 마쳤다. 삼성전자는 스마트 안경 디자인 특허를 등록하고 LG도 G글래스라는 상표를 내놓을 준비를 하고 있다. [6]
사람으 ㅣ눈은 많은 정보를 담고있다. 안구의 곡률에는 안압(안구의 압력)과 혈압에 관련된 정보들이 들어있고, 눈물에는 다양한 질병과 관련된 정보들이 숨어있다. 눈물을 잘 진담함으로써 다양한 질병 및 증상에 대한 진단이 가능하다. 특히 우리의 몸 상태와 외부의 자극에 다라 눈물이 가지고 있는 정보는 시시각각 변하기 때문에 질병 및 증상과 관련된 정보를 스마트 콘택트렌즈를 통해 매시간, 매분 얻을 수 있다. 또한, 집에서 원격진료를 가능하게 한다. [7]
VR - 허구의 상황이 제공되는 인공현실, 사이버공간, 가상세계라도 한다. HMD(Head Mounted Display) - VR 체험을 위해 사용자가 머리에 장착하는 디스플레이 디바이스로, 외부와 차단한 후 사용자의 시각에 가상게계를 보여주는 역할을 한다. 눈앞에 디스플레이가 오도록 얼굴에 쓰는 형태로 마이크, 스트레오, 피커를 비롯해 여러 센서 등이 탑재돼 있다. [8]
홀로렌즈는 머리에 쓰는 디스플레이 장치다. 오큘러스 리프트나 HTC 바이브와 같은 가상현실(VR) 기기가 시야를 완전히 차단하는 방식이지만, 홀로렌즈는 반투명한 디스플레이를 통해 사용자의 주변 환경을 볼 수 있도록 구현했다. [9]
전자피부는 외부의 신호를 받아들이는 감지 소재와 신호의 전달 및 증폭을 담당하는 트랜지스터와의 결합을 통해 사람의 피부 기능을 모사한 것이다. 전자피부는 신체의 움직입 뿐만아니라 뇌, 심장, 근육의 생리적 변화를 실시간으로 관찰하는 분야를 포괄한다. 이러한 기능은 휴대할 수 있는 의료 진단용 도구, 몸이 불편한 사람들을 위한 보조 장비로도 이용이 가능하다. [10]
홀로렌즈는 머리에 쓰는 디스플레이 장치다. 오큘러스 리프트나 HTC 바이브와 같은 가상현실(VR) 기기가 시야를 완전히 차단하는 방식이지만, 홀로렌즈는 반투명한 디스플레이를 통해 사용자의 주변 환경을 볼 수 있도록 구현했다. [11]
바이오메트릭 셔츠는 심점도, 체온, 운동량 등을 체크할 수 있는 감지센서를 부착하여 의료기관이 환자의 몸 상태를 신속히 얻을 수 있다. 섬유 조직내부에 센서가 내장되어 생체정보를 측정하고 신호를 처리하여 무선으로 송신하는 모듈로 구성된다. 의류형 생체모니터링 시스템은 의류의 특성을 잃지 않으면서 생체정보 감지센서를 섬유에 내장시키는 것이 핵심기술이다. [12]
바디스캐너는 체형을 측정하여 아바타에게 적용하여 직접 옷을 입지 않고도 옷이 잘 어울리는지를 확인 할 수 있다. [13]
시장
2017년 2분기 기준으로 전 세계 웨어러블 기기 시장의 점유율은 1위 샤오미 17.1%, 2위 핏빗 15.7%, 3위 애플 13%이다.
각주
- ↑ 손에 잡히는 IT 시사용어〈[1]〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 웨어러블 로봇과 컴퓨터, 로봇을 입는 시대〈[2]〉 , 《네이버 블로그》, 2019-02-11
- ↑ 3.0 3.1 3.2 트랜드 지식 사전〈[3]〉 , 《네이버 지식백과》
- ↑ '스티브 만'의 이정표 제시〈[4]〉 , 《ECONOMYChosun》, 2013-08-01
- ↑ 테크플러스〈[5]〉 , 《네이버 블로그》 2019-01-14
- ↑ 6.0 6.1 6.2 6.3 천재학습백과 〈[6]〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ UNIST MAGAZINE 〈[7]〉, 《UNIST MAGAZINE》
- ↑ 시사상식사전 〈[8]〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 용어로 보는 IT 〈[9]〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 웨어러블 센서, 전자피부 〈[10]〉, 《섬유기술과 산업 22권 3호》
- ↑ 용어로 보는 IT 〈[11]〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 용어로 보는 IT 〈[12]〉, 《네이버 지식백과》
- ↑ 용어로 보는 IT 〈[13]〉, 《네이버 지식백과》
참고자료
- 트위니, 〈[14]〉, 《네이버 블로그》, 2019-02-11
- 테크플러스, 〈[15]〉, 《네이버 블로그》, 2019-01-14
- 손에잡히는IT시사용어, 〈[16]〉, 《네이버 지식백과》
- 천재학습백과 초등 우등생 과학, 〈[17]〉, 《네이버 지식백과》
- 트랜드 지식사전 1, 〈[18]〉, 《네이버 지식백과》
- 김윤현 기자, 〈[19]〉, 《ECONOMYChosun》, 2013-08-01
- 박장웅 교수, 〈[20]〉, 《UNIST MAGAZINE》, 2018-04-03
- 시사상식사전, 〈[21]〉, 《네이버 지식백과》
- 용어로 보는 IT, 〈[22]〉, 《네이버 지식백과》
- 김효진(한국생산기술연구원 스마트섬유그룹), 〈웨어러블 센서, 전자피부〉, 《섬유기술과 산업 22권 3호》
같이 보기
