IoT 센서 기술 - IoT senseo gisul

사물인터넷의 역사

'IoT'는 MIT의 Auto-ID Center 창립자 중 한 명인 기업가 케빈 애쉬튼(Kevin Ashton)이 창안한 용어입니다. 애쉬튼은 RFID 태그를 통해 객체를 인터넷에 연결하는 방법을 찾아낸 한 연구 팀의 일원이었습니다. 그는 1999년 프레젠테이션에서 'IoT'이라는 용어를 처음 사용했는데, 그때부터 이 용어가 통용되기 시작했습니다.

이 용어 자체는 애쉬튼이 맨 먼저 사용했을지 모르지만 연결된 장치, 특히 연결된 기계라는 개념은 훨씬 오래 전부터 존재했습니다. 가령, 1830년대 후반에 전신이 처음 개발된 이후부터 기계들 간의 소통이 가능해졌습니다. 그 외 무선 음성 전송이나 와이파이 기술, SCADA(감시제어 및 데이터 수집) 소프트웨어가 IoT에 접목되었습니다. 그 후 1982년 카네기멜론대학교(Carnegie Mellon University)에서 코카콜라 자판기를 개조하면서 최초의 연결된 스마트 기기가 탄생했습니다. 이 대학교가 오늘날의 인터넷의 선구자격인 로컬 이더넷, 이른바 ARPANET을 사용한 덕분에 학생들은 자판기에 어떤 음료가 들어있고 음료가 차가운 상태인지를 알 수 있었습니다.

오늘날 우리는 사람보다 IoT 연결 디바이스가 더 많이l 존재하는 세상에 살고 있습니다. 이러한 IoT 연결 디바이스와 기계는 스마트 워치와 같은 웨어러블 기기부터 RFID 재고 추적 칩에 이르기까지 다양합니다. IoT 연결 장치는 IoT에 연결된 네트워크 또는 클라우드 기반 플랫폼을 통해 통신합니다. IoT가 수집한 데이터에서 실시간으로 도출된 분석 정보가 디지털 트렌스포메이션(digital transformation)을  촉진하고 있습니다. IoT는 건강과 안전, 비즈니스 운영, 산업 성과, 세계 환경 및 인도적 문제에 있어 여러 가지 긍정적인 변화를 약속합니다.

다운타임을 최소화하여 사전 진단 시간을 70% 단축

Volvo Trucks는 각 차량에 부착된 수천 개의 센서로부터 IoT 스트리밍 데이터를 실시간으로 수집하여 고장 코드를 모니터링하므로, 엔진이나 변속기 같은 주요 시스템에 문제가 발생했을 때 상황을 즉시 파악할 수 있습니다.

아이폰을 시작으로 휴대폰에서의 센서 사용이 급증했습니다. 최근 출시되고 있는 스마트폰이 탑재하고 있는 센서의 개수는 약 20개에 이르고, 각종 안전 관련 신기능들 이 구현되고 있는 자동차의 경우 현재 약 50개 이상의 센서가 장착되고 있습니다. 또한 밴드(시계), 티셔츠  형태의 웨어러블 기기의 출시로 다양한 분야에서의 센서 활용이 가속화되고 있습니다. 센서 활용 본격화로 디바이스의 영역은 스마트폰, 테블릿과 같은 IT 산업 중심에서 건강, 교육, 의료 등 다양한 영역으로 급속히 확대되고 있습니다. 이에 따라 IoT 시대가 점차 가까워 지고 있다는 전망이 많이 나오고 있습니다. 

스마트센서의 정의

센서란 “주변의 물리,화학,생물학적 정보를 감지하여 전기적 신호로 변환하는 모든 장치(Device)”를 의미하고 센서분류는 감지대상, 감지방식, 구현기술 및 적용분야 등에 따라 매우 다양합니다.

스마트센서란 기능이 단순하고 정밀도가 낮으며 사용이 불편한 종례 센서에 비해 센싱소자와 신호처리가 결합하여 데이터 처리, 자동보정 자가진단, 의사결정 기능을 수행하는 “소형, 경량. 고성능, 다기능, 고편의성 고부가가치의 센서”를 말합니다. 

차세대 스마트 센서 시장

글로벌 스마트 센서 시장은 연평균 성장률이 5.51%이고 국내 스마트 센서 시장 성장율은 8.71%로 고성장 하고 있습니다, 이것은 정교한 스마트 센서가 IoT서비스의 UX를 높일 것으로 전망되어 동작, 냄새 인식 등 다양한 센서의 수요가 급증할 것으로 예상되기 때문입니다. 

출처 : Sensors

센서 분야의 전문가들은 향후 10년 내에 전세계에서 사용되는 센서의 개수가 1 조개에 다다르는 Trillion 센서 시대를 전망합니다. 이에 따라 정부는 사물인터넷 시대에 대응하기 위해 스마트센서분야를 한국경제의 차세대 성장동력으로 집중 육성해 나가기로 계획하였다. 산업통상자원부는 작년에 예산확보를 통해 향후 6년간 총1,508억원을 투입하여 첨단스마트센서 원천기술과 유망제품을 개발하고 현장중심의 기업맞춤형 고급인력양성 등을 통해 센서산업의 글로벌 경쟁력을 적극 제고해 나가겠다고 언급하였다.   

스마트 센서 실 활용사례(서비스)

스마트센서 기술을 활용하는 서비스의 범위는 점차 증가하고 있습니다. 스마트폰의 경우에도 사용자가 정보를 입력 할 수 있는 수단은 터치, 문자 입력(Typing), 음성 인식 등으로 매우 제한적이었으나 최근에는 다양한 센서를 이용하여 인간이 물리적으로 입력 불가능한 정보, 혹은 높은 정밀도의 정보를 수집 가능하게 하고 있습니다. 이는 입력 정보의 한계로 인해 구현하기 힘들었던 기능 및 서비스를 가능하게 만들고 있으며, 서비스의 정교화, 고도화를 통해 새로운 사용자 가치를 만들어 내고 있습니다 .

AirType Concept Promo from pfista on Vimeo.

‘14년 설립된 미국 Noki의 태플릿 PC용 키보드 Air Type은 아직 초기 프로토타입 수준이지만, 손 주변을 둘러싼 일련의 센서를 이용해 존재하지 않는 키보드 위에서 입력하는 손가락의 움직임을 추적합니다. 사용자는 장소에 구애 받지 않고 텍스트를 입력할 수 있으며, 센서는 사용자의 특정 타이핑 습관을 학습하도록 설계됐다고 합니다.

동영상 출처 : https://www.youtube.com/user/Hapilabs

08년에 설립된 홍콩의 HAPILABS에서는 3축 가속도센서가 팔모션을 인식하는 것을 활용하여 HAPI fork라는 식습관관리를 통한 헬스케어 제품을 출시했습니다, 이용자의 식사 속도가 빨라지면 진동이나 경고음 등을 울려 적정 속도를 유지하도록 돕는 것이 주 임무로, 포크를 쓰는 횟수나 식사 시간 등의 통계까지 기록해 평소 식습관을 체계적으로 관리할 수 있습니다. 

하기스의 TweetPee은 습도센서를 이용하여 소변정도에 따른 기저귀 교체 필요여부 감지 및 기저귀 잔략감지 가능한 기저기를 ‘13년 브라질에서 판매를 시작하였습니다. TweetPee는 기저귀에 부착된 작은 디바이스로, 습도를 파악하는 센서가 내장돼 있습니다. 이를 통해 기저귀 습도가 일정 수준이 되면 '기저귀 갈 시간이예요' '조금 쌌어요' '걱정 마세요' 등의 문자가 엄마의 지정 트위터 계정으로 전송돼 아기 상황을 쉽게 파악할 수 있습니다. 

이와 같이 스마트센서를 활용한 IoT 시대는 IT 산업뿐만 아니라 비IT 영역에서의 스마트센서 기반의 IT 기술 활용이 급속히 확산되며 가속화 되고 있습니다. 기업들 간의 센서를 활용을 통한 경쟁은 이미 시작되었고 다양한 서비스, 디바이스들로 그러한 경쟁의 결과물 들이 사용자에게 다가오면서 IoT 시대가 본격화 되고 있습니다. 

♣ 글 : ICT 성장 사업개발팀 이대훈 대리