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Wearable Device http://www.thinkpool.com/itemanal/theme/detailView.jsp?sn=678
[출처:NAVER]
Wearable Device 2014/01/03 15:44

웨어러블 디바이스 연구가 처음으로 시작된 것은 1966 MIT 미디어 랩에서 초기 부착 형태의 웨어러블 컴퓨팅에 대한 연구가 시작이라고 할 수 있다. 사실상 이러한 구상은 초기 SF Cartoon(Comic book)의 주요 구성 중 하나로 Story전개에 있어 매우 중요한 역할을 하는 소재였다. 그러나 이러한 상상 속의 Item들이 과학기술의 발전과 Smart Phone Mobile 시장의 확대로 점차 현실화 되는 양상이다.

관련종목:  나노스  덕산하이메탈  디지탈옵틱  블루콤  비아트론  사파이어테크놀로지  삼성전자  세코닉스  슈프리마  아모텍  알에프세미  알에프텍  옵트론텍  와이솔  켐트로닉스  큐에스아이  크루셜텍  테라세미콘  파트론  한솔테크닉스  LG디스플레이  삼성전기
테마용어
[출처:NAVER]

[Wearable Device]
:
입는(몸에 설치하는, ex..시계,벨트,안경 등등) IT 기기를 통칭하는 말이다.

[
구글글래스
(Google Glass)]
:
글이 "프로젝트 글래스"(Project Glass) 라는 연구개발 프로젝트로 개발 중인 헤드마운티드디스플레이(HMD)가 장착된 착용컴퓨터입니다.

테마배경

1990년 유비쿼터스 환경이 확장되고 전자기기의 경량화가 급속도로 진전되면서 보다 다양한 형태의 제품화가 이루어지기 시작했는데, 2000년 중반 이후에는 센서와 회로기판의 유연화(Flexible PCB) 등 핵심기술 개발에 따라 상용화가 본격화 되었다.이러한 웨어러블 디바이스는 향후 Head-up 디스플레이와 같은 지능형 보조기기의 형태에서 점차 경량화 및 생산성 향상 과정을 거쳐 체내 이식형 컴퓨팅(Implant Computing) 기술로 한단계 더 발전해 나아갈 것으로 전망한다.

웨어러블 디바이스의 확장성 내지 시장성 등 성장여부를 결정짓는 요소는 ‘기술적 요인’과 ‘경제적 요인’ 외에 사회 문화적 측면에서의 변수도 큰 영향력을 미칠 것으로 보이는데, 요컨대 현대 문명의 총아로 인식되고 있는 시계를 비롯하여 자동차와 컴퓨터(특히, iPhone iPad )와 같은 기기들은 초기의 활용가치나 실용성을 넘어 ‘Fashion Icon’으로서의 확장성을 보여 줬었다는 점을 감안할 필요가 있다.

전통적 가치 측면에서 ‘기술적 요인’으로 현재까지 부각된 이슈는 배터리(사용시간), .출력방식(디스플레이), 무게 등이다. 이러한 문제는 웨어러블 기기의 ‘상시 착용’ 특성상 지속 가능성과 함께 착용 부담감을 완화시킬 수 있는 방식을 찾는 것이 주 이슈이다. 현재까지는 리튬이온 전지 외에 아연 전지 등의 새로운 전지 개발과 함께 소재 측면에서는 ‘마그네슘’을 포함한 다양한 대안들이 검토되고 있다
.

‘경제적 요인’에서는 웨어러블 기기의 대중화를 위한 적정 수준의 ‘가격 경쟁력’확보 여부가 관건이다. 현재 100$에서 최대 1,500$에 달하는 기기의 가격대를 소비자 측면에서 수용 가능한 가격(, 기기의 ‘효용’대비 지불할 ‘의사’가 있는 수준의 ‘적정’ 가격)으로 제공할 수 있는지 여부가 중요하다. 그 밖에도 웨어러블 디바이스의 ‘시장 확장성’을 확보하는데 있어 마찰요인이 될 ‘Privacy권 침해’이슈를 비롯하여 제도 및 법률과의 상충문제 해소 과정 역시 놓치지 말아야 할 변수이다
.

결국 웨어러블 디바이스의 성장 여부는 ‘편리성’과 ‘생산성’과 같은 근대적 인식으로서의 가치뿐만 아니라 문화적 측면으로서의 ‘Excitement’와 ‘수용성’을 어떻게 확보하

느냐에 달려있다고 볼 수 있다. 다만 벌써부터 시장에서 지적되고 있는 ‘Privacy권 침해’같은 우려와 ‘기술적인 한계’는 단지 ‘시간 문제’로만 판단된다.

테마정보

* 웨어러블 디바이스의 분류

구분

내용

대표제품

액세서리형

시계, 안경, 목걸이 등 액세서리형

스마트 안경, 스마트 와치

직물/의류
일체형

직물제품 혹은 의류에 일체화된 형태

직물 센서, 스마트 웨어,
의류일체형 컴퓨터

신체 부착형

신체에 부착할 수 있는 형태

스킨 패치형 센서 및 장치

생체 이식형

생체에 이식할 수 있는 형태

이식형 센서 및 장치


* 웨어러블 컴퓨팅의 발전 방향



* 웨어러블 기술 분야



* 액세서리형 웨어러블 디바이스
1. 인스타빗 스마트 수경 - 안경 부착형

: 수영 안경에 끼우는 인스타빗은 귀 앞쪽의 동맥으로 심박 수를 측정함. 수영 안경에 색깔을 비춰 목표 지점에 얼마나 가까이 다가왔는지, 수영을 통해 칼로리를 얼마나 소모했는지, 손발을 몇 번 움직였는지 알려줌

 

2. 조본 라이프로거 - 팔찌형

: 팔찌처럼 생긴 조본(Jawbone)(Up)’은 사용자의 움직임과 수면 활동을 기록하며, 앱을 통해 세밀한 분석 데이터를 볼 수 있고 사용자가 먹은 음식을 기록하면 칼로리와 영양분석을 해줌

 

3. 쌀믹 랩 제스처 인식 장치 - 암밴드형

: 쌀믹(Thalmic) 랩이 개발 중인 MYO는 아대 형식으로 되어 있고 팔뚝에 착용하는 장치이다. 아대에는 6축 자이로 센서와 근육이 움직일 때 발생하는 작은 전기적 신호를 감지하는 센서가 내장되어 있어 손 움직임으로 블루투스로 연동된 기기에 각종 명령을 줄 수 있음. 현재 손가락, 손목, 팔 등을 움직여 프리젠테이션을 하고, 무선 비행기를 조정하고, TV로 게임 등을 즐길 수 있음

 

4. 노베로사 블루투스 팬던트 이어셋 - 팬던트형

: 노베로(Novero)사는 팬던트 타입의 블루투스 이어셋(Bluetooth Pendant Necklace)을 개발하였음. 오픈형 목걸이 디자인의 이 기기는 한쪽에는 이어폰이, 다른 한쪽에는 블루투스 팬던트가 달려있음. 전화가 오면 팬던트의 작은 버튼을 누르고 이어폰을 귀에 꼽으면 간단하게 통화를 할 수 있음

 

5. ETRI 제스처 인식 장치 - 손목 착용형

: 한국 전자통신연구원의 ‘Pick & Drop’으로 불리는 이 장치는 적외선을 이용하여 손가락의 움직임에 의해 변하는 수목관 내의 손가락 힘줄 변화를 감지한다. 주먹을 쥔 상태(Pick)에서 손의 움직임을 감지하며 손을 펴면 인식을 멈춤. 같은 장치를 양 손목에 착용하면 멀티 터치도 가능

 

* 의류/직물형 웨어러블 디바이스

1. 골프센스 스마트 장갑 - 장갑

: 스윙 자세와 속도, 템포, 위치를 알 수 있는 골프센스 장갑(GolfSense Glove)은 개인 스마트폰과 연동되어, 공을 치기 직전에 속도가 줄어드는지, 스윙을 너무 빨리 하는 지와 같은 다양한 정보를 제공

 

2. 리복&MC10 충격감지 - 모자

: 리복과 MC10은 머리의 상처를 감지하는 장치인 CheckLight을 개발하였음. 이것은 운동선수들이 헬멧을 쓰기 전에 안에 쓰는 것으로 유연한 센서로 구성되어 머리에 밀착하여 착용할 수 있음. 운동 중 두상에 심한 충격이 가해졌을 때 충격 위치와 시간을 알려줌

 

3. 나이키 스마트 운동화 - 신발

: 나이키는 최근 기존의 Nike+ 기능에 추가하여 점프 횟수, 운동 강도 등을 기록하는 농구화를 출시했음. 신발에 내장되는 ‘Nike+ Training’ 모듈에는 압력센서와 아이폰과 연동을 위한 블루투스가 탑재되어 있음

 

4. 아디다스 심박 측정 브라 - 의류

: 아디다스는 꾸준히 심박을 측정할 수 있는 스포츠 브라를 출시하고 있음. 가슴 부분에 전기전도성 섬유로 구성된 심전도 전극이 있는 것이 특징임. ECG 및 모션, 체온, 호흡 등을 인식할 수 있는 miCoach 모듈은 심전도 전극과 연결된 스냅단추를 이용해 브라에 고정

 

5. 코오롱 발열 등산복 - 의류

: 코오롱 인더스트리는 야간산행과 위급상황 시 위치파악이 용이하도록 LED를 내장한 등산복을 개발하였고, 코오롱 글로텍은 자체 발생 열로 체온을 일정하게 유지시켜 보온성과 쾌적함을 느낄 수 있도록 하는 발열 섬유(HeatTex)를 개발하여 등산복에 내장하였음

 

6. ETRI 직물형 광 인터페이스 시스템 - 시계 암 밴드

: 한국전자통신연구원에서는 동박을 직물에 전사하는 기술을 개발하고 이를 이용하여 다양한 직물 시스템을 개발하였음. 아이폰 제어가 가능한 엔터테인먼트 의류와 직물, 시계, 운동량을 측정해서 무선으로 전송해 주는 스마트 암밴드, 무선으로 문자 변경이 가능한 디스플레이 의류 등이 있음

 

* 신체 부착/생체 이식형 웨어러블 디바이스

1. 전자피부 신체 부착형

: 일리노이대학의 존 로저스 연구그룹과 서울대 김대영 교수는 피부에 붙여 생체신호를 측정하는 전자피부를 개발

 

2. 촉각골무 - 신체 부착형

: 일리노이대학의 존 로저스 연구그룹은 접촉물질에 따라 착용자의 피부에 촉각을 전달하는 골무형태 센서를 개발

 

3. 콘텍트렌즈 - 신체 부착형

: 워싱턴대학에서는 LED가 실장되어 정보를 표현할 수 있는 콘텍트 렌즈를 개발

 

4. 이식형 혈류측정 센서 - 생체 이식형

: 미국 조지아공대 엘렌 교수는 이식형 혈류 측정 센서를 개발하였음. 혈압, 혈류 속도를 동시에 측정할 수 있음

 

5. 생체 이식형 압력 센서 - 생체 이식형

: 독일의 Campus Micro Technologies는 이식 가능한 압력 센서를 개발하였음. 수술 후 지속적으로 두개내압 측정이 필요한 수두증 치료에 이용되고 있음

 

6. 칩 이식형 혈당 센서 - 생체 이식형

: 코네티컷대학은 당뇨병 환자를 위한 칩 이식형 혈당 센서를 개발하고 있음

* 웨어러블 컴퓨터 핵심기술 및 연구개발 이슈

기능

액서서리형

의류일체형

신체부착/생체이식형

핵심기술

• 초소형/고용량 배터리 • 전도성 실, 섬유, 직물 센서 개발 • 고분자 회로 보드 및 전자소자 패키징 기술
• 저전력 고성능 SoC • 직물 회로보드 기술 • 안테나 및 통신 기술
• 플렉서블, 박막형 투과형 디스플레이 • 접착형 전자소자 패키징 기술 • 소재 및 탈부착 기술
• 초소형/정밀 비전 센서    
• 사용자 인터랙션 기술    

문제점

• 크기, 무게, 배터리 지속 시간 • 굽힘, 접힘, 오염 등에 강인한 내구성 • 신축성/유연성
• 입출력 방식 • 세탁성 및 양산 기술 • 인체 무해성
    • 양산 기술

연구개발 이슈

• 저발열/저전력/초소형화 • 의류 디스플레이 기술 • 고전도성, 저전력화
• 웨어러블 통신 기술 • 모션인식 의류 기술 • 유연/투명 부품 기술
• 센서일체형 디스플레이 • FAN(Fabric Area Network) • 무구속/무자각 생체신호 측정 기술
• 촉감 표현 기술 • 상황기반 색/무늬 변화 기술 • 의료/웰니스용 생체신호 측정 센서 및 시스템 기술
• 디바이스 협업 및 UI/UX 기술    


* 국내/외 웨어러블 디바이스 기술 개발 현황

1. 피트니스및 웰빙

(1) 한국생산기술 연구원

- 나노 섬유 기술 기반의 웰니스 의류시스템 (20096∼20145)

: 전도성 나노 섬유 웹기반 전극과 센서를 이용한 생체 신호 측정모듈 개발

 

(2) 노키아 & 캠브리지 나노과학센터

- Morph (20073∼)

: 플렉시블 소재를 기본으로 투명 전극 등을 활용하여 건강 상태와 주변 환경의 변화 감지함과 동시에 표면의 자정 능력으로 오염 방지 (Self-cleaning surfaces)

 

(3) EU

- STELLA(Stretchable Electronics for Large Area) (2006~2010)

: 건강, 웰빙 및 기능성 의류에 사용하는 신축성과 유연성을 가진 소재 개발 및 접합 가공기술 확보

 

(4) NIKE

- Nike Fuel Band (2013 2)

: 스마트폰에도 내장되어 있는 GPS, 자이로 Scope 센서를 탑재하여 손목에 착용하면 칼로리 소모량, 운동 시간, 운동 거리, 걸음 횟수 등 다양한 운동량을 측정

 

- Nike Sensor (2010 9)

: Apple과 합작, 아이팟 및 아이폰과 연동된 센서를 나이키 런닝화에 장착하면, 운동시간, 속도, 소모 칼로리 등을 실시간 측정

 

(5) Amiigo

- Fitness Tracker Bracelet (2013 1)

: 신체활동 시 심박수, 혈압, 산소포화도, 체온, 소모열량 등을 세분화하여 측정

 

(6) Adidas

- miCoach (2010 1)

: 착용형 단말을 통해 달리기 운동량을 기록하고 실시간 음성코치 지원

 

(7) Fraunhofer Institute

- OLED 데이터 안경 (2009 6)

: 투시된 이미지나 데이터를 착용자가 약 1m 거리에서 보는 것처럼 투영

 

2. 헬스케어 및 의료

(1) STMicroelec Tronics

- 바디 가디언 원격 모니터링 시스템 (201210)

심장부정맥 감지 및 모니터링에 사용되며, 보행가능 환자의 치명적이지 않은 수준의 심장부정맥이 대상임

 

(2) Lifelili Biotechnologies

- First Warning Systems (2012 10)

: 스마트 브래지어 형태로서 내부에 탐재된 온도 센서를 통해 유방암 종양과 관련된 온도 변화를 지속적으로 모니터링 함으로써 유방암을 조기진단, 악성 종양탐지율 90% 이상

 

(3) Designer Justine

- Smith Spinovo (2011 5)

: EMG센서와 네 개의 치료팩을 주요 골격 근육에 위치시켜 통증을 치료하며 바르지 않은 자세를 즉각적으로 알려 바른 자세를 유지하도록 도와줌

 

3. 제조업 및 군사

(1) Lockhed Martin

- HULC (2009 2)

: 90kg의 군장을 지고, 시속 16km로 걸을 수 있게 만드는 장비로써, 걷기와 달리기, 포복, 무릎꿇기 등의 동작이 가능함

 

(2) University of California, Berkeley

- BLEEX (2004 4)

: 자체 다리를 갖춘 웨어러블 로봇으로, 40여 개의 센서를 이용해 착용자의 모든 동작을 추적하면서 수십Km의 거리를 지치지 않고 무거운 짐을 운반할 수 있도록 도와줌

 

4. 인포테인먼트

(1) Google

- Google Glass (2012 10)

: 프리즘을 장착한 안경 형 디바이스로 실시간 녹화 및 촬영, 정보제공 등의 기능을 제스처와 음성인식을 통해 제어할 수 있음

 

(2) Motorola

- HCI (2012 10)

: 휴대전화 기반의 해드셋 단말로, 윈도OS와 듀얼코어 800Mhz CPU를 탑재하고 있어서 랩탑 수준의 컴퓨팅 기능을 지원

 

(3) Microsoft

- Project Fortaleza (2012 6)

: 기본 컨셉은 증강현실 디스플레이 장치로, Wi-Fi 기반의 실내용 단말로 개발, 2014년 까지 프로젝트를 완료하고 2015년에는 4G 네트워크 지원 계획

 

- OmniTouch (2011 10)

: 레이저 기반의 피코 프로젝터와 고감도 감지카메라를 결합해, 임의의 모든 물체 표면에 그래픽, 인터랙티브, 멀티터치 입력을 가능

 

(4) Sony

- SmartWatch (2012 2)

: 128x128 해상도의 1.3인치 OLED 컬러 디스플레이, 터치 방식의 인터페이스, 안드로이드OS 탑재로 스마트폰과 무선으로 연동해 문자, 이메일 등을 확인

 

- HMZ-T1 (2011 11)

: 미래형 홈 시네마 기기로, 머리에 착용하면 대형 3D화면을 눈앞에서 구현해주는 디스플레이 제품

 

(5) 이담정보통신

- 폴엑스 (2008~)

: 구글플레이에서 전용 앱과 블루투스를 이용해 스마트폰이나 태블릿PC와 연동시킬 수 있다. 또한, 문자메시지, 소셜네트워크서비스 등을 실시간 진동으로 알려줌

 

5. 동작인식 등 기술

(1) ETRI

- 웨어러블 퍼스널 스테이션 개발 (20043∼20082)

: 손목시계형 차세대PC 플랫폼 및 레고블럭 모듈의 분리형 입는 컴퓨터와 액세서리형 플랫폼 등

 

- Wearable Personal Companion 기술 개발 (20083∼20122)

: u-컴퓨팅 공간 협업을 위해 직물형 회로 보드 프로토 타입 개발 등 직물형 패키지 제작 기술 개발과 함께 u-컴퓨팅 서비스 연동 의류형 단말기 시제품

 

- Smart Skin Patch 시스템 기술 개발 (20126∼20165)

: 유연성과 신축성(30% 이상 인장)이 있고, 피부에 탈부착 가능한 새로운 개념의 스킨 패치형 웨어러블 플랫폼 기술

 

(2) Carnegie Mellon University

- OmniTouch (2011~)

: 어깨의 소형 프로젝터로 부터 키보드나 번호판 등의 이미지를 물체 위에 프로젝션한 후, 이를 누르는 동작을 인식해 마치 터치스크린을 조작하는 것과 같은 사용성 구현

 

(3) Microsoft

- Kinect (2010 6)

: 콘솔 게임기 Xbos360에 사용하기 위한 동작인식 단말기술로서 본래의 목적인 게임 이외에도 교육, 의료분야 등 다양한 방면으로 사용되고 있음

 

(4) Washington University

- 웨어러블 모션 컨드롤러 (2009~)

: 손의 움직임에 따라 팔뚝 근육이 달라지는 데 착안하여 팔뚝 근육 움직임을 추적해 동작을 인식하는 기술, 팔목밴드를 착용하고 손가락 움직임만으로 라디오 채널 변경 및 볼륨 조정 가능

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