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1 중소기업기술로드맵 Technology Roadmap for SME - 웨어러블 -

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3 CONTENTS 전략분야 웨어러블 1. 개요 1 2. 국내외정책동향 4 3. 산업이슈및동향 7 4. 시장동향및전망 기술동향및이슈 중소기업시장대응전략 주요기술개발테마 중소기업기술개발테마 24 기술개발테마 스마트의류 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 60 스마트시계 밴드 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 109

4 스마트패치 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 158 스마트신발 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 194 생활약자보조착용기기 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 242 레저 스포츠용웨어러블디바이스 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 285

5 실감 체험형웨어러블디바이스 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 321 휴대용생체인증기기 시스템 1. 개요 외부환경분석 기업분석 기술개발현황 연구개발네트워크 기술로드맵기획 364

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7 웨어러블 전략분야현황분석

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9 웨어러블 웨어러블 1. 개요 가. 정의 신체에부착하여컴퓨팅행위를할수있는모든것을지칭하며일부컴퓨팅기능을수행할 수있는애플리케이션까지포함하는개념 * 출처 : 웨어러블디바이스혁명, 2014 Deloitte & Touche [ 웨어러블디바이스주요활용사례 ] 나. 범위및분류 (1) 범위 다양한영역에서 ICT 기술을활용이증가함에따라웨어러블디바이스를건강관리, 레저, 교육등의목적으로사용하게됨 건강관리및치료목적을위한웨어러블기기에대한관심증가로시장이급격히성장 헬스케어웨어러블관련제품은신체에착용한기기들을무선으로연결해생체정보를측정및전송하는방식으로의료분야에활용 1

10 전략분야현황분석 소득수준증가로레저 스포츠활동을하여여가생활을즐기는사용자들이증가하고선호하는사용자들의니즈를파악하여운동효과를증진할수있는웨어러블제품이출시 웨어러블기기의핵심기술은센싱기술, 처리기술, 출력기술등을포함 센싱기술은사용자나주변환경의물리 / 화학적변화를감지하거고구분, 계측하여신호로알려주는소재및부품기술로, 인간의오감 ( 시각, 청각, 촉각, 후각, 미각 ) 기능을및인체정보를측정하는센서와그외초음파, 전기 자기, 회전, 변위등을감지하는기술로구성 처리기술은센서를통해입력된각종정량적 정성적데이터를기기자체에내장된소프트웨어를이용해데이터축적, 분석, 연산처리하는기술로, 저전력고효율임베디드소프트웨어기술, 소형마이크로프로세서기술, 신축유연회로기판기술등으로구성 출력기술은센서등입력모듈을통해입력된데이터의연산을통해얻어진결과를기기의목적과용도에맞게정보를표시해주는기술 전원기술은스마트미디어기기의센싱, 처리, 출력등의동작을위한전원을공급하는기술로, 양극 음극소재기술, 패브릭배터리기술, 신축유연에너지하베스팅기술등으로구성 유무선통신및네트워크인프라기술은사람, 사물, 서비스를연결시킬수있도록지원하는통신기술로, 전송속도와전송량이주요한요소 사물인터넷서비스인터페이스기술은사물인터넷의주요구성요소를통해특정기능을수행하는응용서비스와연동하는기술, 즉사물인터넷망을통해저장, 처리및변환등다양한서비스를제공할수있는인터페이스기술 (2) 분류 웨어러블디바이스는 유형 에따라크게휴대형 (Portable), 부착형 (Attachable), 이식 / 복용형 (Eatable) 으로분류 휴대형웨어러블디바이스는스마트폰이나태블릿PC와같이휴대하는형태의제품으로안경, 시계, 팔찌등형태의디바이스로제공되고있음 부착형웨어러블디바이스는패치 (patch) 와같이피부에직접부착할수있는형태의디바이스를의미 이식 / 복용형웨어러블디바이스는인체에직접이식하거나복용하여활용할수있는형태를의미하며현재기술개발수준에서상용화의어려움존재 2

11 웨어러블 [ 웨어러블분야의기술범위 ] 구분 센싱기술 출력기술 처리기술 전원기술 유무선통신및네트워크인프라기술 사물인터넷서비스인터페이스기술 범위 저항변화센서를이용한인체신호수치측정기술피부부착형센서를이용한생체정보측정기술생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정광학 / 초음파센서를이용한혈량변화측정기술혈당센서를이용한혈당측정기술압력 / 광학센서를이용한혈압및맥박측정기술환경센서를이용한기상정보측정기술화학 / 광학센서를이용한대기환경가스감지기술투명디스플레이기술플렉서블디스플레이기술섬유일체형디스플레이기술인체무해신체부착형 / 신체이식형디스플레이기술 Eye glass display 기술증강현실및 Infographic기술액추에이터기술인체정보모니터링기술저전력실시간영상처리기술사용자인증및정보보안기술 Health Data 인식알고리즘기술저전력메모리기술저전력 CPU/DSP기술진동기반 ( 압전, 마찰력, 전자기력, 정전기력 ) 에너지하베스팅기술인체운동에너지기반 ( 인장, 수축, 굽힘 ) 에너지하베스팅기술태양열및태양광기반의에너지하베스팅기술태양전지, 축전지일체형섬유기술고효율변환 / 정류회로기술자기공명기반무선전력전송기술고밀도배터리기술유연배터리 / 커패시터기술무선센서네트워크 (WSN), 와이파이 (WiFi), 지그비 (Zigbee) 등의근거리무선통신 (WPAN) 3.9G, 4G 등의이동통신기술이더넷 (Ethernet), 광대역통신망 (BcN) 등의유선통신기술사물데이터처리 관리기술이기종사물들을가상화하고이를검색 관리 생성하는프레임워크기술 IoT 데이터분석기술 IoT 보안및개인정보보호기술 3

12 전략분야현황분석 2. 국내외정책동향 가. 미국 웨어러블시장을메디컬디바이스영역으로넓혀 20년까지 46억달러에이를것으로전망 의료패러다임변화로인해홈건강관리를위한기기및서비스에대한관심이증가하면서시 공간제약을완화한실시간의료서비스가지속적으로등장 웰에이징 (Well-Aging) 에대한관심이증대돼원격모니터링, 홈케어및간병지원플랫폼기술에대한관심도함께증가하며 17년연방예산의약 25% 를보건의료분야에편성 생체신호응용및통합기술을탑재해원격진료및진단, 원격교육, 원격병리시스템으로범위가확대될것으로예상 나. 일본 저출산 고령화로인한노동인구감소대응을위해 ICT 산업역할을강조하고있으며 2014년도부터교육 의료등분야에서 ICT 활용및보급확대를위한정책진행 학교및가정을네트워크로연결하여다양한디지털자료를저렴한비용으로사용할수있는 교육클라우드플랫폼 운영 헬스케어분야의 ICT 활용방안을모색하여수준높은건강 의료서비스지원계획을갖추고개인건강및의료정보를효율적으로관리할수있는정보연계기술모델구축을위한연구사업을진행 또한, 차세대형보건의료시스템구축을위한전문가회의에서개인, 의료, 관계자, 관련산업등사회전체적으로건강수명연장을지원하기위한플랫폼구축지원 신산업구조비전 및 일본재흥전략 을통해데이터의이용및활용을위한환경을정비하고인재육성및고용제도유연성향상등을통해 4차산업혁명에대응할것을발표 세계의신산업을위한기술, 산업, 전략등분석을통해전략적추진분야로건강증진, 차세대모빌리티등을선정 건강증진은개별의료, 바이오의료, 게놈편집기술등을통해건강수명연장, AI, 로봇을활용한의료효율화지향을목표로하고차세대모빌리티의경우자율주행을기반으로한이동편리성확보, 교통정체로인한낭비억제등에주력 또한, 차세대산업성장을통한생활혁신을위해인공지능의중요성이강조되고있는상황으로정보통신연구기구 (NICT), 이화학연구소 (RIKEN), 산업기술총합연구소 (AIST) 의 AI, IoT, 빅데이터, 보안기술연구를촉진하며차세대 AI 기초기술의개발지원 인재육성을위해 IT관련인력수급조사를실시하고, 초등학교교육과정부터프로그래밍교육을필수화하고대학에서수리, 데이터과학교육등을강화하여산업현장에서즉시적용이가능한직업교육을실시 4

13 웨어러블 다. 중국 중국은인터넷과제조업의융합을통해 10대육성산업발전견인및 제조업강국 도약목표를발표하였으며, 2050년까지 3단계인터넷산업발전전략으로인터넷통신망보급률및 ICT 제조업규모세계 1위수준발전방향제시 중국은과학기술관련인력, 논문, 특허수등연구경쟁력측면에서막대한자본을활용한 R&D와 M&A 등으로세계적인기술수준에점차근접하였으며일반적인 ICT 분야중에서도 4차산업혁명의밑거름이되는 IT서비스, SW부문의성장세가다른부문보다빠르게확대될전망 (IITP, 2015) 2018년까지 인터넷플러스 전략을통해 ICT 기술과전통산업의융합으로산업구조전환및업그레이드, 산업플랫폼확장을이행하여 2025년까지신경제생태계구축을목표로함 라. 국내 산업통상자원부국가기술표준원착용형스마트기기국제표준화진행 ( 17, IEC/TC 124) * IEC(International Electrotechnical Commission, 국제전기기술위원회 ): 전기전자분야국제표준화기구 ** TC(Technical Committee, 기술위원회 ) : 국제표준화기구의산업별국제표준개발전담위원회 착용형스마트기기에대한국제표준화를전담하는착용형스마트기기 (IEC/TC 124) 는우리나라에서제안해올해 2월 ( 17.2) 에설립됐으며, 11년설립한 IEC/TC 119( 인쇄전자 *) 이후 ISO**/IEC에서두번째로우리나라주도로설립된위원회 아울러우리나라는착용형스마트기기 (IEC/TC 124) 의국제간사국을맡고있으며, 착용형스마트기기핵심요소기술인전자섬유 (E-Textile), 인체안전성, 제품의신뢰성등표준화작업전반을총괄 시장활성화초기부터국제표준화를통한국제시장주도권확보가매우중요한분야로국제간사국수임과더불어이번창립총회국내개최를통해우리기술국제표준화등을위한국제표준주도기반을마련 산업통상자원부와과학기술정보통신부는 웨어러블스마트디바이스부품 소재사업 을공동으로추진 미래사회에서사용이급증할것으로예상되는다양한착용형기기의핵심부품, 요소기술개발및상용화를중점적으로지원 2016년부터 2020년까지 5년간착용가능한소재 부품및플랫폼기술개발에 1,110억원, 상용화를위한사업화지원센터구축에 160억원, 총 1,270억원규모로추진 양부처는 미래성장동력-산업엔진종합실천계획 ( 15.3), 제조업혁신 3.0 전략실행대책 ( 15.3), K-ICT 스마트바이스육성방안 ( 15.9) 등을발표하고, 2016년 8월에는산 학 연전문가 200여명이참여하는 제1회웨어러블디바이스기술개발공동워크샵 개최하여구체적인발전방안논의 공동워크샵외에도실무담당자간협의회를매달개최하여연구개발 (R&D) 연계활용, 기업지원방안등을논의해부처간칸막이를허물고관련산업육성을위해지속적으로협력 5

14 전략분야현황분석 사물인터넷융합기술개발 사업은 ICT 융합산업의보안요구사항조사분석, 보안요소기술 솔루션개발및적용을위한융합보안기술과, ICT 융합분야실증을위한시험환경등인프라구축지원및보안프레임워크보안점검방법론, 보안컨설팅등기술개발지원 [ 웨어러블디바이스분야주요정부기술개발사업 ] 구분 웨어러블스마트디바이스부품 소재사업 센서산업고도화전문기술개발 사물인터넷융합기술개발사업 사업개요 미래사회에서도입 사용이급증할것으로예상되는다양한웨어러블스마트디바이스용핵심부품, 요소기술개발및상용화지원프로그램 주력산업및차세대신성장산업의경쟁력강화를위해국내일반센서중심의산업구조를첨단센서중심으로고도화 사물인터넷융합확산을위한분야별 (SPNDSe) 사물인터넷핵심원천기술개발, 사물인터넷응용기술개발및사물인터넷기반협업사업추진 지원특징 기존시장존재, 제품개발 기존시장존재, 응용연구 / 개발연구 신시장창출, 개발연구 사업기간 년 (5 년 ) 년 (6 년 ) - 연구수행주체기업, 대학, 연구소, 기타기업, 대학, 연구소, 기타기업, 대학, 연구소, 기타 지원금액과제당 660 백만원내외과제당 733 백만원내외과제당 100 백만원내외 * 자료 : 국가과학기술지식정보서비스 (NTIS) 사업정보재구성 센서산업고도화전문기술개발 사업은주력 신산업의첨단센서제품에공통으로적용되는핵심센서 소자및지능화 신뢰성부문의원천기반기술을개발하고, 핵심기반기술개발과연계하여제품화및 조기상용화기술개발지원 6

15 웨어러블 3. 산업이슈및동향 가. 산업이슈 웨어러블디바이스가 ICT 산업차세대성장동력으로주목 스마트폰시장은프리미엄급제품의수요정체, 하드웨어와소프트웨어에서의차별화희석, 범용상품화등요인으로제품가격, 마케팅비용경쟁이심화되어성장이둔화되고있으며, 빅데이터, IoT 등과함께스마트미디어기기가새로운성장동력으로부각 초기스마트미디어기기들은사용처부족과기술상제약으로대중에게필요성을이끌어내지못해널리확신되지못하였으나, 최근배터리성능향상기기의소형화, 경량화, 디자인개선, 다양한기능의추가등기술이발전하고있고, 주요 IT 기업뿐아니라스타트업도스마트미디어기기출시를본격화하면서시장확대기대감이고조 네트워크및데이터처리성능향상으로스마트미디어기기의대중화기대및착용감, 항시성, 편의성, 안정성, 사회성측면에서소비자요구에부합하는제품으로진화가예상 이용자맞춤웨어러블산업성장 어린이를위한서비스를제공하는 ICT 기업들은콘텐츠, 플랫폼등분야에진출하여전용채널서비스를제공하였으나최근웨어러블제품과아동콘텐츠를융합한새로운서비스등장 미아방지를위한스마트밴드, 건강관리를위한체온계등의이동통신기반, 의료기기형태등의아동전용웨어러블제품개발이활발 근거리, 원거리네트워크방식을이용한미아방지웨어러블디바이스의경우, 근거리통신은 NFC, ZigBee, Wifi 등을이용해아동이보호자스마트폰과일정거리를벗어나면경고알림음제공. 원거리통신은 3G LPWA 이동통신기술과 GPS Wifi 를통해위치정보제공 부모는미아방지 ICT 제품을구매할경우미아방지의효과성 (36%) 및휴대성 (31%) 을우선고려 (* 출처 : 정보통신기술진흥센터, 미아방지 ICT 제품에대한인식조사결과 ) 미국의웨어리스테크 (Wearless Tech) 는아기가수면중일때체온, 심장박동, 호흡등의신체상황모니터링이가능한코쿤캠 (Cocoon cam) 개발 중국의화웨이는오비폰과협력하여 NB-IoT 전용키즈스마트워치를개발하여저전력기반글로벌로밍서비스를스마트워치를통해제공 장애인, 노인등생활약자보조를위한제품개발활발 시각장애인용점자스마트워치, 청각장애인용자막안경, 근력보조를위한착용형로봇등의제품이관심을받고있음 일본사이버다인사는하반신근력부족또는마비증상으로인해혼자서걷기힘든사람을위해근력쇠약자용착용형로봇개발 이스라엘 rewalk 사는하반신마비환자를위한제품출시 7

16 전략분야현황분석 패션과기술력이결합한웨어러블상품개발활발 미국의가민 (Garmin) 은패셔너블한디자인과스마트한기능을갖춘하이브리드스마트워치 ' 비보무브HR' 의국내출시를발표 ('17.11) 아날로그시침과분침을탑재해평상시일반시계와동일한외관을하고있지만사용자가화면을터치하면숨겨진디스플레이가문자메시지나알람을비롯해다양한수치를보여줌. 디스플레이를작동시키면시계시침과분침도화면을가리지않기위해 10시 10분으로자동이동 랄프로렌 (Ralph Lauren) 은캐나다의센서기술전문업체옴시그널 (OMsignal) 과협력해이용자의생체정보를측정하는센서를탑재한스마트셔츠 폴로테크 (Polo Tech) 를개발 스마트셔츠는의류에센서를내장해이용자의심박수, 신체사이즈, 움직임등을모니터링함으로써헬스케어및라이프로깅서비스를구현하는스마트미디어기기의종류 폴로 (Polo) 의브랜드마크하단인셔츠중간부분에특수섬유소재로제작된생체측정팔찌에는심전도측정을위한부품과함께가속도계, 자이로스코프등의센서가탑재되어심박수, 호흡수, 스트레스수준, 이동거리, 칼로리소모량, 운동강도등을측정 측정된데이터는팔찌, 셔츠에부착되는소형블랙박스단말에기록되며, 기록된데이터는블루투스를통해클라우드로전송되고모바일단말의랄프로렌전용앱과동기화도가능 랄프로렌의 폴로테크 는기능적측면에만집중했던기존웨어러블단말과는달리디자인에중점을두고패션아이템으로포지셔닝하여향후웨어러블기기의방향성을제시 가상현실기반디바이스시장의확대 ICT 관련기술의발전과콘텐츠제작환경의변화가가상현실기반디바이스시장의확대촉진 4K, 8K로대변되는고해상도 UHD급디스플레이가개발되면서더욱현실적인디스플레이표현이가능해지고장시간착용에의한피로도는감소하는기술도개발 스마트폰에내장된자이로센서, 모션인식및처리기술, 3D 구현기술등의발전이, 스마트폰과연동된가상현실이대중으로확산하는데기여 CPU와그래픽카드등하드웨어의처리속도향상으로초당 60~120 프레임의자연스러운화면구동이가능해짐 유튜브등을활용한 1인미디어시대가도래하고, 보급형액션캠, 360도카메라등개인미디어장비가확산되면서누구든지가상현실콘텐츠를제작할수있는환경이구축되어가상현실디바이스확대를촉진 8

17 웨어러블 나. 핵심플레이어동향 해외업체동향 애플은 2017년도 3분기스마트워치시장점유율 1위를차지하며영향력을확대 시장조사기관카날리스의분석에따르면 3분기전세계웨어러블시장에서애플이 390만대를출하하여시장점유율 1위 (23%) 를기록하였으며그뒤로중국의샤오미가 2위 (21%), 미국의핏빗이 3위 (20%) 를차지. 신규모델인애플워치시리즈3은약 80만대가판매된것으로집계 애플워치3은디스플레이를안테나로사용하는전자 SIM 카드와엔지니어링으로기존크기에서 LTE 추가지원이가능하고, 아이폰이없어도통화와문자서비스및애플뮤직스트리밍서비스이용가능 배터리수명연장을위해 S3,W2 칩을이용및피트니스기능강화를위해기압고도계를장착. 또한, 심장박동센서를탑재하여심혈관질환을예측및관리가능 애플은 ' 새운영체제인 IOS 11.2 공개하였고, 애플페이캐시서비스를시작하며금융분야로서비스영역을확대 [ 2017 년 3 분기웨어러블판매현황 ] 9

18 전략분야현황분석 애플리바이스샤오미 [ 해외웨어러블주요제품 ] 구글은 2015년에자카드 (Jacquard) 라는전도성섬유개발프로젝트를발표하였고, 리바이스는이섬유를활용하여소매에서터치하여음악을제어하는스마트재킷을개발 데님원단에구리소재의전도성물질을삽입해소매를두드리거나쓸어넘기는동작으로스마트폰제어가능하며전화통화나문자확인, 음악재생등의기능을사용할수있고, 구글지도를활용해목적지를스피커나이어폰으로안내받을수있음 제품은자전거나스쿠터로통근하는사람들을위해고안된것으로일반옷과다르지않게디자인됐음. 블루투스역할을하는모듈을소매단추처럼달았으며모듈을떼면일반의류와같이물세탁가능 맥심인터그레이티드는기존의 PMIC보다 1/2 이하크기 (19.2mm2) 인소형전력솔루션에사용할수있는 MAX77650과 MAX77651을출시 단일인덕터에독립적으로프로그래밍할수있는 3개의전원레일과전체솔루션크기를최소화하는 SIMO 벅부스트레귤레이션을갖춤 LED 표시기를구동하는전류싱크와외부 ADC로모니터링하기위해여러내부전압, 전류신호를외부노드로스위칭하는아날로그멀티플렉서와같은기능을포함. 150mA LDO로오디오나기타잡음에민감한애플리케이션에서리플제거기능을제공하고광범위한리튬이온배터리용량을지원하며안전을위한배터리온도모니터링이가능 ST마이크로일렉트로닉스는웨어러블디바이스로안전하고손쉽게결제하는보안결제칩기술발표. 기존의 NFC 무선칩과보안칩은개별적으로추가공간및복잡한설계를필요로하는단점을보완하여단일소형모듈에보안금융칩과향상된소형 NFC 무선기능을통합 올인원 (all-in-one) 모듈의간소함덕분에카드제조사가패션아이템에서부터행사용손목밴드와같은일회성기기에이르기까지실용적이고매력적인웨어러블제품들을출시하도록지원 무선튜닝툴과미리정의된안테나설정을비롯해방대한개발에코시스템을제공 10

19 웨어러블 소니 (SONY) 는손목시계밴드부분에스마트기능을내장한소니 wena wrist 시리즈신제품출시 하이브리드스마트워치웨나리스트 (wena wrist) 시리즈의신형으로 ' 웨나리스트프로 (wena wrist pro)' 와 ' 웨나리스트액티브 (wena wrist active)' 를출시예정 웨나리스트프로는기존밴드내부의전자부품을외장곡선에따르도록배치해밴드폭을약 2mm 줄이는것으로부피를 25% 줄인소형화를실현했으며기존 7색 LED 외에새롭게밴드부분에 OLED 디스플레이를탑재해스마트폰과연동한전화나메일, 메시지, SNS 확인가능 웨나리스트액티브는가속도센서에의한칼로리소비계산기능을비롯해 GPS와광학식심박센서를탑재해스마트폰을휴대하지않고도달리기같은운동에서이동경로, 평균속도, 심박수등측정가능 샤오미는크라우드펀딩방식으로 울트라스마트러닝슈즈 를선보이며피트니스데이터추정기능을내장. 이동경로, 거리, 속도, 칼로리등의데이터를알수있고걷기, 달리기, 자전거타기등운동의종류를자동으로인식 웨어러블디바이스에응용이가능한음성인식분야에서규모면에서나기술면에서나이미세계적인수준에도달했다는평가를받고있음 중국시장조사기관이관 ( 易觀 ) 이발표한최근통계에따르면 2018년중국웨어러블기기시장예상규모는 400억위안 ( 약 6조7700억원 ) 대로향후두자리수성장세가예상 국내업체동향 삼성전자 삼성전자가독일베를린국제가전박람회 (IFA) 2017 개막을이틀앞두고운동에특화된웨어러블신제품 3종을공개 기어스포츠와기어핏2 프로는삼성기어제품중처음으로수심 50m의수압을견딜수있는성능을인증받음. 세계적인수영용품제조업체인 스피도 와협력한 스피도온 기능도있어수영을할때영법과스트로크횟수 거리 속도등정보를사용자에게알려줌 기어아이콘X는음악감상뿐만아니라운동정보를기록하거나실시간코칭을받을수있음. 전작대비사용시간이대폭개선돼단독재생하면 7시간까지사용가능. 스마트폰없이단독으로쓰는것도가능하며, 최신갤럭시스마트폰과연동하면이제품만으로삼성의인공지능 (AI) 빅스비 를호출가능 LG 전자는 MWC 2017 에서 LG 워치스포츠 LTE(LG-W281) 모델을공개후국내제품출시 디바이스단독으로 GPS, 통화, 앱다운로드가모두가능하며, 야외활동이많은현대인의라이프스타일을반영해 IP68 방진, 방수설계를적용 LG는사용자가원하는옵션을확장하여무선이어폰사용과넥밴드사용모두가능한헤드셋인 LG 톤플러스프리출시 11

20 전략분야현황분석 네이버랩스는자체구축한 WPS 데이터와개인화된위치학습기술을기반으로하는 아키 (AKI) 를출시하여자녀의정확한위치정보를부모에게제공 중소기업주요제품 올비는영아용웨어러블디바이스인 올비 출시. 정확한원인이나이유없이아기들의호흡이끊겨숨을거두는영아돌연사증후군을예방하기위해개발. 아기의상태를 24시간모니터링이가능하고무호흡상태가시작된후 15-20초이상지속하면부모에게알람을통해전달 직토는걸음걸이를인식해자세교정을도와주는스마트밴드 ' 직토워크 ' 출시. 손목에착용후잘못된걸음걸이가감지되면진동으로신호를보내올바른걸음을유도. 자이로스코프 동작센서를장착해손목스윙의속도 각도 회전량등을측정해사용자의걷는습관을분석. 스마트폰을보면서걸으면진동과함께 PH (PHONE) 경고, 구부정한걸음으로걸으면 HU (HUNCH) 경고가 LED 디스플레이에표시 한솔시큐어는독일의보안솔루션전문기업인 G&D와 esim 프로젝트진행및연구개발협력진행중 - esim은내장형 SIM으로 SIM정보가디바이스의메인보드에탑재되며 esim을이용하면여러단말기를한곳에서관리하는것이가능 - G&D는전세계스마트카드시장에서점유율 3위를차지하고있는독일기업으로화폐제조, 모바일보안, 정부솔루션사업등을영위. 한솔시큐어는 G+D의 esim 및 IoT 보안솔루션에대한국내독점공급권부여 - esim은웨어러블디바이스의대표격인갤럭시기어, 애플워치3, 화웨이워치2 프로등의스마트워치에적용 [ 핵심플레이어분석종합 ] 구분 스마트의류 스마트시계 밴드 스마트패치 스마트신발 생활약자보조착용기기 레저 스포츠용웨어러블디바이스 실감 체험형웨어러블디바이스 휴대용생체인증기기 시스템 주요기술 광섬유 / 전도성섬유기술 직물회로기술 배터리및전원제어기술 극초소형가속도센서기술 극초소형온도센서기술 극저전력소모터치스크린기술 극초소형마이크기술 플렉서블구조기술 모니터링기술 부착기술 유연전극 플렉서블구조기술 가속도 / 압력 /GPS 센서기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 플렉서블스피커기술 자막표시안경 진동기반방향알림기술 위치확인기술 낙상감지기술 생체전압측정기술 화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 플렉서블집적회로및시스템설계기술 3D 입체화상의조작 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 싱글. 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 개인바이오인식기술 인식요소별디지털인증기술 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 12

21 웨어러블 구분 스마트의류 스마트시계 밴드 스마트패치 스마트신발 생활약자보조착용기기 레저 스포츠용웨어러블디바이스 실감 체험형웨어러블디바이스 휴대용생체인증기기 시스템 해외기업 리바이스 Polar Athos 텍스레이 APPLE SONY 퀄컴 샤오미 화웨이 조본 MC10 LifeSmart proteus systems 나이키 샤오미 Owlet Socks Neopend a smart baby hat 핏빗 고프로 폴라로이드큐브 SkyTech Sport Pro-idee 페이팔 알리바바 ARM 구글 레노버 국내기업 에스엔티 웰트 휴이노 스마디 마젤원 메디코넥스 직토 투비시스 초이스테크놀로지 Hurev 비엠시스 솔티드벤처 ( 주 ) 피에스솔루션 쓰리엘랩스 ( 주 ) 아즈온 스카이랩스 올비 키위플러스 비플렉스 핏투게더 알투기어 ( 주 ) 웰테크글로벌 웨어러블헬스케어 링크플로우 ( 주 ) 모젼스랩 ( 주 ) 모션디바이스 엑스더키플러스 한국스마트인증 피노텍 라온시큐어 ( 주 ) 13

22 전략분야현황분석 4. 시장동향및전망 가. 세계시장 웨어러블디바이스는시장조사기관마다포함하는제품군의기준도달라예측치에상당한차이가존재하나공통적으로향후성장할것으로전망 소비자의요구가높은건강관리및피트니스시장확대가예상되며, 내비게이션, 상거래, 미디어등다양한분야에서생활전반을변화시킬것으로예상 피트니스밴드등저가제품중심의시장에서향후스마트워치, 스마트글래스등고가제품으로확대될전망 세계웨어러블디바이스시장은 16년 3,320백만달러에서 21년 15,610백만달러로성장할것으로전망 IMS 리서치는웨어러블디바이스시장이 2015년 110억달러에서 2020년 420억달러로확대될것으로전망 (2016) [ 세계웨어러블디바이스시장전망 ] ( 단위 : 백만달러 ) 구분 CAGR 세계시장 3,320 4,430 5,970 9,010 12,010 15, * 자료 : IDC(2015), BCC Research(2014) ( 단위 : 백만달러 ) 구분 CAGR 건강 헬스케어 8,015 9,939 12,397 15,472 19,320 24, 특수업무 1,395 1,882 2,538 3,424 4,619 6, 사용자기기연결 [ 세계웨어러블디바이스용도별시장전망 ] 3,043 4,557 6,933 10,713 16,794 24, 기타요소기술 6,830 9,540 12,838 16,864 21,794 30, 합계 19,283 25,918 34,706 46,473 62,527 84, * 자료 : 웨어러블스마트디바이스예비타당성사업기획보고서 , ITTP, ICT 디바이스과제기획보고서, IDC는 2016년출하량전망치를 1억 1천만대수준으로보고있으며, 이중 1억대는스마트시계와밴드등손목착용형제품으로, 나머지약 9백 80만대는의류형, 안경형및귀착용형등으로구성되어있는것으로추정하고있고, 2017년에는전년대비 26.1% 증가한 1억 3천 7백만대정도로출하량을예측 2015년약 40.4% 의점유율을갖는시계형제품은점유율이증가하여 2020년에는 52.1% 수준까지이를것으로전망한반면, 2015년약 50.2% 의정도를점유하고있는손목밴드제품의경우출하량은완만히증가할것으로예상되나점유율은 2020년약 28.5% 수준까지감소할것으로예측 14

23 웨어러블 안경형제품의경우가상현실 (VR), 증강현실 (AR) 기기를중심으로기술이발달하여좀더생동감있는제품을개발하고, 관련콘텐츠의출시등성장에힘입어빠른시장확대를예상 전통적인패션, 피트니스브랜드는첨단기술기업과의제휴를통해다양한의류제품을시장에내놓으며 2016년부터 2020년까지연평균 62.6% 수준의시장성장을전망 [ 웨어러블기기제품군별시장점유율및연평균성장전망 ] ( 단위 : 백만대, %) 제품 판매량비중판매량비중 연평균성장률 스마트시계 손목밴드 스마트의류 이어웨어 기타 합계 * 출처 : IDC, * 출처 : Cisco VNI Mobile, [ 세계웨어러블디바이스출하량 ] 시스코에서는웨어러블디바이스가연평균 52% 씩성장하여 2016 년약 8 천 8 백만대, 2018 년에약 1 억 7 천만대기기가출하될것으로예상 15

24 전략분야현황분석 스마트시계초기시장은스타트업업체가이끌어갔으나점차애플, 삼성, 모토로라등의글로벌 IT전자기업이시장을주도하기시작하였으나이제는시계전문업체의움직임을눈여겨봐야할상황 미국의시계전문업체파슬은피트니스트래커업체미스핏을인수하여웨어러블경쟁력확보하고자함 전통시계업체의웨어러블시장진입은스마트시계가 IT기기유통망이아니라명품시계전문점을통해서판매하며패션제품의가치를제고하는기회가됨 스마트의류는웨어러블분야에서가장큰성장잠재력을보임. Tractica의조사에따르면스마트의류의 2024년시장점유율은약 40억달러 (4조원 ) 이상, 연평균성장률 (CAGR) 은 50% 가넘을전망. 스마트의류의판매량역시크게증가해 2016년기준 170만벌에서 2022년기준 2690만벌증가할전망 (* 출처 : IDC, ) 증강현실시장에대한기대감상승으로웨어러블디바이스와접목한콘텐츠및기기가개발될 것으로전망 중국은전세계웨어러블시장의 3 분의 1 정도를차지할정도로시장이급성장하고있으며 중국의웨어러블시장은자국브랜드제품중심으로판매되고있음. 특히저가피트니스 밴드와키즈워치시장이성장하고있음 향후인도시장의성장도주목하고있는데사회적인프라부족으로스스로건강관리해야 하는상황이발생하고있으며웨어러블시장은인구가많고건강에대한관심이증가하는 아시아권시장에서성장잠재력이높음 산업별및신체부착부위별웨어러블디바이스현황 Vandrico( ) 에서는웨어러블관련산업별현황을조사하였으며, 스포츠ㆍ취미활동등라이프스타일 (Life Style), 건강관리 (Fitness), 의학용 (Medical) 목적의제품군순으로출시되고있는것으로조사 신체부착부위별현황의경우손목 (Wrist) 형스마트와치ㆍ밴드제품과안경형 (Head) 제품이가장많은비중을차지하고있는것으로나타남 16

25 웨어러블 * 출처 : 한국과학기술연구원, 웨어러블스마트핵심부품및요소기술개발사업, 2016 [ 좌 : 산업별웨어러블디바이스현황 / 우 : 신체부착부위별웨어러블디바이스현황 ] 나. 국내시장 헬스케어웨어러블디바이스의국내시장은 16년약 672억원에서 21년에는약 4,688억원규모로확대될전망 고령화사회진입에따른의료비급증, 유아건강관리수요증가등치료에서예방중심의의료서비스패러다임변화하면서 ICT와의료를융합한신비즈니스모델을개발 글로벌 IT기업들은헬스케어웨어러블디바이스관련연구개발및신제품출시로시장수요에대응. 이를플랫폼으로하는헬스케어산업생태계를구축하여새로운가치창출을기대하고있음 [ 국내웨어러블디바이스시장전망 ] ( 단위 : 억원 ) 구분 CAGR 국내시장 672 1,410 1,989 2,730 3,606 4, * 자료 : 산업연구원 (2016) 의웨어러블디바이스시장규모, 상기자료기준으로연평균성장률 30% 성장가정하여예측 17

26 전략분야현황분석 국내이동통신서비스에가입된스마트미디어기기이용자증가 과학기술정보통신부가집계한통신서비스연결웨어러블가입자수는 2016년 11월말기준 83만7천여명으로, 이는 2015년 12월말기준 36만3천여명에서 2배이상증가한수치이며, 2016년만보면매달 5만명안팎의신규착용형스마트기기가입자가늘어난수준임 국내착용형스마트기기시장은정확한판매량집계가되고있지않지만, 업계는연간 10만대이상으로보고있는데, 그가운데상당수는스마트폰연동을통한수신알림, 심박측정등기본적인기능만지원하는스마트밴드위주 아동의위치를파악할수있는기능을갖춘키즈용웨어러블제품에대한부모들의관심이높아졌으며, 이는국내착용형스마트기기시장에서의두드러진약진으로나타남 * 출처 : 2015 년예타기획보고서의입력 / 출력 / 처리 / 전원분야의점유율, Gartner Resarch 의세계휴대폰시장전망, Business Insider 의세계웨어러블기기관련전망등의자료를이용하여산업연구원전망 [ 국내스마트미디어기기시장전망 ] 18

27 웨어러블 5. 기술동향및이슈 주요글로벌기업들은차세대혁신제품출시및스마트폰연동디바이스를출시하여보유하고있는플랫폼에검색및추천서비스등을연계하는방향으로추진 차세대혁신제품으로부품소재를중심으로신축성있는전극, 고분자회로보드, 전자소자패키징등신체부착형웨어러블디바이스에대한기초연구가활발히진행 구글의픽셀폰과안드로이드웨어, 애플의아이폰과애플워치등은서로연동가능하여이용자편리성증진 스마트의류시장진출을위한소재및핵심기술개발진행 미국조지아공대에서는직물인터페이스를개발하였고, 미국카네기멜론대학에서는 ATM 및자동차대시보드등에적용이가능한버튼인터페이스제작 독일 Fraunhofer IZM연구소에서는스마트미디어기기의여러가지전기전자부품을직물에실장하거나집적하는기술인 SoT(System on Textile) 연구를진행 한국전자통신연구원 (ETRI) 은심전도, 호흡, 운동량등생체신호를모니터링이가능한바이오셔츠개발. 이는섬유조직내부에센서가내장되어생체정보를측정하고신호를처리하여무선으로송신하는모듈로구성 웨어러블전용운영체제인 안드로이드웨어 2.0 등장 안드로이드웨어 2.0은기존복잡한시스템구조를간소화하며플레이스토어의직접이용을가능하게하여이용자의편리성을증진시킴 미국의파슬그룹은스마트워치시장에적극적으로참여하며자체브랜드및유명시계브랜드까지라이센싱하여다양한모델의스마트디바이스를출시할예정 LG전자가구글스마트워치용운영체제인안드로이드웨어 2.0을기본탑재한 LG워치스포츠와 LG워치스타일을출시 ( 17.10) 저전력화 지능화센서기술진화 최근캐나다의 OMsignal 기업은직물에 CNT를삽입한스마트섬유를이용한심박센서가부착된스마트셔츠를개발하였으며, 구글은렌즈를통해눈물의혈당을측정할수있는스마트렌즈를개발을진행중 미국의실리콘랩스는웨어러블헬스케어및피트니스제품설계를위해심전도측정가능및첨단심박모니터링이가능한바이오센서를개발. 해당센서는전력효율성및고품질신호감지기술을보유하여배터리수명연장에기여하여연속적모니터링작업이가능한웨어러블기기설계가능 또한, ST마이크로일렉트로닉스 (STMicroelectronics) 는내부모션, 자유낙하등의가속도검출이가능한센서기술 (LIS2DS12) 을보유하고있으며데이터자체내에서센서데이터처리가가능하여애플리케이션은배터리수명연장가능 전자부품연구원은웨어러블센서기술개발을위해미국 UC 샌디에이고 (UCSD) 와산업기술협력업무협정 (MOU) 을교환. 각기관은웨어러블센서, 스마트센서, 자동차용센서등상용화기술개발을위한공동연구추진및인력 정보교류를활발히하고기업지원을강화할계획 19

28 전략분야현황분석 6. 중소기업시장대응전략 Factor 기회요인위협요인 정책 정부의웨어러블산업발전노력지속 기술개발공동워크샵개최로연구개발협력강화 정부의웨어러블스마트디바이스부품및요소기술개발을위한투자지원 세계주요국기술개발정책의전개활발 개인정보보호관련법규미비 산업 의료분야와연계한 웨어러블 메디컬 디바이스 산업관심증가 ICT 디바이스기술발전과비용감소에따른융합 가속화 핵심부품에대한높은해외의존도 글로벌기업의특허및초기시장선점으로시장진입의어려움존재 제품가격인하요구로부품가격압박존재 시장 디바이스제품화기술및사업화역량보유로 웨어러블시장에서유리한위치 신서비스에대한높은수용력보유 중국의가격경쟁력및기술력을갖춘제품출시 로시장점유경쟁치열 해외기업의플랫폼선점가속화 기술 기존의기술및제품에다양한파급효과발생 상용화기술개발에지속적인투자시경쟁력 확보가능 신축성, 유연성소재 부품의기술력확보어려움 다양한서비스제공을위한콘텐츠개발능력취약 정부의기술개발지원 산업간융 복합화 콘텐츠개발및제작역량강화 사업화역량지원 소비자니즈파악 중소기업의시장대응전략 정부의적극적지원을통한기술력향상및대중적확산 타산업과연계를통한서비스및콘텐츠개발로신시장창출 센서고기능화및제품소형화수요에대응하는기술개발을통한글로벌시장진출 20

29 웨어러블 7. 주요기술개발테마 가. 기술개발테마별개요 기술개발테마스마트의류스마트시계 밴드스마트패치 동향및전망 특수소재나컴퓨터칩을사용해전기신호나데이터를교환하거나외부스마트기기와연결해다양한기능을수행 헬스케어분야와결합하여사용자의생체리듬 (vital sign) 이나혈류의변화등을측정 사용자신체및활동정보측정의기능을가진손목착용형장치 다양한센서로활동정보를측정하거나, 휴대폰과연동해문자수신, 전화, SNS 등의활용이가능한장치 생체신호및사용자외부환경정보등을수집하여상황에맞는피드백제공 신체의특성을고려한유연 / 신축전자회로기술, 전원공급기술등이적용 스마트신발 운동상태측정및일상생활이동거리 걸음수등의내용을기록 인체의균형정보및자세교정보완 웨어러블 생활약자보조착용기기레저 스포츠용웨어러블디바이스실감 체험형웨어러블디바이스휴대용생체인증기기 시스템 유아, 노약자, 장애인등에게위급상황발생시센서작동으로 보호자에 도움을 요청하거나, 건강 패턴을 실시간으로 기록, 분석 착용자의신체적 인지적정보를수집하여필요한정보제공및 신체적 인지적능력을보조하는기능수행 레저, 스포츠용 각종 도구나 장갑, 신발, 안경 등에 부착된 장치를통해데이터를수집 및활용 모바일기기및지능형카메라를통해시각화된정보를제공하고 운동량향상을위한 코칭등이가능한디바이스 소형컴퓨팅기기를장착하여음성및동작을인식하여오락, 문화, 교육 등 다양한 분야에서 오감을 공감하는 체험형 디바이스 인간의감각과인지를유발하여실제와유사한경험및감성을 확장하는기술을포함 휴대폰, PC 등과 연동하여 지문, 홍채 등 생체인식 기술을 이용한개인식별기능이가능한시스템 핀테크, 헬스케어 등 개인화 서비스의 확대로 금융, 모바일, 의료복지등광범위한분야에적용예상 복용 이식형웨어러블디바이스 초소형센서를입으로삼키거나, 각종무선센서를피부에 이식하여외부디바이스와연계함으로써건강상태변화, 사용자 무선인증등역할 21

30 전략분야현황분석 기술개발테마 동향및전망 웨어러블액션캠 스마트콘텐트렌즈 게임용웨어러블디바이스 등산, 자전거, 스노보드, 스카이다이빙등레저스포츠나익스트림스포츠를즐기는동시에영상을촬영이가능한카메라를의미 사용자의의도적인눈깜빡임을감지, 이에따라동영상촬영등다양한작동이가능한기술 자동초점렌즈, CPU, 안테나, 렌즈내스토리지에이르기까지다양한부품이극소형으로제작되어탑재가능 가상현실을이용한게임이나현실세계에서가상의오브젝트가증강된게임을플레이시사용자의몸에소형컴퓨팅기기를장착 음성을인식하거나, 동작인식센서가탑재된입력도구로신호를받아사용자의동작과게임과의상호작용을재현하는기기 22

31 웨어러블 나. 기술개발테마별동향및전망 기술개발테마 스마트의류 스마트시계 밴드 동향및전망 24 년스마트의류의시장규모는 40 억달러가예상되며고성능및미래형융 복합섬유에대한관심증가하고있으며중소기업의기술력결합된독창성및창의성발휘가가능한영역 세계스마트시계 밴드시장은 15 년 억달러에서 19 년 26 억 2,100 만달러규모로성장할전망이며중소기업의디바이스제품화기술및사업화역량보유로제품품질향상가능 스마트패치 일상생활데이터수집을통한관리확산되고탈부착이용이한제품개발필요한상황. 중소기업은소형화를위한나노소재기술 전자전기등분야의강점을보유하고있어스마트패치대중화기여가능 웨어러블 스마트신발생활약자보조착용기기레저 스포츠용웨어러블디바이스실감 체험형웨어러블디바이스휴대용생체인증기기 시스템 사용자에게건강, 보행습관등의정보를제공하는형태로성장할것으로전망되며중소기업을대상으로스마트신발지원사업을통해시장진출기여 인구구조변화로사회복지관심증가및생활약자를위한디바이스개발활발해지고있으며, 이용자분석을통한서비스및제품개발로시장개척가능 글로벌기업은운영체제 플랫폼등개발에집중투자하고있는상황으로중소기업은기존레저 스포츠도구에새로운모듈 기기를연동한기술개발로시장선점가능 IoT 가상 / 증강현실등과연계를통해융합형디바이스로진화되고있음. 중소기업의콘텐츠개발능력을통해문화 교육분야와연계한서비스제공으로신시장개척가능 생체인식시장은 14 년 16 억달러에서 20 년 340 억달러에이를것으로전망되고있으며 ICT 금융업계에서생체인증시스템수요증가로중소기업의정보통신인프라활용을통한시장선도가능 복용 이식형웨어러블디바이스 웨어러블디바이스의최종단계는인간의신체에직접이식하거나복용할수있는형태로예측하고있고, 이미환자들의약에센서를달아복용여부를확인하는 소화가능센서 (Ingestible sensor), 무선센서를피부안에이식하여당뇨병환자의혈당수치변화를외부에서실시간으로파악할수있는기술 / 기기가개발 웨어러블액션캠 스마트콘텐트렌즈 게임용웨어러블디바이스 레저스포츠나익스트림스포츠를즐기는동시에영상을촬영할수있게만든캠코더로스포츠별특화된제품개발이이루어지고있음 스마트콘택트렌즈가운데특히, 의료용센서콘택트렌즈가가장먼저상용화될것으로예측됨. 콜롬비아대학의료센터연구진은환자의녹내장이빠른속도로진행될경우이를감지할수있는기술을개발 2013 년세계게임시장규모는신규콘솔게임의등장과온라인과모바일게임성장에힘입어전년대비 7.1% 증가한 657 억 3,600 만달러로집계되었으며, 향후 5 년간세계게임시장은 PC 게임을제외하고모든부문에서성장이예상 23

32 전략분야현황분석 8. 중소기업기술개발테마 가. 중소기업기술수요 중소기업, 대기업 공기업등에대하여설문조사및방문조사를통하여기술수요조사를실시 조사결과스마트시계 밴드, 지능형스마트기기, 360 도카메라, 신체정보인식용기기, 생활약자용 기기등의수요가있는것으로조사 중소벤처기업부 R&D지원사업에신청한과제를 5대기술분야별로분석한결과, 2016년 R&D지원건수는 105건으로최근 3년평균 17% 증가한것으로나타났으며, 기술별점유율은의료정보기기 시스템, 웨어러블 SW/HW, U-컴퓨팅, 센서기술, 이동통신서비스순으로연구개발이이루어지고있는것으로나타남 주요기술분야별신청과제에대한내용을분석하여각분야별로중소기업이관심을갖는제품을파악 센서기술분야에서는 U-Fitness 기술, 홈의료케어를위한측정기술, 생체측정기술등에대한수요가높은것으로나타났으며, 이를통해스마트시계 밴드, 휴대용생체인증기기 시스템등제품개발에관심이높은것으로나타남 U-컴퓨팅분야에서는 IoT/M2M 기반의웨어러블전용 DIY형교육용 KIT 개발, 스마트폰과연계한웨어러블 IoT 디바이스기술개발, 웨어러블카메라를이용한위치서비스등기술에대한수요가높은것으로나타났으며, 이를통해실감 체험형웨어러블디바이스제품개발수요가높은것으로나타남 웨어러블 SW/HW 분야에서는아동을위한웨어러블시스템, 웨어러블카메라기술, 소형화및착용기술등에대한수요가높은것으로나타났으며, 이를통해생활약자보조착용기기시스템, 스마트신발, 스마트의류등제품개발수요가높은것으로나타남 의료정보기기 시스템은재활보조기기, 헬스케어기기등기술에대한수요가높은것으로나타났으며, 이를통해스마트패치, 제품수요에관심이많은것으로나타남 이동통신서비스는레저용웨어러블무선기술, 사용자인터페이스기술, IoT기반무선웨어러블시스템기술등의수요가높은것으로나타났으며, 이를통해레저 스포츠용웨어러블디바이스에대한제품개발에수요가많은것으로나타남 24

33 웨어러블 [ 중소벤처기업부 R&D 지원사업신청과제현황 ] 주요품목 과제건수 합계 점유율 (%) 평균증가율 (%) 센서기술 U- 컴퓨팅 웨어러블 웨어러블 SW/HW 의료정보기기 시스템 이동통신서비스 기타 합계

34 전략분야현황분석 나. 중소기업기술개발테마 기술개발테마 스마트의류 개요 의류에특수소재나컴퓨터칩을사용해전기신호나데이터를교환하여생체리듬 (vital sign) 이나혈류변화등을측정가능 스마트시계 밴드 사용자신체및활동정보측정이가능한손목착용형장치로휴대폰과연동해문자수신, 전화, SNS 등의활동이가능 스마트패치 인체에부착하여사용하는기기를의미하며신체내 외부의다양한정보를획득하여사용자의편의 건강증진에도움 웨어러블 스마트신발 생활약자보조착용기기 보행습관, 운동상태측정등을토대로사용자의자세교정도움및건강정보제공이가능한디바이스 유아, 노약자, 장애인등생활약자의건강패턴, 신체정보등을수집하여필요한정보제공및착용자활동을보조하는디바이스 레저 스포츠용웨어러블디바이스 실감 체험형웨어러블디바이스 휴대용생체인증기기 시스템 다양한스마트디바이스와신기술을활용함에따라새롭게발전가능한분야로레저와스포츠활동에사용되는휴대형, 부착형, 착용형형태의디바이스를지칭 오감 ( 시각, 청각, 총각등 ) 의표현및인터페이스기술을조합하여실제와유사한느낌을제공하는디바이스를의미 지문, 홍채등의생체인식기술을이용하여개인식별이가능한기기및시스템을의미 26

35 스마트의류 기술개발테마현황분석

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37 스마트의류 정의및범위 스마트의류란디지털화된의류로 웨어러블컴퓨터 가패션에적용된경우를의미 좁은의미로는의류에디지털센서, 초소형컴퓨터칩등이들어있어의복자체가외부자극을감지하고반응할수있는형태에서부터, 넓게는미래일상생활에필요한각종디지털기능을의복내에통합시킨신종의류 1990년대중반미국에서군사용으로처음개발되었으며초기스마트의류, 후기스마트의류로구분 정부지원정책 과기정통부와산업부는 웨어러블스마트디바이스핵심부품및요소기술개발사업을공동으로추진하여부처간협업하여지원 ('16 '20) 과기정통부-산업부공동, 5년간 ('16 '20) 총 1,272억원투자 과기정통부는플랫폼기술개발및상용화지원, 산업부는소재 부품기술개발을담당 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 얼리어댑터적인국민적성향 ( 기술 ) 최고수준의 IT 인프라 ( 정책 ) 산업지원정책진행중기회 (Opportunity) ( 환경 ) 시장형성초기단계 ( 기술 ) 원천기술투자시경쟁력확보가능 ( 정책 ) 국내대기업의시장선도적역할 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조 ( 기술 ) 소재 / 융합센서의높은해외의존도 ( 정책 ) 스마트지능형센서 R&D 기반취약위협 (Threat) ( 환경 ) 중소기업자생모델구축이어려움 ( 기술 ) 글로벌기업들이대규모투자진행중 ( 정책 ) 모험적성격으로적극적투자어려움 중소기업의시장대응전략 저전력무선통신, 스마트디바이스연동기술, 배터리및전원절감기술등의기술을접목하여초소형, 고효율, 고성능제품개발로시장대응 직물회로기술, 광섬유 / 전도성섬유기술을적극활용한차세대섬유기술적용

38 핵심요소기술로드맵

39 스마트의류 1. 개요 가. 정의및필요성 스마트의류는 IT(information technology), NT(nano technology), BT(bio technology), ET(energy technology) 등신기술을결합해전통적섬유나의복의개념을벗어난새로운 개념의미래형의류 고기능성섬유소재의의복에디지털센서나 GPS, 초소형통신기기와소형 MP3 플레이어 등을내장하는것이대표적이며섬유나의복에내장이가능한반도체칩이나센서그리고 디지털기기들의초소형화, 초경량화가필수 * 출처 : U- 헬스스마트의류의상용화기술개발모델에관한연구 스마트의류의개념 의복과 ICT의융합을통해기존패션의류고유의감성적, 기능적속성을유지하면서첨단기능이부가된고기능, 고성능의류를의미 전도성특수소재및초소형 IC( 집적회로 ) 등을사용해센서, 네트워크, 제어, 저장, 신호처리등의기능을보유 전기신호및데이터교환이가능하고외부컴퓨팅단말연결을통해다양한기능을수행 착용자의심박수, 체온등을감지하여헬스케어, 멀티미디어, 위치기반서비스등활용가능 31

40 기술개발테마현황분석 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 현재다양하게개발되고상용화가된스마트섬유 ( 섬유-IT융합 ) 제품을앞선기술및용도분류에서세부적으로온도조절, 신체보호, 위치인식, 발광응용등으로분류하였으며, 대부분의해외상용화제품은대형 maker 회사를중심으로진행 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 스마트섬유 제품분류관점 전자 에너지소자기반섬유소재 자극반응지능형섬유소재 환경응답형섬유소재 세부기술 복합광전자섬유개발 : 광전자섬유소재, 정보전달용섬유소재, 광결정섬유소재등 박막태양전지소자섬유화기술 발광소자섬유화기술개발 Self-genrating electricity 섬유개발 전자섭유구현을위한전극소재기숱 전도성고분자의전자섬유화기술 RFID Tag 도전사개발 LCD 고휘도반사광필름용극세섬유 자동감응형복합센서및엑츄에이터개발 비접촉식바이오센서응용섬유제품및서비스개발 스마트 PET 섬유개발 : 형상기억 지능형롤블라인더복합제품개발 천연-합성이성분복합섬유소재및제품개발 생체기능융합섬유개발 : 자발성, 효소기능, 자기세정구조등 PCM 적용섬유소재개발 : 상전이물질, 특수바인딩기술등 지능형온도조절, 냉감 / 촉열바닥재개발 스마트패션, 의류, 생활용섬유소재 센서텍스타일기반의지능형미디어의류 : IT섬유융합, 인체내외부측정 flexible 센서등 유비쿼터스형섬유기술 : 유비쿼터스텍스타일, 텍스타일인터커넥팅, MTM 기술등 다방향송수신을위한라이프미디어섬유제품개발 디지털섬유칼라생산기술 인텔리전트기능의류기술 * 출처 : 신섬유기술로드맵 32

41 스마트의류 (2) 공급망관점 스마트의류는피트니스및웰빙, 헬스케어및의료, 제조업및군사, 정보통신와같이 4 개 산업군으로분류 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 공급망관점 세부기술 생체모니터링 헬스케어 / 의료 - 디바이스가의류에부착되어있는동안, 생체신호및인체내부의 생체정보를측정해사용자의건강정보제공 스마트의류 제조업 / 군사 정보통신 실시간정보및데이터송수신 - 산업및군수장비디바이스는사용자인체에착용하여사용자가요구하는정보및서비스제공 실시간정보송수신 - 전화, 음성인식, 사진, 네비게이션등과같은기능을구현하여사용자가실생활에서요구하는정보를실시간으로송수신가능 웰니스 활동및감정모니터링 - 디바이스는사용자가운동및활동을하는동안, 사용자의데이터를 수집하여사용자에게운동량및활동량등의정보제공 * 출처 : KISTEP (2016), 웨어러블스마트디바이스용핵심부품및요소기술개발사업 21세기에진입하면서스마트의류핵심소재인텍스트로닉스에대한기대가임계점을돌파하면서경쟁적인연구개발및사업화투자가이루어졌으나, 섬유산업과전자산업의융합이미흡했고킬러상품과건실한 Biz. Model을개발하지못해상업적으로는기대에미치지못함 1) 센서, 입출력단말장치등소자 부품시장과헬스케어, 피트니스의류등고부가가치전문시장으로분할되었으며초연결및고령화사회로변화가가속화됨에따라텍스트로닉스시장이급속히성장 건강관리, 전쟁과전투, 안전및범죄예방, 각종수송기기와기계장비모니터링, 통신등주요시장에서텍스트로닉스를활용한글로벌대형서비스사업개발이예측되며 AI( 인공지능 ) 기술발전이시장성장을촉진 1) Korea Evaluation Institute of Industrial Technology, 텍스트로닉스 섬유 ( 전자섬유 ) 의 동향과 기술개발 방향,

42 기술개발테마현황분석 * 출처 : IDTechEx, 2014 [ 텍스트로닉스제품및서비스공급망 ] 34

43 스마트의류 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 센서산업은센서제조를위한소재산업, 소재를이용하여고유기능이구현된소자산업, 여러개의소자를사용하여조립한모듈및시스템형산업을포함하는융복합산업영역임 차세대 IT융합스마트의류는인간중심의편리성과휴대성을극대화한웨어러블한형태와유비쿼터스시대의공정상 IT 융합인 i-fashion(3d 아바타-패션쇼핑, 맞춤주문양산형의류 ) 등으로발전예상 고속통신, 시스템저전력화 / 초소형화기술, 다양한센서의융합기술, 인터페이스기술등의개발이요구 유럽은 Textile/Electronics 기술, Bio 기술, Nano 기술등과의융합에의한 Wearable electronics 섬유제품개발이중심 섬유소재에 IT를활용한의류제품확대 ( 웨어러블컴퓨터, MP3 플레이어내장의류, GPS 기능의류, 생체신호전송의류등 ) 섬유패션제품의기획 / 디자인, 제조, 마케팅에이르는제품화공정및유통과정등에서의신개념의비용절감, 공정효율화, 서비스창출, 맞춤주문형대량생산을통한신제품등의부가가치를창출 의류패션, 생활용품全복종을대상으로 IT기술을활용한맞춤대량제품생산실현 S/W( 가상현실, CG 등 ) 및솔루션 ( 스캐닝, RFID, PDM, ERP, PLM, 디스플레이, 전자상거래등 ), 데이터가공 (CRM 등 ) 35

44 기술개발테마현황분석 (2) 산업의구조 후방산업은스마트의류에사용되는주요산업인원사, 편직물, 소재등이주를이루고, 전방산업에는스마트의료기술의주요활용분야인헬스케어군사, 의료시스템등이있음 [ 스마트의류분야산업구조 ] 후방산업스마트의류기술분야전방산업 원사, 편직물, 염료 / 안료, 기능성소재, 폴리머, 가공기술, 섬유처리및가공기술 기능성섬유제조기술, 탄소섬유, 스마트섬유, 나노섬유, 친환경섬유, 생분해성섬유, 에코섬유 기능성의류, 패션디자인, 생활용품, 자동차, 생활자재, 토목및건축재료, 헬스케어, 시니어산업, 군사및의료시스템 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 스마트의류및섬유분야의시장규모는 2016 년 1,636 백만달러규모에서 2021 년 6,938 백만달러규모로연평균 34% 성장할것으로전망 [ 스마트의류및섬유분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 1,636 2,184 2,916 3,893 5,197 6, * 출처 : BCC Research, Wearable Computing; Technologies, Applications & Global Markets, , 디바이스형태별웨어러블시장전망, 년성장률을적용하여계산 36

45 스마트의류 스마트섬유산업은복합섬유소재의기능성및활용성확장을위한기술개발연구를진행중 미국은美섬유제조공동체 (AMTEX) 를설립하여연 5,000 만달러를스마트섬유기술개발에투자 * 자료 : 전자섬유 (Electronic Textile) 의기술개발동향 (2012), [ 전자부품연구원 ] [ 전자섬유 Macro to micro ] 웨어러블시장에서스마트의류의시장규모가점점커지고있음 IDC Mobile Device Trackers의자료에따르면스마트의류는 2021년에약 9.4% 를차지할것으로전망 IDC Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker는 2016년에서 2021년까지 76.6% 의성장률을보이며 2021년에 2,230만개의의류가출하될것으로전망 37

46 기술개발테마현황분석 * 자료 : IDC, Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker, 2017 [ 스마트의류세계시장규모및전망 ] * 자료 : IDC, Worldwide Quarterly Wearable Device Tracker, 2017 [ 스마트의류세계시장출하규모및전망 ] 38

47 스마트의류 (2) 국내시장 스마트의류와같이입는형태의웨어러블디바이스가늘어나면서스마트기능뿐만이아니라의복본연의역할에대한요구가늘어날전망. 스마트의류는인간중심의편리성과휴대성을극대화한형태로기본적으로의복이갖추어야할요건충족이중요 따라서, 의복의쾌적성, 안전성, 내구성, 편의성등기능적인요소부터자신의개성표현이가능한패션요소인심미성까지고려하는것이필요 향후스마트의류는의복의기본역할수행이가능한범위내에서완성도높은디지털및컴퓨팅기능을추가하는방향으로진화할전망 스마트섬유시장은구미를중심으로매년급속히신장되고있으며수년전의기초연구에서 지금은상업규모의실용화단계에들었음. 상변화메모리 (PCM) 나형상기억물질을비롯해, 전자기술을조합한전자섬유의개발은섬유의기능성을한층고도화시킨것으로분석 의복의기능성과 ICT와의융합을통해다양한편리한기능을추가하거나의복자체의기능을강화하는형태의스마트의류제품군출시가활발. 스마트폰과의연계를위해 NFC, 블루투스등네트워크기능을포함하거나에너지발전및충전기능이포함된제품들이상용화 의복자체의기능인체온조절과표현성을강화하기위해자체적인발열과색깔변화등의기능이포함된스마트의류제품출시가증가 의복은대중들의일상생활과밀접한관계를가지고있어이러한일상의편리성과기능성을극대화하기위한스마트의류제품군이늘어날전망 국내 ICT 융합스마트섬유제품시장규모는 2016년 63.2억달러규모에서 2021년 억달러규모로연평균 12.5% 성장률을보일것으로전망 [ 국내 ICT 융합스마트섬유제품시장규모및전망 ] ( 단위 : 억달러, %) 구분 CAGR 국내시장 * 출처 : Smart fabrics and interactive textiles, 2012 자료인용및추정 레저 스포츠업체를중심으로스마트의류제품출시 K2는자동으로온도조절이가능한스마트발열티셔츠 인텔리전스히트티셔츠 를국내최초로출시 배터리모듈을옷에부착해전원을켜고모바일애플리케이션을실행하면사용자에맞는최적의온도가설정되고온도에맞춰발열기능이작동. 러닝및칼로리소모량등확인이가능하여겨울철야외활동이나실외운동시착용 39

48 기술개발테마현황분석 (3) 무역현황 스마트의류는따로세분화되지않아기타의류무역자료를통해관련내용을살펴봄 스마트 의류의 수출현황은 12년 229만 9000달러에서 16년 280만 9000달러 수준으로 증가하였으며, 수입현황은 12년 37만 4,000 달러에서 16년 64만 7000달러 수준으로 증가하였음 최근 5년 ( 12~ 16년) 간 연평균 성장률을 살펴보면 수출금액은 5.1% 로 증가하였고, 수입금액은 14.7% 로증가하였으며, 무역수지는 12년 192백만달러에서 16년 216백만달러로증가하였음 무역특화지수는 12년 0.72에서 16년 0.63으로하락하였음 [ 스마트의류관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 2,299 1,695 5,869 4,000 2, 수입금액 무역수지 1,925 1,145 5,152 3,363 2, 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code:580790( 기타의류 ) 활용 40

49 스마트의류 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 국내에서는스마트섬유, 라이프셔츠등고기능섬유및미래형융복합섬유에대한관심이높지만기술력및생산기반이선진국대비취약하여 R&D투자확대가필요. 바이오ㆍ메디칼섬유는기술수준이기술선진국인미국을 100으로할경우 74.5로 2.4년의기술격차, 전자통신융복합섬유는 80.8로 1.8년의기술격차, 스마트섬유는 81.2로 1.9년의기술격차가발생하고있음 IT 섬유융합산업은 PLC(Product Life Cycle) 상에서도입기에위치하며, 엔터테인먼트용 디지털의류를시작으로의류용헬스케어 (Health-care) 의류및 i-fashion 기술등 원천요소기술에서제품응용에까지선진국과비교하여기술격차가거의없음 개발에있어기술적인난이도는궁극적으로 IT 와섬유가워낙상이하므로파트너의산업을 얼마나정확하게이해하면서협업을하느냐가중요한관점으로특히, 파이 (π) 형연구인력 확보가중요함 미국의 IT 벤처기업인 Vivometrics가착용자의스트레스지수를기록하는라이프셔츠를개발 광섬유와전기전도성섬유를이용하여심전도, 체온등을측정하여외부에전송하며, 가볍고착용하기편한셔츠로 VivioSense SW가내장됨 라이프셔츠는이미시장에서판매되고있으며, 셔츠무게는 260g으로부속장치까지합하면 730g 으로착용하고다니면심전도, 체온, 혈압등다양한건강정보를 24시간측정할수있음 엑센추어테크놀로지랩의라이프셔츠는옷을입듯이착용하고있으면각종생체신호데이터를자동으로수집하여원격지에있는콜센터로전송 [ 미국의라이프셔츠 ] 소재, 소자, 모듈은표준인터페이스아래대량생산한품목으로, 웨어러블스마트패션제품은 고객맞춤형제품으로진화할것으로예상됨 2) 41

50 기술개발테마현황분석 웨어러블스마트패션의류는정보화기기를장착할수있는제품, 헬스케어의류, MP3 의류, 방한복등의류뿐만아니라인테리어, 산업자재섬유로품목확대 글로벌기업이주도하는인터페이스표준환경을따르는전도성섬유소재, 센서및전자기능성섬유모듈, 섬유형태의입출력모듈, 통신및정보처리모듈등이기존전자부품시장을잠식하는것과함께신규수요창출가능성높음 특히, 스포츠, 피트니스, 헬스케어, 안전보호분야에서부터먼저수요시장이형성될것이며, 2021년부터는건축분야에서도센서를내장한건자재, 발열재, 안전보안바닥재등이상품화 2021년에는의류 / 헬스케어분야가패션소품 / 엔터테인먼트분야를제치고가장큰시장을차지할것으로예상되며, 텍스트로닉스를활용한진단과약물주입의료서비스가나타날것으로예측됨 소비자는표준플랫폼기반의텍스트로닉스모듈을활용하여데스크탑컴퓨터와같이벽지, 바닥재, 침장, 타올, 패션의류,, 가방등을만들거나서비스공급자의애플리케이션 (App) 으로맞춤형가치를창출 (2) 기술환경분석 의류패션산업에 3차원기술 ( 가상현실, CG, 스캐닝, 시뮬레이션등 ), 차세대디스플레이, 디지털염색, 전자상거래 ( 인터넷, 모바일, TV 등 ), RFID, 고객관리시스템, 협업 / 전주기관리시스템등 IT기술을적용하여, 의류패션제품의기획 / 디자인-설계-주문-생산-판매-유통 / 마케팅등전공정의 IT화를달성 또한이를통하여유비쿼터스패션쇼핑서비스, 디지털콘텐츠등제품에부가되는새로운 부가가치와맞춤대량생산 (mass customization) 에의한새로운패션제품시장이생성되고있음 IT 산업과섬유산업기술의융합제품은스포츠, 의료, 엔터테인먼트, 비즈니스분야등 다양한애플리케이션으로개발되고있으며, IT 기술의발전에따라개발이가속화되고있음 미국의경우, 스마트의류분야는국가주도로학계와군 ( 軍 ) 의컨소시엄형태이며, 일반적인직조기술에정보, 바이오, 나노기술등이융합되어군사관련 Wearable Electronics 기술개발이진행되는한편, 민간주도하에스마트의류의상용화와관련된연구개발이진행 또한 IT 융합공정의경우, 정부주도 (DAMA 프로젝트 ) 와민간위주로병행하고있으며, 글로벌의류브랜드 ( 나이키, Brooks Brothers 등 ) 에서진행 일본의경우국가주도로이루어지며, 전도성섬유등의소재자체에서전기또는신호의전달을꾀하는방법과 IT용소재제조에부가적으로사용되는섬유자재의개발및판매가진행되고있음. 또한 IT 융합공정의경우, 3차원디지털스캐닝을이용한맞춤이너웨어, 신사복등에활용 2) Korea Evaluation Institute of Industrial Technology, 텍스트로닉스섬유 ( 전자섬유 ) 의동향과기술개발방향,

51 스마트의류 EU의경우도국가참여의 EU 연합체주도로이루어지고있음 섬유기반의센서를통해호흡, 피부온도, 움직임및자세를측정하고, 네트워킹건강모니터링을위한 WEALTHY(Wearable Health Care System) 프로젝트를수행중 E-Tailor Project를통해유비쿼터스패션쇼핑, 맞춤의류등 IT 융합공정에대한연구가진행됨 43

52 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 세계센서시장은 IT융합의진전으로센서사용이급증하고센서의첨단화추세에따라시장이급성장하고있으나, 국내산업의경쟁력은매우취약한상황 국내기업은첨단센서에대한기술력부족과일반센서의가격경쟁력취약으로인해미국 독일 일본등선진기술보유국과가격경쟁력을앞세운중국의중간에위치 [ 직물 / 의류형웨어러블디바이스의관련기술수준비교 ] ( 상대수준 / 격차기간 ) 구분 한국 미국 일본 유럽 바이오 / 메디칼섬유 74.5 / / / / 0.6 전자통신융복합섬유 80.0 / / / / 0.5 스마트섬유 81.2 / / / / 0.5 * 출처 : 웨어러블스마트디바이스용핵심부품및요소기술개발사업예비타당성조사보고서 스마트직물국외개발동향을살펴보면미국과일본은듀퐁, 도레이, 데이진, 도요보등주요기업을중심으로원천기술력을보유하여세계시장을선도하고있으며, 유럽은 ICT 분야와융복합을위한첨단전자섬유와메디칼섬유등의원천기술확보에주력하고있고, 스마트섬유및스마트의류등기술을확보하고있는것으로조사됨 국내주요중소기업사례 알파클로는전자섬유와스마트의류전문업체, 생체신호측정이가능한스마트섬유기반웨어러블디바이스연구하고있으며신소재의류는분당서울대병원에서임상시험복으로활용될예정. 30개국내외특허기술보유및정부와민간투자확보 에스엔티는나노섬유와탄소섬유제작을중심으로하는첨단섬유제조업체로관련기술을특허를 7건보유. 광섬유이용한발광직물 제품개발을통해야간야외활동시착용자의안전 보호기능이높은의류용직물생산. 2017년한국섬유수출입조합지원을통해해외유명섬유박람회참가 웰트는사용자의신체상태및생활습관관리가능한스마트벨트개발업체. 알고리즘을이용해허리둘레및과식여부등신체변동측정. 헬스케어전문가그룹과협업하여공동연구및연계서비스제공예정. 2017년초미국라스베이거스에서열린 CES 2017( 국제전자제품박람회 ) 참석및 6월산업통상자원부장관상수상 광일섬유는트리코트직물전문생산업체로최근전도성니트소재기술을이용한직물형멀티터치압력센서개발. 기존입력필름이가진한계성을해결하여센서의크기가다양해지고대면적사이즈제작도가능. 센서설계를통해 256단계의압력구분으로센서응용범위확장. 기존에섬유위에멀티센서를부착하는형식이었다면섬유자체가전도성을가질수있도록전자회로를자체 44

53 스마트의류 설계하여차별성을가짐 엠셀은세라믹코딩및표면처리기술을바탕으로웨어러블디바이스용스마트섬유개발업체. 섬유표면의다양한박막코팅, 특수표면처리기술보유. 국내최초 ' 면발열 ' 방식의스타트섬유를개발하여운동량과칼로리소모량이자동측정되는스마트의류 스마트텍스타일 에활용예정 벤텍스는첨단섬유화학전문기업으로하드웨어인원단과소프트웨어인섬유가공기술을함께개발하여환경변화에스스로적응하는스마트섬유와자외선지수 온도변화를감지할수있는환경센싱섬유, 인체건강을생각하는다기능성헬스케어섬유등을개발. 정부과제수행을통해지능형섬유인 Solar Ball, NEW Dryzone 기술사업화성공하여장영실상수상 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율당기순이익율 R&D 집중도 에스엔티 17,040 16, 웰트 광일섬유 15,401 8, 엠셀 257,948 71, 벤텍스 21,344 28, ,

54 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 미국과일본은듀퐁, 도레이, 데이진, 도요보등주요기업을중심으로원천기술력을 보유하여세계시장을선도 유럽의경우는유럽연합 (EU) 에서공동출자하여 SFIT(SmartFabricsInteractiveTextile) Cluster를만들고그안에 myheart, BIOTEX, ProeTEX, STELLA, OFSETH, CONTEXT, MERMOTH, SYSTEX 등의단위프로젝트중심으로스마트섬유기술개발을진행 3) ICT 분야와융 복합을위한첨단전자섬유와메디칼섬유등의원천기술확보에주력하고있으며, 스마트섬유및의류등기술확보를위한연구진행 BIOTEX(Bio-Sensing Textiles, 2006~2008) 프로젝트를통해서는생체신호모니터링직물센서를이용한의복을개발 STELLA(Stretchable Electronics for Large Area, 2006~2010) 프로젝트를통해서신축성있는전자디바이스개발을위한플렉서블기판과전도성회로를개발 * 출처 : [ STELLA 프로젝트 ] 3) 전자부품연구원, 전자섬유기술개발동향,

55 스마트의류 [ 스마트의류해외개발동향 ] 제품명 Vivometrics 사의라이프셔츠 ( 미국 IT 벤처기업 ) 엑센추어테크놀로지랩 (ATL) 사의라이프셔츠 조지아공대와센사텍스 (Sensatex) 사의스마트셔츠 내용 광섬유및전기전도성섬유를이용하여심전도, 체온등을측정하여외부전송 ( 건강정보모니터링 ) 가볍고착용성이우수하며 VivoSense SW 내장 셔츠무게는 260g, 부속장치포함 730g 라이프셔츠를일반의류와같이착용하여생체신호데이터를자동으로수집하고이를원격지콜센터에전송 위급상황발생시라이프셔츠의센서를통해감지하여의료기관과연계된콜센터로경고신호전송 의료진은수집데이터를통해환자후속조치수행 광섬유와전기전도성섬유를이용하여심전도, 체온등을측정하고이를외부에전송 스마트셔츠에칩형태의센서를내장하여병사들의총탄상처감지나생체징후관찰가능 맥심 (Maxim) 사의 Fit 셔츠 심전도, 체온, 운동량을점검할수있는감지센서를부착하여환자의몸상태정보를 신속하게획득 헥소신 (Hexoshin) 사의바이오메트릭셔츠 착용감이우수하며, 3 개의심장센서를부착하여심박수를측정 * 출처 : KISTEP (2016), 웨어러블스마트디바이스용핵심부품및요소기술개발사업 47

56 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 K2 2016년부터퓨쳐팀을신설하고스마트웨어를포함한신규제품개발을진행중 - 앞서스마트웨어로발열기능을강화한볼케이노재킷을출시하였으며, 2017년 11월인텔리전스히트티셔츠는개발. 해당티셔츠는단순발열시스템이아닌사용자온도를측정하고이에맞는최적의온도를알아서제공하는진화된스마트웨어 - 배터리모듈을옷에부착해전원을켜고모바일앱을실행하면사용자에맞는최적의온도를찾아주며, 원하는온도를설정하면설정온도에맞춰발열기능을작동함. 온도조절은물론러닝및칼로리소모량등도확인할수있음 블랙야크 2015년부터 스마트웨어 야크온 시리즈를 선보이고 있음. 심장에서 발생하는 전기적 신호인 심전도를측정해심박수를알수있는야크온P와스마트폰으로온도와습도발열을제어할수 있는겨울용다운점퍼야크온H 등을출시 - 야크온H는유럽최대스포츠아웃도어박람회인이스포 (ISPO) 에서 2016년글로벌황금상등 11개 상을받으며세계시장에서도주목을받음 - LG전자의스타일러스를이용해 NFC( 근거리무선통신 ) 기술로다운재킷을관리할수있는스마트 케어 서비스를 2017년 9월 선보였으며 LG전자의 스마트씽큐 앱을 실행한 후 NFC가 내장된 엣지다운 재킷에스마트폰을접촉하면자동으로스타일러의블랙야크패딩관리코스가작동 국내산업의경우 ETRI, KAIST, 코오롱, 블랙야크등에서기술개발이진행 한국생산기술연구원에서는독자기술로고속전송용디지털사를개발하였고이를이용하여디지털밴드생산기술, 회로설계를위한자수기술, 편직기술과같은원천기술을확보하였음 IT기술과나노섬유기술을융합하여사용자의생체 / 생활환경신호를측정, 처리, 전송, 분석하여적극적으로건강관리를지원할수있는섬유센서기반의웰니스의류와건강관리시스템을개발 건국대학교는 i-fashion 프로젝트를통하여세계최초로 3차원아바타, 가상코디 / 피팅 DTP(digital textile printing), RFID, DID(digital information display) 등을이용한유비쿼터스쇼핑기술, 맞춤복생산기술개발중. 현재코오롱, 제일모직, 신세계등의류패션 / 유통업체들과시범사업들을수행하였음 한국전자통신연구원에서는천소재의옷에센서와무선통신칩을장착해서사용자의심전도, 호흡, 운동량을측정할수있는바이오셔츠를개발 48

57 스마트의류 * 출처 : 한국전자통신연구원 [ 한국전자통신연구원이개발한 바이오셔츠 ] [ 스마트의류국내개발동향 ] 제품명 ETRI 바이오셔츠 KAIST 제일모직스마트슈트 전자부품연구원 내용 심전도, 호흡, 운동량등생체신호를모니터링할수있는바이오셔츠개발 바이오셔츠는천소재센서가내장된의복과생체정보를처리하여무선전송을하는생체신호처리모듈로구성 측정된심전도신호와기속도신호를이용하여심박수, 호흡수, 속도, 운동량등건강정보가추출가능하며, 이상징후발생시경보기능제공 체온과땀의변화등생체신호를측정하는칩을옷감에직접장착하여실시간건강을점검할수있는직물장착용건강모니터링시스템발표 (2008년) 의류를만드는직물자체에전자회로를구성하고그속에아주적은전력으로작동하는건강모니터링칩을장착 무선통신모듈인 NFC 태그를상의스마트폰전용주머니안에삽입하여다양한스마트서비스제공 (2014년) 스마트주머니에휴대폰을넣었다빼면자동으로화면잠금이해제되는 Un-lock기능, SNS NFC를이용한내명함전송기능, 회의참석등에티켓이필요할때무음과전화수신차단까지한번에변경되는에티켓모드기능제공 특수복 ( 소방, 경찰, 국방, 특수작업복 ) 용직물형플렉시블플랫폼기술개발 인하대학교 직물형집적회로구현을위한섬유형트랜지스터개발 섬유기재 (Textile Substrate) 상에 Printed Electronics 기술을구현한자체발열스마트코오롱글로텍섬유 HEATEX 방한복, KOLON Sports LIFETECH 자켓, KIA MOTERS K5 바이오케어온열시트출시 * 출처 : KISTEP (2016), 웨어러블스마트디바이스용핵심부품및요소기술개발사업, 한국산업기술평가관리원 (2016), 텍스트로닉스섬유 ( 전자섬유 ) 의동향과기술개발방향일부인용 49

58 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 ( 환경적응성 ) 주변환경에적응 대응이우수한산업용섬유소재의수요증대및기존의류제품에동적변화기능을포함할수있는시스템개발필요 내일광성, 내화학성, 내구성등이우수한신소재섬유및복함섬유개발을통한제품경쟁력강화 이탈리아의 D'Appolonia사는지진의영향을감소시키는지진용벽지를생산하는사업추진 섬유와얇은직물로만들어진벽지는지진반동에반응하며주변의균열을쉽게감지 스마트섬유는의류형태로전자회로와전자부품을포함하고있기때문에환경에쉽게적응할수 있도록강력한품질관리가요구 ( 비용절감 ) 고가의공정비용이나관련부품 ( 칩, 회로등 ) 이스마트섬유시스템에더해지면서완제품비용이점차증가하는문제발생 단순캡슐화나 3D 프린팅등적정기술로완제품가격인하가가능할것으로기대 스페인의 Emxy사는 TrainGrid 생체모니터링기기는사용자심박률및근육상태등을감지할수있는전자유닛이내장된 E-셔츠가포함. 제품은가격을낮추기위해서합리적가격대의부품을사용 최근중국등후발개도국대비가격경쟁력열세로범용품시장에서의수출확대어려움직면 ( 규제준수 ) 글로벌시장에진출하기위해서는美식품의약국 (FDA) 이제시하는규정을확인및준수필요 특정사용자들을타겟으로하는스마트섬유제품이개발되면서 FDA 규정들이더욱까다로워짐 FDA 승인을거친신제품들의출시로시장경쟁력이높아지면서승인절차가더욱복잡해지는추세 미국의 Thermosoft사는 FIBERTHERMICSR 히터를개발. 히터는스마트섬유연결의산화와절단을방지하도록섬유와전자방법의조합으로만들어졌으며, 제품은 FDA규정에따라제작 과거사양산업으로전락한섬유산업이 IT, NT, BT 등과의융합기술을기반으로성장하면서스마트섬유산업으로의재도약이기대 기존의류의고기능, 성능화및산업용섬유개발을통해적용분야가다양화되는등전후방산업효과가클것으로예상 특히자동차, 항공, 건설등의산업에서초경량, 고강도의장점을지닌섬유소재의활용도가높아지면서섬유뿐아니라소재산업으로스마트섬유소재에대한사용은더욱늘어날전망 50

59 스마트의류 섬유기술의혁신을통한국내패션및의류산업의글로벌브랜드화및경쟁업체와의 차별화전략을세우고, 글로벌규격기준에부합할수있도록기획단계부터대량생산, 상용화가가능하게함으로써제품다양화및고부가가치화추진 강점인 IT 인프라를활용하여 IT 섬유융합신소재개발필요 한국과학기술연구원스핀융합연구단이현정박사팀은나노소재와바이오물질을이용하여효소와전자를직접주고받는방식의고생체안정성, 고선택성, 고민감도바이오센서기술개발 유연집적소자구현이가능하고다양한효소에적용가능한플랫폼기술로차세대헬스케어용웨어러블디바이스에활용가능 51

60 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 스마트의류분야특허상주요기술 주요기술 스마트 의류와 관련된 기술은 섬유기술, 무선통신 기술 및 전원제어기술이 있으며, 섬유기술은 광섬유 / 전도성섬유에대한기술및직물회로에대한기술로구분됨. 무선통신에대한기술은 저전력무선통신기술및스마트디바이스연동기술로구분되며, 전원제어기술은배터리및전원 제어기술을포함함 분류요소기술설명 섬유기술 광섬유 / 전도성섬유기술 직물회로기술 광섬유, 금속섬유사및금속코팅사와같이신호전달및전기에너지전달을위한섬유에대한기술광섬유또는전도성섬유를직조, 자수및프린팅기법등을이용하여회로를구현하는기술 무선통신기술 전원제어기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 배터리및전원제어기술 데이터전송시저전력화를위한무선통신기술센서로부터출력되는신호를이용하여사용자정보의생성을위해스마트디바이스에연동시키는기술전원의사용량을감소시키기위하여사용형태에따라전원을제어하는기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 스마트의류에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 섬유기술 무선통신기술 광섬유 / 전도성섬유기술 직물회로기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 전원제어기술배터리및전원제어기술 합계 ,343 국가별요소기술별특허동향에서는저전력무선통신기술이다른기술들에비해특허출원건수가 가장많았으며, 그다음으로배터리및전원제어기술과직물회로기술에서많은수의특허가 출원됨 52

61 스마트의류 저전력무선통신기술에서는미국이가장많은출원량을보유하고있으며, 일본이상대적으로적은출원량을보유하고있고, 이외에다른모든요소기술에서도미국이가장많은출원량을보유하고있는것으로나타남에따라, 스마트의류에대한기술은미국에서가장활발한연구가이루어지고있음을알수있음 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 광섬유 / 전도성섬유기술 코오롱글로텍실버레이광세로 공공연구기관중심한국전자통신연구원, 연세대학교, 동국대학교등 섬유기술 직물회로기술 PHILIPS 코오롱글로텍실버레이 공공연구기관중심홍익대학교, 한국전자통신연구원, 한국전자통신연구원등 저전력무선통신기술 삼성전자 한국전자통신연구원 ZOLL MEDICAL 대기업및공공연구기관중심삼성전자, 한국전자통신연구원, 연세대학교, LG 전자등 무선통신기술 스마트디바이스연동기술 이화여자대학교삼성전자 ADIDAS 대기업및공공연구기관중심삼성전자, 이화여자대학교, 한국전자통신연구원등 전원제어기술배터리및전원제어기술 PHILIPS 실버레이광세로 대기업및중소기업중심실버레이, 광세로, LG 화학, 삼성전자등 섬유기술주요출원인동향 광섬유 / 전도성섬유기술에서는코오롱글로텍이가장많은특허를보유하고있으며, 직물회로기술에서는 PHILIPS가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는공공연구기관을중심으로광섬유 / 전도성섬유기술및직물회로기술에대한연구개발이이루어지고있음 무선통신기술주요출원인동향 저전력무선통신기술에서는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며, 스마트디바이스연동 기술에서는이화여자대학교가가장많은특허를보유하고있음 53

62 기술개발테마현황분석 국내에서는대기업및공공연구기관을중심으로저전력무선통신기술및스마트디바이스연동 기술에대한연구개발이이루어지고있음 전원제어기술주요출원인동향 전원제어기술에서는 PHILIPS 가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업및중소기업을중심으로전원제어기술에대한연구개발이이루어지고있음 스마트의류분야의주요경쟁기술및공백기술 스마트의류분야의주요경쟁기술은무선통신기술중저전력무선통신기술과배터리및전원제어기술이고, 공백기술은무선통신기술중스마트디바이스연동기술로나타남 스마트의류분야에서저전력무선통신기술과배터리및전원제어기술이가장경쟁이치열한분야이고, 스마트디바이스연동기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 섬유기술 광섬유 / 전도성섬유기술 직물회로기술 무선통신기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 전원제어기술배터리및전원제어기술 : 300 건이상, : 250~299 건, : 200~249 건, : 150~199 건, : 150 건미만 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 섬유기술 광섬유 / 전도성섬유기술 직물회로기술 가변성이우수하고다양한형태로변형되어도성능이유지되는섬유전극에대한기술유연한섬유에전도성, 반도체성또는절연특성을갖도록하기위한코팅및도금기술가변성이우수하고다양한형태로변형되어도성능이유지되는회로에대한기술의복의접힘에의해회로선의끊김및중첩등으로인해발생하는신호전달및전력전달문제를해결하기위한기술 54

63 스마트의류 무선통신기술 전원제어기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 배터리및전원제어기술 저전력장거리통신 (LPWA) 등을통해데이터의송수신이가능하도록하는기술사용자의생체신호및운동량등사용자정보를모니터링하는기술사용자의디바이스에연동되어사용자의의복상태를제어하기위한기술의복간비접촉통신이나전력전송을통한전원공급기술의복의신축에대응하여발전하는기술 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 스마트의류에대한요소기술대부분은공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타났으며, 저전력무선통신배터리및전원제어기술에서는중소기업에서도연구개발이활발하게이루어지고있는것으로나타남 배터리및전원제어기술에서는최근의복간비접촉통신이나전력전송을통한전원공급기술및의복의신축에대응하여발전하는기술이개발되고있음 중소기업특허전략수립방향및시사점 스마트의류분야의공백기술분야는스마트디바이스연동기술로나타남 스마트의류는사용자가항상착용해야한다는점에서사용자의건강에대한정보를알려주기위한헬스케어시스템에유용하게사용될수있음 스마트의류에대한특허는아직많지않은것으로나타남에따라스마트의류에대한연구및개발을통해스마트신발에대한특허를확보하여기술경쟁력을확보해야할것으로판단됨 특히, 공백기술로나타난스마트디바이스연동기술에대한연구개발을진행해야할것으로판단되며, 이때, 단순히스마트디바이스와스마트의류를연동하는기술이아닌스마트디바이스와연동하여스마트의류로부터수신되는데이터를통해사용자에게맞춤형컨텐츠를제공하기위한기술로연구개발이진행되어야할것으로사료됨 한편, 대부분의스마트의류기술들은공공연구기관을중심으로연구개발이활발히이루어지고있으므로, 스마트의류를개발에공공연구기관으로부터해당기술에대해이전을받거나공동연구개발을진행하는것을고려해볼수있을것으로판단됨 55

64 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 한국섬유개발연구원 전문생산기술연구소로서섬유신소재, 신기술개발과기업지원을통한섬유산업구조의고도화가목적 한국전자통신연구원지능형반도체연구본부강성원본부장 실시간모션학습이가능한스마트웨어개발중 목표동작의각도와속도등 6 가지수치를데이터베이스로만든뒤동작과 3D 로분석해비교가능 한국전자부품연구원 한국패션산업연구원, 우양신소재, 코라이트앤가나, 클레어픽셀, 실리콘알엔디와공동으로인체 유해한웨어러블플랫폼을개발 (2015) 차세대융합연구원 기능성그래핀섬유개발진행 인하대학교 직물형집적회로구현을위한섬유형트랜지스터개발프로젝트진행중 한국생산기술연구원 디지털밴드생산기술, 회로설계를위한자수기술, 편직기술과같은원천기술을확보하였음 숭실대학교김주용교수 전자섬유를이용한스마트의류개발 전도성용액을섬유에접목해신소재의류개발 국민대학교신소재공학부이미정교수, 서울대학교재료공학부황철성교수 알루미늄이코팅된실과탄소섬유를결합해전기적특성을띠는전자옷감을개발 실형태의전자재료를직조하는방식으로전자옷감을구현 56

65 스마트의류 연세대학교전기전자공학과 국내연구진이새로운형태의고성능전도성섬유와함께웨어러블기기용초민감형스마트센서개발에성공 전기적성능과안전성을동시에구현 한국과학기술연구원스핀융합연구단이현정박사 웨어러블바이오센서핵심기술개발 고전도성나노전자소재인단겹탄소나노튜브와강한결합력을가진실모양의바이오물질을이용하여 (M13 박테리오파지 ) 단겹탄소나노튜브를나노그물구조의대면적전도성나노메쉬전극으로형성하고, 고분자전해질층을이용하여효소를나노메쉬전극과결합시켜전자전달효율이높은나노메쉬효소전극을개발 구미전자정보기술원혁신기술연구본부웨어러블스마트디바이스기술연구센터 섬유형 / 필름형 / 패치형웨어러블디바이스연구개발, 센서융합스마트 IT 사업기획 생체정보수집센서및바이오진단플랫폼연구개발 나. 연구개발인력 [ 스마트의류분야주요연구인력현황 ] 기관한국전자통신연구원한국과학기술연구원구미전자정보기술원국민대학교서울대학교연세대학교숭실대학교 부서또는성명지능형반도체연구본부스핀융합연구단현신기술연구본부웨어러블스마트디바이스기술연구센터신소재공학부이미정교수재료공학부황철성교수전기전자공학과김주용교수 57

66 기술개발테마현황분석 다. 기술이전가능기술 [ 스마트의류의기술이전가능기술 ] 분류 내용 기관 KIMS 재료연구소 기술 텍스타일기반웨어러블센서및에너지소자기술 정의 일상생활에서실시간으로대기유해물질정보를수집하고대처하기위한자가에너지발전및저장형개인용웨어러블센싱시스템 별도의전원공급및충전이필요없고, 휴대가편리하며의복형착용이가능한웨어러블스마트텍스타일기반의일체형에너지발전, 저장소자및센싱시스템기술 텍스타일형에너지발전복합소재기술개발 스트레처블에너지저장복합소재및소자기술개발 모노필라멘트및텍스타일기반유연 FET 센서소자기술개발 기술주요내용 구분현재기술기술의우수성 텍스타일형에너지발전복합소재 저효율의광에너지소재 세라믹기반압전소재 고효율 OPV 물질합성 유연한마찰에너지소재 경쟁기술대비우수성 스트레처블에너지저장복합소재 텍스타일기반유연 FET 센서소자 낮은다공성전극 연신성부여어려움 낮은비축전용량 단일물질센싱 소자의낮은신축성 2차원평면소자구조 게층적 / 고비표면적전극 신축성 100% 이상 높은비축전용량 다종자극동시센싱 고신축성웨어러블소자 필라멘트 / 텍스타일형 58

67 스마트의류 분류 응용분야 기대효과 내용 세계 센서시장은 2015년 795억 달러에서 연평균 7.9% 의 성장률을 보이며 2019년에는 1,161억달러로성장할전망 스마트시계, 스마트의류등웨어러블전자제품, 유해환경, 헬스케어용인체신호등모니터링 센서, 휴대용전자기기등에적용가능 주택, 사무실등주거공간및일상생활의환경물질모니터링서비스제공 농업, 산업및군사유해환경에서의실시간센싱기능제공 59

68 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 스마트의류분야키워드클러스터링 ] [ 스마트의류분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 Smart GARMENT 6~8 1. RFID smart garment 2. Smart garment 3. Smart garment and method for detection of body kinematics and physical state 60

69 스마트의류 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 02 SMART WEAR 6~8 1. Implications of smart wear technology for family caregiving relationships: focus group perceptions 2. Interactive design recommendation using sensor based smart wear and weather WebBot 3. APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SMART WEAR 클러스터 03 smart cloth 6~8 1. Cloth-based power shirt for wearable energy harvesting and clothes ornamentation 2. ELECTROCARDIOGRAPHY SCANNER MODULE, MULTI-CONTACT CONNECTOR THEREOF, ELECTROCARDIOGRAPHY SCANNER THEREOF AND SMART CLOTHES USING THE SAME 3. SMART CLOTHING 클러스터 04 monitoring, smart clothing 6~8 1. Smart Clothing for Ambulatory Human Motion Capture 2. Smart Clothing with Human-to-Computer Textile Interface 3. Smart Clothing for Simulated Touch and Concussive Force 클러스터 05 Motion Capture 6~8 1. The design of smart garments for motion capture and activity classification 2. Wearable motion capture suit with full-body tactile sensors 3. APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SMART WEAR 클러스터 06 mobile 4 1. A Cloud You Can Wear: Towards a Mobile and Wearable Personal Cloud 2. A low hardware cost wear-leveling algorithm for application of smart mobile terminals 3. Smart and connected actuated mobile and sensing suit to encourage motion in developmentally delayed infants 클러스터 07 hanger 6~8 1. A study of intermittent adjustment to resist displacement of smart garment using posture-stable daily actions 2. A three in one smart garment hanger 3. Application of smart system to textile industry: Preliminary design of a smart hanger for garment inspection 클러스터 08 energy harvest 5~7 1. Single-Thread-Based Wearable and Highly Stretchable Triboelectric Nanogenerators and Their Applications in Cloth-Based Self-Powered Human-Interactive and Biomedical Sensing 2. Smart Vital Signs and Accident Monitoring System for Motorcyclists Embedded in Helmets and Garments for Advanced ecall Emergency Assistance and Health Analysis Monitoring 3. WEARABLE POWER GENERATION DEVICE, WEARABLE CLOTHES CAPABLE OF GENERATING POWER AND POWER GENERATION METHOD 61

70 기술개발테마현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 09 medical 4~6 1. Effects of ready-to-wear sizing conventions on sensor placement for medical wearable sensing 2. Intelligent medical garments with graphene-functionalized smart-cloth ECG sensors 3. Sensor placement and wearable garments: Considerations for medical and fitness data 클러스터 10 wearable 4~6 1. Wearable speaker garments 2. Wearable stadium article of clothing 3. Wearable thermometer for measuring temperature inside a person's clothes 62

71 스마트의류 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 스마트의류요소기술도출 ] 분류요소기술출처 섬유기술 무선통신기술 데이터처리 광섬유 / 전도성섬유기술직물회로기술저전력무선통신기술스마트디바이스연동기술전기신호데이터인식기술전기신호데이터교환기술생체위험신호분석알고리즘 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 부착기술센서부착기술기술수요, 전문가추천 전원제어기술 고밀도배터리기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 63

72 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 스마트의류핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술키워드 섬유기술 광섬유 / 전도성섬유기술 직물회로기술 광섬유, 금속섬유사및금속코팅사와같이신호전달및전기에너지전달을위한섬유에대한기술광섬유또는전도성섬유를직조, 자수및프린팅기법등을이용하여회로를구현하는기술 무선통신기술 저전력무선통신기술데이터전송시저전력화를위한무선통신기술 스마트디바이스연동기술 통신기술을활용하여스마트폰또는서버와데이터를연동할수있는기술 데이터처리 전원제어기술 전기신호데이터인식기술 전기신호데이터교환기술 고밀도배터리기술 특수소재나초소형컴퓨터칩의전기신호데이터를인식할수있는기술 특수소재나초소형컴퓨터칩의전기신호데이터를교환할수있는기술 전원의사용량을감소시키기위하여사용형태에따라전원을제어하는기술 64

73 스마트의류 나. 스마트의류기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 65

74 기술개발테마현황분석 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 스마트의류기술분야핵심요소기술연구목표 ] 분류 핵심요소기술 기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 광섬유 / 전도성섬유기술 전도율 (%) 90% 이상 95% 이상 98% 이상 섬유기술 차세대지능형섬유기술개발 직물회로기술 직물회로오작동률 (%) 10% 이하 5% 이하 2% 이하 무선통신 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 연결성공률 (%) 연동성공률 (%) 95% 이상 95% 이상 97% 이상 97% 이상 99% 이상 99% 이상 고효율통신기술개발 데이터처리 전기신호데이터인식기술 전기신호데이터교환기술 인식성공률 (%) 교환정확도 (%) 95% 이상 97% 이상 99% 이상 80% 85% 90% 정확한데이터처리기술 전원제어 고밀도배터리기술 전원절감률 (%) 30% 향상 40% 향상 50% 향상 고효율배터리기술개발 66

75 스마트의류 라. 핵심요소기술심층분석 광섬유 / 전도성섬유기술 기술개발필요성 스마트의류를제작함에있어, 광섬유, 금속섬유사및금속코팅사와같이신호 전달및전기에너지전달을위함섬유에대한기술필요 가변성이우수하고, 다양한형태로변형되어도성능이유지되는섬유전극에 대한기술개발 기술개발전략 유연한섬유에전도성, 반도체성또는절연특성을갖도록하기위한코팅및 도금기술개발 비전도성인무기질섬유나탄소섬유를각종금속으로코팅하여전기전도성을 가지는무기질섬유또는전기전도성이향상된탄소섬유를제조하는기술개발 No 명칭출원인 1 스마트의류용전도성테이프및그부착방법주식회사아인테크 2 생체신호를측정하는스마트웨어 경북대학교산학협력단 3 스마트의복 코오롱인더스트리주식회사 4 RFID 스마트의복디제이비그룹엘엘씨 관련특허현황 5 생체신호측정용스마트의복의접속구조 인제대학교산학협력단 6 스마트의복회로보드용직물의전처리가공방법다이텍연구원 7 휨성을구비한공기주입형스마트웨어 8 유비쿼터스형섬유및스마트의류용전기전도성섬유제조장치 이화여자대학교산학협력단 주식회사와이제이씨 9 스마트의류의전도선제조장치한국봉제기술연구소 10 스마트의류용직물신호선구조 연세대학교산학협력단 환자모니터링장비분야 적용가능분야 헬스케어분야 교통약자및생활약자를위한보조장비분야 레저장비분야 관련기업 국내 : 코오롱인더스트리, 블랙야크, 대산플랜트, 디지탈솔루션 해외 : 노키아, PROVENANCE ASSET GROUP, MEDIBOTICS 67

76 기술개발테마현황분석 직물회로기술 기술개발필요성 스마트의류를제작함에있어, 광섬유또는전도성섬유를직조, 자수및프린팅 기법등을이용하여회로를구현하는기술필요 가변성이우수하고다양한형태로변형되어도성능이유지되는회로에대한 기술개발 기술개발전략 의복의접힘에의해회로선의끊김및중첩등으로인해발생되는신호전달및 전력전달문제를해결하기위한기술개발 스마트의류를입은사용자의인체동작시회로의형태변형을최소화하기 위한기술개발 No 명칭출원인 1 스마트발열의류의발열제어시스템주식회사블랙야크 2 적응형전열시스템및전열의류공위엔 3 스마트의복용커넥터및케이블조립체헬스와치리미티드 4 스마트발열의류와그의발열제어시스템및발열제어방법주식회사블랙야크 관련특허현황 5 영구도전소재를활용한생체신호감응형아웃도어한국섬유소재연구원 6 유아용스마트웨어김희삼 7 입출력인터페이스를갖는스마트의복한국패션산업연구원 8 생체신호측정기능을갖는스마트의류 연세대학교산학협력단 9 스마트의복회로보드용직물의전처리가공방법다이텍연구원 10 인체동작시의형태변형을최소화하는스마트의복및생체신호감지시스템 연세대학교산학협력단 환자모니터링장비분야 적용가능분야 헬스케어분야 교통약자및생활약자를위한보조장비분야 레저장비분야 국내 : 블랙야크, 다이텍연구원, 대산플랜트 관련기업 해외 : 헬스와치리미티드, 애플, CARRE TECHNOLOGIES, ENERGOUS, 히타치 68

77 스마트의류 저전력무선통신기술 기술개발필요성 스마트의류를제작함에있어, 특수소재나초소형컴퓨터칩을사용해 전기신호나데이터를교환하거나외부디지털기기와연결에다양한기능 수행이가능한섬유에대한기술필요 저전력장거리통신 (LPWA) 등을통해데이터의송수신이가능하도록하는기술 개발 기술개발전략 의류의내측에무선통신단말기와무선통신을수행하는모선모듈이구비되고, 무선모듈이커넥터로연결되어사용자의무선통신단말과초단거리무선통신을 수행할수있도록하는기술 의복의접힘에의해회로선의끊김및중첩등으로인해발생되는신호전달 문제를해결하기위한기술개발 No 명칭출원인 1 스마트주머니와이를이용한의류내무선연결시스템 연세대학교산학협력단 2 스마트의복및그제조방법한국패션산업연구원 3 광섬유직물디스플레이를구비한스마트의류제어시스템및그의스마트폰을연동한제어방법 주식회사엘티전자 4 입출력인터페이스를갖는스마트의복한국패션산업연구원 관련특허현황 5 스마트의복내에구비되는생체정보측정장치및그의생체정보측정방법 전자부품연구원 6 생체신호측정용스마트의복의접속구조 인제대학교산학협력단 7 스마트의류용커넥터주식회사루키스 8 인체동작시의형태변형을최소화하는스마트의복및생체신호감지시스템 연세대학교산학협력단 9 스마트의복및그제어방법 국민대학교산학협력단 10 스마트해양레저의류 대산플랜트 환자모니터링장비분야 적용가능분야 헬스케어분야 교통약자및생활약자를위한보조장비분야 레저장비분야 관련기업 국내 : 삼성저자, 대산플랜트, 블랙야크 해외 : 인텔, 애플, 코니카, CARRE TECHNOLOGIES, DISNEY 69

78 기술개발테마현황분석 스마트디바이스연동기술 기술개발필요성 스마트의류를제작함에있어, 통신기술을활용하여스마트폰또는서버와 데이터를연동하기위한기술필요 기술개발전략 사용자의생체신호및운동량등사용자정보를모니터링하는기술개발 사용자의디바이스에연동되어사용자의의복상태를제어하기위한기술개발 No 명칭출원인 1 광섬유직물디스플레이를구비한스마트의류제어시스템및그의스마트폰을연동한제어방법 주식회사엘티전자 2 스마트의복내에구비되는생체정보측정장치및그의생체정보측정방법 전자부품연구원 3 유아용스마트웨어김희삼 4 영구도전소재를활용한생체신호감응형아웃도어스마트의류한국섬유소재연구원 관련특허현황 5 자수직물전극을이용한생체신호모니터링시스템및이를갖는스마트웨어 상명대학교천안산학협력단 6 생체신호를측정하는스마트웨어 경북대학교산학협력단 7 스마트의류용전도성테이프및그부착방법주식회사아인테크 8 유비쿼터스형섬유및스마트의류용전기전도성섬유제조장치 주식회사와이제이씨 9 생체신호측정기능을갖는스마트의류 연세대학교산학협력단 10 RFID 스마트의복디제이비그룹엘엘씨 환자모니터링장비분야 적용가능분야 헬스케어분야 교통약자및생활약자를위한보조장비분야 레저장비분야 관련기업 국내 : 블랙야크, 디지탈솔루션 해외 : IBM, 헬스와치리미티드, 퀄컴, 디제이비그룹 70

79 스마트의류 고밀도배터리기술 기술개발필요성 스마트의류를제작함에있어, 전원의사용량을감소시키기위하여사용형태에 따라전원을제어하는기술필요 의복간비접촉통신이나전력전송을통한전원공급기술개발 의복의신축에대응하여전기를생성하는기술개발 기술개발전략 의류착용자의일상적인동작이나운동동작등착용자의움직임에의해전기를 생성하는기술개발 단추등과같이의복에위치하는악세서리로사용이가능하면서도의복에전원 공급이가능한배터리기술개발 No 명칭출원인 1 스마트발열의류의발열제어시스템주식회사블랙야크 2 자가발전형스마트의류주식회사블랙야크 3 스마트내열복및이의작동방법 티엘씨테크놀로지 4 스마트의류용배터리단추 인앤큐 관련특허현황 5 스마트의류용커넥터케이지및이를이용한스마트의류제어장치 6 스마트의류및그작동방법 주식회사블랙야크 코오롱인더스트리주식회사 7 RFID 스마트의복디제이비그룹엘엘씨 8 텍스타일스위치로조절하는스마트발열의류주호걸 9 전원을생성할수있는선재와, 이를이용한결합체, 및이를이용한스마트의복 실버레이주식회사 10 전원용태양전지를구비하고능동적열제어가가능한독립적의복 액티브스페이스테크놀로지스 환자모니터링장비분야 적용가능분야 헬스케어분야 교통약자및생활약자를위한보조장비분야 레저장비분야 관련기업 국내 : 블랙야크, 코오롱인더스트리, 대산플랜트, 인앤큐, 실버레이주식회사 해외 : 액티브스페이스테크놀로지스, 디제이비그룹, 노키아 71

80 기술개발테마현황분석 전기신호데이터인식및교환기술 기술개발필요성 스마트의류를제작함에있어, 특수소재나초소형컴퓨터칩의전기신호 데이터를인식및교환할수있는기술필요 의복의상태를제어하기위하여사용자단말또는의복에설치되는센서로부터 데이터를수신하는기술개발 기술개발전략 의류의상태를보다효과적으로관리하기위하여, 의류에설치되는센서에의해 의류의상태에대한데이터를감지하고, 이를외부의사용자단말로전송하는 기술개발 RFID 또는블루투스와같이근거리통신을이용하여사용자단말과데이터를 송수신하는기술개발 No 명칭출원인 1 전자열전모듈에의한지능형항온의복 2 지능형의류관리장치 3 공기대류방식에의한지능형항온의복 서울대학교산학협력단 칭타오하이어워싱머신캄파니 서울대학교산학협력단 4 RFID 스마트의복디제이비그룹엘엘씨 관련특허현황 5 생체신호측정용스마트의복의접속구조 6 스마트의복 7 스마트의류용직물신호선구조 8 생체신호를측정하는스마트웨어 인제대학교산학협력단 코오롱인더스트리주식회사 연세대학교산학협력단 경북대학교산학협력단 9 스마트발열의류와그의발열제어시스템및발열제어방법주식회사블랙야크 10 생체신호측정기능을갖는스마트의류 연세대학교산학협력단 환자모니터링장비분야 적용가능분야 헬스케어분야 교통약자및생활약자를위한보조장비분야 레저장비분야 관련기업 국내 : 삼성전자, 블랙야크, 대산플랜트 해외 : 인텔, 이베이, 코니카, BIO MEDICAK 72

81 기술개발테마현황분석 스마트시계 밴드

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83 스마트시계 밴드 정의및범위 스마트시계 밴드는사용자신체및활동정보측정의기능을가진손목착용형장치로, 다양한센서로활동정보를측정하거나, 휴대폰과연동해문자수신, 전화, SNS 등다양한기능의활용이가능한장치 스마트시계는임베디드시스템을활용하여시계기능외일상생활에이로운기능들을활용에목적을두고있는시계로, 스마트시계와스마트밴드의구분은전통적인시계의기능과형태를얼마나유지하는지여부에의해나눠지며그경계는명확하지않음 현재출시중인대부분의스마트시계 밴드는활동량측정기능을제공하고스마트폰과연동해전화나메시지수신알림기능을제공하고있으며, 보다전문적인피트니스트래킹기능, 모바일결제등과같은다양한기능적집합을가진제품들이출시될것으로기대정부지원정책 중소 벤처기업기술혁신지원, 신시장개척지원 의정책과일부부합 2017 년과기정통부에서발표한 4 차산업혁명관련기술분야중웨어러블스마트디바이스, 기술, 스마트 UI/UX 기술과부합성높음 상황인지 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 스마트폰 스마트홈플랫폼개발사들의높은관심 주변사업활성화및파급효과로인한정부지원 높은수준의 ICT 인프라와스마트폰기술력 세계최고수준의미세공정및모바일기술기회 (Opportunity) 모바일기기및스마트홈허브로써의기능확장요구 기능의향상을통한시장의다변화 차세대스마트폰산업발전전략과연동된개발 건강관리및웰빙에대한관심고조로스마트헬스케어에서비스수요증가 패션 브랜드 성능기반고가제품군형성 약점 (Weakness) 메이저제품군대비낮은인지도 제품가격인하요구로인한부품가격압박 소형화로인한제한된입 출력공간 짧은배터리수명 위협 (Threat) 글로벌스마트시계제조사의국내시장진입 킬러소프트웨어 / 어플리케이션 개발 지연에 따른 시장확대전망악화 배터리수명및사용시간미비 대기전력저감기술의미비 효용성에대한신뢰도와기대하락 중소기업의시장대응전략 부품의초소형화, 고기능화및저전력화기술개발을통한신규제품 서비스창출 IoT 융합화를통한 IoT 플랫폼허브기기개발로생태계선점

84 핵심요소기술로드맵

85 스마트시계 밴드 1. 개요 가. 정의및필요성 스마트시계 밴드는사용자신체및활동정보측정의기능을가진손목착용형장치로, 다양한센서로활동정보를측정하거나, 휴대폰과연동해문자수신, 전화, SNS 등다양한기능의활용이가능한장치 휴대폰이나태블릿 PC와통신하지않고직접데이터를처리하고필요한정보를제공하는독립기능과, 스마트폰과같은다른휴대기기와통신해서알림이나문자등주요정보를전달해주는연동기능으로구분 스마트시계 밴드는 착용가능한컴퓨터 로서그의미를지니고있으며, 시계나손목밴드로부터발전된개념이아니라스마트폰에서발전된개념 차세대스마트폰으로착용형기기가대두되었으며스마트시계 밴드는 2006년나이키의스마트신발에이어현재는웨어러블디바이스의대표적인제품으로출시된제품군 스마트시계는스마트폰과같이앱을다운받아사용하고, 전화, 메시지전송, 메일알림, 알람등스마트폰의기능과유사한기능을수행 스마트시계 밴드란이름은그형태의유사성에서차용되었으나, 스마트시계는단순히시간을표시하는전통적인시계들과는구분되며, 스마트시계와밴드의구분또한형태로구별 시계와같은형태로디스플레이가일정면적을차지하는제품이스마트시계, 디스플레이를최소화하여형태의단순화를한것을밴드로구분 최근스마트워치가전통적인시계에가까운리얼워치디자인으로점점진짜시계와의차별성을없애면서패션아이템역할을강조하는방향으로진화하는것에반해, 스마트밴드는헬스케어기능에보다집중하면서웰니스분야와협력을강화하고사용자맞춤형기능과가격경쟁력으로승부하는방향으로진화중 [ 스마트시계 밴드 ] 스마트시계 밴드는사용자몸에부착되어기존의스마트폰으로는알수없었던혈압, 심박 수등다양한신체의정보들을감지하고, 상시로사용자와메시지알림, 진동또는소리의 형태로정보를전달하는것에의의가있음 77

86 기술개발테마현황분석 기능적으로는무선기능의유 / 무, 목적측면에서는병리학적정보수집 / 스포츠 / 일상생활 / 사무등으로나뉘며다양한기능적집합을가진제품들로구성 최근에는스마트폰알림, 피트니스트래킹등의기능에더하여모바일결제등신규기능을추가하려는움직임이있으며, 궁극적으로모바일기기및스마트홈등주변 IoT 기기들의컨트롤을위한 IoT 허브역할을할것으로예상 78

87 스마트시계 밴드 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 스마트시계 밴드는제품의관점에서사용자내부 / 외부환경감지센서, I/O 디바이스, 무선통신, 전원기술등네가지로분류 사용자내부환경감지센서는혈압, 심박수, 체온등사용자의신체정보뿐아니라 GPS, 지자기센서, 가속도계등을이용해사용자의움직임도감지 사용자외부환경감지세서는온도, 습도, 미세먼지농도, 자외선정도등을감지하여, 사용자가일상생활을하는데필요한정보를제공 I/O 기기는사용자의명령이나정보를입력받는디바이스와사용자에게정보나알람을전달하는기기를포함 무선통신에는 100m 내무선통신저전력화기술과클라우드환경구축등을포함 배터리에는고용량화를위한배터리제조기술과전원관리기술등을포함 기타사용환경및기능확장을위한방수패키징기술, 모바일결제기술등이포함될수있음 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 사용자내부 / 외부환경감지센서 제품분류관점 생체신호측정 움직임및위치 외부환경 세부기술 혈압, 심박수, 체온등의신체신호를감지하는기술 체지방 근육량, 스트레스 ( 심박변이도 ), ECG 김지등기술범위확대 GPS, 지자기센서, 가속도계를이용한움직임을감지하는기술 온도, 습도, 미세먼지농도, 자외선등외부환경에대한정보를 정량적으로감지하는기술 스마트시계 / 밴드 I/O 디바이스 무선클라우드환경구축 Input Output 클라우드환경저전력화 음성을이용한명령어입력이나말을인식하고입력하는기술 손목의움직임이나외부기기를통해정보를입력하는기술 디스플레이를이용해정보를표시하는기술 진동이나소리를이용해사용자에게정보를전달하는기술 주변 IoT 기기들에명령을전달하거나사용자가소유한기기간의정보들을주고받는기술 일정범위내 IoT 기기들을상시적으로감지하고무선연결하기위한저전력화기술 전원기술 대용량배터리 소형, 손목착용형태에맞는배터리를디자인하고제품내부공간을 배터리를위한공간으로최대한활용하는기술 전원관리 대기시간에최소한의전력만소모되어소비전력을저감하는기술 79

88 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 공급망관점에서스마트시계 밴드기술은센서기술, 운영체제, 응용소프트웨어, 데이터가공및활용기술등으로구성 스마트시계 밴드는사용자내부 / 외부의정보를습득하기위한다양한센서기술을필요로함 스마트시계 밴드의구동을위해서는 IOS, 안드로이드등운영체제의기술과다양한기능을부가해줄수있는응용소프트웨어개발이포함 데이터활용기술은센서및 I/O 디바이스를통해입력된생체정보를포함한다양한정보들을유의미한정보로가공하여사용자의필요에맞게제공하는기술 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 공급망관점 센서기술 세부기술 사용자내부 / 외부의정보를받아들이는데활용되는센서의소재, 부품, 모듈, 디자인, 제작기술 스마트시계 밴드 소프트웨어기술 운영체제 응용소프트웨어 스마트시계 밴드를구동시킬수있는기본적인운영체제에관한 기술 스마트시계 밴드의다양한기능구현을위한응용소프트웨어개발 기술 데이터가공및활용기술 센서및 I/O 디바이스를통해입력된생체정보를포함한다양한 정보들을유의미한정보로가공하여사용자의필요에맞게제공하는 기술 80

89 스마트시계 밴드 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 스마트 시계 밴드 산업의 특징은 높은 경기 민감도, 후방 산업에 대한 큰 파급 효과, 자본 기술 집약적 산업, 차세대 성장 동력, 기존 시계제조업체-IT 업체와의 제휴 등으로 요약됨 [ 스마트시계 밴드의산업특징 ] 기술개발테마 스마트시계 밴드 특징 높은경기민감도 높은파급효과 자본기술집약적산업 차세대성장동력 기존시계제조업체 -IT 업체와의제휴 내용 고가의소비재특성상경기사이클과높은상관관계를보유 후방산업인소재산업, 기계 전자산업 IT산업등에대한파급효과가큰융복합산업 IT분야대기업의시장진출로최첨단기술과마케팅을위한대규모 유통망이필요한자본 기술집약적산업 스마트 IT기기들을상호연결해서제어하는스마트리모컨으로가능성이부각되어차세대 IT 산업의성장동력으로주목 기존명품시계의스마트화, IT 업체의브랜드이미지획득을위해두업종의제휴가활발 초기스마트시계 밴드는기존시계보다기능은다양하나디자인이투박하고섬세하지못하여시계고유의패션제품으로써기능은다소부족하였으나, 최근에는자체디자인개선, 패션브랜드와의협업등을통해패션아이템으로자리를잡아가고있는추세 미국스마트시계시장에서높은점유율을보이고있는애플은에르메스, 나이키와협업을통해만든 ' 애플워치에르메스시리즈 2', ' 애플워치나이키플러스 ' 등을공개 중국화웨이는디즈니X마블과의협업으로어린이를위한스마트시계를출시하였고, 삼성도스마트시계가사용자들에게좀더친숙한기기로다가갈수있도록기존의시계와최대한가까운디자인을선보임 TAG HEUER, SWATCH, TISSOT, IWC 등전통명품시계업체들또한스마트시계업체의인수혹은라이센스생산등을통해고가 고기능제품군을공략하는모습을보이고있음 * 자료 : Apple, 화웨이 [ 에르메스애플워치, 화웨이워치제품모습 ] 81

90 기술개발테마현황분석 스마트시계 밴드는기능별로세분화되는추세이며제품고유기능을강조하는방향으로마케팅이진행 스마트시계 밴드에대한관심이높아지면서패션업계, GPS 전문업체등다양한산업에서제품을출시하고있으며, 제조사별로제품고유의강점을살린마케팅에집중 가민은러너용스마트시계 ' 가민포러너 235', 전세계골프장의지도를제공하고스윙궤적과파워등을분석, 코칭해주는 어프로치 S6 등을출시했으며, Fossil은미스핏을인수해스마트시계 'Fossil Q' 시리즈를출시 마이클콜스, 소니등다양한업체들이제품개발및출시를준비하고있어향후더욱많은스마트시계가시장에출시될것으로전망 * 자료 : 가민, Fossil Q [ 가민포러너 235 및 Fossil Q 제품사진 ] 스마트시계 밴드는상시적으로사용자의몸에부착되어사용되는제품이므로사용자의인체신호를수집하여빅데이터화가가능하고, 이를위한소형화, 고성능화, 다양한센서기술, 고용량배터리기술및네트워크기술개발되면 U-헬스 ( 유비쿼터스헬스 ) 로의발전과정에서중간징검다리역할이기대 애플이스마트워치에탑재가능한첨단심장모니터링기술개발을진행중임. 심장모니터링기술탑재는고급패션액세서리로인식됐던스마트워치를고성능의료기기로전환하여잠재적인심장활동추적을목표로함 Omron은 'CES 2018 Unveiled' 에서참가해혈압모니터링기능탑재한스마트워치를선보임. 이제품은혈압모니터링을소형화해스마트워치안에서모니터링할수있으며, 일반적인스마트워치기능사용가능. 이제품과 Omron Connect 애플리케이션을사용하면쉽게혈압의상태를볼수있도록그래프형식으로건강상태를나타내주며원하는만큼의데이터유지가능 * 자료 : 구글, 미국특허청, [ 스마트시계 밴드헬스케어적용 ] 82

91 스마트시계 밴드 (2) 산업의구조 스마트시계 밴드산업의후방산업은프로세서, 메모리, 디스플레이, 배터리, 센서및모듈등부품제조및솔루션개발산업으로구성 주요부품별가격비중은프로세서 / 메모리 / 연결단자는 18%, MEMS 센서는 13%, 디스플레이소재는 11.4% 를차지하고있으며, 커버글래스 3.2%, 리튬이온배터리 1.1%, 기타 17% 를차지하는것으로나타나, 정보처리및통신기능을실행하는부품의가격비중이높음 * 자료 : 방송통신융합 - 스마트워치, Vol. 4 Issue9 KISTI MARKET REPORT, 2014 [ 스마트시계 밴드산업의 Value chain ] 전방산업으로는기술라이센싱을통한기존명품시계제조업체산업과스마트시계 밴드의기능을활용한건강관리서비스등서비스산업이있으며, 향후기술발전을통해모바일결제, IoT 컨트롤허브등의산업에활용될것으로예상 피트니스클럽에서그룹운동에참여하는사람들의심박수기반코칭서비스, 기업임직원대상건강관리서비스 (fitbit의 group health 서비스 ), 개인대상건강보험사의피트니스연계보험서비스등이출시 [ 스마트시계 밴드분야의기술산업구조 ] 후방산업스마트시계 밴드기술분야전방산업 프로세서, 메모리, 디스플레이, 배터리, 센서및모듈제작솔루션개발 스마트시계 밴드 명품시계제조업체라이센싱건강관리, 피트니스등서비스산업기업 / 개인피트니스연계보험서비스 83

92 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 세계스마트시계시장은 2021년 9,817백만달러규모까지성장할것으로전망되고있으나 스마트폰과차별화된혁신을보여주지못하여 IT 시장의주류가되기는어려울것이라는 전망이공존 2014년부터 2016년까지 예측한 연평균 성장률 15.5% 를 바탕으로 2016년 4,776백만 달러 규모에서 2021년 9,817백만달러규모까지성장할것이라는가트너의낙관적예측이있음 시장조사기관 스태래티지 애널리틱스 (SA) 의 발표에 따르면, 2016년 스마트워치의 판매량은 2,110만대로 2015년 (2,080만대 판매 ) 대비 1.4% 증가된 것에 그쳐 성장에 한계가 있다는 전망도존재 [ 세계스마트시계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 4,776 5,516 6,371 7,359 8,499 9, * 자료 : Gartner, 전세계피트니스웨어러블기기시장규모, 년시장규모는 14 년 - 16 년성장률적용 SA가 2016년 11월에발표한웨어러블디바이스시장전망에따르면, 2016년현재스마트밴드가 4,550만대규모, 스마트워치가 2,180만대규모를차지하여스마트밴드의점유율이더큰상황이나, 2022년에는역전되어스마트워치가 1억 2,400만대규모로성장하는반면스마트밴드의경우성장이정체되어 3,260만대수준을유지할것으로전망 [ 자료 : SA, 자료를이태희 자료에서재인용 ] [ 세계웨어러블디바이스시장전망 ] 또다른미국시장조사기관 IDC 에따르면, 2016 년 3 분기세계스마트시계판매량은 270 만대로 15 년동기대비 51% 감소 84

93 스마트시계 밴드 MS 는 16 년 10 월판매실적부진을이유로 MS 밴드 2 의판매를중단, 모토로라또한스마트 시계시장이충분한성장가능성이없어 모토 360 의후속작을개발하지않을것으로밝힌바있음 하지만현재의시장정체는제품성능의한계및혁신적응용어플리케이션의부재에인한것으로, 이의해결을통해스마트시계시장이새롭게활기를띌것이라는전망도있음 스마트밴드의제한된기능, 스마트시계의배터리문제와가격문제가해결될경우침체된스마트시계 밴드시장이다시활기를띌것으로전망 특히구글이안드로이드페이, 인공지능서비스 구글어시스턴트 등을지원하는안드로이드웨어2.0을탑재한스마트시계를출시하고, 아마존의 AI 비서알렉사와연동되는제품이출시될경우, 다양한기능 서비스제공으로새로운시장의성장동력으로작용할전망 일본야노경제연구소의 2016년자료에따르면, 2015년일본의스마트시계 밴드시장규모는출하대수기준각각 61만 5,000대, 140만 5,000대로스마트밴드가시장을견인한것으로나타남 같은자료에서, 2016년일본의스마트시계 밴드시장규모를각각 140만 5,000대 ( 전년대비 228.5%), 188만대 ( 전년대비 133.8%) 로예측하였으며, 2020년일본시장규모를스마트시계 650만대, 스마트밴드 350만대로예측 Smart Watch Group 은 2013 년매출기준으로상위 10 개사가전체스마트워치시장의 82% 를차지할것으로분석하였음 * 자료 : : Smart Watch Group, 2014 [ 2013 년매출액기준스마트워치시장점유율 ] 85

94 기술개발테마현황분석 (2) 국내시장 세계스마트시계시장성장이둔화됐다는평가를받고있는가운데, 국내에서이동통신서비스에가입된착용형스마트기기는최근 1년사이급증 과학기술정보통신부가집계한통신서비스연결웨어러블가입자수는 2016년 11월말기준 83만7천여명으로, 이는 2015년 12월말기준 36만3천여명에서 2배이상증가한수치이며, 2016년만보면매달 5만명안팎의신규착용형스마트기기가입자가늘어난수준 국내스마트시계시장규모는 2021년까지 4,945억원규모로성장할것으로전망 [ 국내스마트시계시장규모전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR ( 16~ 20) 국내시장 1,250 1,809 2,383 2,969 3,756 4, * 자료 : 밸류애드예측 ( 회귀분석, 선형, X-11 등으로반영한복합예측 ) 이동통신가입자와시나리오별구매예상비율을적용하고, 1 대당평균판매금액을 30 만원으로적용 21 년시장규모는 16 년 - 20 년성장률적용 우리나라는대기업의고성능스마트시계와함께여러중소벤처기업이특수기능을갖춘착용형스마트기기를개발하였으나, 글로벌시장경쟁력은기술수준대비낮은편이이며, 특히소프트웨어및핵심서비스가취약하고, 이를위한수직적 수평적협력체계도미흡한것으로평가 2016년 2월정보통신기술진흥센터에서수행한스마트디바이스에대한소비자인식조사에따르면, 스마트디바이스의보유율은 30.8%, 구매의향은 52.4%( 반드시구매 7.0%) 로조사 스마트디바이스사용에대한만족도는보통 (45.5%), 만족 (22.1%), 약간만족 (16.9%), 매우만족 (6.5%), 약간불만족 (5.2%) 의순 스마트시계등을포함한 IoT 환경에서정보통신서비스를전달하는지능화된단말 로본보고서의스마트시계 밴드에비해포괄적인개념임을유의 86

95 스마트시계 밴드 (3) 무역현황 스마트시계 밴드의무역현황분석은관세청품목분류변경고시 호에따라 HS Code 를분석대상으로함 국내스마트시계 밴드관련제품수출현황은 12년 11억 1,953만달러에서 16년 10억 3,141만달러로소폭감소했고, 수입현황은 12년 12억 7,638만달러에서 16년 16억 2,127만달러로증가 무역수지는적자를유지하고있는상태이고최근적자의폭이증가하였음. 수출이소폭감소함과동시에수입증가폭이컸기때문 [ 스마트시계 밴드관련무역현황 ] 구분 ( 단위 : 천달러, %) CAGR ('12~'15) 수출금액 1,119,529 1,008,923 1,182,817 1,364,769 1,031, 수입금액 1,276,376 1,359,939 1,492,614 1,582,749 1,621, 무역수지 -156, , , , , 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 87

96 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 초기시장을형성하였던스마트밴드가애플이나삼성전자등주요제조사들의스마트시계출시로인해시장이잠식될것이라는예상과달리스마트밴드와스마트시계는각자의특화된기능및가격영역을구축하며성장중 스마트밴드가제공하는걸음걸이수, 심장박동수, 운동거리측정등의기능이스마트시계에모두탑재되고, 플랫폼역시구글피트니스, 삼성헬스등과같은클라우드시스템으로통합되며스마트밴드시장이스마트시계에흡수될것이라는예상이있었으나, 스마트밴드는저렴한가격을내세워차별화된시장을확보하고있고, 여기에첨단기능을추가하는등특화된기능과저렴한가격을무기로독자적인영역을구축. 10만원내외인저렴한가격과, 활동량측정에더해심박수측정, 수면분석등건강관리기능및스마트폰연동전화 메세지수신알람기능을제공. 또한상대적으로오래가는배터리등으로 24시간착용할수있는웨어러블기기로각광을받고있음 이에반해스마트워치는전통적인시계에가까운디자인과명품시계브랜드와의협업으로패션아이템역할을강조하는방향으로진화중. 특히, 스위스전통시계제조업체들이스마트시계기술을라이센싱해독자적인스마트시계를제작하려는움직임에주목할필요 헬스케어가유망한분야로각광받으며걸음수, 이동거리, 칼로리소모량등을측정하는것을넘어, 심박수측정, 수면분석, 섭취한음식의칼로리분석등의기능이추가된제품들이출시 핏빗의 차지 HR, 샤오미 미밴드펄스 와같이심박수측정이가능한제품이피트니스밴드제 2세대로출시 연동되는어플리케이션을활용, 음식데이터베이스를제공하여섭취한음식을검색또는바코드스캐닝을통해활동량대비섭취칼로리를계산해주는등의서비스도시작됨 특히스마트밴드는스마트시계와의차별화를위해헬스케어기능에보다집중하며웰니스분야와협력을강화하며 스마트헬스케어브랜드 를표방 스마트시계의경우, 하드웨어적으로는짧은배터리수명을, 소프트웨어적으로는기존모바일기기, 스마트밴드를넘어설킬러앱의부재를해결해야함 핏빗, 미밴드와같은스마트밴드가한번충전으로, 일주일 ( 핏빗 ), 한달 ( 미밴드 ) 정도사용이가능한것에비해, 애플워치의경우한번충전으로사용가능한시간이하루정도로제약. 이로인해, 기능적인면을따라가기위한배터리의개발이필요 배터리의기술혁신방향은, 1. 대용량화 ( 소재 ), 2. 무선충전기술, 3. 유연화 (flexible) 로요약할수있음 최근매트릭스인더스트리 (Matrix Industries) 는체온으로구동해배터리충전이필요없는스마트시계파워워치 (PowerWatch) 를공개 ( 16년. 11월 ) 88

97 스마트시계 밴드 킬러어플리케이션의경우, 스마트홈, 지능화자동차등과같은주위의스마트기기들을 제어하는 IoT 허브로서의역할을기대할수있음 현재는스마트폰과태블릿 PC등을보다효율적으로이용하기위한보조적개념으로접근하고있으나, 차세대스마트시계 밴드는와이파이와블루투스등근거리통신망을통해다른기기와연결하는 사물간인터넷 의중심허브역할을기대 스마트 TV와스마트카, 홈네트워크시스템까지연결하여, 모든스마트기기들을제어하는스마트리모콘으로진화 차세대스마트시계 밴드는언제어디서나완벽하게스마트 IT 기기들을이용할수있는환경을제공하는동시에, 스마트 IT 사업의중심이중장기적으로스마트폰과태블릿 PC에서웨어러블컴퓨터로이동할것으로예상 또한, 모바일결제, 보안인증등의기능확대를통해실생활중심기기로도약이가능할것 (2) 기술환경분석 산업부와과기정통부는그동안 미래성장동력-산업엔지종합실천계획 ( 15년 3월, 제조업혁신 3.0 전략실행대책 ( 15년 3월 ), K-ICT 스마트디바이스육성방안 ( 15년 9월 ) 등을통해웨어러블산업발전전략을수립, 스마트시계 밴드분야산업육성을지원 2016년부터는 웨어러블스마트디바이스핵심부품소재사업 을통해과기정통부는플랫폼기술개발및상용화지원을, 산업부는웨어러블기기소재 부품기술개발을지원하고있으며, 5년간 ('16 '20) 총 1,272억원투자계획 2016년 8월, 2017년 9월에는 웨어러블디바이스기술개발공동워크샵 개최를통해관련연구개발현황을살펴보고향후기술개발협력방안등을논의하는등부처간 관련연구자간협력을강화 2018년정부 R&D 예산편성과정에서 4차산업혁명대응을위한 R&D 투자매트릭스에웨어러블디바이스가 21개대상분야중하나로선정되었으며, 상황인지기술, 스마트UI/UX 기술이세부분야로포함 웨어러블디바이스관련정부 R&D 예산은 18년도약 230억원정도반영되어전년대비 18% 증가율을보고있어, 정부의관련산업육성의지를확인할수있음 89

98 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 스마트시계 밴드를포함하는웨어러블디바이스분야국가별기술경쟁력을살펴보면, 16년기준최고수준기술보유국은미국 (100%) 이며, 한국 (80.2%) 은일본 (87.1%), 유럽 (86.3%) 에이어 4위권으로미국대비 1.3년의기술격차가있는것으로조사 미국대비 19.8%p의차이를보이고있으며, 전년 (15년) 대비 4.2%p 하락한것으로조사 우리나라의웨어러블디바이스요소기술별기술수준은다음과같음 [ 우리나라웨어러블디바이스의기술수준분석 ] 분류 요소기술 기술수준 격차 ( 년 ) 상대수준 (%) 인체착용형단말 웨어러블 HW 플랫폼 의류형스마트단말 피부부착형단말 인체삽입형단말 웨어러블단말 SW 플랫폼 웨어러블데이터취득 / 저장 / 전송기술 웨어러블 SW 플랫폼 웨어러블기기간상호연동기술 1 88 웨어러블센서기반사용자의도및상황인지기술 2 81 웨어러블보안기술 ( 정보 / 물리보안 ) 개인맞춤형서비스 / 추천기술 기타웨어러블디바이스 스마트웨어러블 UI/UX 기술 실감형웨어러블디스플레이모듈 웨어러블실감인터랙션 I/O 기술 웨어러블 ICT 핵심부품 * 출처 : IITP, ICT 기술수준조사보고서, 2016 글로벌시장에서경쟁중인기업은스마트시계 밴드분야에서각각핏빗-샤오미-가민, 애플-삼성전자임 IDC 자료에따르면, 글로벨웨어러블기기시장을위의 5개사가 50% 이상점유하고있으며, 핏빗 (19.2%), 샤오미 (15.2%), 애플 (13.6%), 가민 (6.2%), 삼성전자 (5.6%) 순 스마스시계분야는 2017년가을삼성과애플이각각 기어스포츠 와 애플워치3 를발매하며본격경쟁에돌입 나이키, 아디다스등스포츠용품기업들과중소스타트업들은틈새시장, 기업용시장을 타겟으로, 소량생산품목의전문화를통해서대기업과는차별화된전략을구사 대기업은현재의양산시스템을바탕으로대량의제품 / 서비스를만들수있도록비즈니스의 90

99 스마트시계 밴드 공통점을모색하고있으며, 중소기업과스포츠전문업체는자기들만의시장을선점할수있도록 대기업과의전략적차별점을모색 [ 기업규모별스마트시계전략특징 ] 대기업전략특징 중소스타트업특징 다양한형태의시계 틈새시장발굴 Fast Fashion 도입차별화 Vertical Platform 착용형기기센서차별화 협업플랫폼모델개발 생활라이프로그기반 목적형라이프로그기반 글로벌이슈개발 - * 자료 : 웨어러블생태계시장특성과대응방안 국내중소기업사례 휴이노는 2014년설립된스타트업기업으로 ICT 기반의혈압측정기기를주력상품으로생산. 손목시계, 혈압측정기, 스마트폰앱을접목하여본인뿐만아니라주변인들도건강상태를확인할수있는심전도측정손목시계를개발하였으며, 이를통해 2017 서울혁신챌린지최우수상수상 스마디는제품의기획, 디자인, 마케팅, 유통지원등에대한협업을기반으로개발에서출시까지제품의라이프사이클전반에대한서비스를제공하는방식으로각종스마트프로덕트를개발하는기업으로, 음성명령앱과연동하여스케줄관리가가능한 ZIP밴드개발. 또한디자인과기술력의결합을추구하는기업으로서독일 if 디자인어워드에서레저 라이프스타일부문디자인상을수상 마젤원 은빅데이터를활용한스마트응급의료시스템을개발해한국형의료 AI를선도하고있는업체로서, 연세의료원과공동연구협약을맺고전자의무기록시스템 (EMR) 에기반해응급상황에대비가능한웨어러블밴드개발 메디코넥스는병원에너지관리시스템, 모바일헬스케어, 웨어러블헬스케어등을제공하는 ICT 융합헬스케어전문업체로건강지표, Lifelog 수집등을활용하는클라우드컴퓨팅솔루션기반으로개인별로최적화된큐레이션제공. 또한건강관리 Data분석알고리즘플랫폼제공 직토는활동량을모니터링하여이를통한다양한정보를나타내고스마트폰및태블릿과도연동할수있는웨어러블코칭기기인 직토워크 를개발하였으며, 이는걸을때팔의스윙속도, 각도, 회전량분석을통해손목의진동으로전달하여올바른자세교정유도 투비시스는 IoT, 웨어러블스마트디바이스기술개발뿐만아니라상품판매솔루션제안업무역시수행하는회사로, Acc/Gyro 센서를활용한운동량측정및수면모니터링, 심박수 산소포화도 심전도 스트레스등생체데이터모니터링을통한건강관리솔루션개발 91

100 기술개발테마현황분석 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율당기순이익율 R&D 집중도 휴이노 스마디 마젤원 4) 직토 2, 투비시스 5) ) 마젤원 재무정보는 2015 년기준으로작성하였음 5) 투비시스재무정보는 2015 년기준으로작성하였음 92

101 스마트시계 밴드 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 스마트시계업체는 2016년판매량이예상보다저조하여침체기에접어든것이아니냐는우려가있었음에도불구하고, 신기술탑제, 패션아이템화등을통해새로운성장동력을이어가려는움직임 스마트시계, 스마트밴드업계는 2016년실적저조로상당한구조조정에돌입. 스마트밴드시장점유율 1위를차지하고있는핏빗의경우도부사장및 CBO가사임했을뿐아니라인력도 6% 감원하였음 세계최초스마트시계출시업체인페블의경우, 2016년말핏빗에인수 반면, 기존 IT 업체뿐아니라전통명품시계브랜드가스마트시계시장에뛰어드는모습을보이고있고, 이중상당수는 IT 시계업체와의협업을시도 스위스시계산업은스마트시계제조지원을위해조인트벤처업체인 MMT(Manufacture Modules Technologies) 를설립하여스마트워치부품을생산. 미국 Fullpower Technologies 사의특허및기술을라이센싱 Fossil은여러시계브랜드를라이센싱하여스마트워치제품을생산하고있으며, Coach, Hugo Boss, Tommy Hilfiger 등을생산하는 Movado 그룹은 HP와협업 아래표는스마트시계시장점유율상위기업의신제품위주로정리 [ 업체별스마트시계제품 ] 구분제품사진내용 애플 삼성 17 년 9 월공개한애플의 애플워치 3 series 는 LTE 통신을지원해스마트폰없이전화를사용할수있고, 스트리밍음악감상도지원할수있는것이특징 ( 전화번호는아이폰과공유, 국내에는셀룰러모델미발매심박센서내장, 50M 방수기능을통해수영시에도사용가능, 기압고도계내장등을통해피트니스기능을강화하였음알루미늄케이스와스테인리스스틸케이스를적용한제품라인과시리즈 2 와동일하게세라믹재질의케이스를적용한애플워치에디션을출시또한, 유명명품브랜드에르메스와협업을통한애플워치에르메스, 나이키와협업을통한애플워치나이키 +(Nike+ Run Club 어플기본탑재 ) 도출시하여패션및피트니스아이템으로서의선택의폭을넓힘 17 년 10 월공개한삼성의 기어스포츠 는 5ATM 방수인증을통해수영, 물놀이등다양한레저활동을지원. 글로벌수영용품업체인스피도와협력을통해수영방법, 스트로크횟수, 속도등운동정보자동인식 분석앱내장 삼성헬스 와 피트니스프로그램 및기압센서, 심박센서를활용한맞춤형건강관리기능도강화 93

102 기술개발테마현황분석 구분제품사진내용 가민 GPS 전문기업인가민은다양한용도의스포츠 아웃도어용스마트시계제품군을보유. 스포츠 액티비치특화기능은물론스마트폰과연동을통해전화, 문자, 이메일, 스마트알람등확인기능도탑재 피닉스 5 시리즈의경우수심 100 미터방수기능을탑재골프특화모델인어프로치 S60 의경우, 전세계 40,000 개이상의골프코스를내장하고있어풀컬러코스맵, 그린, 해저드, 도그렉까지의정확한거리제공. 골프스위분석기와의페어링을통해스윙훈련정보제공그외에도항공용시계, 사이클링, 러닝, 피트니스특화제품들을출시 화웨이 17 년 2 월 MWC(Mobile World Congress) 에서 화웨이워치 2 시리즈공개심박센서, GPS 를탑재하고있으며, 심카드를적용독립형기기로사용가능구글어시스턴트, NFC 지원 핏빗 17 년 8 월, 스마트밴드업체인핏빗이스마트워치 핏빗아이오닉 을공개 GPS, 심박센서, 50m 방수등피트니스밴드제작노하우를결집독자개발 OS 로구동되며전용앱스토어도오픈계획 그외에도새로운기능을탑재한스마트시계들이출시 매트릭스인더스트리는체온으로구동해배터리충전이필요없는 파워워치 를출시. 온도차이를이용해전력을만들어내는열전소자 (TEG, Thermal Electric Generator) 를사용하여, 체온과외부온도의차이를이용해필요한전력을만들어냄. 또한, 스마트워치의기능을최소화해시계표시, 심박수체크, 칼로리체크, 블루투스4.0 기반스마트폰연동등의기능만제공 스마트밴드 스마트밴드업계는기능적인면에서점차스마트시계시장으로잠식될것이라는우려와전망이있긴하지만, 현재는가격경쟁력, 배터리수명, 피트니스특화기능등을통해성장세를유지하는중 전반적인구조조정이있긴하나, 핏빗이스마트시계기업인페블을인수하는등영역확대를위한노력도엿보임 샤오미를중심으로한가격경쟁력기반제품들이아직 IoT의중심기기로자리잡지못하고있는스마트시계를넘어경쟁력을확보하고있음 94

103 스마트시계 밴드 업체별스마트밴드제품은다음과같음 핏빗 - 웨어러블디바이스분야시장점유율 1위를차지하고있는핏빗은피트니스밴드 / 클립에집중하며최근스마트시계도출시 - 기본적으로활동기록, 수면모니터링, 자동운동모니터링, 전화 문자 일정알림기능을갖춘제품을출시하고있으며, 최근 Alta HR, Charge 2 등심박수모니터링기능을갖춪제품을출시 샤오미 - 가격경쟁력을바탕으로시장점유율을높인대표적인제품 - 1,000 만대이상팔린 미밴드 의후속작으로 미밴드 2 출시. 심박센서와작은 OLED 디스플레이를추가 - 메시지읽기등의기능은없으나한번충전으로 20일이상사용가능하다는장점, 저렴한가격으로경쟁력을확보하고있음 가민 - 가민은스마트시계와더불어스포츠, 피트니스에특화된밴드형제품들을출시 - 혠, 심박센서, 기압고도계등을내장하며스마트알림기능제공 삼성 - 17년 9월출시된 기어핏2 프로 는함께출시된 기어스포츠 와같이방수기능등을탑제, 피트니스기능을강화 - 다른업체의제품들과마찬가지로, GPS, 심박계등을갖추고있으며, 비교적큰디스플레이를장착하여많은정보를제공하는것이특징 95

104 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 삼성 17 년 9 월, 스마트시계인 기어스포츠, 스마트밴드 기어핏 2 프로 를출시. 상세내용은상기 해외업체동향참조 삼성전자의 C랩분사기업인 ' 이놈들연구소 ' 가미국최대소비자가전전시회 (CES) 2018에서골전도기술을적용한신개념스마트밴드 ' 시그날 (Sgnl)' 을선보일예정 시그날은골전도기술을통해서손가락을귀에되면진동으로직접고막에소리를울려주어통화할수있는신개념스마트밴드로이는아무리시끄러운환경이어도아무런방해없이통화가가능하며주변소음방지기능이있음 또한, 기본적인통화기능이외에도운동량측정및앱알림기능등스마트밴드의본연적인기능에도충실한제품 LG전자 LG전자는 2017년초 안드로이드웨어2.0 을탑재한 LG 워치스포츠 와 LG 워치스타일 을출시. LTE를포함한자체통신으로스마트폰없이단독사용이가능 두모델의큰성능 기능차이는없으며, 디자인차별화를통해소비자선호도를공략 [LG 워치스포츠 ] [LG 워치스타일 SKT 스마트워치터치로본인인증기술개발하여 FIDO 협회국제공인획득 6) 스마트워치본인인증기술은금융거래나특정사이트로그인시보안 USB나 OTP 기기등인증장치를스마트워치로대체가능. 별도의보안기기나공인인증서없이빠르고간편하게본인인증이가능할뿐만아니라사내망이나인터넷뱅킹과같은강력한보안을요구하는사이트에서도 ID와패스워드를보완하는 2차인증수단으로활용가능 6) ZDNet Korea, SKT 스마트워치터치로본인인증기술개발,

105 스마트시계 밴드 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 각기업의제품들이유사한기능 성능을보이면서, 스마트밴드의경우가격경쟁을, 스마트시계의경우디자인과브랜드로차별화가진행 일상생활모니터링, 피트니스트래킹, 심박측정, 스마트알람 ( 밴드제품 )/ 통화 문자송수신 ( 시계제품 ) 등기능의차별성이점차사라지는추세 스마트밴드는유사기능 성능을제공하면서도가격경쟁력이있는핏빗과샤오미가우위를보이고있어, 센서 배터리 디스플레이등부품의가격압박이심해지고있음. 가민의스마트밴드제품군은차별화된기능 성능을제공하나, 타제품대비높은가격형성 스마트시계의경우, 브랜드충성도가높은애플과삼성이우위를보이고있으며, 기능 성능향상과더불어디자인측면을강조. 기존명품시계브랜드, 스포츠브랜드와의협업을통해차별성을확보하려는노력 GPS, 심박센서, 가속도센서의성능이큰차이를보이지않고현재의응용분야에충분한 성능을제공하는것에반해, 배터리의성능은여전히소비자의요구를충족하지못하고있는 상황 스마트밴드의경우한번충전으로하루이상 ( 샤오미제품의경우 20일이상사용가능 ) 을사용할수있는제품이출시되고있지만, 스마트시계의경우, GPS나일상생활모니터링을계속사용할경우매일충전을해야하는상황으로, 배터리수명이스마트시계제품군의약점으로대두 대용량 고효율배터리, 플렉서블배터리기술등이개발되고있으나, 상용화까지는 1~2년이추가적으로소요될전망 배터리의용량한계는디스플레이, GPS 기능의제한적사용등기능확장과콘텐츠개발또한제약하는요소로작용하고있어, 향후배터리기술이스마트시계진화에큰영향을줄전망 피트니스트래킹기능이주요수요가됨에따라운동동기부여를위한앱개발이활발해지고있음 단순히운동기록을저장하고분석정보를제공하던것에서, SNS를이용한동료 타인과의경쟁유도, 목표치설정및달성여부제공, 섭취칼로리대비소비칼로리제공등운동동기부여방법이내장된어플리케이션의개발이활발 새로운기능의부여및기술적혁신이정체된시장의돌파구가될전망 애플워치 3 시리즈의발매에도불구하고시장의확대가눈에띄지않는점은기존과유사한기능의제공은시장확대에한계가있음을시사 일부에서는스마트안경혹은스마트반지등에시장을내어줄수도있다고경고 이러한점은신규업체에게위기이자기회로작용할수있음. 동작인식, 모바일결제기능부가등으로피트니스와모바일통신보조기능이외의기능이추가된다면새롭게시장을창출할수있을것으로기대 일부에서주장하는바와같이, IoT의중심기기이자경제생활 신원인증의주요기기중하나로진화할필요 97

106 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 스마트시계 밴드특허상주요기술 주요기술 스마트시계 밴드와관련된기술은센서, 디스플레이및부품에대한기술이있으며, 센서에대한기술은극초소형가속도센서, 극초소형온도센서및극초소형지자기센서에대한기술로구분됨. 또한, 디스플레이에대한기술은극저전력소모터치스크린및시인성향상디스플레이에대한기술로구분되며, 부품에대한기술은극초소형마이크및대용량배터리제조및전원에대한기술로구분됨 분류요소기술설명 극초소형가속도센서기술 MEMS 가속도계및 ROIC 센서 극초소형온도센서기술 온도정확성및초소형화기술 디스플레이 극초소형지자기센서기술 극저전력소모터치스크린기술 자기장주변노이즈상쇄및신뢰성을갖는 MEMS 형지자기센서및 ROIC 개발 저전력화를위한전극구조및저전압구동기술 시인성향상디스플레이기술 시인성향상을위한 1 인치급반사형디스플레이 부품 극초소형마이크기술 대용량배터리제조및전원기술 표면실장형패키징기술및음질향상기술을통한 1mm 이하급 MEMS 마이크및관련칩셋개발 초소형스마트워치또는밴드에최적화된배터리및전원관리기술 98

107 스마트시계 밴드 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 스마트시계 밴드에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 극초소형가속도센서기술 센서 극초소형온도센서기술 극초소형지자기센서기술 디스플레이 부품 극저전력소모터치스크린기술 시인성향상디스플레이기술 극초소형마이크기술 대용량배터리제조및전원기술 합계 ,175 국가별요소기술별특허동향에서는대용량배터리제조및전원기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많았으며, 그다음으로는극초소형온도센서기술, 극초소형가속도센서기술및극저전력소모터치스크린기술이출원건수가많았음 대용량배터리제조및전원기술에서는미국이가장많은출원량을보유하고있으며, 유럽이상대적으로적은출원량을보유하고있고, 이외에다른모든요소기술에서도미국이가장많은출원량을보유하고있고유럽이상대적으로적은출원량을보유하고있음 이에따라, 스마트시계 밴드에대한기술은미국에서가장활발한연구가이루어지고있음을알수있음 99

108 기술개발테마현황분석 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 극초소형가속도센서기술 삼성전자 BLAST MOTION INTEL 대기업및공공연구기관중심삼성전자, 전자부품연구원등 센서 극초소형온도센서기술 JOHNSON & JOHNSON VISION CARE 삼성전자 BLAST MOTION 대기업및공공연구기관중심삼성전자, 전자부품연구원등 극초소형지자기센서기술 삼성전자성균관대학교 SMART HOLOGRAMS 대기업및중소기업중심삼성전자, 케이티, 해온테크놀로지등 극저전력소모터치스크린기술 삼성전자 IMMERSION LG 전자 대기업및공공연구기관중심삼성전자, LG 전자, 기초과학연구원등 디스플레이 시인성향상디스플레이기술 E INK 서울과학기술대학교 KOPIN 공공연구기관중심서울과학기술대학교등 부품 극초소형마이크기술 IBM CIRRUS LOGIC INTERNATIONAL SEMICONDUCTOR 오르페오사운드웍스 중소기업및공공연구기관중심오르페오사운드웍스, 로임시스템, 서울대학교등 대용량배터리제조및전원기술 LG 화학아모그린텍 INTEL 대기업중심 LG 화학, 아모그린텍, 삼성전자등 센서분야주요출원인동향 극초소형가속도센서기술에서는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며, 극초소형온도센서기술에서는 JOHNSON & JOHNSON VISION CARE가가장많은특허를보유하고있고, 극초소형지자기센서기술에서는삼성전자가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업및공공연구기관을중심으로극초소형가속도센서기술및극초소형온도센서기술에대한연구개발이이루어지고있음 100

109 스마트시계 밴드 디스플레이분야주요출원인동향 극저전력소모터치스크린기술에서는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며, 시인성향상디스플레이기술에서는 E INK가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업및공공연구기관을중심으로극저전력소모터치스크린기술에대한연구개발이이루어지고있으며, 시인성향상디스플레이기술은공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지고있음 부품분야주요출원인동향 극초소형마이크기술에서는 IBM 이가장많은특허를보유하고있으며, 대용량배터리제조및 전원기술에서는 LG 화학이가장많은특허를보유하고있음 국내에서는극초소형마이크에대한기술은주로기업및공공연구기관을중심으로연구되고 있으며, 대용량배터리제조및전원기술은대기업을중심으로연구개발이이루어지고있음 스마트시계 밴드분야의주요경쟁기술및공백기술 스마트시계 밴드분야의주요경쟁기술은대용량배터리제조및전원기술이고, 공백기술은극초소형지자기센서기술, 시인성향상디스플레이기술및극초소형마이크기술로나타남 스마트시계 밴드분야에서대용량배터리제조및전원기술이가장경쟁이치열할분야이고, 극초소형지자기센서기술, 시인성향상디스플레이기술및극초소형마이크기술분야는아직까지출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 센서 디스플레이 부품 극초소형가속도센서기술극초소형온도센서기술극초소형지자기센서기술극저전력소모터치스크린기술시인성향상디스플레이기술극초소형마이크기술대용량배터리제조및전원기술 : 200 건이상, : 150~199 건, : 100~149 건, : 50~99 건, : 50 건미만 101

110 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 극초소형가속도센서기술 가속도데이터를이용하여행동인식의정확도를향상시키기위한기술데이터처리시간과소비전력을감소시키는기술 센서 극초소형온도센서기술 사용자의체온을회피하면서주위온도의정확한측정하는기술 극초소형지자기센서기술 가속도데이터를이용하여행동인식의정확도를향상시키기위한기술기울기또는이동방향에대한데이터를이용하여실내에서사용자의위치를측정하는기술 극저전력소모터치스크린기술 사용자에게많은정보를제공하기위하여디스플레이를확대시키는기술 디스플레이 시인성향상디스플레이기술 극초소형마이크기술 시인성향상을위해화면의밝기를높이고화면의반사율을줄이는기술시인성향상을위해주변광원의밝기를기준으로명암비를변화시키는기술 주변잡음에의해오디오신호의음질이저하되는것을방지하기위한기술 부품 대용량배터리제조및전원기술 플랙서블배터리기술디스플레이의밝기등을자동으로조절하여전력을관리하는기술수면등과같은사용자의특정행동에따라자동으로전력을조절하는기술 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 스마트시계 밴드에대한요소기술대부분은대기업을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타났으며, 극초소형지자기센서기술, 극저전력소모터치스크린기술, 시인성향상디스플레이기술및극초소형마이크기술에서는중소기업또는공공연구기관에서의연구개발도함께이루어지는것으로나타남 극초소형지자기센서기술에서는가속도데이터를이용하여사용자의행동인식의정확도를 향상시키기위한기술과기울기또는이동방향에대한데이터를이용하여실내에서사용자의 위치를측정하는기술이개발되고있는것으로나타남 시인성향상디스플레이기술에서는시인성향상을위해화면의밝기를높이거나화면의반사율을줄이는기술및주변광원의밝기를기준으로명암비를변화시키는기술이개발되고있는것으로나타남 극초소형마이크기술에서는주변잡음에의해오디오신호의음질이저하되는것을방지하기위한기술이개발되고있는것으로나타남 102

111 스마트시계 밴드 중소기업특허전략수립방향및시사점 스마트시계 밴드분야의공백기술분야는극초소형지자기센서기술, 시인성향상디스플레이기술및극초소형마이크기술로나타남 스마트시계 밴드는다른모바일기기에비해착용성이뛰어나므로스마트폰이, 스마트TV 및스마트카를비롯한다양한제품을유기적으로연결시킬수있는제품으로유용하게사용될수있음 다만, 스마트시계 밴드분야에대해서는스마트폰또는웨어러블디바이스를개발및제조하는대기업을중심으로연구개발이이루어지고있기때문에중소벤처기업의참여가높지는않은분야임 극초소형지자기센서기술, 시인성향상디스플레이기술및극초소형마이크기술은공백기술로나타났지만지자기센서는일반적으로스마트폰또는웨어러블디바이스등에사용되는일반적인센서이므로스마트시계 밴드에적용되기위한구조개선과이에대한특허를확보하기위한전략이필요할것으로판단됨 향후중소기업은공백기술분야이면서공공연구기관에서연구개발을활발히하고있는시인성향상디스플레이기술에대해서는공공연구기관으로부터해당기술에대해이전을받거나공동연구개발을진행하여제품화하는방향을우선적으로고려해볼수있을것으로사료됨 103

112 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 과기정통부의 웨어러블스마트디바이스부품 소재산업 에참여하고있는출연연구소는한국전자통신연구원, 전자부품연구원, 구미전자정보기술원등이있음 인체활동통합관리지원을위한다중웨어러블 SW융합모듈및 SW응용플랫폼기술개발 과제에서는서로다르게운용되는웨어러블기기간데이터상호운용제한의문제점과저전력기반맞춤형디바이스기술개발트렌드에대응할수있는웨어러블디바이스플랫폼개발을목적으로웨어러블기기로수집되는정신건강및신체건강정보의통합관리및지원, 다중기능단일센서를통한저전력이가능한 SW융합모듈, 유연하게웨어러블기기를상호운용할수있도록하는웨어러블유연응용플랫폼개발및 3대서비스검증기술개발을추진중 - 참여기관 : ETRI( 주관 ), KETI, GERI ( 이상출연 / 공공연 ), 차후, 인포마트등 공주대학교는동사업의과제중하나인 효과적인개인운동을위한멀티웨어러블센서연동형스마트디바이스및서비스플랫폼개발 과제에참여중 개인신체특성을고려한멀티웨어러블센싱디바이스관련연구를진행중이며, 운동 / 건강측정및변화알고리즘개발, 클라우드연동퍼스널트레이닝플랫폼구조설계진행 (2) 연구개발자원 정부지원프로그램 웨어러블스마트디바이스부품소재사업 ( 과기정통부 ) - 미래사회에서도입 사용이급증할것으로예상되는다양한웨어러블스마트디바이스용핵심부품 요소기술개발, 서비스플랫폼개발및상용화 성과확산지원 - ( 기술개발 ) 웨어러블디바이스의기능성확보및제품 서비스를위한응용및상용화기술개발 - ( 상용화 성과확산 ) 웨어러블디바이스시장트렌드에신속하게대응하고향후글로벌시장선점을위한웨어러블디바이스상용화지원센터건립및공동활용장비구축 - ( 예산 ) 20억 ( 16) 49억 ( 17) - 과제공모 관리기관 : 정보통신기술진흥센터 과학기술정보통신부에서는 선택과집중 을통한 ICT 분야의창조경제성과의조기가시화를위한지원사업을운영 ICT 분야에서창업 벤처육성정책은총매년프로그램으로구성 운영중 미래글로벌창업지원센터, IoT 혁신센터 스마트콘텐츠센터등 8개센터가운영중이며, 투 융자를제외한예산은 371억원규모 ( 15년은 471억원 ) 104

113 스마트시계 밴드 예비창업자및창업초기기업을대상으로 DB-stars, 글로벌엑셀러레이터, SW 창업기획사, 디지털 콘텐츠코리아랩, 벤처 1 세대멘토링센터등이창업교육 멘토링 네트워킹등을지원 글로벌엑셀러레이터육성등은해외진출도병행지원 SW 분야 (IoT 등포함 ) 스타트업얼라이언스등을통해공모전에서해외진출까지지원하고, SW창업기획사선발을통해스타트업보육 성장을지원 기술 비즈니스지원을위한 IoT혁신센터, 클라우드센터운영중 콘텐츠분야 유망스타트업을 디지털 콘텐츠 코리아랩 으로 지정 및 지원하고, 스마트콘텐츠센터 ( 안양 ) 에서는 입주 제작지원 해외진출등을지원 스마트미디어분야는 스마트미디어이노베이션센터, 스마트미디어 X캠프등을통해테스트베드및 수요기업매칭도제공 HW 분야 14 년판교창의디바이스랩을구축하고, 15 년부터스마트디바이스창업공모전 시제품제작장비, 교육과멘토링등을본격추진계획 DB 분야 DB-Stars 단계별공모전 (Value-up 포함 ) 을통해데이터기반의초기및성장벤처를선발 육성하고, 빅데이터센터 ( 기술지원등 ) 운영 105

114 기술개발테마현황분석 한국기초과학지원연구원의 중소기업기술상담센터 물리학, 화학, 생물학, 지구과학등다학제적연구인력및장비전문가를확보하고있으며, 고도의숙련된연구장비운용경험및노하우를활용한중소기업의현장애로기술해결을위해각종상담서비스제공함 신청자격 : 중소기업전체, 전분야 분석기술상담 - 중소기업이기술개발과정에서직면하는분석지원관련핵심요소기술해결을위해기초 ( 연 ) 첨단장비및전문가를활용한기술상담실시함 장비수리컨설팅 - 장비에관한전문적인지식이미약한중소기업에대하여숙련된전문가를활용한징후조기발견및신속한장비수리컨설팅등을통해기술경쟁력강화를지원함 지원규모 - 예산 : 무료지원 - 지원기간 : 수시 [ 중소기업기술상담센터지원절차 ] 106

115 스마트시계 밴드 한국전자통신연구원의 1실 1기업맞춤형기술지원 ETRI 내 1연구실이 1개기업을패밀리기업으로지정하여밀착 집중지원하고패밀리기업의가상연구실역할을수행하여잠재적히든챔피언으로육성하는서비스 지원대상 : ICT분야중소기업, 중견기업등 제품개발에서상용화까지연구실및기업특성을고려한맞춤형지원 다양한기술지원요구에대응하여연구원전문분야별맞춤형집중지원 기업과연구원간정기기술교류회, 기술교육, 세미나등을통한상시기술교류확대 연구실에보유하고있는연구장비및시험시설무상지원 [ 1 실 1 기업맞춤형기술지원지원절차 ] 107

116 기술개발테마현황분석 나. 기술이전가능기술 [ 스마트시계 밴드의기술이전가능기술 ] 분류 내용 기관 한국전자통신연구원 기술 정의 필요성 스마트콘텐츠사용성분석도구기술 모바일콘텐츠로부터사용자로그데이터를수집하고, 대용량데이터에대한통계 / 시각화정보를제공하는기술 사용자의이용패턴을분석하여모바일콘텐츠개발에이용 기술특징 - 다량의모바일기기로부터송신되는대량의이용자로그를실시간으로분석 Activity Analysis - 활동분석 - 개발사별대시보드를제공하고신규, 누적, 실시간사용자및세션정보분석을제공 - 스마트콘텐츠의사용자로그정보를시간의흐름에따라다양한방식을통해분석및요약 Cohort Analysis - 코호트분석 - 사용자활동변화를추적할수있는재방문율 (Retention) 정보제공 - 가입자중재접속을한사용자의재방문율을총활동시간, 접속횟수등세부통계정보와변화추이의모니터링제공 Funnel Analysis - 퍼널분석 - 단계별사용자추이제공및실행프로세스별사용자실행수에대한추적제공 - 단계별이탈자의비율을측정하고프로세스의적정성이나기능배치의유용성등에대한검증및콘텐츠제공의목적성을달성하기위한기능개선제공 Event Analysis - 이벤트분석 - 기능선호도나메뉴진행과정등개발사가별도로정의한이벤트에대한모니터링제공 - 스마트콘텐츠의기능, 액션, 메뉴등개발사가정의한이벤트를사용자반응과시간의흐름에대한활용도및선호도에대한즉각적인분석제공 응용분야 콘텐츠개발및고객분석서비스제공 : 이용자의사용추이를분석에적합한콘텐츠개발및 고객서비스제공 108

117 스마트시계 밴드 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 스마트시계 밴드분야키워드클러스터링 ] 109

118 기술개발테마현황분석 [ 스마트시계 밴드분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 Smart watch device 6~8 1. Smart watch and monitoring system for dementia patients 2. Smart watch for monitoring physical activity in patients with chronic obstructive pulmonary disease 3. Smart watch potential to support augmented cognition for health-related decision making 클러스터 02 wearable band 4~6 1. Smart wearable band for stress detection 2. The Smart Patches and Wearable Band (W-Band) for comfortable sleep monitoring system 3. Wearable band for hand gesture recognition based on strain sensors 클러스터 03 display unit 4 1. Electronic display screen with a wearable band 2. Add-on dial for watches, mobile phones, computer screens, or other wearable displays 3. Smart-watch including flip up display 클러스터 04 data analysis 6 1. Analysis of different wearable textile substrate using aperture coupled microstrip patch antenna for ISM band 2. Smart watch accelerometry for analysis and diagnosis of tremor 3. Watch what you wear: Preliminary forensic analysis of smart watches 클러스터 05 wearable device 4~6 1. A Study on the Intention to Use the Wearable Device in Taiwan: A Case Study on Xiaomi Mi Band 2. Efficient Dual Band RF Energy Harvesting Front End for Ultra Low Power Sensitive Passive Wearable Devices 3. Evaluation of SARs in a human-body model due to smart-watch wearable device 클러스터 06 antenna 4 1. Antenna system for a smart portable device using a continuous metal band 2. ANTENNA SYSTEM FOR A SMART PORTABLE DEVICE USING A CONTINUOUS METAL BAND 3. Coupled Multi-bands Antennas in Wearable Wireless Devices 클러스터 07 control unit 6~8 1. Smart watch and control method for the same 2. Smart watch, display device and method of controlling therefor 2. An optimized fusion method for double-wearable-wireless-band platform on remote controller 110

119 스마트시계 밴드 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 08 touch sensitive 6~8 1. Smart watch with adaptive touch screen 2. Touch sensitive wearable band apparatus and method 3. Using a touch-sensitive wristband for text entry on smart watches 클러스터 09 Measuring 6~8 1. Accurately Measuring Heartrate Using Smart Watch 2. Design and Fabrication of Smart Band Module for Measurement of Temperature and GSR (Galvanic Skin Response) from Human Body 3. Smart watches for physiological monitoring: A case study on blood pressure measurement 클러스터 10 Wireless Devices 4~6 1. Coupled Multi-bands Antennas in Wearable Wireless Devices 2. SMART WATCH FOR ENABLING WIRELESS CHARGING 3. Wearable Multi-Band Wireless Transceiver 111

120 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을위한요소기술도출 [ 스마트시계 밴드요소기술도출 ] 분류요소기술출처 센서저가격화, 고성능화, 저전력화기술 전문가추천 사용자내부 / 외부감지센서 동작인식, 체성분분석등신기능센서생체신호 / 인체동작센서외부환경감지센서시인성향상디스플레이 전문가추천 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 디자인향상 기술 / 시장분석, 전문가추천 I/O 디바이스 저전력, 고해상도디스플레이 기술 / 시장분석, 전문가추천 문자입력용가상키보드 기술 / 시장분석, 전문가추천 극저전력소모터치스크린기술 전문가추천 무선통신 부품 전원기술 저전력무선통신기술통합 IoT 통신및운영기술극초소형마이크기술고효율, 초소형배터리고효율전력관리기술 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술 / 시장분석, 전문가추천 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술 / 시장분석, 전문가추천 112

121 스마트시계 밴드 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 스마트시계 밴드핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술정의 사용자내부 / 외부감지센서 생체신호 / 인체동작센서 외부환경감지센서 체온, 걸음걸이등인체로부터발생하는신호를감지하는센서설계 제작기술 온도, 빛, 지자기등인체외부에서발생하는신호를감지하는센서설계 제작기술 시인성향상디스플레이 시인성향상을위한 1 인치급반사형디스플레이 I/O 디바이스 문자입력용가상키보드 손가락움직임, 패턴감지등을통해좁은디스플레이영역을극복하여편리하게문자입력을도와줄수있는가상키보드 무선통신 저전력무선통신기술 블루투스, WiFi 등무선통신에사용되는전력소모를최소화하는기술 전원기술 고효율, 초소형배터리 고효율전력관리기술 스마트밴드 시계에최적화된고용량초소형배터리제작기술 스마트밴드 시계에최적화된전원관리기술 113

122 기술개발테마현황분석 나. 스마트시계 밴드기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 114

123 스마트시계 밴드 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 스마트시계 밴드분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 사용자내부 / 외부감지센서 생체신호 / 인체동작센서 오차율 (%) ±3.5% ±2.0% ±1.5% 외부환경감지센서오차율 (%) ±3.5% ±2.0% ±1.5% 인체내외부의다양한정보수집 I/O 디바이스 시인성향상디스플레이 문자입력용가상키보드 시안성 ( 야외기준 ), 디자인향상 A A+ A++ 인식률 (%) 95% 이상 98% 이상 99% 이상 시안성과심미성을만족시키는저전력고해상도디스플레이제작 휴대성이강조된텍스트입력도구개발 무선통신 저전력무선통신기술 전력사용량 (100m) 30mA 이하 10mA 이하 7mA 이하 IoT 통합허브 전원기술 고효율, 초소형배터리 고효율전력관리기술 동작시간 2 일이상 3 일이상 4 일이상 24/7 사용가능기기 115

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125 스마트패치 기술개발테마현황분석

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127 스마트패치 정의및범위 스마트패치는신체에부착하여사용하는기기를의미. 이기기는신체내 외부의다양한정보를획득하여외부전자기기혹은전문가집단에전달하여사용자의편의 / 건강을증진시키거나, 외부전자기기로부터받은정보를통해사용자에투약, 전기자극등의작용가능. 특히정보의획득을통해획득한사용자의생체빅데이터는수많은편의와산업의파생가능 두께에따라얇은디바이스는박막형패치, 늘어나는패치는스트레쳐블패치라함. 현재기술수준으로는딱딱하고두꺼운패치가주를이루고있으며피트니스, 헬스케어, 인포테인먼트, 엔터테인먼트등목적에따라서도구분가능정부지원정책 기획재정부 2018년예산안에따르면 4차산업에기술개발투자확대할예정 (1.2 -> 1.5조 ) 빅데이터에대한관심이증대되면서데이터마이닝에대한수요도증가하고있음. 이에따라정확하고지속적인정보수집을위한스마트패치기술의필요성이커지게될전망 과학기술정보통신부는 2016년부터 웨어러블스마트디바이스부품소재사업 을통해관련연구를지원중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 세계최고수준의 ICT 인프라및제조기술력보유 정부의산업지원정책및지원 신서비스의높은수용성기회 (Opportunity) ICT 디바이스기술발전과비용감소에따른융합가속화 관련세계시장의초기성장단계 초기단계로선진국추격용이 기존의기술및제품에다양한파급효과발생 약점 (Weakness) 선진국기업대비부족한인지도및유연성 기술경쟁력및원천기술 관련법규와인프라미비위협 (Threat) 선진국의지적재산권선점 중국등신흥국가의도전 초기기술단계로성공한제품모델을찾기어려움 미해결된핵심기술, 소형화, 최적화의달성어려움 중소기업의시장대응전략 기술주도형전략 : 미흡한기술인 logic 및무선통신디바이스의박막화, 소형화, 스트레쳐블화를달성하여기존제품들과의융합및개선을통해다양한제품분야에진출및적용 제품집중형전략 : 기존의기술의범위에서적용가능한수요있는제품군을도출하여진출

128 핵심요소기술로드맵

129 스마트패치 1. 개요 가. 정의및필요성 스마트패치는웨어러블디바이스의일종으로, 인체에부착가능한모든형태의디바이스들을스마트패치라고정의함. 매우얇은피부형패치는에피더멀디바이스라불리며렌즈형, 파스형등다양한제품이존재함 ( 아래그림참조 ). 다른웨어러블디바이스와다른점은옷처럼입는게아닌부착하여사용하는것임. 디바이스자체에부착력을주거나다른도구를이용하여인체에부착된패치를이용하여인체의생체정보 ( 온도, 습도, 심박수, 글루코오즈농도등 ) 나움직임을주기적으로혹은실시간으로수집하여외부기기에전해주거나디스플레이를통해유저에게정보를제공함. 혹은외부의신호나센싱한신호에의해인체에열, 전기자극, 저주파등을주거나약을주입하는등의역할도함 에피더멀디바이스 : 피부와유사한물리적성질을가진늘어나는박막형디바이스를통칭하는것으로제작이매우어렵고고가이지만스마트패치가나아가야할궁극적인목표점 파스형 : 기존의기술을차용한형태로기존의단단한제품들에부착력을더하여인체에부착해사용하게됨. 단단한제품들로구성되어있으므로장시간부착시피로하고불편함체감 [ 다양한형태의스마트패치 ] 인체와밀접하게붙어있기때문에정교한상호작용이가능함. 유저의노력없이도지속적으로부착되어작동하므로지속적인측정과상호작용이가능함. 그에따라헬스케어분야에서는스마트패치의적용가능성을다방면으로검토중임. 특히아기나치매노인혹은장애인과같은약자를위한제품들은많은관심을받고있음. 이를통해수집된자료들은추후빅데이터를위한데이터마이닝자료로사용될것으로기대 패치의가장중요한점은지속적으로측정이가능하다는것인데, 이를통해기존에는알지못했던병리학적정보를얻을수있으며밀접하게붙어있으므로유저와의상호작용이용이함. 지속적이며즉각적인상호작용을통해측정이나진단의오차율을최소화할수있으며기존의장착형, 포터블형에비해편리함과쾌적함을갖고있음 121

130 기술개발테마현황분석 위와같은이유로스마트패치는 4 차산업의핵심부품으로그필요성이매우큼. 이를통해패치는 착용자에게새로운경험과서비스를제공할것으로기대되며, 국민의건강과행복을증진시킬수 있을것으로기대됨 [ 스마트패치시스템개념도 ] 나. 범위 (1) 제품분류관점 패치는부착가능한기판, 그위에실장되는유닛디바이스, 디바이스를연결하는전극, 패키징으로이루어짐 사람의인체는늘어나므로편안한착용을위해스마트패치도같이늘어나야목적에부합함. 하지만현재는대부분늘어나지않는디바이스들을단단히패키징하여피부에부착하여사용함 매우얇고늘어나는스마트패치는현재학계와산업계에서활발히연구되고있음 유닛디바이스의범위가가장광범위한데이를크게전원부, 논리부, 무선연결부, 센서부 (from body), actuator (to body) 로나눌수있음 - 전원부 : 배터리, 자가전원발전장치, 전원관리장치 - 논리부 : micro controller unit으로연결된기기들에다양한명령을내려작업을관리하는장치 - 센서부 : 물리적, 화학적신호들을감지하여신체내외부의정보를감지하는장치 - 무선연결부 : 측정되거나처리된신호를외부의기기에전송하는장치 - actuator: 외부의명령이나논리부의명령을받아신체에특정자극을전달하는장치 기판은늘어나면서인체에무해한소재들이다수존재함 늘어나는전극소재는소수존재하나, 공정상소재상관점에서각기한계점을지니고있음 122

131 스마트패치 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 제품분류관점 자가전원발전기술 세부기술 전원부 박막형배터리, 3D 배터리 전원관리기술 스마트패치 유닛디바이스 논리부 센서부 무선연결부 전극 기판 패키징 actuator MCU (micro controller unit) 제작기술 Circuit artwork 바이오센서기술 (glucose, KOH) 물리센서기술 ( 가속도, GPS, touch, 충격 ) 외부환경측정센서기술 ( 습도, 온도, 자외선 ) 저전력무선통신기술 노이즈제거기술 진동 (haptic), 스피커, 디스플레이 열, 전기자극제공기술 성형이자유로운전극 프린팅가능한전극 늘어나는전극 늘어나는기판소재기술 부착가능한기판소재기술 생체적합 ( 발진, 습진억제 ) 기판소재기술 외부충격, 습도, 자외선, 온도등에서패치를보호하는패키징기술 123

132 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 스마트패치는그목적에따라필요로하는기능이다르고이에실장되는유닛디바이스가달라짐 스마트패치는 < 건강, 의료용 > < 운동, 레저용 > < 생활약자용 > < 게임용 > 등미래산업시장에서많은부분을차지할제품으로서다양한응용처가있음 빅데이터수집을위한데이터마이닝관점에서도스마트패치의필요성이커지고이를이용한인류의행복및건강증진을기대하고있음 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 공급망관점 건강, 의료용패치 세부기술 혈압, 혈당, 심전도, 호흡, 체온, 스트레스지수등을무선통신으로의료진에게전달해주는기술 입김등피부에서감지할수있는생화학적가스정보를연속적으로측정할수있는기술 인간감정 ( 이해, 측정, 이해소통관련 ) 을모니터링하는센서 스마트패치 운동, 레저용패치 심박동수, 호흡률, 온도, 위치등을기록하고전송해주는기술 자세를판단하고교정해주는기술 게임용패치 증강현실, 가상현실등의게임에서촉각을감각하게해주는기술 자세와동작을인지하여게임에반영하는기술 생활약자용패치 아기의체온이나습도, 기술 기분등을감지하여보호자에게전송하는 노인의사고 ( 낙상, 심장마비 ) 를감지하여응급구조하는기술 124

133 스마트패치 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 현재는스마트패치분야의기술태동기로서항시적으로편리하고안정감있게착용하기위한제품에대한시장의기대가크며, 관련기술또한매우빠르게발전되고있음 기판, 전극, 융합, 패키징등의기술이발전되어야차세대스마트패치제품이개발될수있음 벤처, 중소기업을중심으로기존의기술을스마트패치에접목한기술들이속속발표되고있음 스마트패치제품에대한사회의인식과기대가발전하는단계 스마트패치는다양한유닛디바이스가결합한제품이긴하지만스마트폰과같이아주다양한기능을가지는것이아닌하나에집중된기능을가질것임. 이는제품의특성상갖게되는한정된부피와면적에기인함 외부기기, 전문가집단과정보를주고받는무선송수신기능이중요함 배터리부피의한계로가동시간이짧을수있으므로저전력기술이중요함 피부에부착되므로편안함과생체안정성이핵심이며추후정부의표준화와규제가마련되어야함 헬스케어산업의사용자의개인생체자료를꾸준히확보해야하는특성상스마트패치를통해얻어지는정교한라이프로그데이터는사람들의생활습관이나건강정보등을풍부하게담고있어그중요도가점차부각될것임 의료소비자들은스마트디바이스와센서기술을통하여일상에서손쉽게자신의식사량이나혈압, 운동량등건강상태에대한기록수집과개인관리가가능해지면서정량적수치를통해자신의건강을관리하는것이하나의트랜드로확산되고있음 빅데이터-딥러닝과의연계로획기적인의료성과가도출될전망임 과거의료서비스패러다임이질병이발생하면치료를받는치료 / 병원중심에서이제는스스로건강을관리하는예방 / 소비자중심으로변화함. 이러한패러다임의변화가헬스케어산업시장이더욱커지게되는배경이되고있음 이를통한의료비의절감효과도기대할수있음 125

134 기술개발테마현황분석 운동, 레저용산업은현재가장활발히제품개발이이뤄지고시장이성장하고있는분야임 일상생활에서개인의건강관리는새로운시장으로, 센서기술의발전, 다양한사업모델을통해급속도로성장이예상됨 사물인터넷과융합한스마트헬스데이터수집, 분석기기는일상생활에서의건강관리에활용증가가예상됨 바이오센서기술의발전으로센서가소형화됨에따라일상생활에영향을주지않으면서데이터측정이가능해졌고, 중력, 가속등활동감지를통해착용자의신체활동정보를추가함으로써보다정밀한계측과데이터를축적하고, 물리량과활동정보를조합하여가공된정보생산도가능 웨어러블밴드, 시계형태의경우와비교해스마트패치는노이즈가없는정교한데이터를얻을수있고, 보다편리한착용감을장점으로내세울수있지만아직이를만족시키는제품이발표되진않고있음. 스마트패치에적용되는기술이더고난이도이기때문임 [ 헬스케어 IT 솔루션분류 ] (2) 산업의구조 후방산업은스마트패치의핵심기술인소재 ( 기판, 전극, 바이오소재 ) 기술, 로직회로기술, 저전력무선통신기술, 소프트웨어기술, 패키징기술등이있음 목표로하는전방산업에의해필요로하는후방산업기술군이달라짐 기술숙성단계로후방산업은학계및연구소에서주도적으로기술개발이이뤄지고있음 전방산업은헬스케어, 피트니스, 게임, 생활약자용보조기기, 아기용품등으로구성 126

135 스마트패치 후방산업기술의개발정도에따라새로운전방산업의출몰가능성이매우높음 소비자에직접연계된최전방산업의성격을지니지만, 제품에서생산된정보는전문가집단혹은프로그램을통해가공되어야의미있는데이터가되는특징이있음 이를위해노이즈제거기술, app 개발, 데이터패턴닝기술, 전문가감수등의데이터처리기술분야가필요함 [ 스마트패치분야의기술산업구조 ] 후방산업데이터처리기술분야전방산업 기판소재개발, 전극소재개발, 로직회로설계, 센서개발, 바이오설계, 임베디드소프트웨어, 저전력무선통신기술 노이즈제거기술, app 개발, 데이터패터닝기술, 전문가감수 헬스케어피트니스게임생활약자용보조기기아기용품 [ 바이오메디컬제품동작예시 ] 127

136 기술개발테마현황분석 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 스마트패치의총출하량은 2022년까지매년 3,510만개에이를것으로예상됨 Tractica는임상및비임상연결웨어러블패치의전세계출하대수는 2022년까지매년 2017년 966,000대에서 3,510만대로증가하여, 이기간이끝날때까지 79억달러의매출을달성할것으로예측함 시장정보기관은임상애플리케이션이전체시장의약 80 % 를차지할것으로전망함 시장은개발및상용화의초기단계에있지만환자건강을개선하고의료비절감에기여할가능성은매우크기에성장가능성을높게전망하고있음 2022년까지전체웨어러블디바이스출하량대비약 8% 까지성장할것으로전망되고있음 웨어러블디바이스세계시장전망 : ( 15) 약 300억불 ( 26) 약 1,500억불, 연평균 15.8% 성장 (IDTechEX, 16) [ 스마트패치출하량전망 ] [ 전체웨어러블디바이스출하량전망 ] 스마트패치는현재북아메리카를중심적으로산업이전개되고있으며, 유럽, 아시아, 라틴 아메리카, 중동의순서로많은제품을출하하고있음 [ 지역별출하량추이 ] 128

137 스마트패치 스마트패치산업은현재연구및상용화개발단계에있어, 세계시장규모및전망을명확하게파악하는것이어려워의료분야반도체시장을통해성장가능성을예측해볼수있음 [ 의료반도체세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 6,200 7,200 7,400 8,200 9,200 10, * 자료 : IC Insight, Medical semiconductor market forecast, (2) 국내시장 스마트패치의제품관련국내시장은통계로잡혀있지않고, 관련된응용시장의규모를통해유추해볼수있음 국내실시간건강관리시스템시장은 2015년 1,048억원에서연평균성장률 19.3% 성장하여 2020년약 2,533억원에이를것으로전망됨 세계시장의 13~ 15년연평균성장률 47.8% 에상대적으로낮은성장률이나국내시장도꾸준히성장할것으로전망됨 세계최고수준의 ICT 인프라를가졌으나, 헬스케어관련원천기술부족및낮은기술신뢰도, 국가중심의보편적인보건의료서비스제공으로인해일반시민들의헬스케어 IT 이용요인부족등이그원인인것으로예상됨 [ 실시간건강관리관련국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 1,251 1,492 1,780 2,124 2,533 3, * 자료 : Technavio(2015), Global Digital Health Market , TDB 재구성 (2016), 헬스케어 IT 솔루션 (3) 무역현황 무역현황은 wearable device의 HS code 으로살펴보았음 수출금액은 12년 2억 1천만달러에서 16년 1억달러수준으로감소하였음 국내의기술발전과시장의성숙이필요하며, 스마트패치관련인프라와통계지원이시급한실정임. 해외시장진출을독려하기위한정책이필요함 129

138 기술개발테마현황분석 [ 스마트패치관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 211, , , , , % 수입금액 136, , , , , % 무역수지 75,096 12,062-66,837 87,657-94,834 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 출처 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 130

139 스마트패치 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 연구개발동향 스마트워치, 밴드중심으로웨어러블디바이스기술들이개발되고제품들이출시되고있지만, 당초의장밋빛예상에비해제품의한계점으로인한시장의확산속도가느려지고있음 한정된기능, 불편한착용감, 정확하지않은정보등의한계로인해차세대기술인신체부착형스마트패치기술에대한관심이커지고있음. 아직까지학계와연구소를중심으로스마트패치의가능성을타진하는단계이나그기술수준이급속도로향상중 기술개발에따라휴대형 부착형 이식 / 복용형순으로발전예상 휴대형부착형이식 / 복용형 기존웨어러블제품의한계점을돌파하기위한시도 웨어러블디바이스제품에는세가지한계점이있는데, 첫째로헤드셋기능과만보기, 심박수등의단순생체신호진단기능이주류를차지하고있어소비자들의구매욕구를충족시키기에는한계가있음. 두번째로외부노이즈에영향을많이받아정확한결과를도출하는데한계가있음. 세번째로시계와안경형태등단단한형태가많아만족스러운착용감을주지못함 스마트패치는대안으로서의역할을감당하기위해, 고난이도지만구매자들에게꼭필요한정보를정확하게제공해야함 이를위해매우얇은형태의전자피부가개발되고있으며, 심전도, 호흡, 체온, 스트레스지수, 외부환경 ( 습도, 자외선지수 ) 등을감지하여 1차원적인정보가아닌착용자의건강상이상신호등을미리감지하여대처하거나일상생활에서의편리함을증진시키는등의역할을하기위한연구를진행중 기존의기술을이용해제품을개발하려는시도 학계와는대비되어스타트업, 벤처회사들은기존의기술을응용하여제품군을개발중 기존의단단한디바이스들을조합하여피부에부착하는형태로스마트워치, 밴드등이커버하지못했던위치에디바이스를부착하여정보를획득하여사용하고자함 기존의고도로발전된기술을사용함으로서정확한신호의측정이가능하지만착용감이불편하여장시간사용에는무리가있음 131

140 기술개발테마현황분석 [ 기존의기술을이용한제품 ] [ 학계에서발표되고있는소재및데모 ] 132

141 스마트패치 (2) 기술환경분석 산업통상자원부국가기술표준원착용형스마트기기국제표준화진행 ( 17, IEC/TC 124)* *IEC(International Electrotechnical Commission, 국제전기기술위원회 ): 전기전자분야국제표준화기구 **TC(Technical Committee, 기술위원회 ) : 국제표준화기구의산업별국제표준개발전담위원회 착용형스마트기기에대한국제표준화를전담하는착용형스마트기기 (IEC/TC 124) 는우리나라에서 제안해올해 2 월 ( 17.2) 에설립됐으며, 11 년설립한 IEC/TC 119( 인쇄전자 *) 이후 ISO**/IEC 에서 두번째로우리나라주도로설립된위원회임 아울러우리나라는착용형스마트기기 (IEC/TC 124) 의국제간사국을맡고있으며, 착용형스마트기기 핵심요소기술인전자섬유 (E-Textile), 인체안전성, 제품의신뢰성등표준화작업전반을총괄 시장활성화초기부터국제표준화를통한국제시장주도권확보가매우중요한분야이기에, 국제간사국수임과더불어이번창립총회국내개최를통해우리기술국제표준화등을위한 국제표준주도기반을마련 산업통상자원부와과학기술정보통신부는 16 년부터 웨어러블스마트디바이스핵심부품및 요소기술개발사업 을공동추진하며, ( 산업부 ) 웨어러블기기소재 부품기술개발, ( 과기정통부 ) 플랫폼기술개발및상용화지원 ( 산업부 - 과기정통부공동, 5 년간 ('16 '20) 총 1,272 억원투자 ) 중 그동안 미래성장동력 - 산업엔진종합실천계획 ( 15.3), 제조업혁신 3.0 전략실행대책 ( 15.3), K-ICT 스마트디바이스육성방안 ( 15.9) 등을추진 산업통상자원부는 제조업혁신 3.0 전략 실행의일환으로센서산업을미래주력산업으로 육성하기위해산 학 연 관을포함한 첨단센서 2025 포럼 을발족 ( 15 년 11 월 ) 함 스마트기기, 자동차, 사물인터넷 (IoT) 웨어러블, 산업용 스마트공장등 4 개분과로구성 산업부는첨단센서산업육성을위해 15~ 20 년까지총 1,508 억원을지원할계획임 10 대핵심센서소자의개발및국산화, 전문기업육성등을통해글로벌경쟁력을확보한다는계획 * 10 대핵심센서소자 : 영상센서, 자기센서, 관성센서, 압력센서, 레이더센서, 환경센서, 광학센서, 적외선센서, 음향센서, 바이오의료센서 산업부가추진중인 13 대산업엔진프로젝트 중웨어러블디바이스등은첨단센서산업과 관련성이높은사업들과연계성을높여나간다는계획임 [ 13 개산업엔진프로젝트 ] 시스템산업 웨어러블스마트디바이스 자율주행자동차 극한환경용해양플랜트 고속 - 수직이착륙무인항공기 국민안전 건강로봇 첨단소재가공시스템 소재 부품산업창의산업에너지산업 탄소소재 첨단산업용비철금속소재 * 출처 : 산업통상자원부 개인맞춤형건강관리시스템 생체모사디바이스 가상훈련시스템 고효율초소형화발전시스템 직류송배전시스템 133

142 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 세계스마트패치산업은학계와의기술교류를통해차세대스마트패치기술을적용하며, 제품을선보이고있으나, 국내는아직기존의기술을패치에응용하는단계에머물고있음. 그에따라스마트패치고유의목적성을확보하지못하며시장의성장세또한느린편임 국내기업은차세대패치에대한기술력부족과학계와의연계가원활하지못한상태로, 기술적발전이매우느리게일어나고있음 국가별기술수준은미국 유럽 일본등이최고수준을보유중이지만학계의연구성과는한국이세계최고수준에근접해있으므로, 차세대스마트패치를목표로기술이전과적용이활발히일어나야함 스마트패치사업은타산업분야에미치는파급이커서전략산업으로육성할필요가있으며, 한국은훌륭한 ICT 인프라와신기술적응에뛰어난국민성을통해유리한점이있음 스타트업및중소기업위주 특히미국, 유럽은학계와연계된스타트업기업이스마트패치를개발하고있으며, 개발된패치를기존의사업등에적용및파급시키기위해적용중 MC10의경우개발된패치의센서를용도에맞게변경하여, 미용, 재활, 빅데이터수집등다방면으로활용하려노력중이며, 이를위해각분야의전문기업과협업을하고있음 4차산업의핵심인빅데이터를얻기위한가장좋은장치이며, 이를통해얻어진데이터는딥러닝패터닝을통해우리가이제까지알지못했던새로운정보를감지하는데사용될수있음. 특히, 질병의예측을통해국민건강및행복이증진될수있으며, 다음세대의의료기술인 u-헬스를위한기반기술이될것으로보임 스마트홈시스템등 IoT 기기들과스마트패치를연계해서사용하고자하는연구들도진행중 134

143 스마트패치 국내중소기업사례 강스템바이오텍은희귀 난치성질환치료를위한줄기세포치료제개발기업으로줄기세포배양액, 줄기세포치료제, 제대혈줄기세포연구개발. 글로벌신약및아토피치료를위한세계최초제대혈줄기세포치료제 ' 퓨어시스템- AD' 연구진행. 산업부주관 2016 두뇌역량우수전문기업으로선정 엔도더마는생체및세포내지질대사, 면역화학분야연구개발기업으로난치성피부질환치료를위한특허기술을활용하여이중포화인지질 (ALEP) 기술을활용한아토피패치제연구를진행하여치료제개발성공. 혈액단백질삼출이동반하는피부질환에서환부에삼출된혈액단백질, 펩타이드 ( 특정분자량 ) 를제거하여아토피를치료하는방식으로현재특허출원중. 현재천식과같은비감염성폐질환치료제연구개발진행 신신제약 은파스 반창고등외용제 ( 外 劑 ) 전문제약기업으로 100여종에달하는의약품및의약외품생산. ' 단일약물층패치제조기술 ' 을통해서는치매패치개발을완료. 동물모델스크리닝기술과 PDDS (Percutaneous Drug Delivery System) 기술의융복합기술을활용하여기존경구용수면제의부작용을개선하고속효성과지속성을갖는세계최초수면유도패치제개발중 엔도더마는피부침투약물전달기술기반바이오기업으로세계최초로반도체기술이적용된겔형태의교차결합히알루론산제품개발. 미국, 캐나다, 독일, 태국, 일본등 12개국에제품등록완료및브라질판매계획. 2017년산업통상자원부와대한무역투자진흥공사 (KOTRA) 주관하는세계일류상품에마이크로패치선정 이오플로우는 IOT기반의패치식인슐린주입기시스템개발업체로세계최초로초경량 초소형의전기삼투식펌프를적용한저가의일회용 패치형약물주입기생산. 웨어러블주입기및스마트리모컨, 관리용소프트웨어시스템으로구성되어있으며블루투스연결을통해환자가주입기를직접만지지않아도인슐린자동투여가능 라파스는피부를통해유효성분을전달하는기술을기반하는제품개발업체로 용해성마이크로구조체 ' 기술을개발하여상용화. 사용이편리한경피전달방식을활용한약물전달시스템을개발하여보령제약과공동으로치매치료패치를개발하여 '2016 글로벌강소기업육성사업 ' 대상기업선정 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율당기순이익율 R&D 집중도 강스템바이오텍 47, , 신신제약 68,808 58, 엔도더마 7, , , 라파스 37,453 9,

144 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 대학교연구실에서시작한기업에서부터스타트업, 국제적의료기업등다양한업체들이존재 연구실의경우가장앞선기술을바탕으로선도적인제품들을출시하고있으며, 재활, 의료기기, IoT 전자부품회사들과연계하는움직임을보임 외료쪽응용이두드러지는데특히환자의상태를관찰하는분야에관심이많고, 의료보험사나의사를위한환자의관리등을목적으로하는회사도있음 그외에도여러소소하고재밌는아이디어로설립된다양한회사들이각자의영역을구축하고있음 현재까지는스마트패치의두께가두껍지만, 1~2년전과비교해선보이는제품들의수준이무척향상되었으며그두께와유연성또한많은발전이있었음 조만간실제구매욕구를불러일으키는제품이발표될것으로기대 MC10 생체인식건강관리분석을위한플랫폼개발회사 John, rogers 교수가설립한회사로연구를통해축적한유연, 신축소재에대한기술을바탕으로스포츠업체와협업하여제작한웨어러블기기를아마존에판매하는등가장선도적인제품을선보임 로레알과협업하여자외선노출을모니터링하고, 손상을보호하는최초의신축성피부센서 (MY UV patch) 를개발함. 벨기에의 UCB와협업하여, 환자중심의질병관리솔루션을개발중임. 로체스터대학과협업하여, 생체감지및패턴인식알고리즘을통해임상데이터의빅데이터화를위해연구중 얇고유연하며인체에적합한구조를가진 BioStampRC, BioStampMD, WiSP등을출시하였음. 대표적인제품인 BioStampRC는유연하고얇은패치로 36시간의실행시간, 1m 방수등이가능한제품으로주로생체정보빅데이터를얻어연구하고자하는목적으로개발됨 [ BioStampRC ] Proteus systems 136

145 스마트패치 Proteus systems 는이스라엘의회사로서 IP, IC, SSD, 산업용컴퓨터모듈, PC, 평면디스플레이및네트워킹및항공전자통신프로토콜등다양한분야의사업을하고있으며특히이스라엘의국방, 항공전자, 의료시장에집중하는회사 의료사업의일환으로환자의순응도를측정할수있는센서를내장한패치를개발하였고, 이패치는알약에포함된금속에의해반응하며그에따라환자가의사의처방에맞게약을복용하였는지순응도를측정할수있음 [ 환자순응도측정시스템 ] Lifesmart IoT 관련기술을개발하는싱가폴의스타트업기업 간단하고, 심미적인디자인의제품을선보임. 하나의패치로다양한가전제품을제어할수있음 중국시장을타겟으로하고아마존을통해판매하고있음 lifesmart에서개발한패치는단단한형태의패치로 IoT 장비들을제어할수있어 smarthome 시스템을위한제품 [ Intelligent patch ] 137

146 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 국내스마트패치기업은중소, 스타트업기업이많음 기존의기술을적용하여스마트패치를제작하고주로헬스케어, IoT 분야에응용하고있음 Chois technology 아이의체온을실시간으로측정해서무선으로보내주는체온계 [ Thermo safer ] Hurev 인체에무해한원자재로구성된전극을사용자주문형으로제작하여, 저주파자극기등의료용으로 응용하는기업 [ 의료용전극, 개인용저주파자극기 ] Selvas 빅데이터기반의인공지능기업 - 자체개발한예측플랫폼셀비프리딕션은청각지능, 시각지능, 언어지능을보유하며이러한기술을 138

147 스마트패치 통해 healthcare, smartcar, Home IoT 등다양한산업군에적용하고자함 - 예측알고리즘을통한근미래질병발병확률예측하고자함 [ 셀비프리딕션 ] [ 주요스마트패치관련기술개발동향 ] 부처사업명과제명과제기간총연구비 과학기술정보통신부 과학기술정보통신부 교육부 웨어러블스마트디바이스부품소재개발 전략과제 BK21 플러스사업 웨어러블패치형자궁근전도신호기반지능형조산예측시스템개발 고성능자가건강모니터링스마트센서용기능성나노소재개발 생체모사스마트나노접착패드개발및화합물반도체프린팅기술응용 2017~ 백만원 2017~ 백만원 2013~ 백만원 산업통상자원부 센서산업고도화전문기술개발사업 패치형헬스케어 7 종복합센서소자및플랫폼기술개발 2016~ 백만원 산업통상자원부 소재부품기술개발 섬유기반웨어러블디바이스용유연소재및플랫폼기술개발 2017~ 백만원 과학기술정보통신부 바이오의료기술개발 만성질환자가관리를위한비침습형하이브리드바이오센서기반의웨어러블스마트패치시스템개발 * 출처 : NTIS( 국가 R&D 사업관리 ) 에서나타난 Wearable & patch 검색결과 2017~ 백만원 139

148 기술개발테마현황분석 [ 국내외중요기업동향 ] 회사명 국가 설립연도 관련동향 미국 2008 존로져스교수가설립한회사 biostamprc, biostampmd, WiSP 등인체에부착하여다양한물리적신호나, 심박수등의정보를제공 유연전지소재연구분야에서가장튼튼한기술력을가진로저스교수팀으로인해스마트패치의가장현실적인제품들을선보임 IoT 관련기술을개발하는스타트업기업 싱가폴 1886 간단하고, 심미적인디자인의제품을선보임 하나의패치로다양한가전제품을제어할수있음 이스라엘 2005 한국 2010 알약을먹었는지체크할수있어서의료진과보험사에근거를제공해주는패치를개발 모바일패치형건강신호측정기개발회사 지속적인 ECG, 심장박동을스마트폰에지속적으로전송해줌 Spin-off 기업 ( 카이스트 ) 한국 2014 발전및냉각을위한유연한열전모듈및시스템개발업체 신체열을통한에너지발전및이를 patch 센서및 IoT 장치에전원 공급을목표로함 중환자의료기기전문회사 한국 1998 홈헬스케어, 홈렌탈사업진행 지능형조산예측시스템개발등스마트패치의료기기연구개발 의료기기산업회사 한국 2005 한국 1999 의료용생체신호전달센서연구개발기업 생체용전극개발 Al, healthcare, games 등의자회사를가진딥러닝인공지능을이용한 HMI 솔류션개발회사 필기인식, 영상인식, 음성인식등의패턴인식기술보유 한국 2001 패치형체온계개발업체 140

149 스마트패치 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 스마트패치기술의목표 스마트패치는기존의웨어러블디바이스등이만족스럽지못한효용성등을이유로시장확산이저조한상황에서한계상황을타개할차세대제품. 그러므로기존의기술이제공하지못했던 ( 효용성 ) 과 ( 편의성 ) 을제공해야하며, 피부부착타입이므로인체 ( 안정성 ) 을필요로함. 또한착용에따른문화적이질감을배제하고사회문화적통념에부합되는 ( 사회성 ) 있는형태가되어야함 [ 스마트패치의기술목표 ] 이슈편의성항시성안전성 내용일상생활에서사용하는의복, 액세서리와같이착용을의식하지않을정도의무게감과자연스러운착용감제공사용자요구에즉각적이반응을제공하기위하여컴퓨터와사용자간끊임없는통신을지원할수있는채널존재장시간착용에따른불쾌감과신체적피로감을최소화하고전원및전자파등에대한안정성보장 사회성 착용에따른문화적이질감을배제하고사회문화적통념에부합되는형태 효용성 기존의기기들이제공하기어려웠던정보들을수집및제공 스마트패치기술의현황및한계점 편의성 - 자연스러운착용감을위해인간의피부의특성에부합하도록신축가능한회로로이루어진센서개발위주의선도적인연구들이주로수행되고있음 - 이를위한신축재료들의개발이활발함. 신축전자 (stretchable electronics) 분야에서기술을선도하고있는미국일리노이대학의존로저스연구그룹은 MC10 회사를설립하여웨어러블디바이스응용전분야로영역을확대중임. 일리노이대학의존로저스연구그룹과서울대김대형교수는피부에붙여생체신호를측정하는전자피부와접촉물질에따라착용자의피부에촉각을전달하는골무형태센서를개발 - 신축재료들의한계는성능과재현성그리고공정비용의세가지목표를동시에만족하기가현재까지는매우어려움. 기존의실리콘공정을사용하지못하기에현재까지는그집접도가매우떨어지며, 집접도를높이기위해서는매우비싼공정이포함되어야함 141

150 기술개발테마현황분석 [ 신축소재개발을통한스마트패치제품 ] 항시성 - 항시적으로사용하기위한전원공급을위해배터리, 에너지발전, 전원관리기술등이개발 - 한정된부피에서기인하는배터리용량의부족현상을극복하고자고성능의박막형배터리, 부피를늘릴수있는 3차원형태의배터리등이개발 - 인체에서낭비되어없어지는에너지를이용해전기를발전하여배터리를충전해사용하고자나노제너레이터, 트라이보제너레이터, 열전소자, 박막형솔라셀등이개발되고있음 - 발전한전기를배터리에충전하고관리하는기술또한필수적이므로이를패치형으로개발하고있음 - 항시성을위한가장큰한계점인한정된부피를극복하기위해같은부피에서도더높은효율을갖게하는배터리나부피를증가시킬수있는다양한시도들이있으나물리적한계로인해난이도가매우높으며, 이분야에서가장큰한계점으로인식되고있음 142

151 스마트패치 [ 발전장치와배터리를결합하여항시성확보 ] 박막형배터리와무선충전 circuit Wearable triboelectric generatora Wearable piezoelectric generator 안정성 - 피부에부착했을때습진이나발진등이일어나지않고, 장시간사용가능한기판소재를필요 - 많은고분자물질이있으므로안정성은쉽게획득가능할수있지만, 신축성까지동시에만족해야하므로그후보물질이한정됨. 기존의안정성있는소재를신축성있게만드는연구와신축성있지만 FDA 승인등이필요한소재는코팅, 표면개질등을통해이를극복하는연구가진행중 사회성 - 착용에따른문화적이질감을배제하고사회문화적통념에부합되는형태여야함 - 박막형으로만들어스티커를가리는등 ( 서울대김대형교수, 일리노이로져스교수 ) 의방법을사용. 이와같이박막형패치로만들게된다면사회성은확보되지만현재는박막형이아닌형태가대부분이라야외에서사용하긴어려운수준. 궁극적으로는박막형패치가개발되어야함 [ 스티커타투를이용한사회성확보 ] 143

152 기술개발테마현황분석 효용성 - 기존의웨어러블기기들이할수없었던기능을개척해서그존재의의를획득해야함 - 스마트패치는항시적으로정확한데이터를수집할수있다는장점이있음. 이는기존의모든디바이스들이불가능했던것으로이를통해다양한인체빅데이터를수집할수있고, 데이터의패턴들을분석해질병을예측하여예방하는등의효용성을목표로함 - 또한, 인체의감정, 스트레스, 뇌파등에대해현재까지알지못했던다양한의료정보가도출될것으로기대 [ 다양한생체정보획득을통한효용성확보 ] 144

153 스마트패치 나. 특허동향분석 스마트패치 주요기술 스마트패치와 관련된 기술은 센서기술, 고정기술, 소재기술, 로직기술 및 전원기술이 있으며, 센서기술은플렉서블구조기술, 전원공급기술및모니터링기술로구분됨. 한편, 고정기술에는 부착기술이 포함되고, 소재기술에는 유연 전극 기술이 포함되며, 로직기술에는 플렉서블 구조 기술이포함됨. 마지막으로, 전원기술에는플렉서블구조기술이포함됨 분류요소기술설명 플렉서블구조기술 피부의형상및사용자의움직임에대응하여플렉서블하게움직이도록센서를구현하는기술 센서기술 전원공급기술 주위의자기장또는전파를통해센서에전원을공급하는기술 고정기술소재기술로직기술전원기술 모니터링기술부착기술유연전극기술플렉서블구조기술플렉서블구조기술 센서에서수집되는정보를통해사용자의생체정보를확인하는기술 플렉서블구조의센서를사용자의피부에부착또는고정시키기위한기술 피부와같이구부러지고늘어나는패치위의소자들을연결하기위한플렉서블혹은스트레처블한전극소재 피부의형상및사용자의움직임에대응하여플렉서블하게움직이도록로직회로를구현하는기술 피부의형상및사용자의움직임에대응하여플렉서블하게움직이도록배터리, 전원관리회로등을구현하는기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 스마트패치에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 145

154 기술개발테마현황분석 분류요소기술한국미국일본유럽계 플렉서블구조기술 센서기술 전원공급기술 모니터링기술 고정기술 부착기술 소재기술 유연전극기술 로직기술 플렉서블구조기술 전원기술 플렉서블구조기술 합계 158 1, ,761 국가별요소기술별특허동향에서는유연전극기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많았으며, 그다음으로플렉서블구조기술및모니터링기술에서많은수의특허가출원됨 유연전극기술에서는미국이가장많은출원량을보유하고있으며, 일본이상대적으로적은출원량을보유하고있고, 이외에다른모든요소기술에서도미국이가장많은출원량을보유하고있는것으로나타남에따라, 스마트패치에대한기술은미국에서가장활발한연구가이루어지고있음을알수있음 146

155 스마트패치 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 플렉서블구조기술 DEXCOM ABBOTT DIABETES CARE MEDTRONIC MINIMED 종소기업및공공연구기관중심 락싸, 서울대학교, 인천대학교등 센서기술 전원공급기술 DEXCOM ALTIVERA 삼성전자 대기업및공공연구기관중심삼성전자, 경희대학교및계명대학교등 모니터링기술 ABBOTT DIABETES CARE DEXCOM Fresenius Medical Care Deutschland 공공연구기관중심인천대학교, 한국과학기술원등 고정기술부착기술 소재기술유연전극기술 로직기술플렉서블구조기술 COVIDIEN BODYMEDIA NERVONIX RESEARCH IN MOTION 삼성전자 SONY QUALCOMM VIVALNK IBM 중소기업중심 락싸, 엔젤넷등 공공연구기관중심서울대학교, 계명대학교등 공공연구기관중심서울대학교, 한성대학교등 전원기술플렉서블구조기술 ABBOTT DIABETES CARE FITBIT SALUTRON 공공연구기관중심서울대학교, 성균관대학교등 센서기술주요출원인동향 플렉서블구조기술및전원공급기술에서는 DEXCOM이가장많은특허를보유하고있으며, 모니터링기술에서는 ABBOTT DIABETES CARE가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는공공연구기관을중심으로플렉서블구조기술, 전원공급기술및모니터링기술에대한연구개발이이루어지고있으며, 플렉서블구조기술은중소기업, 전원공급기술은대기업에서도연구개발이이루어지고있음 147

156 기술개발테마현황분석 고정기술및소재기술주요출원인동향 부착기술에서는 COVIDIEN이가장많은특허를보유하고있으며, 국내에서는중소기업을중심으로연구개발이이루어지고있음 유연전극기술에서는 RESEARCH IN MOTION이가장많은특허를보유하고있으며, 국내에서는공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지고있음 로직기술및전원기술주요출원인동향 로직기술의플렉서블구조기술에서는 QUALCOMM이가장많은특허를보유하고있으며, 전원기술의플렉서블구조기술에서는 ABBOTT DIABETES CARE가가장많은특허를보유하고있음 로직기술의플렉서블구조기술과전원기술의플렉서블구조기술모두국내에서는공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지고있음 스마트패치분야의주요경쟁기술및공백기술 스마트패치분야의주요경쟁기술은플렉서블구조기술및유연적극기술이고, 공백기술은부착기술, 로직기술의플렉서블구조기술및전원기술의플렉서블구조기술로나타남 스마트패치분야에서플렉서블구조기술및유연전극기술이가장경쟁이치열할분야이고, 부착기술, 로직기술의플렉서블구조기술및전원기술의플렉서블구조기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 플렉서블구조기술 센서기술 전원공급기술 모니터링기술 고정기술부착기술 소재기술유연전극기술 로직기술플렉서블구조기술 전원기술플렉서블구조기술 : 400 건이상, : 300~399 건, : 200~299 건, : 100~199 건, : 100 건미만 148

157 스마트패치 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 플렉서블구조기술 외력에의해손상되는것을방지하기위하여유연한소재또는별도의유연한층을형성하는기술사용자의움직임에대응하여유연하게구부러질수있는소재에센서를형성또는부착하는기술 센서기술 전원공급기술 사용자의손목등에착용되는웨어러블디바이스에접촉되어웨어러블디바이스로부터전원을공급받는기술사용자의맥박을이용하여전기를발생시키는기술무선으로전력을공급하기위한무선충전기술 고정기술소재기술로직기술전원기술 모니터링기술부착기술유연전극기술플렉서블구조기술플렉서블구조기술 센서에서출력되는정보를이용하여사용자의생체정보를측정하는기술 사용자의땀등에의해접착력이저하되는것을방지할수있는기술생체모방공학을이용한패치부착기술 사용자의신체에대응하기위하여반도체디바이스들을경질의아일랜드에형성하는기술 유연성에대응하기위하여크랙을통해사용자의상태를감지하기위한로직에대한기술 분리막, 양극및음극의형상또는구조변화를통해사용자의신체에대응하여구부러질수있는기술 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 부착기술은중소기업을중심으로 연구개발이이루어지는것으로나타났으며, 로직기술의플렉서블구조기술및전원기술의 플렉서블구조기술은공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타남 부착기술에서는최근사용자의땀등에의해접착력이저하되는것을방지할수있는기술및생체모방공학을이용한패치부착기술이개발되고있는것으로나타남 로직기술의플렉서블구조기술에서는유연성에대응하기위하여크랙을통해사용자의상태를감지하기위한로직에대한기술이개발되고있으며, 전원기술의플렉서블구조기술에서는분리막, 양극및음극의형상또는구조변화를통해사용자의신체에대응하여구부러질수있는기술이개발되고있는것으로나타남 149

158 기술개발테마현황분석 중소기업특허전략수립방향및시사점 스마트패치분야의공백기술분야는부착기술, 로직기술의플렉서블구조기술및전원기술의플렉서블구조기술로나타남 스마트패치는사용자에게부착되어도사용자가불편함을느끼지않는다는점에서, 사용자의건강에대한정보를알려주기위한헬스케어시스템이나환자의상태를지속적으로모니터링하기위한의료기기에유용하게사용될수있음 스마트패치에대한특허는아직많지않은것으로나타났으나, 스마트패치의핵심기술인사용자의움직임등에대응하여가요성을갖는센서, 전극및전원공급에대한기술에대한특허는다수존재하는것으로나타났고, 국내에서는공공연구기관을중심으로연구개발이진행되고있는것으로나타남 즉, 중소기업에서는스마트패치를개발함에있어스마트패치에대한핵심요소기술에서는공공연구기관에서연구중인해당기술에대해이전을받거나공동연구개발을진행하여기술경쟁력을확보해야할것으로판단됨 한편, 고정기술, 로직기술의플렉서블구조기술및전원기술의플렉서블구조기술은공백기술인것으로나타났으며, 중소기업에서는해당기술에대한제품을개발함에있어, 제품에대한특허를지속적으로모니터링하고이를통해제품에대한기술동향을파악하여, 개발하고자하는제품에대한개발방향을수정및수립해야할것으로판단됨 150

159 스마트패치 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 스마트패치기술분야주요연구개발기관 서울대학교 flextronics 연구실 ( 김대형교수 ) - 신축성전극, 신축성센서, 신축성배터리, 신축성메모리, 신축성 LED, 신축성 circuit을연구하는그룹 - 다양한유닛디바이스들을제작하여하나로집접하여데모하는데특화된그룹임 - stretchable, epidermal electronics의초창기부터연구를진행한그룹 - 모든소자들이하나로집접되어사용할수있는시스템을구축하는걸목표로함 사이먼프레이저대학교 stretchable devices lab ( 김우수교수 ) - 2D 및 3D 인쇄전자분야에서신축성, 내구성있는스마트한어플리케이션을위한나노 / 마이크로스케일제조공정밑집접화공정개발중 - 3D PCB를개발 서울대학교 advanced flexible electrnics lab ( 홍용택교수 ) - 용액공정기반의 TFTs와 circuit 개발중 - 유연하거나신축성있는센서어레이를 circuit과함께집접하여개발하고있음 - 늘어나는 OLED 개발중 - stretchable PCB를선보임 한국화학연구원 ( 최영민본부장 ) - 3D 프린팅기술보유, 각종 paste 특허및기술보유, 광소결을이용한응용기술개발 - 3D device 개발중이며 all-in-one patch 개발을목표로함 인하대학교물리학과 ( 이민백교수 ) - 박막형 Piezoelectric generator 등을연구하며 patch형센서개발함 UNIST ( 박장웅교수 ) - 당수치, 안압측정이가능한컨택트렌즈개발 - 집접화된센서어레이를만드는기술을갖고있으며, 미세선폭을가진프린팅공정기술을보유하고있음 - 구부리거나휠수있는전자소자 ( 디스플레이, 에너지소자등등 ) 를제조하여, 전자공학과생명공학분야에적용하는연구들을진행중임 연세대학교유연전자소재 ( 안종현교수 ) - 2D 물질을합성하여매우얇은박막형집적디바이스를개발하여 human-machine-interface로응용 151

160 기술개발테마현황분석 가천대학교 ( 윤영수교수 ) - 웨어러블스마트기기용유연전지기술개발 고려대학교 ( 주병권교수 ) - 웨어러블스마트기기용초절전, 고성능모션트래킹센서기술개발 전자부품연구원 ( 김건년박사 ) - 웨어러블스마트기기용초절전, 고성능제스츄어센서기술개발과응용 한국표준과학연구원 ( 김민석교수 ) - 웨어러블스마트기기용초절전, 고성능촉각센서기술개발 ( 재 ) 구미전자정보기술원 ( 이왕훈박사 ) - 웨어러블스마트기기용초절전, 고성능압력센서기술개발 한국전자통신연구원 ( 구재본박사 ) - 웨어러블스마트기기용스트레처블디스플레이기술개발 화학공학소재연구정보센터 - 생체모사기반웨어러블진단패치개발 (2) 연구개발자원 정부지원프로그램 국가기술표준원착용형스마트기기국제표준화 ( 산업통상자원부 ) - 우리기술국제표준화등을위한국제표준주도기반을마련 - 착용형스마트기기핵심요소기술인전자섬유 (E-Textile), 인체안전성, 제품의신뢰성등표준화작업전반을총괄함 컨퍼런스및워크샾개최 임베디드SW & 웨어러블컨퍼런스, 웨어러블디바이스기술개발공동워크샵, 웨어러블디바이스사업전문가협의회등을주기적으로개최중 - 이를통해최신기술동향과사례등을공유, 기술개발방향을제시, 연구개발 (R&D) 연계활용, 기업지원방안등을함께논의하였고, 미래성장동력오픈톡릴레이 를공동개최하는등관련산업육성을위해지속적으로협력함 연구과제지원 - 산업부-과기부공동, 5년간 ('16 '20) 총 1,272억원투자 ( 산업부 : 소재 부품기술개발, 과기부 : 플랫폼기술개발및상용화지원 ) - 산업부와과기부가 웨어러블스마트디바이스핵심부품및요소기술 개발사업을공동으로추진하여시너지를일으키고자함 - 또한, 양부처는 미래성장동력-산업엔진종합실천계획 ( 15.3), 제조업혁신 3.0 전략 152

161 스마트패치 실행대책 ( 15.3), 케이-아이씨티(K-IC)T 스마트디바이스육성방안 ( 15.9) 등을통해웨어러블산업발전을위해공동으로노력해옴 13대산업엔진프로젝트 - 산업부가추진중인 13대산업엔진프로젝트 중웨어러블디바이스등은첨단센서산업과관련성이높은사업들과연계성을높여나간다는계획 중소기업대상시설및장비지원 시제품제작을위한시설및제작장비공동활용 (K-ICT 디바이스랩 ) - 지역인프라와 K-ICT 디바이스랩의장비와시설현황을공유하고연계활용추진 - 구축된시제품제작지원시설을연계 활용및웨어러블특화장비 ( 유연소재 3D프린터등 ) 추가구축을통해웨어러블특화시제품제작 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) 제공 ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소기업에게연구공간을제공 - 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원 - 지원내용은크게시설지원, 장비지원, 기술및공동연구지원으로구성되어있음 공통서비스인프라구축 운영사업 ( 한국전자통신연구원 ) - 정보통신중소기업이 R&D 및상용화제품개발에필요한애로기술지원, 시험측정장비지원및고주파시험시설을활용한시험지원등에대한통합기술을지원 - 시험지원은고주파부품, 모듈등의고주파특성, PIMD, 신뢰성시험지원및민간시험시설공동활용을통한민간시험시설을지원 - 장비지원은고가의시험 측정장비를 IT 중소기업에게임대 연구장비공동이용클러스터사업 ( 중소벤처기업부 ) - 중소기업이첨단고가연구장비를쉽게이용할수있도록지원 정부에서는국가연구시설 장비의활용극대화를위하여필요한정보를체계화하고편리하게이용할수있도록장비활용종합포털을운영하고있음 ( 제우스 ) - 시설장비예약을위한다양한검색필터및통합검색제공 - 시설장비제작사명, 모델명, 장비설명, 구성및기능등장비정보및보유기관전화문의번호, 설치장소정보제공 - 공동활용가능한시설장비를실시간예약하거나 ZEUS 장비활용중개소에예약및의뢰하여이용이가능하도록제공 - ZEUS에등록된시설장비중 KOLAS 시험인증장비의시험인증정보제공 - 중소벤처기업부에서는제우스에서중소기업지원창구를별도로운영하고있음 - ZEUS회원중중소기업인사용이력이많은장비를추천하고기업의업태별, 장비소재지별, 장비보유기관별검색기능제공 153

162 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 [ 스마트패치기술분야주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 한국화학연구원 최영민 본부장 한국화학연구원 정선호 책임연구원 한국화학연구원 이수연 선임연구원 한국화학연구원 정성묵 선임연구원 서울대학교 김대형 교수 서울대학교 박철훈 책임연구원 인하대학교 이민백 교수 서울대학교 홍용택 교수 UNIST 박장웅 교수 연세대학교 안종현 교수 KIST 손동희 선임연구원 KIST 최지원 책임연구원 성균관대학교 김상우 교수 154

163 스마트패치 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 [ 스마트패치요소기술연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 신축성전극 서울대학교, 한국화학연구원, UNIST 소재 신축성, 생체안정성기판 신축성센서 신축성 actuator 한국화학연구원 서울대학교, 카이스트, 포항공대, 한국화학연구원, 전자부품연구원 서울대학교, UNIST 공정기술 Integration 공정 패터닝, 프린팅공정 서울대학교 전자부품연구원, 한국화학연구원 회로설계 PCB artwork ETRI 155

164 기술개발테마현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 [ 스마트패치기술이전가능기술 ] 분류 세부내용 기술명 다층동박직물회로보드기술 기존 Rigid 또는 Flexible PCB 기반으로구현하는방식에서벗어나, 직물기재에 직접전자회로를구현하여유연하고내구성이강하며직물제품과잘융화할수 있는직물회로보드기술로섬유 IT 융합제품개발에핵심요소기술임 기술개요 [ 기술구성도 ] 최근섬유산업에 IT 기술의접목으로지식집약적인첨단산업으로전환하려는노력을시도하고있으며, 특히웰빙의추구, 소비자니즈의다양화등라이프스타일의변화와더불어 IT 기술과의류가융합된컨버전스에대한수요가증가하고있음 섬유와 IT기술을융합하기위해서는유연하되전자회로의내구성과전도성이우수한직물회로보드기술이필요함 기술이전목적및필요성 [ 기술상세사양 ] 기술의특징및장점 유연한직물기재에 위에 전자회로를 구현하며, 프린팅 기법에 비해 굽힘 내구성이우수함 기존 Flexible PCB 기반의제품과같은전기전도도특성을가지며, 기존 PCB 제조공정으로제작함 직물기재특성으로유연성및착용성이기존 PCB 제작제품보다우수함 156

165 스마트패치 분류 세부내용 기술성숙도 (TRL) 단계 : 4 기술이적용되는제품 / 서비스 - 직물기반의 LED 디스플레이및유연한입력 / 출력장치 - 컴퓨팅기능을내장한지능형 / 기능성직물응용제품 - 야간위치알림등산복, MP3 자켓, 자동온도조절방한복, 자전거용진행방향표시자켓등 활용방안및기대성과 시장성 - 직물디스플레이기술은의복, 인테리어, 홍보사인, 위험상황표시등다양한분야에서활용가능하며, 특히디지털직물전광판은설치및이동이용이하여시장진입이유리할것으로보임 - 직물회로보드기술은섬유 IT 융합제품개발의핵심요소이므로다양한형태로 IT기술의접목을시작하는시장형성기에차별화된기술로시장선도및직물기반의다양한분야로적용범위확대 동박전사기법을이용한단층직물회로보드제작기술 기술이전내용및범위 층간연결기술을이용한다층직물회로보드제작기술 다층동박직물회로보드제작에필요한핵심특허 2 건 기술개발기술문서 특허 2 건 관련지적재산권 1) 직물회로기판제작방법 ( 출원번호 : ) 2) 직물회로기판및이의제조방법 ( 출원번호 : ) 세부문의 기술관련 기술개발발표당시 ETRI 웨어러블컴퓨팅연구팀손용기 157

166 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 스마트패치분야키워드클러스터링 ] [ 스마트패치분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 Smart patch 6~8 1. Smart patch delivery system 2. TRANSDERMAL SENSING PROBES AND SMART PATCH SYSTEMS USING SAME 3. Dual Band Smart Patch Antenna for Satellite Communication 158

167 스마트패치 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 02 Wearable patch 6~8 1. COMPLIANT WEARABLE PATCH CAPABLE OF MEASURING ELECTRICAL SIGNALS 2. Wearable patch comprising multiple separable adhesive layers 3. WEARABLE PATCH COMPRISING MULTIPLE SEPARABLE ADHESIVE LAYERS 클러스터 03 wireless patch 6~8 1. Highly compliant wearable wireless patch having stress-relief capability 2. WEARABLE WIRELESS PATCHES CONTAINING ELECTRODE PAIR ARRAYS FOR GASTROINTESTINAL ELECTRODIAGNOSTICS 3. Wireless respiratory monitoring and coughing detection using a wearable patch sensor network 클러스터 04 medical device 6~8 1. System for seamless and secure networking of implantable medical devices, electronic patch devices and wearable devices 2. Wearable graphene based curved patch antenna for medical telemetry applications 3. An electronic patch for wearable health monitoring by reflectance pulse oximetry 클러스터 05 electronic patch 6~8 1. A comparative study of physiological monitoring with a wearable opto-electronic patch sensor (OEPS) for motion reduction 2. A wearable electronic patch for wireless continuous monitoring of chronically diseased patients 3. An electronic patch for wearable health monitoring by reflectance pulse oximetry 클러스터 06 monitor, smart patch 6~8 1. The Smart Patches and Wearable Band (W-Band) for comfortable sleep monitoring system 2. Smart e-patch for drugs monitoring in schizophrenia 3. An integrated and wearable healthcare-on-a-patch for wireless monitoring system 클러스터 07 human, smart patch 6~8 1. A Flexible and Wearable Human Stress Monitoring Patch 2. Performance of electro-textile wearable circular patch antennas in the vicinity of human body at 2.45 GHz 3. Performance of fully fabric wearable circular patch antennas in the vicinity of human body at 2.45 GHz 클러스터 08 healthcare 5~7 1. A 0.5-μ Vrms 12-μW wirelessly powered patch-type healthcare sensor for wearable body sensor network 2. Bio Focus: Healthcare-on-a-patch: Responsive wearable materials 3. Efficient Skin Temperature Sensor and Stable Gel-Less Sticky ECG Sensor for a Wearable Flexible Healthcare Patch 159

168 기술개발테마현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 09 remote 5~7 1. IronIC patch: A wearable device for the remote powering and connectivity of implantable systems 2. Multi-Sense CardioPatch: A Wearable Patch for Remote Monitoring of Electro-Mechanical Cardiac Activity 3. Wearable aperture-coupled shorted solar patch antenna for remote tracking and monitoring applications 클러스터 10 low, power, energy 4~6 1. Clinical validation of a low-power and wearable ECG patch for long term full-disclosure monitoring 2. Emerging low energy Wearable Body Sensor Networks using patch sensors for continuous healthcare applications 3. Smart patch repair with low profile PVDF sensors 160

169 스마트패치 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 스마트패치분야의요소기술도출 ] 분류핵심요소기술출처 Patch 용전극 기술수요, 전문가추천 소재 Patch 용기판 정밀프린팅 / 패터닝 기술수요, 전문가추천 기술수요, 전문가추천 생체안전성확보 기술수요, 전문가추천 Epidermal 센서 기술수요, 전문가추천 저전압무선기술 기술수요, 전문가추천 유닛디바이스 Wearable MCU 기술수요, 전문가추천 박막형배터리 기술수요, 전문가추천 초소형화, 고성능화및저전력화 기술수요, 전문가추천 데이터처리빅데이터처리기술개발기술수요, 전문가추천 패키징생체안정성및디바이스보호용패키징기술기술수요, 전문가추천 센서기술고정기술로직기술전원기술 전원공급기술모니터링기술부착기술플렉서블로직구조기술플렉서블전원구조기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 161

170 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 스마트패치분야의핵심요소기술선정 ] 분류 핵심요소기술 소재 Patch 용전극 Patch 용기판 Epidermal 센서 유닛디바이스 저전압무선기술 Wearable MCU 박막형배터리 데이터처리 빅데이터처리기술개발 패키징 생체안정성및디바이스보호용패키징기술 162

171 스마트패치 나. 스마트패치기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 163

172 기술개발테마현황분석 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 스마트패치분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 늘림성 (%) 20% 이상 30% 이상 50% 이상 늘릴수있는전극소재개발 소재 Patch 용전극 정밀프린팅 / 패터닝 resolution 300 μm 200 μm 100 μm 전극패터닝기술개발 늘림성 (%) 100% 95% 이상 98% 이상 늘릴수있는기판소재개발 Patch 용기판 부착가능시간 ( 생체안정성 : 습진, 발진 ) 24 시간 48 시간 72 시간 항시적으로부착가능한기판소재 Epidermal 센서센싱성공률 (%) 95% 이상 98% 이상 99% 이상 Patch 형센서제작 유닛디바이스 저전압무선기술저전력통신 1W이하 0.1W이하 0.01W이하 Input/Output 기술확보 Patch형 MCU Wearable MCU 집적도 제작 박막형배터리동작시간 2 시간 6 시간 12 시간 장시간동작가능 데이터처리 빅데이터처리기술개발 데이터베이스축적 2,400 시간이상 4,800 시간이상 9,600 시간이상 딥러닝을위한데이터베이스축적 패키징 생체안정성및디바이스보호용패키징기술 패키징기술개발완성도 (%) 70% 80% 90% 안전성및심미성확보 164

173 스마트신발 기술개발테마현황분석

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175 스마트신발 정의및범위 스마트신발이란디지털화된신발로 웨어러블컴퓨터 가신발에적용된경우를의미 좁은의미로는신발에디지털센서, 초소형컴퓨터칩등이들어있어신발자체가외부자극을감지하고반응할수있는형태에서부터, 넓게는미래일상생활에필요한각종디지털기능을의복내에통합시킨신종신발 정부지원정책 과기정통부와산업부는 웨어러블스마트디바이스핵심부품및요소기술개발사업을공동으로추진하여부처간협업하여지원 (2016~) 과기정통부-산업부공동, 5년간 ('16 '20) 총 1,272억원투자 과기정통부는플랫폼기술개발및상용화지원, 산업부는소재 부품기술개발을담당 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 얼리어댑터적인국민적성향 ( 기술 ) 최고수준의 IT 인프라 ( 정책 ) 산업지원정책진행중기회 (Opportunity) ( 환경 ) 시장형성초기단계 ( 기술 ) 원천기술투자시경쟁력확보가능 ( 정책 ) 국내대기업의시장선도적역할 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한산업구조 ( 기술 ) 소재 / 융합센서의높은해외의존도 ( 정책 ) 스마트지능형센서 R&D 기반취약위협 (Threat) ( 환경 ) 중소기업자생모델구축이어려움 ( 기술 ) 글로벌기업들이대규모투자진행중 ( 정책 ) 모험적성격으로적극적투자어려움 중소기업의시장대응전략 가속도 / 압력 / 센서및동작 / 제스처인식기술을개발하여스마트신발의기반기술확보 신체균형, 운동량측정하고보행분석개발을통해신호측정및분석기술개발 고효율 / 고정밀전원제어기술을개발하여고효율 경량화기능을갖춘차세대스마트신발개발을통해시장대응

176 핵심요소기술로드맵

177 스마트신발 1. 개요 가. 정의및필요성 스마트신발은기존의신발에 IT 기술을접목시킨것으로, 피트니스, 웰빙등다양한기능을 수행할수있는웨어러블디바이스기술을의미 스마트신발은첨단기술 (ICT, 한의학, 생체의료, 바이오, 섬유, 기계 전자등 ) 융합과웨어러블기기연동을통해사용자에게새로운정보를제공하며, 발과신체에관련된다양한정보를제공할수있으며의료기관연계등다양한콘텐츠접목을통한미래형신발산업으로성장이가능할것으로기대됨 또한, 새로운스마트신발제품출시를통한시장경쟁력확보및브랜드가치증대가 가능함. 이에, 세계각신발브랜드및다양한 IT 관련기업에서스마트신발개발을 진행하거나이미개발된제품들을선보이고있음 스마트 신발의 범위는 신발의 고유기능인 발 보호, 운동성능 향상, 패션 등의 기능에서 벗어나 첨단기술 (ICT, 한의학, 생체의료, 바이오, 섬유, 기계 전자 등 ) 과 융합한 웨어러블 기기로서사용자에게건강등의정보를제공하며신규의제품으로제조기술, 제품규격, 표준화및신뢰성평가등의기술영역까지포함하고있음 따라서스마트신발은신발의고유기능외저전력고기능의개인맞춤형모바일헬스케어시스템, 다양한 개인 건강정보를 주고받을 수 있는 콘텐츠 개발과 이에 대한 결과물인 관련 제품들로 구성됨 스마트신발기술은 GPS 등을통한보행자위치확인기반다양한서비스제공이가능하며, 신발을통해보행습관및운동량을체크하는등다양한융합서비스제공이가능함 [ 스마트신발폴라 (Polar) 의모습과구동애플리케이션 ] 169

178 기술개발테마현황분석 신발산업은인간의발을보호하기위하여사용되는운동화, 구두, 실내화등을제조및 판매하는산업으로, 최근에는신발기능이발의보호차원을지나척추, 뇌에대한충격완화 등인체공학적측면으로확대되는측면이있음 이러한신발제조산업은소비자의 Life Style 변화에부응하여다기능화, 개인화, 네트워크화가급속히진행되고있으며, 이러한진화를수용할수있는제품은 IT 부품을 적용한스마트신발이될것임 스마트신발은신발의고유기능인발보호, 운동성능향상, 패션등의기능에서벗어나 새로운기능과정보제공등을바탕으로한새로운제품으로성장하고있음 한국은전통적으로신발제조기술이강한편으로, 세계신발개발에높은경쟁력을가지고 있으며, 또한국내의 IT 기술과융합하여스마트신발기술이본격화될경우큰경쟁력을가질 것으로보임 스마트신발에활용가능한인솔은보통아래부터폴리우레탄, 폴리머겔, 천의구조를 지니며인솔의모양은발바닥전체를받쳐주는것부터뒤꿈치만받쳐주는힐컵, 발바닥 아치부분과뒤꿈치를함께받쳐주는형태, 아치부위보강용등다양함 폴리우레탄은받침대역할을하며, 폴리머겔은충격흡수재이고천은향균처리되며, 충격이 많이가는뒤꿈치에는공기순환구멍을낸벌집형구조를채택하기도하고뒤꿈치를 앞부분보다약간높게제작 한편, 스마트신발에장착되는스마트인솔기술은소재, 에너지, 신호가융합되는 시스템기술로볼수있으며, 폴리우레탄등의소재와배터리 ( 초소형발전기등 ), 압전재료 또는센서등의부속으로구성 * 출처 : 스마트인솔기술의시장동향및사업화기회 [ 스마트신발에장착되는스마트인솔 ] 170

179 스마트신발 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 현재다양하게개발되고상용화가된스마트섬유 ( 섬유-IT융합 ) 제품을앞선기술및용도분류에서세부적으로온도조절, 신체보호, 위치인식, 발광응용등으로분류하였으며, 대부분의해외상용화제품은대형 Maker 회사를중심으로진행 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 스마트섬유 제품분류관점 전자 에너지소자기반섬유소재 자극반응지능형섬유소재 환경응답형섬유소재 세부기술 복합광전자섬유개발 : 광전자섬유소재, 정보전달용섬유소재, 광결정섬유소재등 박막태양전지소자섬유화기술 발광소자섬유화기술개발 Self-genrating electricity 섬유개발 전자섬유구현을위한전극소재기숱 전도성고분자의전자섬유화기술 RFID Tag 도전사개발 LCD 고휘도반사광필름용극세섬유 자동감응형복합센서및엑츄에이터개발 비접촉식바이오센서응용섬유제품및서비스개발 스마트 PET 섬유개발 : 형상기억 지능형롤블라인더복합제품개발 천연-합성이성분복합섬유소재및제품개발 생체기능융합섬유개발 : 자발성, 효소기능, 자기세정구조등 PCM 적용섬유소재개발 : 상전이물질, 특수바인딩기술등 지능형온도조절, 냉감 / 촉열바닥재개발 스마트패션, 의류, 생활용섬유소재 센서텍스타일기반의지능형미디어의류 : IT섬유융합, 인체내외부측정 flexible 센서등 유비쿼터스형섬유기술 : 유비쿼터스텍스타일, 텍스타일인터커넥팅, MTM 기술등 다방향송수신을위한라이프미디어섬유제품개발 디지털섬유칼라생산기술 인텔리전트기능의류기술 171

180 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 스마트신발은피트니스및웰빙, 헬스케어및의료, 제조업및군사, 정보통신와같이 4 개 산업군으로분류할수있음 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 공급망관점 세부기술 생체모니터링 헬스케어 / 의료 - 디바이스가의류에부착되어있는동안, 생체신호및인체내부의 생체정보를측정해사용자의건강정보제공 스마트신발기술 제조업 / 군사 정보통신 실시간정보및데이터송수신 - 산업및군수장비디바이스는사용자인체에착용하여사용자가요구하는정보및서비스제공 실시간정보송수신 - 전화, 음성인식, 사진, 네비게이션등과같은기능을구현하여사용자가실생활에서요구하는정보를실시간으로송수신가능 웰니스 활동및감정모니터링 - 디바이스는사용자가운동및활동을하는동안, 사용자의데이터를 수집하여사용자에게운동량및활동량과같은정보제공 * 출처 : KISTEP(2016), 웨어러블스마트디바이스용핵심부품및요소기술개발사업 172

181 스마트신발 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 센서산업은센서제조를위한소재산업, 소재를이용하여고유기능이구현된소자산업, 여러개의소자를사용하여조립한모듈및시스템형산업을포함하는융 복합산업영역임 차세대 IT융합스마트신발은인간중심의편리성과휴대성을극대화한웨어러블한형태와유비쿼터스시대의공정상 IT 융합인 i-fashion(3d 아바타-패션쇼핑, 맞춤주문양산형의류 ) 등으로발전예상 고속통신, 시스템저전력화 / 초소형화기술, 다양한센서의융합기술, 인터페이스기술등의개발요구 유럽은 Textile/Electronics 기술, Bio 기술, Nano 기술등과의융합에의한 Wearable electronics 섬유제품개발이중심 섬유소재에 IT를활용한의류제품확대 ( 웨어러블컴퓨터, MP3 플레이어내장의류, GPS 기능의류, 생체신호전송의류등 ) 섬유패션제품의기획 / 디자인, 제조, 마케팅에이르는제품화공정및유통과정등에서의신개념의비용절감, 공정효율화, 서비스창출, 맞춤주문형대량생산을통한신제품등의부가가치를창출 신발패션, 생활용품全업종을대상으로 IT기술을활용한맞춤대량제품생산실현 S/W( 가상현실, CG 등 ) 및솔루션 ( 스캐닝, RFID, PDM, ERP, PLM, 디스플레이, 전자상거래등 ), 데이터가공 (CRM 등 ) 등 스마트신발과같이입는형태의웨어러블디바이스가늘어나면서스마트기능뿐만이아니라신발본연의역할에대한요구가늘어날전망이며, 스마트신발은인간중심의편리성과휴대성을극대화한형태로기본적으로의복이갖추어야할요건충족이중요 따라서, 신발의쾌적성, 안전성, 내구성, 편의성등기능적인요소부터자신의개성표현이가능한패션요소인심미성까지고려하는것이필요 향후스마트신발은신발의기본역할수행이가능한범위내에서완성도높은디지털및컴퓨팅기능을추가하는방향으로진화할전망 스마트신발은 ICT기술접목을통해미래지향적인새로운신발을제공하고, u-medical, u-silver, u-wellness 각분야에맞춤정보를제공함으로써신시장을창출할수있는융합기술제품으로고부가가치를창출 7) 신발은헬스케어분야신사업창출을통한신발산업의시장을확대시키고, 건강관리서비스제공을통해서질병예방및의료비부담감소에기여. U-헬스서비스기반을둔스마트신발은보행특성 7) 디지털밸리뉴스, 스마트신발헬스케어시스템과의융합으로급격한시장성장예상,

182 기술개발테마현황분석 분석을통해언제, 어디서, 누구나안전하고자유롭게이용할수있는건강관리서비스를 제공함으로써, u-medical, u-silver, u-wellness 각분야에맞춤정보를제공할수있으며이에따른 서비스시장규모도매년증가할것으로예상 국내외적으로저전력고기능의개인맞춤형모바일헬스케어시스템탑재형스마트신발 개발을비롯하여다양한건강정보를주고받을수있는콘텐츠접목연구와이에대한 결과물로관련제품들이생산 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 스마트신발은미국, 캐나다및멕시코와같은국가에서가장많은시장점유율을차지않고 있음. 스마트신발시장의성장은스마트웨어러블의인기가높아지는것과맥락을같이함 세계스마트신발시장은다양한브랜드및신규진입업체가경쟁구조를형상하고있음. 주요기업은다양한전략적인수합병, 연구개발, 기술혁신등투자증대를통한다양한 시장확대를모색하고있음 스마트신발의세계시장은 16년 1,056백만달러에서 21년에는 8,027백만달러규모로성장할것으로전망 스마트신발의국내시장은세계시장신발점유율의 0.8~1% 비율을가지고있지만 IT 관련기술및건강관련관심지수가높아세계스마트신발시장점유율을통상신발점유율의두배인 2% 로계산할경우 2016년 224억원에서 2020년에는 1,145억원규모로예측됨 [ 스마트신발분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 1,056 1,598 2,402 3,570 5,351 8, * 출처 : Analysis Mason, 2014, KIST 추정인용 IMS Research 는 2016 년시장규모가 60 억달러 ( 출하량 1 억 7000 만대 ) 에이를것으로 전망됨 Business Insider 에의하면웨어러블기기의수는 2013 년 2200 만여대에서 2018 년에는 1 억 7700 만여대까지증가할것이며, 시장가치는 120 억달러규모에달할것으로예측 174

183 스마트신발 (2) 국내시장 스마트신발과같이입는형태의웨어러블디바이스가늘어나면서스마트기능뿐만이아니라의복본연의역할에대한요구가늘어날전망 스마트신발은인간중심의편리성과휴대성을극대화한형태로기본적으로의복이갖추어야할요건충족이중요 따라서, 의복의쾌적성, 안전성, 내구성, 편의성등기능적인요소부터자신의개성표현이가능한패션요소인심미성까지고려하는것이필요 향후스마트의류는의복의기본역할수행이가능한범위내에서완성도높은디지털및컴퓨팅기능을추가하는방향으로진화할전망 스마트신발의국내시장규모는 2016년 224억원에서 2021년 1,721억원규모로늘어날전망 [ 스마트신발분야의국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 ,145 1, * 출처 : Analysis Mason(2014), KISTI 추정 175

184 기술개발테마현황분석 (2) 무역현황 스마트신발은따로세분화되지않아기타신발무역자료를통해관련내용을유추해볼수있음 스마트 신발의 수출현황은 12년 76만 9000달러에서 16년 221만 7000달러 수준으로 증가하였으며, 수입현황은 12년 932만 6,000 달러에서 16년 1,973만 달러 수준으로 증가하였음 최근 5년 ( 12~ 16년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 30.3% 로증가하였고, 수입금액은 20.6% 로 증가하였으며, 무역수지는 12년 8,557천 달러에서 16년 17,513천 달러로 지속 악화되고있음 [ 기타신발관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 구분 CAGR 수출금액 769 1,426 1,863 1,900 2, % 수입금액 9,326 10,844 13,492 13,388 19, % 무역수지 -8,557-9,418-11,629-11,488-17,513 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code:640442( 기타신발 ) 활용 176

185 스마트신발 다. 기술환경분석 착용자의압력, 심전도, 체온, 혈압등다양한건강정보측정을위한기술과스마트디바이스와응용소프트웨어간의연동기술을위한연구를진행 8) 저전력고기능의개인맞춤형모바일헬스케어시스템탑재형스마트신발개발을비롯하여다양한건강정보를주고받을수있는콘텐츠접목연구와이에대한결과물로관련제품들이생산 스마트신발에다양한센서가응용된다고할때고려해보아야할요소는바로에너지원으로서배터리임 고려해볼수있는배터리는우선정형화되어있는않은자유형태배터리로초소형공간에장착하거나둘째, 반복적으로구부리거나둥글게말수있는플렉시블배터리, 그리고셋째, 인체에부작용을유발하지않는생체친화형착 / 이식형배터리가있음 충전방식에있어서무선충전기술또는아주적은전력이라도충전없이계속공급할수있는기술이기대됨. 대체적으로압전 (Piezoelectric), 마찰전기 (Triboelectric), 열전 (Thermoelectric) 방식이주목되고있음 스마트신발관련기술로는발정보획득을위한센서기술과정보처리및데이터전송을위한모듈, 전력공급을위한장치기술등이있으며, 스마트신발은첨단기술과융합한웨어러블기기로서사용자에게건강등의정보를제공함으로써신규의제품으로성장하고있음 임베디드통신모듈은신발내의센서모듈로부터얻어지는데이터를, 기계적압력에의해발생된전기를이용하여밴드형장비처럼, 외부모듈로전송하는통신모듈임. 이통신모듈은신발에서발생되는전기에의해동작할수있도록저전력으로통신이가능해야하고안정적인통신망이필요 신발의각종센서정보를저전력기반의무선통신망을통해서밴드등의모니터링장비와연동되어전송되고, 통신모듈은최소한의소프트웨어와소형 / 대량생산이가능한초절전센서노드로구성되며에너지절약형실시간전송제어 SW 기술을통해신뢰성있는센서데이터전송및센서액추에이터제어등고도화된다양한응용기술이포함 8) 디지털밸리뉴스, 스마트신발헬스케어시스템과의융합으로급격한시장성장예상,

186 기술개발테마현황분석 * 출처 : AVING GLOBAL NETWORK, E-vone, 노인위한낙하감지및경고기능갖춘스마트신발선봬, [ E-vone 스마트신발 ] E-vone은 'CES 2018 Unveiled' 에참가해노인위한낙하감지및경고기능갖춘스마트신발을선보임 신발밑창의장치를사용해낙하또는비정상적인움직임을감지하고이러한움직임이감지된즉시노인의비상연락처또는응급서비스센터로메시지가전송됨. 또한, 약 120개국에서통신할수있는 GSM 및위치확인용 GPS은물론운동감지용자이로스코프와가속도계가포함 스마트신발에서는첨단기술의융합이두드러지고있으며, 나이키, 아디다스와같은글로벌 신발강자들이첨단신발의다양한실험을진행하고있음 또한, 신발의재료로다양한첨단신소재를활용하여내구성과착용감을높이고있으며, 보행으로전기를발생하고환기장치, 조명장치, 스피커장착등의기능도지원하고있음 스마트신발이센서를부착해데이터를모으고인터넷과연결해다양한서비스를제공함에따라, 인공지능에대한활용도가능하여스마트신발은신발이 건강관리센터 로발전하고있음. 지능화된신발산업은이제 IT산업, 의료산업은물론엔터테인먼트산업하고도협업하고있는추세임 178

187 스마트신발 3. 기업분석 가. 주요기업비교 현재신발기업뿐만아니라다양한 IT 기업에서도독자적또는신발기업과협력하여스마트 신발을개발하고있음. 목적에따라다양한기능을가질수있으나, 대부분발에관련된 정보인압력이나보행에관련된정보획득을통해건강관련서비스를제공 스마트인솔의경쟁시장은피트니스밴드, 스마트슈즈등이있으며제품간경쟁도존재 피트니스밴드는기술적관점에서스마트인솔과분명히다르지만소비자가입는혜택면에서중복 해외에서는 Nike Plus와 Adidas micoach가대표적인제품으로, Nike Plus는 Nike 신발에단일가속도센서모듈장착을기반으로 ipod, iphone 연동운동량모니터링을보여주지만정확도는실제와다소거리가있음. Adidas micoach는신발에단일가속도센서모듈을장착하고심박수측정밴드를장착하는것에서차이가있으며 PC를기반으로데이터저장이가능하고 Nike Plus와비교했을때정확도가높음 인도의크리스피안로렌스와아니루드샤르마가개발한스마트슈즈 리챌 은스마트폰앱과연동해서사용할수있음. 위성항법장치 (GPS) 가내장되어사용자가가야할방향을알수있음. 스마트폰앱으로목적지를설정한뒤신발을신고길을나서면 GPS 신호를받은리챌앱이이를다시신발로전송하는시스템이며, 신발에서는진동으로사용자에게방향을알려주는방식을채택함 구글과아디다스를비롯한디자인회사의협력으로개발된토킹슈즈는신발속에탑재된센서로사용자의움직임을파악할수있음. 블루투스를통해사용자의스마트폰과연동되어움직임에따라다양한메시지전달이가능함. 또한, 윗부분에스피커가내장되어있어서사용자에게정보를전달하거나말을거는등토킹슈즈의기능을제공 미국의데이비드코엘호가개발한시프트웨어 (ShiftWear) 는원하는대로디자인을바꿀수있는스마트운동화로매번새로운운동화를신는기분을만끽할수있음. 시프트웨어는햇빛아래서도고화질의이미지를뚜렷하게표현할수있으며배터리또한한번충전으로최대 30일까지사용할수있음. 또한, 특수재질인케블라 (Kevlar) 라는방수소재로코팅이되어있어서수심 5m까지방수가가능하며세탁기를통한세탁이가능 삼성전자의사내스타트업지원과제로출발한솔티드벤처는 MWC 2016에서공개할스마트신발인 아이오핏 (IoFIT) 을공개함. 아이오핏은인체의균형정보를기록하고, 운동시사용자의자세교정을도와주기위해고안된제품임. 아이오핏은신발에내장한센서가기록하는데이터를바탕으로사용자가운동시갖춰야할좋은자세를알려준다는특징이있음 179

188 기술개발테마현황분석 국내중소기업사례 비엠시스는특수한고분자소재 ( 폴리우레탄젤 ) 를활용한충격흡수용기능성인솔분야의기술개발에주력하여일본, 미국등의박람회에참가하고있는업체로, 스마트신발과결합가능한기능성인솔 ( 깔창 ) 개발, 다양한정보를전달할수있는핏가이더전용애플리케이션, 바디밸런스측정이가능한다양한스마트신발관련상품개발 솔티드벤처 는삼성전자사내벤처프로그램 C-Lab을통해스핀오프한스타트업기업으로, 신발밑창에압력과가속도등을감지하는센서를내장해무게중심을측정하고골프스윙시자세를교정해줄수있는스마트골프화 아이오핏 을출시 반도체제조업체인피에스솔루션은신발밑창에 3D 보행측정이가능한센서를삽입하여보행자의자세측정이가능한스마트슈즈개발. 분석소프트웨어와함께개발되어재활 / 의료분야뿐아니라일반소비자용으로도보급확산이가능 쓰리엘랩스 는헬스케어용품을제작하는업체로, 걸음걸이분석을통해자세교정을할수있는스마트깔창 풋로거 를개발. 이를통해다양한 ICT 서비스와융합하여걸음걸이를분석하는솔루션을개발하였으며, 2015년 CES 혁신상수상. 스마트메디칼디바이스는자사개발애플리케이션을기반으로하는신개념스마트헬스기기제작업체로, 의료기기개발노하우를살려이용자위치추적통해어린이및치매노인의실종을방지할수있는 GPS 장착스마트신발개발 제윤메디컬은스마트약상자, 멀티센서기반스마트글래스등웨어러블및 U-헬스케어제작업체로, 자사에서보유한헬스케어솔루션및대구연구개발특구에서의기술지원을통하여스마트슈즈를활용한생활신체모니터링플랫폼을주요제품으로개발 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원, %) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율당기순이익율 R&D 집중도 비엠시스 2,438 1, 솔티드벤처 , , 쓰리엘랩스 1, ,280.4 스마트메디칼디바이스 1, 제윤메디컬

189 스마트신발 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 스마트인솔간경쟁을보면, 미국의디짓솔 (Digitsole) 은스마트폰을이용해원격으로온도를 조절하거나보행자의걸음수를잴수도있으며, 깔창온도조절은전용모바일애플리케이션을 이용해간단하게 40 도까지올릴수있음 웨어러블스마트디바이스전문기업 GTX Corp은 GPS 위치추적기능이강화된인솔인 GPS SmartSole 개발 GTX Corp가개발한이 GPS 인솔은사용자의위치를스마트폰을통해실시간으로알려주거나특정시간동안이동한경로까지모두확인가능하며, 깔창을착용한사용자가지정된거리또는위치를벗어나게되면보호자에게경고의문자메시지를자동으로발송 Lechal이선보인스마트신발과인솔은웨어러블디바이스로서마치신발내부에끼워서사용하는 Nike+iPod 센서와같이 Lechal Pod을전용신발의발목뒷부분또는전용깔창의뒷꿈치부분에장착하여사용 Lechal Pod에는진동을위한바이브레이터와블루투스, 배터리가내장. Lechal Pod에내장된블루투스를이용하여스마트폰과연결하여사용하며전용앱을통하여길을안내하거나착용한사람의정확한현재위치확인을위하여스마트폰의 GPS를이용 181

190 기술개발테마현황분석 (2) 국내업체동향 비엠시스 (BMSYS) 의스마트인솔은가속도센서가달려있어착용자의도보수, 이동거리, 칼로리소모량, 좌 우측발의피로도등을스마트폰으로실시간으로확인할수있음 데이터는일단위로기록돼언제라도자신의운동량을쉽게파악할수있으며오르막길이나내리막길을걸을때경사도를감지해위험신호를전달하는등착용자의안전을파악할수있음 3L Labs의 Foot Logger는인솔에압력측정이가능한압력센서기반스마트인솔로무선충전이가능 3L Labs의 Foot Logger는일반인들이운동화에넣어신을수있는인솔형활동측정기 (Activity Tracker) 로압력센서 8개, 3축가속도센서 1개, 5만보이상을기록할수있는스토리지가내장되어있어개인의걸음을정확하게기록가능 팹리스 ( 반도체설계 ) 기업티엘아이는센서를적용해보행속도 압력 밸런스를비롯해전체활동을분석하는스마트인솔을개발하여 2018년스포츠브랜드를통해스마트인솔이적용된신발을출시할예정 티엘아이는발움직임을분석해이용자가걷고뛰고계단오르내리기등여러행동을감지 분석하는스마트인솔을개발하였으며, 균형있게걷지않고한쪽으로무게중심이쏠리는등보행특징을모두감지해문제점확인및개선가능 삼덕통상은국내의삼덕통상은스마트신발관련개발기술을보유하고있으며, 2012년중기청융 복합기술개발사업을통해 개인맞춤형모바일건강관리시스템탑재형스마트신발개발 을진행하였고, 아이손 AIRUN은신발외부에칼로리측정모듈이부착되어손쉽게칼로리측정이가능한신발을개발 아이손 AIRUN 은신발외부에칼로리측정모듈이부착되어손쉽게칼로리측정이가능한 신발을개발하였으며칼로리측정값정확도및배터리효율강화를위한연구를진행중 182

191 스마트신발 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 스포츠브랜드자체개발및연구기관의기반기술개발등다양한형태를통한스마트신발개발이활발 독일빌링겐- 슈베닝겐의 HSG-IMIT 연구소는 2015년 1월보행중전자센서가동이가능한장치를개발 중국스포츠브랜드리닝 (Li-Ning) 과스마트폰업체인샤오미 (Xiaomi) 는 2015년 3월신개념의스마트런닝화를공동제작한다는내용의전략적협력각서를체결 - '90분울트라스마트스포츠웨어 '(90 Minutes Ultra Smart Sportswear) 로불리는샤오미스마트신발에는인텔에서개발한단추크기만한큐리 (Curie) 모듈을탑재하였으며, 걷기, 달리기, 등반등의운동을추적이가능. 또한, 하루일과가끝나면측정된거리, 소모한칼로리에대한보고서도제공 Nike Plus는 Nike 신발에단일가속도센서모듈장착을한것을기반으로 ipod, iphone 연동운동량모니터링을제공 Adidas micoach는가속도센서모듈과심박수측정및데이터저장기술을적용 스마트인솔센서기술및스마트기기연동기술개발에대한이슈증가 미국의 Flexpoint Sensor System과 Bend Tech LLC는 2014년 12월 Mettis Trainer라고불리는새로운신발인솔시스템을개발 스마트기기와의연동기술로신체정보및보행습관정보를분석하여사용자의편의증가가능 국내외적으로저전력고기능의개인맞춤형모바일헬스케어시스템탑재형스마트신발개발을비롯하여다양한건강정보를주고받을수있는콘텐츠접목연구와이에대한결과물로관련제품들이생산 웨어러블디바이스를통해일상생활에서끊임없이자동으로만들어지는라이프로그데이터는사람들의생활습관이나건강정보등을풍부하게담고있어헬스케어분야의빅데이터로서활용가치가큼 휠라코리아는미세전류를발생시킬수있는신발 EON을개발. 코인배터리 540mA용 3V, 전류 / 전압최대 25V/80μA으로하루 8시간사용을기준으로 1년간사용가능. 60~80μA의전류를일정하게발생시킬수있는미세전류발생기형태이고내충격도는 150kg이상이고케이스재질은폴리카보네이트로이루어져있음. 미세전류발생에대한임상실험데이터보완이나코인셀배터리를이용하기때문에수명문제등의해결해야할부분들은다소존재 선진국의글로벌신발업체들은신발의고기능화에지속적인관심과체계적인연구를진행시켜 왔고, 향후전세계적으로기능성을앞세운제품을출시시켜시장을공략함으로써신발 183

192 기술개발테마현황분석 시장에서의브랜드가치를증대시킬계획. 글로벌기업인 Nike나 Adidas 등은획기적인디자인의고품질제품개발을지속적으로주력해왔으며, 세계신발업계에서하이테크기술을선도하고있어, 국내신발산업의국제경쟁력향상및고부가가치화를위해서는고기능, 신기능을갖춘스마트신발의개발을통한기능성신발산업의육성이필요 한국표준과학연구원의질량힘센터김종호박사팀은힘또는압력의세기를측정할수있는촉각센서와빛을발하는 LED를이용하여올바른걸음걸이를확인할수있는스마트신발을개발. 국내외 7개특허를출원및등록완료한상태로추후상용화를위한기술이전이가능 압력에반응하는촉각센서는신발의앞, 중간, 뒷부분에각각배치되어있으며이는빨강, 초록, 파랑으로색조합이가능한 LED 6개와연결되어있음. 이신발을신고바르게걸으면 3가지색깔이모두발하지만그렇지않을경우, 일부만발하기때문에자신의보행습관을교정 사용된촉각센서는 0.2 mm 이내두께를갖는필름형태로신발깔창에삽입가능하며충격과마모에강함. LED의경우, 사용자가모드를변경함으로써다양한색과패턴을만들수있음 스마트폰과연계하여신발내위치별촉각센서의반응을실시간으로확인가능 * 출처 : ; electronic science, 한국표준과학연구원, 올바른걸음걸이확인할수있는스마트신발개발, [ 한국표준과학연구원의촉각센서 ] 184

193 스마트신발 나. 특허동향분석 스마트신발 주요기술 스마트신발과관련된기술은하드웨어기술, 무선통신기술및전원제어기술이있으며, 하드웨어에대한기술은가속도 / 압력 /GPS 센서에대한기술을포함함. 무선통신에대한기술은저전력무선통신기술및스마트디바이스연동기술로구분되며, 전원제어기술은배터리및전원제어기술을포함함 분류요소기술설명 하드웨어기술 가속도 / 압력 /GPS 센서기술 가속도센서, 압력센서및 GPS 등을이용하여사용의움직임, 이동위치또는발의압력등을감지하는기술 무선통신기술 전원제어기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 배터리및전원제어기술 데이터전송시저전력화를위한무선통신기술센서로부터출력되는신호를이용하여사용자정보의생성을위해스마트디바이스에연동시키는기술전원의사용량을감소시키기위하여사용형태에따라전원을제어하는기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 스마트신발에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 하드웨어기술가속도 / 압력 /GPS 센서기술 무선통신기술 저전력무선통신기술 스마트디바이스연동기술 전원제어기술배터리및전원제어기술 합계 국가별요소기술별특허동향에서는저전력무선통신기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많았으나, 그다음으로많은수의특허가출원된가속도 / 압력 /GPS 센서기술과큰차이는없었음 저전력무선통신기술에서는미국이가장많은출원량을보유하고있으며, 유럽이상대적으로적은 185

194 기술개발테마현황분석 출원량을보유하고있고, 이외에다른모든요소기술에서도미국이가장많은출원량을보유하고 있는것으로나타남에따라, 스마트신발에대한기술은미국에서가장활발한연구가이루어짐 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 하드웨어기술가속도 / 압력 /GPS 센서기술 IMMERSION LG 전자 INTEL 대기업및공공연구기관중심 LG전자, 한국전자통신연구원등 저전력무선통신기술 IMMERSION LG 전자 INTEL 대기업및공공연구기관중심 LG전자, 한국전자통신연구원등 무선통신기술 스마트디바이스연동기술 LG 전자 ACER 삼성전자 대기업중심 LG 전자, 삼성전자등 전원제어기술배터리및전원제어기술 LG 전자 INTEL 한국신발피혁연구원 중소기업및공공연구기관중심 한국신발피혁연구원, 비엠시스, 퓨처플레이, 동의대학교 하드웨어기술주요출원인동향 가속도 / 압력 /GPS 센서기술에서는 IMMERSION 이가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업및공공연구기관을중심으로연구개발이루어지고있음 무선통신기술주요출원인동향 저전력무선통신기술에서는 IMMERSION이가장많은특허를보유하고있으며, 스마트디바이스연동기술에서는 LG전자가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업및공공연구기관을중심으로저전력무선통신기술에대한연구개발이이루어지고있으며, 스마트디바이스연동기술은대기업을중심으로연구개발이이루어지고있음 전원제어기술주요출원인동향 배터리및전원제어기술에서는 LG 전자가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는중소기업및공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지고있음 186

195 스마트신발 스마트신발분야의주요경쟁기술및공백기술 스마트신발분야의주요경쟁기술은무선통신기술중저전력무선통신기술이고, 공백기술은무선통신기술중스마트디바이스연동기술로나타남 스마트신발분야에서저전력무선통신기술이가장경쟁이치열할분야이고, 스마트디바이스연동기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 하드웨어기술가속도 / 압력 /GPS 센서기술 저전력무선통신기술 무선통신기술 스마트디바이스연동기술 전원제어기술배터리및전원제어기술 : 200 건이상, : 150~199 건, : 100~149 건, : 50~99 건, : 50 건미만 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 발의균형을파악하기위한기술 하드웨어기술 무선통신기술 전원제어기술 가속도 / 압력 /GPS 센서기술저전력무선통신기술스마트디바이스연동기술배터리및전원제어기술 다양한종류의신발을스마트신발로활용하기위하여센서를선택적으로부착하기위한기술센서로부터출력되는데이터를활용하여신발끈조임과같은신발의상태를제어하는기술사용자의움직임을정확하게파악하기위한기술 PHY, MAC, Network 기술등이통합된하드웨어를구성하여저전력무선통신이가능하도록하는기술데이터의실시간전송제어기술사용자의디바이스에연동되어사용자에게알람등을통해특정정보를알려주기위한기술전원을탈부착하기위한기술사용자의움직임을감지하여선택적으로전력의사용을차단하는기술사용자가걸음을내딛을때마다뒤꿈치에가해지는압력을이용하여발전하는기술 187

196 기술개발테마현황분석 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 스마트신발에대한요소기술 대부분은대기업을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타났으며, 배터리및전원 제어기술에서는중소기업및공공연구기관에서의연구개발이활발하게이루어짐 배터리및전원제어기술에서는최근전원을탈부착하기위한기술, 사용자의움직임을감지하여 선택적으로전력의사용을차단하는기술및사용자가걸음을내딛을때마다뒤꿈치에가해지는 압력을이용하여발전하는기술이개발되고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 스마트신발분야의공백기술분야는스마트디바이스연동기술로나타남 스마트신발은사용자가외출할때항상착용해야한다는점에서사용자의건강정보를알려주기위한헬스케어시스템에유용하게사용될수있음 스마트신발에대한특허는아직많지않은것으로나타남에따라스마트신발에대한연구및개발을통해스마트신발에대한특허를확보하여기술경쟁력을확보해야할것으로판단됨 특히, 공백기술로나타난스마트디바이스연동기술에대한연구개발을진행해야할것으로판단되며, 이때, 단순히스마트디바이스와스마트신발을연동하는기술이아닌스마트디바이스와연동하여스마트신발로부터수신되는데이터를통해사용자에게맞춤형컨텐츠를제공하기위한기술로연구개발이진행되어야할것으로사료됨 한편, 중소기업및공공연구기관을중심으로연구개발이활발한배터리및전원제어기술에대해서는해당기술에대해이전을받거나공동연구개발을진행하는것을고려해볼수있을것으로판단됨 188

197 스마트신발 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 웨어러블 Thinking 연구센터 기관소개 : 저전력 고신뢰웨어러블시스템을위한소프트웨어 (SW) 구조를연구 핵심요소기술 - 센서신호처리와인식, 멀티센서기반인터렉션, 사물인터넷 (IoT) 기반재활서비스플랫폼 - 의료와디자인, 기계, 컴퓨터, 전자등다분야전문가가목적에맞는융합기술을개발, 이용자가필요한웨어러블기술개발역량보유 연구성과 : 센터는 3년간참여교수의과학기술논문인용색인 (SCI) 급논문수 134편, 특허등록 출원수 152건, 기술이전 12건의 2억1000만원이상실적, SW등록 14건등 연구가능인력 : 2015년개소해연말까지 31개월동안단국대, 서울대, 국민대, 서울시립대, 울산과학기술원, 고려대등에서교수 21명, 석 박사과정 89명이참여 개발현황 : 스탠퍼드 Design Think Center, 헝가리 ELTE48 대학등과공동연구를진행중이며, 국립재활원, 전자부품연구원, 요즈마캠퍼스, 서울대병원, 성남산업진흥재단, 경찰대치안정책연구소등센터주요협력기관과협력 숭실대학교스마트소재 / 제품융합전공은웨어러블핵심소재및기반기술을위한 다양한 프로젝트를진행하고있음 전자섬유기반의족저압모니터링용 IoT 스마트인솔개발 근육활동량측정용전자직물및피트니스웨어개발 전자섬유를이용한기능성헤드라이닝연구 PAFC(printed actuating fiber composite) 텍스타일 하이브리드 구조를 이용한 4D 스마트 섬유 패션응용기술개발 드레이프성이우수한텍스타일염료감응태양전지소재및아웃도어응용제품개발 전자직물기반재활보조및보행습관교정이가능한전자기유도형에너지하베스팅스마트신발 다양한물성과표면처리구현가능한신개념 PU소재및응용상품디자인개발 189

198 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 [ 웨어러블디바이스분야주요연구인력현황 ] 기관한국표준과학연구원한국전자통신연구원한국전자부품연구원숭실대학교 부서질량힘센터나노융합센서연구실첨단센서산업화지원신터스마트소재 / 제품융합전공 190

199 스마트신발 다. 기술이전가능기술 기술이전가능기술 : MEMS 압력센서의표면형캐비티공정기술 기술개요 웨어러블헬스케어기기에사용되는압력센서를제작하기위한 MEMS 압력센서의핵심공정인표면형캐비티공정 에관한것이며, 반도체공정을기반을하여양산제작이가능한 CMOS 호환형공정을의미 본기술은 유비쿼터스용 CMOS 기반복합센서기술개발 ( 수행기간 : 2007년 3월 ~2008년 2월 ) 및 스마트마이크로센서상용화를위한파운드리기반기술구축 ( 수행기간 : 2012년 9월 ~ 2014년 8월 ) 과제를통해서개발되었음 기술개발기관 : 한국전자통신연구원나노융합센서연구실 기술내용 MEMS 압력센서의표면형캐비티구조를형성함에있어, 캐비티의깊이는 20~100 μm범위기술 - 실리콘기판에압력센서캐비티형성을위한포토리소그라피기술및 DRIE공정방법으로일정깊이로식각 - Trench를이루는 Space 폭은실리콘 Line 선폭의 0.56 배보다조금큰선폭으로유지 - Trench 식각된 Si이이후산화공정과정에서충분히산화되기위한것 MEMS 압력센서의표면형캐비티구조를형성함에있어, 캐비티부분에서산화막의두께가실리콘기둥중앙을기준으로 1.5±0.5 μm범위이고 Top 부분을확인하여산화막과산화막사이의거리가 0.2±0.1 μm범위기술 MEMS 압력센서의표면형캐비티구조를형성함에있어, 캐비티덮개부분을만들기위해서덮어지는 Poly-Si 막의두께는 2.0± 1.0 μm범위기술 MEMS 압력센서의표면형캐비티구조를형성함에있어, 산화막제거를위한 Poly-Si 막의홀식각공정에서홀의직경은 Top이 1.5±0.75 μm, Bottom은 1.0±0.3 μm로식각기술 MEMS 압력센서의표면형캐비티구조를형성함에있어, 두께 20 μm산화막의 49%HF 용액습식식각공정시간은캐비티치수허용오차를고려하여 5±1 min 범위기술 기술상세 캐비티의깊이는 20~100 μm범위가되어야함 캐비티부분이산화막의두께가실리콘기둥중앙을기준으로 1.5±0.5μm범위이고 Top 부분을확인하여산화막과산화막사이의거리가 0.2±0.1μm범위가되어야함 캐비티덮개부분을만들기위해서덮어지는 Poly-Si 막의두께는 2.0±1.0μm가되어야함 산화막제거를위한 Poly-Si 막에서의홀식각공정에서홀의직경은 Top이 1.5±0.75μm, Bottom은 1.0±0.3 μm로식각되어야함 191

200 기술개발테마현황분석 두께 20 μm산화막의 49%HF 용액습식식각공정시간은캐비티치수허용오차를고려하여 5±1 min 이어야함 * 출처 : 한국전자통신연구원 [ 이전기술예시 ] 사업성 CMOS 기반으로일괄공정이가능하여급속하게성장하고있는 CMOS 호환형 MEMS 압력센서의가격경쟁력강화 MEMS 압력센서의핵심공정의국산화를통해국내압력센서산업활성화함 하나의반도체기판을사용하여밀폐된공동구조를가지는구조물로 CMOS 공정호환성이우수하여, 압력센서뿐만아니라음향센서, 가스센서, 바이오센서등다양하고넓은분야에사용될수있을것으로기대됨 192

201 스마트신발 예상응용제품및서비스 휴대폰, 헬스케어, 스마트폰등의초슬림휴대단말기내에실장되는압력센서 디지털카메라, 오락기기, 가전제품등박형디스플레이내에적용되는압력센서 Laptop, tablet PC 등휴대용 PC 내에적용되는압력센서 기술성숙도 (TRL) 단계 : 4 기술이전범위 표면형캐비티를갖는 MEMS 압력센서의 공정기술관련국내외통상실시권 MEMS 압력센서의표면형캐비티공정설계및제작에따른관련기술문서 3건 - TM1: 압력센서 Ver TM2: 압력센서공정에서의 LTO와 TEOS 공정 Test - TM3: 압력센서공정중 Hall 단위공정 Test(P-5000 과 HDP 비교 ) 193

202 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 스마트신발분야키워드클러스터링 ] 194

203 스마트신발 [ 스마트신발분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 Smart footwear 6~8 1. Smart footwear and operating method thereof 2. Wearable Footwear-Based Cleaning Apparatus 3. Footwear-based wearable sensors for physical activity monitoring 클러스터 02 wearable, shoes 6~8 1. PLANTAR WEARABLE WITH OPEN SHOES 2. SOLE SHOE WEARABLE OVER BOOT 3. Wearable Footwear-Based Cleaning Apparatus 1. A comparative review of footwear-based wearable systems 클러스터 03 wearable, footwear 6~8 2. A shoe-embedded piezoelectric energy harvester for wearable sensors 3. Shoes-wearable foot mechanism mimicking characteristics of human's foot arch and skin 1. A tele-gait monitoring system with an inertial measurement unit and smart shoes 클러스터 04 monitoring, smart shoes 6~8 2. A wireless human motion monitoring system based on joint angle sensors and smart shoes 3. A wireless networked smart-shoe system for monitoring human locomotion 1. A wireless smart shoe for gait analysis using heuristic algorithms 클러스터 05 wireless, smart shoes 6~8 with automated thresholding 2. A wireless smart-shoe system for gait assistance 3. Single chip interrogation system for a smart shoe wireless transponder 1. A wireless networked smart-shoe system for monitoring human locomotion 클러스터 06 motion capture monitor 4~6 2. An overview of smart shoes in the internet of health things: Gait and mobility assessment in health promotion and disease monitoring 3. Consistent accuracy in whole-body joint kinetics during gait using wearable inertial motion sensors and in-shoe pressure sensors 클러스터 07 Smart shoes 6~8 1. DEVICES EMBEDDED SMART SHOES 2. Smart shoes with wireless transmitter 3. Shoe-based wearable interaction system 195

204 기술개발테마현황분석 1. A shoe-embedded piezoelectric energy harvester for wearable 클러스터 08 energy harvest 6~8 sensors 2. Energy harvesting for smart shoes: A real life application 3. Energy Harvesting system for smart shoes 1. A mobile motion capture system based on inertial sensors and smart shoes 클러스터 09 mobile, smart shoes 4~6 2. Ubiquitous motion sensing service using wearable shoe module and mobile device 3. A tele-gait monitoring system with an inertial measurement unit and smart shoes 1. Real-time gait analysis with accelerometer-based smart shoes 클러스터 10 acceleromete r 4~6 2. Towards a real-time error detection within a smart home by using activity recognition with a shoe-mounted accelerometer 3. Assessment of a smart sensing shoe for gait phase detection in level walking 196

205 스마트신발 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 스마트신발분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 가속도 / 압력 /GPS 센서기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 플렉서블센서구조기술 기술수요, 기술 / 시장분석 하드웨어 / 측정기술 운동량측정기술 동작 / 제스처인식기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 보행분석기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 신체균형측정기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 저전력무선통신기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 무선통신기술 스마트디바이스연동기술 특허 / 논문클러스터링 블루투스모듈기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 전원제어기술 배터리및전원제어기술 직물형배터리기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 197

206 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 스마트신발분야핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술키워드 하드웨어기술 가속도 / 압력 /GPS 센서기술 동작 / 제스처인식기술 가속도센서, 압력센서및 GPS 등을이용하여사용의 움직임, 이동위치또는발의압력등을감지하는기술 센서를활용하여사용자의동작및제스처를인식하는기술 신체균형측정기술 사용자의신체균형측정기술 측정기술 운동량측정기술 가속도센서를이용한운동량측정 보행분석기술 압력센서를이용한운동역학분석을위한계측기술 저전력무선통신기술 데이터전송시저전력화를위한무선통신기술 통신기술 전원제어기술 스마트디바이스연동기술 블루투스모듈기술 배터리및전원제어기술 센서로부터출력되는신호를이용하여사용자정보의생성을위해스마트디바이스에연동시키는기술블루투스통신으로스마트폰또는서버와연결할수있는모듈기술전원의사용량을감소시키기위하여사용형태에따라전원을제어하는기술 198

207 스마트신발 나. 스마트신발기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 199

208 기술개발테마현황분석 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 스마트신발분야핵심요소기술연구목표 ] 분류 핵심요소기술 기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 가속도 / 압력 /GPS 센서기술 센싱데이터오류율 (%) 10% 이하 5% 이하 2% 이하 하드웨어기술 스마트센싱기술개발 동작 / 제스처인식기술 동작인식성공률 90% 이상 95% 이상 97% 이상 신체균형측정기술 신체균형감지율 (%) 90% 이상 95% 이상 97% 이상 측정기술 운동량측정기술 운동량측정성공율 (%) 95% 이상 97% 이상 99% 이상 신호측정및분석기술개발 보행분석기술 보행오탐지율 (%) 5% 이하 3% 이하 2% 이하 저전력무선통신기술 연결성공률 (%) 95% 이상 97% 이상 99% 이상 통신기술 스마트디바이스연동기술 디바이스연동에러율 (%) 10% 이하 5% 이하 2% 이하 고감도블루투스모듈및저전력무선송수신기술개발 블루투스모듈기술 블루투스통신감도향상률 (%) 20% 향상 30% 향상 40% 향상 전원제어기술 배터리및전원제어기술 전원절감률 (%) 30% 절감 40% 절감 50% 절감 저전력고효율전원기술개발 200

209 기술개발테마현황분석 생활약자보조 착용기기

210

211 생활약자보조착용기기 정의및범위 생활약자보조착용기기는도구의힘으로착용자의부족한점이나불편한점을보완해주고자개발되었으며, 통상적으로노인, 환자, 장애인, 영유아등일상생활을영위하는데어려움을갖는사람들에게신체적, 인지적활동에도움을줄수있는기기를의미 기기의범위는보조하고자하는영역으로구분할수있으며, 청각에장애가있는사용자를위한보청기, 시각에장애가있는사용자를위한레이더시스템, 힘이부족한사용자를위한착용로봇, 노인들의사고를감지해대처할수있는웨어러블디바이스등이포함정부지원정책 평균수명증가로인한고령인구가늘어나고, 장애인복지에대한관심증가, 워킹맘의증가는노인, 환자, 장애인, 영유아등생활약자보조를위한착용기기의필요성을커지게할전망 보건 복지 노동분야예산을작년 129조 5천억에서 146조 2천억으로 12.9% 증가시켜국무회의에서의결. 보건복지부예산에따르면, 100세사회대응고령친화제품연구개발 (30억), 고령친화산업 (20억), 노인건강관리 (19억), 독거노인-장애인응급알림서비스 (10억), 영유아사전예방적건강관리 (12억), 장애인보조기구지원 (30억) 등이책정 과학기술정보통신부는 혁신성장을위한사람중심의 4차산업혁명대응계획 을발표. 여기에는이동 배변 보행등지원로봇개발 ( 18~), 치매극복을위한저비용-고정밀진단기술개발 ( 18~), 낙상, 실종방지등안전기술확보 (~ 20), 빅데이터기반사회취약계층상시발굴 (~ 18) 등이포함중소기업시장대응전략 강점 (Strength) 세계최고수준의 ICT 인프라및제조기술력보유 정부의산업지원정책및지원 신서비스의높은수용성기회 (Opportunity) 사회인구구조변화로관련수요확대 중소 벤처기업보유기술에대한대기업관심증가 기존의기술및제품에다양한파급효과발생 약점 (Weakness) 선진국기업대비부족한인지도및유연성 기술경쟁력및원천기술 작은내수시장 복지정책에대한사회적합의필요위협 (Threat) 선진국우수벤처기업창업활발및지적재산권선점 대기업의기술확보를통한융합서비스 관련기업의성장답보 중소기업의시장대응전략 수요자중심의다양한서비스제공및안전성 효용성 편리성담보가가능한기술개발 제도적허들이낮은제품분야에선제진입하여관련시장선점및확대 사회복지서비스, 병원, 영유아원, 노인요양원등사회시스템과의연계 협력고려

212 핵심요소기술로드맵

213 생활약자보조착용기기 1. 개요 가. 정의및필요성 생활약자보조착용기기란, 일상생활을영위하는데있어어려움을갖는사람들의신체적 인지적활동에도움을주는기기를총칭함. 오래전부터청각보조를위한보청기가널리사용되었고, 현대에와서전자기기의발달로더욱다양한기능의보조가가능하게되었기에다양한제품과서비스들이선보여지고있음. 특히로봇공학의발달로최근착용형로봇이, 전자재료의발달로웨어러블제품들이생활약자를위해사용되고있음 보조기기는목표로하는대상별분류 - 노인은현재의건강상태를모니터링하거나움직임을도와주는기기와낙상등사고를감지하는장치가필요 - 영유아는의사표시가서툴고몸상태도안정적이지못해지속적인관찰이필요하므로보조착용기기가보모를대신하여부모에게아기의상태를무선상으로수집및전송 - 장애인은시각, 청각, 보행등의장애요인을완화해주는장비가필요 - 환자는회복까지약해진신체를도와줄수있는도구및재활을돕는장치필요 기능적으로는정보의수집과신체적 인지적능력의보조로나뉨 - 수집되는정보는위치, 속도, 특정신체부위의움직임등물리적인정보와체온, 습기 ( 땀 ), 호흡상태등화학적인정보를포함하며도움을받는주체는궁극적으로보조기기를착용한사람이되며, 이를위해아기의뒤척임이나노인의낙상등수집되는정보는외부의전문가, 119, 보호자, 간병인등에게제공되는경우도있음 보조기능은청각, 시각, 촉각, 근력등의보조가포함 - 현대에와서과거의기기들과달라진점은심미성과기능성으로장애를가진것을드러내는걸불편해하는사람들을위하여보청기는투명해지거나매우작아져눈에띄지않게되며, 시각장애인은무인자동차와비슷한기능을가진헤드셋을통해주변위험을감지할수있고행로를안내받을수있음. 심지어온몸을움직이지못하는사람들의뇌파를읽어대화를하거나글을쓰도록돕는기기도개발진행 - 착용형보조기기중최근각광받는것은착용형로봇으로장애인이나환자의재활외에도인간의능력을보완해주고확장해준다는점에서일상생활에서의활용도가높음. 보편적으로센서와모터, 감속기, 배터리, 제어기등으로구성되며, 착용자의의지대로움직이되기계적인힘을이용하여근력을강화해주어, 하반신마비환자가독립적으로걸을수있게하거나, 노약자의보행을돕도록지원가능 205

214 기술개발테마현황분석 [ 다양한형태의생활약자보조착용기기 ] 206

215 생활약자보조착용기기 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 제품은정보의수집과신체적 인지적능력의보조를위한기기로나뉨 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 제품분류관점 세부기술 정보수집 위치 자세 동작감지 생체신호감지 실내 외출입과, 대상의위치및이동상태를감지하는기술 취하고있는자세와유지시간등을감지하는기술 움직임을혹은움직임유무를감지하는기술 체온, 호흡, 땀배출상태, 근육에가해지는부하등을측정하는기술 심박수, 스트레스지수, 뇌파등을측정하는기술 생활약자보조착용기기 착용형로봇 센서와모터, 감속기, 배터리, 제어기제작기술 소프트웨어및 UI 기술 능력보조 착용형의수 의족 청각보조 착용자의지인식기술 동작을통한의지구현기술 소리를증폭시키거나감지하여시각으로제공하는기술 시각보조 글자를인지하여읽어주는기술 주변위험및행인들을인지하여알려주는기술 207

216 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 보조기기구성측면에서감지기술, 통신기술, 빅데이터기술, 전문기관융합서비스, 소재등을포함 정보수집기기의경우다양한감지기술을필요로하며, 감지된정보를외부의기기나병원이나 119와같은특정집단에보내적절한조치를취함 여기서얻어진정보들은빅데이터기술을통해착용자에게효용성있는정보로가공되어서비스를제공가능 능력보조기기의경우도, 사용자의의도를감지할수있는기술이필요하며이를통해기기의 on/off에서부터하고싶어하는행동의보조가가능 안전한소재와전자파차단을위한제품의설계및회로디자인필요 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 공급망관점 세부기술 감지기술 위치, 동작정보등물리적신호나신체의생화학적신호등을감지할 수있는기술 사용자의의도를인지하는기술 통신기술 측정된신호및위험, 요청등을외부기기나간병인, 보호자, 전문 집단등에송신할수있는기술 생활약자보조착용기기 빅데이터기술 감지한데이터들을데이터베이스화후딥러닝을통한정보가공 기술 전문기관융합서비스 소재 사고, 위험등을감지후바로대처가능할수있도록연계되는서비스 병의예후가나빠지거나질병을미리진단하게되면적절한조치를취할수있도록전문정보및조처를제공하는융합서비스 착용시발진, 습진을일으키지않는생체안정성이확보된소재 전자파의차단을막아주는소재 착용시불편함을느끼지않도록부드러운재질의소재 208

217 생활약자보조착용기기 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 생활약자보조착용기기와직접적으로관련된산업영역으로서관련기술의개발및제품생산 유통 서비스제공에이르기까지의전과정을의미 각종사고로인한일시적장애자, 고령자와고령자를간호하는간호자, 정상인이지만신체적 정신적허약자, 영유아, 장애인, 재활환자등을대상으로하는산업 착용하는장비를대상으로하므로, 편안함, 심미성, 안정감, 생체적합성이매우중요 제품의제조업만이아니라심미적디자인이나융합데이터를통해도출된정보들을이용한서비스, 소프트웨어영역또한포함되므로굉장히광범위한산업분야 복지국가일수록많은지원과관심이있으며산업의성장에강점 보조착용기기는기술의발달로웨어러블기기들이가능해짐에따라폭발적으로성장한기술중심의제품으로전통산업에 ICT 기술을결합하여고부가가치를창출하는신성장사업분야로인식 기존센서기술, 구동기술등에 IoT, 스마트폰 App 기술등 ICT 기술의융합됨으로써기존제품및산업의부가가치를높이는특징을보임과동시에, 새로운제품 시장분야를개척하는특성을보임 기술이발전하여, 기존에는제공하지못했던심미성, 효용성을제공할수있으며과거에는보청기등단순기능의보조에만머물렀다면현재는빅데이터를이용한서비스제공, 웨어러블디바이스를통한영유아의케어등다양한분야로산업이확장 최신웨어러블기술을이용하기때문에제조업중심이아닌소규모스타트업, 벤처기반의아이디어중심산업 의수, 의족등기존의신체적결손을보조하는기기뿐아니라현재는신체적결손은없지만약화된기능을가진생활약자를위한착용로봇이제작 착용로봇은군수, 제조, 레저등의많은분야에사용될수있어더큰관심을받고있으며, 현대, 기아가참여하고있음 업체의지역적분포 단순재활보조기구업체로만한정할시업체의지역적분포를보면서울에집중되어있는것을알수있으며대도시에 75% 이상집중 보조기구는개인이구매하는경우도있으나정부에서구매하여대여하는형태로사용하는경우가많음 209

218 기술개발테마현황분석 [ 업체의지역적분포 ] (2) 산업의구조 후방산업은소재, 각종센서, 플렉서블 / 스트레처블회로, 소형배터리, 저전력통신모듈, 엑츄에이터, 바이오설계, 패키징, 임베디드소프트웨어등으로구성 각모듈의안정성과신뢰성이완성품의품질에큰영향을미치므로핵심부품의국산화및저가격화가중요한요소 제품하나의단순기능보다는다양한부품과다양한제품의융합 활용을통한새로운제품 서비스의개념설계가제조단가를훨씬넘어서는부가가치를창출할수있으므로단순제조업형태의제품개발 제조전략은지양되어야함 생활약자보조착용기기의산업은아직성숙되지않은상태이며, 전방산업은실버케어, 영유아케어, 장애인케어, 재활환자케어등으로구성 후방산업기술의개발정도에따라새로운전방산업의출몰가능성이매우높음 소비자에직접연계된최전방산업의성격을지니지만, 제품에서생산된정보는전문가집단혹은프로그램을통해가공되어야의미있는데이터가되는특징이있음 이를위해노이즈제거기술, app 개발, 데이터패터닝기술, 전문가감수등의데이터처리기술분야가필요 [ 생활약자보조착용기기분야산업구조 ] 후방산업데이터처리기술분야전방산업 소재, 각종센서, 플렉서블 / 스트레처블회로, 소형배터리, 저전력통신모듈, 바이오설계, 임베디드소프트웨어, 패키징 노이즈제거기술, app 개발, 데이터패턴닝기술, 전문가감수 실버케어, 영유아케어, 장애인케어, 재활환자케어 210

219 생활약자보조착용기기 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 생활약자보조착용기기기술은단일시장으로파악하기어렵고, 타겟대상에따라, 영유아, 노인, 장애인, 환자관련시장으로나누어판단 모바일헬스모니터링시장은생활약자모두와관련있는시장으로 17년 230억달러로추정되며, 가장많은부분을차지하는것은헬스모니터링시장으로전체의 65% 를차지. 3% 만차지하는 wellness와비교해보면헬스모니터링이각광받고있는것을알수있음 [ 모바일헬스케어시장 ] 영유아케어시장은영유아의숫자는줄고있음에도꾸준히성장하고있으며, 2013 년 90 억 달러에서 2021 년 130 억달러로의성장이예상. 비싸지만안전하고좋은제품에대한구매력이 있는시장이며, 이를통해영유아보조착용기기에도많은기회가존재함 [ Baby care 시장예측 ] 211

220 기술개발테마현황분석 IoT 기술을적용한유아모니터링세계시장규모는 16년 656백만달러에서 21년 5,288백만달러규모로성장할것으로전망 [ IoT 기술을적용한유아모니터링세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 ,315 1,862 2,637 5, * 자료 : Forecast: Internet of Things Endpoints and Associated Services, Worldwide, 2015 착용형로봇보조기기는로봇의발달로새롭게등장한시장으로노인및장애인을위한기기들이 개발되고있으며, 25 년까지 33 억달러로성장될것으로예상 [ 모바일헬스케어시장 ] 글로벌재활및장치시장규모는 16 년 105 억달러로예상되며, 연평균 6% 의성장을보일것으로 예측. 파킨슨병, 알츠하이머병, 관절염및재활요법을환자의증가, 노인인구의증가등의 요인이시장의성장동력이될것으로예상 [ 모바일헬스케어시장 ] 212

221 생활약자보조착용기기 (2) 국내시장 국내생활약자보조착용기기산업신성장동력화정책은다양한부처에서추진중이나사회적수용성이미흡한상황 유럽의복지국가에비해지원의범위와인식이부족하고, 활성화를위한법과제도적근거가아직까지미흡. 사회적갈등으로인해관련법제정이지연되어국제경쟁력이약해지고있음 관련기업의수는증가한반면, 관련기업들의총매출액규모는제자리걸음이며, 대부분의매출은하드웨어및플랫폼관련기업에서발생 공급가치사슬상에서콘텐츠개발이나서비스제공분야의경우재무적으로취약한영세한기업들로구성되어있으며, 사실상이러한분야의생태계는고사상태 생태계활성화를위해서는관련법 제도개선과공급가치사슬특성을고려한전략이필요하며, 경제적지원보다 법 제도개선 에초점을맞추는것이매우중요 국내생활약자보조착용기기산업생태계의불균형을극복하고수요자중심의다양한서비스제공을통한균형적인생태계육성전략필요 [ 관련기업들의매출액변화 ] [ 분야별총매출액비교 ] [ 관련기업수추이 ] [ 관련기업분포도 ] 213

222 기술개발테마현황분석 국내미아방지 ICT 디바이스 TAM(Total Addressable Market) 규모는 2016년에 292억원정도로추정할수있으며, 2021년 939억원규모로성장할것으로전망 근거리통신방식과원거리통신방식이절반씩시장을양분하고있으며, 시장규모는평균판매단가차이로인해원거리통신방시그이비중이높은편임 [ 국내미아방지 ICT 디바이스 TAM 시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 * 자료 : 정보통신기술진흥센터, ICT Spot Issue, 2016 (3) 무역현황 무역현황은환자감시장치의 HS code 으로살펴보았으며, 2013년이후수출규모는감소하는추세 수출금액은 12년 1,790만달러에서 16년 1,483만달러수준으로하락하였고, 수입금액은매년 110억달러수준을유지 무역특화지수는점차악화되고있는추세 [ 생활약자보조착용기기관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 구분 CAGR 수출금액 17,909 20,372 17,590 14,787 14, % 수입금액 11,079 11,559 10,421 10,629 11, % 무역수지 6,830 8,813 7,169 4,158 3,724 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 214

223 생활약자보조착용기기 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 착용기기의특성상신체변화정보가주변의 IoT 기기에전달되어적절한서비스가이루어지며, 이로인해다양한센서, 통신모듈, 프로세서등이밀접하게연결 착용자보조기기의기능적메커니즘은기본적으로사용자의신체변화, 정보, 움직임, 생체신호, 의도등과사용자주의를둘러싼환경정보, 온도, 습도, 등을감지하여의도에맞게동작하거나데이터를수집후전문기관에보내가공된정보를사용자및보호자에게전달. 다양한정보를수집하기위해착용형센서들이개발되고있고, 머신러닝을통한노이즈제거기술이개발중 전원부배터리, 대용량배터리배터리의충전용량을늘려착용기기의사용시간을늘릴수있지만커다란배터리를탑재하게되면제품디자인이투박해질가능성이높고무겁기때문에플렉서블배터리를내장함으로써본체는얇게디자인하면서도배터리용량을늘릴수있는방법이개발중 디스플레이, 센서, 통신모듈등각부품의저전력화연구진행 무선통신, 디바이스의정보를확인하기위해서는실시간무선통신연결이필요. 착용기기특성상적은소비전력및공간의제약으로인해블루투스등을활용하여스마트폰등의단말과동반되어사용해야하며이러한불편함때문에이용을저하시켰지만최근자체통신기능을내장하면서독립적인전자기기로발전 실시간건강관리맞춤의학 착용기기는바이오헬스정보를실시간으로수집이가능하며, 머신러닝은이정보의패턴을인식하여유의미한정보로바꿀수있음. 기술의발달로인해실시간건강관리시스템분야는기기의발전과고령화, 소득증대등의트렌드를바탕으로급성장하고있으며스마트기기와다양한융복합을바탕으로서비스분야와시장이크게확대 위와같은이유로 P4 (Predictive Medicine) 저명한생명과학자인리로이후드박사가제창한미래의학의실현가능성이커지고있음. 예측, 예방, 맞춤, 참여로대변되는맞춤의학의패러다임은개개인의고유한정보의특성분석을통해개인별 질환별발생확률계산이가능하면개인에게해당질병이발생하기이전에적절한선제적조치를설계하고적용할수있으리라가정을가져고전적인인구집단기반의예방의학의패러다임보다진일보한개념 미국유럽등선진국들은정부주도하에헬스산업을지원하고있으며글로벌의료기기기업, 대형통신업체등이적극참여하여시장을주도하고있음 실시간건강관리시스템분야는국내역량을바탕으로글로벌경쟁력을확보할수있는 IT 사업분야지만여러가지규제로인하여세계발전추세에뒤처지고있으며국내, 헬스케어수준도혈당체크건강관리등자가진단에머물러고부가가치창출에는제대로대응을못하고있는실정 215

224 기술개발테마현황분석 [ 실시간건강관리개념도 ] 착용형로봇 착용형로봇은말그대로웨어러블로봇 (Wearable Robot) 이라총칭하고그특징에따라 Power suit, Powered Exoskeleton, Exosuit 등과같은다양한명칭으로불림. 즉사용자가입고 ( 또는장착하고 ) 어떤동작을수행하는데로봇이착용자의의도를파악하여힘을보조하거나지지또는지원역할을수행. 관련기술은더나아가착용자의자세를잡아주거나민첩한동작을수행하는데도움을줄수있고착용자의인체한계를극복하거나문제가생길외부충격이나힘등을미연에방지가능 이러한기술을활용하여중량물을빈번히다루는작업자들의힘지원을위한근력증강착용형로봇, 고령자들의보행및생활활동지원을위한근력지원착용형로봇, 재활및훈련을위한근력보조및훈련용착용형로봇, 환자보조를위한착용형로봇, 장애또는신체마비등의인체불편함을지닌사람들을위한착용형로봇등으로응용가능 착용형로봇을구현하기위해반드시확보또는미래에개발되어야할기술은, 기존의로봇기술을포함하는것은물론불편함없이내몸과같은착용을위한인체공학적인설계기술, 착용자의동작의도파악을위한센서융합및추론기술 ( 관련기술은 HRI(Human-Robot Interaction, 인간-로봇상호작용 ) 기술이라고부름 ), 의도에따른로봇행동을정확하고빠르게수행하기위한로봇제어및알고리즘기술, 고강도를갖고경량을유지할수있는첨단재료응용기술과이를적용하여로봇기구를만들수있는고급기계메커니즘설계기술등이특화핵심기술이라할수있음 일본사이버다인 (Cyberdyne) 이생산하는 HAL(HybridAssistiveLimb) 은 1991년부터일본의츠쿠바대학의산카이 (Sankai) 교수팀에서개발하여사이버다인사에서생산진행. 현재까지 HAL-5까지개발되었으며전신모델 HAL-5의총무게는 23kg에달하고, 하지부분의무게는 15kg정도나가며배터리로운용할경우 2시간 40분정도사용가능. 최대 70kg에해당하는무게를들어올릴수으며 HAL은착용자의의도를근전도신호를처리하여얻을수있는것이핵심임. 이러한의도파악기술은대량생산및적용의어려움이존재하나힘이약한동작의도를파악하는데장점이있어일반인에비해근력이떨어지는장애인이나고령자를대상으로활용가능 e-legs는군사용외골격로봇인 HULC를만든미국버클리엑소바이오닉스 (Berkely Ekso Bionics) 사에서개발한장애인을위한보행보조기구로자체무게 20kg이며시속 3.2km로움직일수있고힘센서와모션센서로착용자의동작을인식하여제어하는방식으로배터리기준 6시간이상사용할수있으며걷기, 오래서있기, 앉은상태에서일어서기및다시앉기에관한동작인식및지원이가능 216

225 생활약자보조착용기기 LG전자에서는노약자 / 장애인을위한생활지원및근력보조시스템인스마트모바일워커를개발 NT리서치에서는근력증강용로봇웨어를개발하여판매 한국생산기술연구원에서재활용보행보조로봇으로제조한로빈과군사용목적으로제조한보행근력지원로봇이있음 서강대학교전도영교수연구실에서는고령자보행지원을위한슈바 (SUBAR) 로봇을포함다양한로봇이개발되어있음. 한양대한창수교수연구실에서하지보행지원로봇과상체팔근력지원을위한착용형로봇등을오랫동안연구해오고있으며최근관련된기술및노하우를기업에전수 일본사이버다인 HAL 장애인을위한보행보조기구 e-legs LG 전자스마트모바일워커 차세대의수및의족 인간동작, 의도파악및메커니즘기술의발전은인간의신체일부를대체하는신개념의수나의족로봇기술로발전 차세대의수, 절단환자에게는잃어버린신체부위로부터힘이나의도를파악할수없으므로기존의새로운의도파악방법이개발. TMR(Targeted Muscle Reinnervation) 이라고불리는이수술은환자가잃은팔또는다리를제어하기위해사용되었던신경을몸의다른부분으로재배치하는수술로재배치된신경으로부터나오는전기신호로부터인체동작의도를얻어낼수있음 217

226 기술개발테마현황분석 [ 차세대의수개념도 ] [ 센서부착및의도신호구분개념도 ] [ 차세대의족을착용하고활동하는모습 ] [ 수동소자를이용한의족의구조 ] (2) 기술환경분석 연구개발은주로대학, 대학병원또는정부출연연구소를중심으로이루어지고있으며산업과연계하고있음 설문조사에의한업체의연구개발투자현황은 1999년순이익에대한연구개발의투자비율은품목별로 % 업체가 1 25% 이내로투자하였으며향후투자의향은품목별로 % 의업체가순이익의 1 25% 이내에투자할계획 218

227 생활약자보조착용기기 새로운기술을기반으로제품기술을개발하기도하지만, 아이디어혹은디자인위주의제품기술개발도스타트업을중심으로일어나고있음 국제적의료기업들은 MC10 등스타트업기업들의기술과연계하여재활, 환자상태모니터링등의서비스개발진행 노인의자세, 동작, 행동반경등을지속적으로수집하여건강상태를의료진이나보호자, 간병인등에제공하는통합시스템이 CarePredict 등에서개발되어제공 산업통상자원부국가기술표준원착용형스마트기기국제표준화진행 ( 17, IEC/TC 124)* * IEC(International Electrotechnical Commission, 국제전기기술위원회 ): 전기전자분야국제표준화기구 ** TC(Technical Committee, 기술위원회 ) : 국제표준화기구의산업별국제표준개발전담위원회 착용형스마트기기에대한국제표준화를전담하는착용형스마트기기 (IEC/TC 124) 는우리나라에서제안해올해 2월 ( 17.2) 에설립됐으며, 11년설립한 IEC/TC 119( 인쇄전자 ) 이후 ISO/IEC 에서두번째로우리나라주도로설립된위원회 아울러우리나라는착용형스마트기기 (IEC/TC 124) 의국제간사국을맡고있으며, 착용형스마트기기핵심요소기술인전자섬유 (E-Textile), 인체안전성, 제품의신뢰성등표준화작업전반을총괄 시장활성화초기부터국제표준화를통한국제시장주도권확보가매우중요한분야이기에, 국제간사국수임과더불어이번창립총회국내개최를통해우리기술국제표준화등을위한국제표준주도기반을마련 산업부와과기정통부는 16년부터 웨어러블스마트디바이스핵심부품및요소기술개발사업 을공동추진하며, ( 산업부 ) 웨어러블기기소재 부품기술개발, ( 과기정통부 ) 플랫폼기술개발및상용화지원 ( 산업부-과기정통부공동, 5년간 ('16 '20) 총 1,272억원투자 ) 중 그동안 미래성장동력-산업엔진종합실천계획 ( 15.3), 제조업혁신 3.0 전략실행대책 ( 15.3), K-ICT 스마트디바이스육성방안 ( 15.9) 등을추진 산업부는 13개산업엔진프로젝트를추진중이며, 생활약자보조착용기기의경우 시스템산업 분야의웨어러블스마트디바이스, 국민안전건강로봇, 소재부붐산업 의첨단산업용비철금속소재, 창의산업 의개인맞춤형건강관리시스템등많은프로젝트와연관 [ 13 개산업엔진프로젝트 ] 시스템산업 웨어러블스마트디바이스 극한환경용해양플랜트 국민안전 건강로봇 자율주행자동차 고속-수직이착륙무인항공기 첨단소재가공시스템 소재 부품산업 창의산업 에너지산업 개인맞춤형건강관리시스템 탄소소재 고효율초소형화발전시스템 생체모사디바이스 첨단산업용비철금속소재 직류송배전시스템 가상훈련시스템 * 출처 : 산업통상자원부 219

228 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 보조착용기기의경우복지의수준이높은선진국에서관심이많음. 건강보험등은이기술을이용하여보다정량적인건강데이터를얻고, 착용센서로데이터마이닝하여 4차산업형새로운서비스를발굴하고자함. 하지만현재까지는많은서비스와사업이영세한기업에집중되어있음 벤처기업에서아이디어기반의제품을출시하고있으며, 제품컨셉및제공서비스등이다양하고다변화되는상황으로뚜렷한경쟁구도는형성되어있지않은것으로판단 특정집단을대상으로기업이다수존재 국내기업 우리나라도복지에대한기대수준과인식이달라져많은기업들이관련사업을준비 스타트업기업들이중심으로다양한아이디어와디자인을선보이며상을받는기업들이늘어나고있음 산업, 생활지원, 국방등다른분야로의확장이기대되는착용로봇의경우, 현대, 기아가쌓아온기술력을바탕으로빠른성장을보임 - 미국의이레그스 (elegs), 이스라엘의리웍 (ReWalk) 등경쟁업체의착용로봇과비교해도 20% 이상의경량화를달성한것은물론보행속도, 배터리구동시간등에서기술경쟁력을확보 - 현대기아차는현재실사용자들을대상으로한다양한사용조건에서의임상시험을바탕으로보다자연스러운동작구현을위한최적의제어알고리즘을설계하는데연구역량을집중 - 착용자의동작의도를파악하는인지센서기술을정교화하고, 하드웨어의경량화및소형화를통해사용편의성을제고하는한편, 휴대성및수납성확보를위해당사디자인부문과의협업도진행 - 장애인보조및재활기구전문사회적기업 이지무브등과의연구협업도강화 - 기술력과자본을가진대기업의적극적인참여를통해선진국과의기술격차를줄일수있고시장을선도해나갈수있음 국내중소기업사례 주식회사아즈온은소프트웨어및 IT 서비스전문기업으로충전 동작인식 방범 위치등웨어러블에 다양한 모델을 찾아 개발 및 웨어러블 디바이스를 이용한 아동보호 시스템 연구 중인 기업. 아즈온은 지역기반의 개인간 마이크로잡 거래를 중개하는 어플리케이션 파트너스를 최근 출시하였으며, 기존 알바정보 서비스와 차별화된 마이크로잡 거래를 통해 국내 시장 형성을 선도한다는계획 주식회사스카이랩스는 만성질환인부정맥의문제해결을 위한반지 형태의생체신호측정이 가능한 카트 개발. 또한, 사물인터넷 (IoT) 기술을활용해심방세동을조기에진단하는손가락에낄 수있는반지모양의진단기 CART 를출시. 향후하드웨어기기외에심방세동진단 관리서비스도 제공할예정 220

229 생활약자보조착용기기 올비는아기건강모니터개발로실시간호홉및피부온도그래프제공. 먼거리에서도알람을받을수있도록블루투스커버리지도확장할계획이며, 내부적으로는정확도를높이는작업을진행하고, 세밀한측정을위해센서를정교화하고정확도를끌어올릴계획. 또한, 아마존에코연동을통해외부적인확장성에도집중한다는기업목표를세움 키위플러스는이동통신사 KT와손을잡고손목시계형태의어린이용휴대폰개발및아이의위치확인가능한스마트폰기기 라인키즈폰 을정식출시. 자체기술력이투입된라인키즈폰은초소형사물인터넷 (IoT) 플랫폼기술이활용되었으며, 통화와문자등기본사양에실시간위치 학습등세부기능까지탑재됨. 키위플러스는현재업계에서독보적인자체기술과브랜드, 콘텐츠개발역량, 하드웨어의제조노하우까지두루갖췄다는평가를받고있음 엠트리케어는국내의료기기기업체최초로인공지능과자사의써모케어스마트체온계를연동한인공지능기반영유아발열관리서비스를출시. 장기적으로자사소프트웨어역량과써모케어스마트체온계를통해수집된데이터를바탕으로오픈소스기반의개인건강관리학습모델및추론엔진, 한국어기반인공지능과스마트체온계를활용한대화형영유아발열관리서비스개발을추진한다는계획 옴니씨앤에스는정신및신체건강상태를측정, 진단, 관리하는기기개발, 스마트링타입의웨어러블디바이스개발과함께자사의옴니핏 (OMNIFIT) 을측정, 진단, 처방, 훈련으로이어지는원스톱정신건강관리솔루션브랜드로성장시켜국내외시장을주도한다는계획 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 스카이랩스 ,024-1,013 - 키위플러스 7,049 11,877 3, 엠트리케어 옴니씨앤에스 2,235 2,

230 기술개발테마현황분석 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 대학교연구실에서시작한기업에서부터스타트업, 국제적의료기업등다양한업체들이존재 연구실의경우가장앞선기술을바탕으로선도적인제품들을출시하고있으며, 재활, 의료기기, IoT 전자부품회사들과연계하는움직임을보임 안정성에대한우려 착용전자기기의경우전자파에대한우려와피부에닿는재료에대한우려로관련연구가진행 특히, 영유아제품의경우, 면역력이약한유아의안전에더욱신경써서제품을제작하고있으며이를해결하기위해무해한실리콘재질에대한연구진행중. 전자기기자체가착용자에게닿지않는연구들을통해일부제품은 FDA승인을받음 편의성 배터리충전, 재충전, 교체가시장의발달에큰걸림돌이되므로하루한번충전하는것을목표로 제품을설계개발을진행 MC10 생체인식건강관리분석을위한플랫폼개발회사 John, rogers 교수가설립한회사로연구를통해축적한유연, 신축소재에대한기술을바탕으로 스포츠 업체와 협업하여 제작한 웨어러블 기기를 아마존에 판매하는 등 가장 선도적인 제품을 선보임 벨기에의 UCB와 협업하여, 환자 중심의 질병관리 솔루션을 개발 중이며, 로체스터 대학과 협업하여, 생체감지및패턴인식알고리즘을통해임상데이터의빅데이터화를위해연구 BiostampMD는 재활 환자나 노인의 정확한 상태를 아는데 도움. 인체에 패치형으로 착용이 가능하여편리하며, 다양한센서가감지한신호들을토대로치료효능을정량화가능 24eight & AT&T 스마트폰에서기울기를인식하는스마트슬리퍼. 슬리퍼에압력및동작센서를장착해노인의움직임을감지하고낙상사고를파악하는스마트슬리퍼 슬리퍼를신고집안을돌아다니면걸음걸이를자동으로분석하게되며, 지그재그처럼비정상적인걸음패턴이감지되면사전에정해진의료진이나담당자에게알려줘낙상사고에대처할수있도록해주며이러한제품은병원퇴원후꾸준한관리를통해재입원율을낮추기위한케어서비스에활용 222

231 생활약자보조착용기기 [ 스마트슬리퍼 ] CarePredict TEMPO, 개인의일상생활및위치를감지할수있는정교한센서배열을갖추고있으며간병인과실시간으로통신하기위해터치버튼통화시스템을제공하는손목착용기기. 노인의정확한위치를보여주는경고가보모로전송되며, 간병인과착용자사이의추가지원을위해양방향오디오통신기능을장착 치매위험이있는특정거주자의경우제한구역에진입하거나건물을나갈경우시스템에직원에게경고. 모션감지센서와위치추적센서를모두탑재 ' 알람 ' 기능. 오랫동안한장소에머물러있어서움직임이포착되지않으면스마트폰앱을통해알람을울리고, 지정된핸드폰번호로경고메시지를자동발송. 위급한상황이발생하면이를즉시알람으로알려주기때문에자녀들을위한새로운 ' 노인돌봄서비스 ' 라할수있음 [ TEMO ] Jorge paez Nomad, 착용형센서일상생활에서시각장애가있는사람들의제한된시력을보완하고의존성을감소하며시력상실의심리적영향을개설하는데도움을줄수있는아이템 시각장애시장은 30년동안두배증가예측 4개의 LiDAR 근접센서와 180도후면카메라로볼수없는장애물감지하고, 장애물가까이갈수록거리를나타내는소리가증가하는방법으로시각장애인들에게청력을통해알려줌 구글지도와같은앱인 blindsqure를통해횡단보도및랜드마크와같은경로에대한정보를사용자에게전달하며음성명령으로전화나교통티켓발부가능 223

232 기술개발테마현황분석 아기용품 [ Nomad ] 울렛 은아기의발에신겨서심박, 체온등의생체정보를부모의스마트폰으로전송하고아기가엎드린자세가되면알림을줘혹시모를사고에대해예방조치를취할수있게도와주는스마트양말 스프라우틀링 은아기의발목에채워서사용을하는유아용발목밴드인데, 아기의울음이나움직임을감지해스마트폰으로알림. 주변의소음을측정해적절한수면환경을만들도록알려주고, 아기가몇분뒤에깨어날지도추정해정보를제공함으로써부모가아기를좀더잘케어할수있도록도움 [ 울렛 ] [ 스프라우틀링 ] 224

233 생활약자보조착용기기 (2) 국내업체동향 현대로뎀 HUMA, 현대로템과현대자동차가공동으로개발한하지착용식웨어러블로봇 인간의다양한동작을지원하면서도인간의근력을증강시켜주며인간의이동성능 (Mobility) 를향상시켜주는로봇 미국의이레그스 (elegs), 이스라엘의리웍 (ReWalk) 등경쟁업체의착용로봇과비교해도 20% 이상의경량화를달성한것은물론보행속도, 배터리구동시간등에서기술경쟁력을확보. 세계최고수준의기술력. 달리기속도가시속 12km로세계에서가장빠른웨어러블로봇중의하나. 의료형은모듈결합형에서한단계진화한형태로, 혼자힘으로설수조차없는하지마비장애인이착용하고걸을수있도록개발된 ' 의료및재활 (Medical)' 계열의보행보조착용로봇 의료형은목발에부착된인터페이스기기로앉기, 서기, 멈추기등의동작명령을하달해보행기능을수행하고, 낙상이나과도한동작으로인한부상발생위험을최소화할수있도록부상방지기능이탑재됐으며, 정밀센서를활용해걷는자세에따라부담이가해지는신체부위를확인할수있는등안전성을높인점이특징. 또탈착이용이한원터치결합구조와움직임저항을최소화시킨최적설계로사용편의성을대폭향상시켰으며, 40Kg정도의하중물을등에지고도무게감없이자유롭게움직일수있음 NT메디 리워크 (ReWalk), 하체장애인용웨어러블로봇 장애인복지 & 보조기기박람회 (Able EXPO 2015) 참가 엉덩이와무릎, 발목의움직임을조절해하체장애인의보행을가능하게해줌 이용자가스틱을앞으로뻗고상체를기울이면, 센서가움직임을감지해지지대에있는모터를구동해걷게하는방식으로작동하며, 앉기나일어나기, 걷기, 계단오르기등의움직임을할수있음 3L랩스 신발깔창형태의걸음감지제품을개발. 이제품은좌우깔창및바닥전체에가해지는사용자의몸무게분포를감지해낙상여부는물론걸음걸이변화분석을통해치매여부도예측가능 CES 2015에서이노베이션어워드수상 225

234 기술개발테마현황분석 [ Rewalk ] [ 풋로거 ] Chois technology 아이의체온을실시간으로측정해서무선으로보내주는체온계 [ Thermo safer ] Dot. 국내스타트업이개발한 DOT'( 닷 ) 은마그네틱기술로점자핀을제어하는손목시계형점자기기. 스마트폰과연동해문자메세지, 알림정보등을손목시계의점자를통해읽을수있으며, 책도읽고커뮤니케이션을할수도있음 226

235 생활약자보조착용기기 [ 주요생활약자보조착용기기관련기술개발동향 ] 부처사업명과제명과제기간총연구비 과학기술정보통신부 한국과학기술원연구운영비지원 시각장애인의등산보조를위한웨어러블컴퓨터와스마트폰의융합 2013~ 백만원 산업통상자원부 국민편익증진기술개발 사용성검증이반영된지체장애인의생활보조기구 2014~ 백만원 산업통상자원부 디자인혁신역량강화 하지신체부자유자를위한상체운동구동방식의 Active 형핸드바이크디자인기술개발 2014~ 백만원 산업통산자원부 디자인혁신역량강화 보행약자의자립보행과능동적일상활동을지원하는보행보조로봇개발 2015~ 백만원 * 출처 : NTIS( 국가 R&D 사업관리 ) 에서나타난 Wearable & patch 검색결과 [ 국내 외중요기업동향 ] 회사명 국가 설립연도 관련동향 미국 2008 존로져스교수가설립한회사 biostamprc, biostampmd, WiSP 등인체에부착하여다양한물리적신호나, 심박수등의정보를제공 다양한협업을통해새로운서비스를선보이고있음 노인및 환자의 상태를 보호자 혹은 의료진이 원격에서 알 수 있는 미국 2013 서비스 Avanti와 3년기술계약체결 호주 2013 다양한영유아보조기기 아기를가진부모가안심하고잠들수있는기기 2017년 owlet smart sock 2 owlet connect 플랫폼구상 NT 메디 한국 로보산업대상수상 재활수술로봇 의료자동화, 무인운반로봇 (Sbot) 상체장애인을위한식사보조로봇, IT 단말기사용보조로보틱가젯 한국 CES에서혁신상수상 한국 1999 한국 년노약자, 장애인등보행에불편을안고있는이동약자를위한보행보조로봇개발, 시제품완료 황금펜타곤시즌 2 우승 (KBS 창업지원프로그램 ) 2017년 3월에 dot와치출시예정 227

236 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 안정성 착용형기기특성상전자기기들이인체가까이에위치하게되고피부에닿는경우도많음. 특히영유아의경우연약한피부를갖고있으므로생체안정성이가장큰이슈가됨 이미이와관련된문제로여러번리콜이발생. 이를위한생체안정성소재에관련한연구가진행중. 착용자에게언제나안전을보장할수있도록, 기구, 전기, 소프트웨어측면에서삼중의안전장치를갖추어야함 [ 안정성의필요성 ] 착용성 최대한한몸처럼느낄수있는기술, 특히착용형로봇분야에서는인체-로봇상호작용제어기술 (HRI: Human-robot interaction) 이이슈. 인간의판단과의지를로봇이센서로실시간측정하고처리하여이를기반으로로봇의움직임을제어가능 경량화또한중요한데이를위해고강도경량화소재를개발 착탈이용이해야하고동작의자유도또한중요한요소 오랜시간배터리의교환및충전없이사용할수있는기술이필요. 배터리충전재충전교체가시장의발달에큰걸림돌이될것으로인지 228

237 생활약자보조착용기기 심미성 생활약자의심리적영향또한제품설계부터고려해야할문제. 이를위해소형화하여눈에띄지 않거나아름다운모양으로이질감을줄이기위한노력 [ 심미성이강조된제품 ] 데이터관리 다양한신호를실시간으로감지하고이런신호를데이터베이스하여치료효능을정량화하고이상신호를한발앞서감지하여전문기관, 간병인, 보호자그리고착용자에게관련정보를전달하는통합시스템. 특히데이터의빅데이터화와이를이용한머신러닝이이슈 229

238 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 생활약자보조착용기기 주요기술 생활약자보조착용기기와관련된기술은청각기술, 촉각기술및모니터링기술이있으며, 청각기술은플렉서블스피커기술, 자막표시안경및수화인식스마트장갑으로구분됨. 청각기술은웨어러블용진동기반방향알림기술및점자용정보단말기기술로구분되며, 모니터링기술은낙상감지기술및위치확인기술로구분됨 분류요소기술설명 플렉서블스피커기술 유연압전박막소재와유연전극으로제작되어플렉서블한형태로가청주파수의소리를발생시키는스피커소재, 음향구조설계및제작기술 청각기술 자막표시안경 청각장애인을위해스마트안경을활용해상대방의음성을텍스트로변환해화면에표시해보여주는기술 수화인식스마트장갑 장갑을끼고수화를표현하면손가락을구부릴때발생되는섬유의전류저항값을측정해어떤손가락을구부렸는지알아냄으로써수화동작을인식할수있는기술 웨어러블용진동기반방향알림기술 시각장애인이보행시진동으로방향을알려주는기술 촉각기술 점자용정보단말기 점자를표현하는핀을움직여서점자패턴을바꾸어줌으로써제한된점자영역내에서다양한정보를읽는것을가능하게해주는기술 모니터링기술 낙상감지기술 위치확인기술 노인또는유아가침대등에서떨어지는것을감지하기위한기술 노인또는유아가실내에서의위치를모니터링하기위한기술 230

239 생활약자보조착용기기 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 생활약자보조착용기기에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 플렉서블스피커기술 청각기술 자막표시안경 ,799 수화인식스마트장갑 촉각기술 웨어러블용진동기반방향알림기술 점자용정보단말기 ,207 모니터링기술 낙상감지기술 위치확인기술 합계 999 1, ,323 국가별요소기술별특허동향에서는자막표시안경에대한기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많았으며, 그다음으로점자용정보단말기에서많은수의특허가출원됨 자막표시안경에서는미국이가장많은출원량을보유하고있으며, 일본이상대적으로적은출원량을보유하고있음. 점자용정보단말기에서는일본이가장많은출원량을보유하고있으며, 한국이상대적으로적은출원량을보유하고있음 대부분의요소기술에서미국이가장많은출원량을보유하고있는것으로나타남에따라, 생활약자보조착용기기에대한기술은미국에서활발한연구가이루어지고있음을알수있음 231

240 기술개발테마현황분석 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 플렉서블스피커기술 Industrial Technology Research MOTOROLA APPLE 대기업중심삼성전자, LG 전자등 청각기술 자막표시안경 METROLOSIC INSTRUMENTS MICROSOFT LG 전자 대기업중심 LG 전자, 주식회사케이티, 삼성전자등 수화인식스마트장갑 HITACHI 株式会社アミテック George Washington University 중소기업중심주식회사지아이텍, 주식회사애드임팩트등 웨어러블용진동기반방향알림기술 삼성전자 LG 전자 FITBIT 대기업중심삼성전자, LG 전자, 현대자동차등 촉각기술 점자용정보단말기 NEC Freedom Scientific IBM 중소기업중심셀바스헬스케어등 낙상감지기술 RAMOT AT TEL AVIV UNIVERSITY BLAST MOTION CERNER INNOVATION 중소기업및공공연구기관중심한국전자통신연구원, 계명대학교, 주식회사솔트등 모니터링기술 위치확인기술 COSCO MANAGEMENT IBM Graco Children's Products 대기업중심현대자동차, 삼성전자등 청각기술주요출원인동향 플렉서블 스피커 기술에서는 Industrial Technology Research가 가장 많은 특허를 보유하고 있으며, 자막표시안경에서는 METROLOSIC INSTRUMENTS가가장많은특허를보유하고있고, 수화인식스마트장갑에서는 HITACHI가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는 대기업을 중심으로 플렉서블 스피커 기술 및 자막 표시 안경에 대한 연구개발이 이루어지고 있으며, 중소기업을 중심으로 수화인식 스마트 장갑에 대한 연구개발이 이루어지고 있음 232

241 생활약자보조착용기기 촉각기술주요출원인동향 웨어러블진동기반방향알림기술에서는삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며, 점자용정보단말기에서는 NEC가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업을중심으로웨어러블용진동기반방향알림기술에대한연구개발이이루어지고있으며, 중소기업을중심으로점자용정보단말기에대한연구개발이이루어지고있음 모니터링기술주요출원인동향 낙상감지기술에서는 RAMOT AT TEL AVIV UNIVERSITY가가장많은특허를보유하고있으며, 위치확인기술에서는 COSCO MANAGEMENT가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업을중심으로위치확인기술에대한연구개발이이루어지고있으며, 중소기업및공공연구기관을중심으로낙상감지기술에대한연구개발이이루어지고있음 생활약자보조착용기기분야의주요경쟁기술및공백기술 생활약자보조착용기기분야의주요경쟁기술은자막표시안경및점자용정보단말기이고, 공백기술은플렉서블스피커기술, 수화인식스마트장갑, 낙상감지기술및위치확인기술로나타남 생활약자보조착용기기분야에서자막표시안경및점자용정보단말기가가장경쟁이치열할분야이고, 플렉서블스피커기술, 수화인식스마트장갑, 낙상감지기술및위치확인기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 플렉서블스피커기술 청각기술 자막표시안경 수화인식스마트장갑 촉각기술 웨어러블용진동기반방향알림기술 점자용정보단말기 모니터링기술 낙상감지기술 위치확인기술 : 1000 건이상, : 800~999 건, : 600~799 건, : 400~699 건, : 400 건미만 233

242 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 청각기술 촉각기술 모니터링기술 플렉서블스피커기술 자막표시안경 수화인식스마트장갑 웨어러블용진동기반방향알림기술 점자용정보단말기 낙상감지기술 위치확인기술 폴리비닐리덴플루오로라이드와같은압전폴리머필름을이용하여스피커를제조하는기술 소정의투명도를갖도록하는기술 사람의음성을보다효과적으로수집하고, 사람의음성과주변소음을구분하는기술 음성의특징을통해단어를검색또는번역하는기술 손및손가락의움직임을정확하게감지하기위한기술 손및손가락의움직임에대응하는수화를검색및음성등으로출력하는기술 마커등을이용하여실내에서시각장애인에게길안내를하기위한기술 특정센서를통해진행방향상에존재하는장애물을감지하는기술 사용자의제스쳐또는사용자의손가락위치를인식하여개행과같은특수기능을제공하는기술 휴대가간편하도록소형화하거나, 스마트시계처럼제조하는기술 낙상판단에대한신뢰성을향상시키기위한기술 낙상에대한정보를홈네트워크등을이용하여가족또는병원에전달하는기술 비콘의위치인식기술을이용하여실내에서노인또는유아의위치를모니터링하는기술 노인또는유아의상태정보를홈네트워크등을이용하여가족또는병원에전달하는기술 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 수화인식스마트장갑및낙상감지 기술은중소기업을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타났으며, 플렉서블스피커 기술및위치확인기술은대기업을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타남 플렉서블스피커기술은최근압전폴리머필름을이용하여스피커를제조하는기술및스피커가소정의투명도를갖도록하는기술이개발되고있으며, 수화인식스마트장갑에대한기술은최근손및손가락의움직임을정확하게감지하고, 이에대응하는수화를검색및음성등으로출력하는기술이개발되고있는것으로나타남 낙상감지기술은최근낙상판단에대한신뢰성을향상시키기위한기술이개발되고있으며, 위치확인기술은최근비콘의위치인식기술을이용하여실내에서노인또는유아의위치를모니터링하는기술이개발되고있는것으로나타남 234

243 생활약자보조착용기기 또한, 낙상감지기술및위치확인기술은모두감지또는판단된정보를홈네트워크등을이용하여 가족또는병원에전달하는기술이개발되고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 생활약자보조착용기기분야의공백기술분야는플렉서블스피커기술, 수화인식스마트장갑, 낙상감지기술및위치확인기술로나타남 공백기술로나타난플렉서블스피커및위치확인기술의경우에는기존에스피커또는블루투스등에대한제품을개발또는판매하고있는대기업을중심으로연구개발이진행되고있기때문에, 중소기업에서는수화인식스마트장갑및낙상감지기술에대한연구개발을진행해야할것으로판단됨 한편, 중소기업에서낙상감지기술을개발하는경우에는단순히낙상을감지하는것이아닌낙상이감지되었을때발생하는정보를이용하여사용자에게맞춤형정보를제공하는기술등을개발하는방향으로개발방향을설정해야할것으로사료됨 또한, 생활약자보조착용기기에대한특허는아직많지않은것으로나타남에따라, 중소기업에서는개발하고자하는제품에대한특허를지속적으로모니터링하고이를통해제품에대한기술동향을파악하여, 개발하고자하는제품에대한개발방향을수정및수립해야할것으로판단됨 235

244 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 주요연구개발기관 서울대학교 ( 조규진교수 ) - 지체장애인생활보조기구개발 - 생체모사바이오닉손메커니즘개발 - 유연한착용형손재활로봇개발 배재대학교 ( 정회경교수 ) - 보행자안전을위한전자감응시스템개발 - 모바일기기를활용한고령자및개인화된맞춤형피트니스시스템개발 카이스트 ( 권인소교수 ) - 시각장애인의등산보조를위한웨어러블컴퓨터와스마트폰의융합 - 지능로봇의물체 / 공간인식기술개발 한국기술교육대학교 ( 유지환교수 ) - 재활및일상생활보조용소프트외골격로봇팔개발 성균관대학교 ( 최혁렬교수 ) - 의수구현에필요한고출력경량의인공근육으로작동하는생체근육형구동기개발 보이스웨어 ( 박기태 ) - 시각및언어장애인을위한음성합성기및 AAC 소프트웨어개박 청우메디칼 ( 이기석 ) - 보행보조로봇개발 236

245 생활약자보조착용기기 (2) 연구개발자원 차년도정부예산안 보건 복지 노동분야예산을작년 129조5천억에서 146조2천억으로 12.9% 증가시켜국무회의에서의결 보건복지부예산에따르면, 100세사회대응고령친화제품연구개발 (30억), 고령친화산업 (20억), 노인건강관리 (19억), 독거노인-장애인응급알림서비스 (10억), 영유아사전예방적건강관리 (12억), 장애인보조기구지원 (30억) 등이책정 과학기술정보통신부는 혁신성장을위한사람중심의 4차산업혁명대응계획 을발표 - 여기에는이동 배변 보행등지원로봇개발 ( 18~), 치매극복을위한저비용-고정밀진단기술개발 ( 18~), 낙상, 실종방지등안전기술확보 (~ 20), 빅데이터기반사회취약계층상시발굴 (~ 18) 등이포함 정부지원프로그램 연구과제지원 - 지능형초연결망인프라기반조성사업 20억 ( 과학기술정보통신부 ) - 중소기업대상의 공공분야지능형디바이스개발및실증사업 ( 과학기술정보통신부 ) 정보통신보조기기보급사업 ( 과학기술정보통신부 ) 장애인보조기기지원, 장애인복지법 ( 보건복지부 ) 건강보험지원 ( 보철구 ) ( 보건복지부 ) 재활보조기구 ( 고용노동부 ) 장애인용작업보조기기지원 ( 고용노동부 ) 상해장병보철구지원 ( 국가보훈처 ) 중소기업대상시설및장비지원 시제품제작을위한시설및제작장비공동활용 (K-ICT 디바이스랩 ) - 지역인프라와 K-ICT 디바이스랩의장비와시설현황을공유하고연계활용추진 - 구축된시제품제작지원시설을연계 활용및웨어러블특화장비 ( 유연소재 3D프린터등 ) 추가구축을통해웨어러블특화시제품제작 중소기업전용연구시설 (Rental Lab) 제공 ( 한국생산기술연구원 ) - 공동연구수행및장비를효율적으로이용하고자하는중소기업에게연구공간을제공 - 연구원인프라 ( 인력, 장비등 ) 를활용한근접지원 - 지원내용은크게시설지원, 장비지원, 기술및공동연구지원으로구성되어있음 237

246 기술개발테마현황분석 공통서비스인프라구축 운영사업 ( 한국전자통신연구원 ) - 정보통신중소기업이 R&D 및상용화제품개발에필요한애로기술지원, 시험측정장비지원및고주파시험시설을활용한시험지원등에대한통합기술을지원 - 시험지원은고주파부품, 모듈등의고주파특성, PIMD, 신뢰성시험지원및민간시험시설공동활용을통한민간시험시설을지원 - 장비지원은고가의시험 측정장비를 IT 중소기업에게임대 연구장비공동이용클러스터사업 ( 중소벤처기업부 ) - 중소기업이첨단고가연구장비를쉽게이용할수있도록지원 정부에서는국가연구시설 장비의활용극대화를위하여필요한정보를체계화하고편리하게이용할수있도록장비활용종합포털을운영하고있음 ( 제우스 ) - 시설장비예약을위한다양한검색필터및통합검색제공 - 시설장비제작사명, 모델명, 장비설명, 구성및기능등장비정보및보유기관전화문의번호, 설치장소정보제공 - 공동활용가능한시설장비를실시간예약하거나 ZEUS 장비활용중개소에예약및의뢰하여이용가능 - ZEUS에등록된시설장비중 KOLAS 시험인증장비의시험인증정보제공 - 중소벤처기업부에서는제우스에서중소기업지원창구를별도로운영하고있음 - ZEUS회원중중소기업인사용이력이많은장비를추천하고기업의업태별, 장비소재지별, 장비보유기관별검색기능제공 238

247 생활약자보조착용기기 나. 연구개발인력 [ 생활약자보조착용기기분야주요연구인력현황 ] 기관 성명 직급 서울대학교 조규진 교수 카이스트 권인소 교수 배재대학교 정회경 교수 배재대학교 김아용 연구원 배재대학교 남춘환 연구원 한국기술교육대학교 유지환 교수 한국기술교육대학교 성현석 연구원 성균관대학교 최혁렬 교수 다. 기술이전가능기술 (1) 기술이전가능기관 [ 생활약자보조착용기기분야연구기관및인원 ] 분류요소기술기관 소재신축성, 생체안정성소재한국화학연구원 감지기술 신축성, 착용형센서 생체신호감지센서 서울대학교, 카이스트, 포항공대, 한국화학연구원, 전자부품연구원 서울대학교, 카이스트 착용로봇감지센서, 구동부, 프레임기술 NT 메디, 현대로뎀 통신기술저전력통신기술, 전자파차단기술동국대학교, 숭실대학교 데이터처리 데이터마이닝, 빅데이터처리, 패턴인식기술 서울대학교, UNIST 239

248 기술개발테마현황분석 (2) 이전기술에대한세부내용 [ 생활약자보조착용기기기술이전가능기술 ] 분류 기술명 세부내용 시각장애인용맞춤형시각정보안내시스템 시각장애인용맞춤형시각정보안내시스템으로시각장애인들이원하는장소로자유롭게이동할수있도록다양한시각정보를청각정보로변환하여안내 개발된시스템은지하철역시각정보 ( 기호, 문자, 숫자 ) 안내시스템, 인도 / 보도안내시스템, 버스번호안내시스템, 만남예약자안내시스템등총 4개의시스템으로구성되어있음 기술개요 고객및시장의니즈 기술이전목적및필요성 기술의특징및장점 - 시각장애인들에게가장필요한것은안내인의도움없이원하는장소로안전하고편안하게이동하는것 - 시각장애인들이시청이나, 도서관, 학교등의공공장소나만남장소로이동할때, 안내인의도움이필요 - 안내인의도움이어려울땐맹인견의도움을받을수있으나, 가격이비싸고, 관리가어려우며, 고난이도의훈련이필요하므로극히제한된장애인만활용가능 - 통계청에의하면국내의시각장애인의수는 25만명에이르며, WHO는전세계적으로 4천만명의시각장애인이존재한다고함 - 첨단 IT 융합기술을이용해서, 시각장애인들이원하는목적지로안내해줄수있는시스템의개발이필요 시각장애인이이동시필요한가장중요한장소 ( 지하철역, 버스역, 인도 ) 에서필요한정보를인식하여 TTS로안내를제공 모자형태의두개의카메라가장착된입력장치와일반적인테블릿 PC만요구하므로, 시각장애인들이저가로구매가능함 모든안내정보는실시간으로처리되어전달함 직물기재특성으로유연성및착용성이기존 PCB 제작제품보다우수함 240

249 생활약자보조착용기기 분류 세부내용 기술성숙도 (TRL) 단계 : 5 활용방안및기대성과 기술이적용되는제품 / 서비스 시각장애인용시각정보안내시스템 유사한응용안내시스템 지능형자동차용교통표지판자동인식시스템 지능형자동차용보행자자동검출시스템 무인자동차용시각정보안내시스템 지능형로봇용시각정보안내시스템 향후, 자연영상문자인식으로확대되면외국인을대상으로한영상번역시스템으로활용가능 자연영상문자인식을이용한광고판인식시스템 자연영상문자인식을이용한메뉴판인식시스템 인식된정보와인터넷정보를융합한종합안내시스템 시장성 - 국내시각장애인이 25 만명이므로 80% 가사용한다고가정하고제품의가격을 10 만원으로가정할때, 200 억예상 - 해외시각장애인이 4 천만명이므로 80% 가사용한다고가정하고제품의가격을 100 불로가정할때, 40 억불예상 해당제품 / 서비스시장국내외동향 - 경쟁국내제품 / 서비스없음 - 경쟁해외제품 / 서비스없음시장진입이유리할것으로보임 - 직물회로보드기술은섬유 IT 융합제품개발의핵심요소이므로다양한형태로 IT 기술의접목을시작하는시장형성기에차별화된기술로시장선도및직물기반의다양한분야로적용범위확대 지하철정보안내시스템 S/W 소스코드및설명서 기술이전내용및범위 관련지적재산권 버스번호안내시스템 S/W 소스코드및설명서 보도 / 인도안내시스템 S/W 소스코드및설명서 얼굴인식안내시스템 S/W 라이브러리및설명서 특허 1건 1) 시각장애인을위한지하철정보안내시스템 ( 출원번호 : ) 241

250 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 생활약자보조착용기기분야키워드클러스터링 ] 242

251 생활약자보조착용기기 [ 생활약자보조착용기기분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 monitoring, smart device 6~8 1. Healthcare monitoring system for elderly person using smart devices 2. Wearable safety wristband device for elderly health monitoring 3. Healthcare monitoring system for elderly person using smart devices 클러스터 02 IoT, Internet of things 6~8 1. IoT and CPS applications based on wearable devices. A case study: Monitoring of elderly and infirm patients 2. Design and Development of an IOT based wearable device for the Safety and Security of women and girl children 3. WristEye: Wrist-Wearable Devices and a System for Supporting Elderly Computer Learners 클러스터 03 wireless patch 5~7 1. Highly compliant wearable wireless patch having stress-relief capability 2. WEARABLE WIRELESS PATCHES CONTAINING ELECTRODE PAIR ARRAYS FOR GASTROINTESTINAL ELECTRODIAGNOSTICS 3. Wireless respiratory monitoring and coughing detection using a wearable patch sensor network 클러스터 04 health 6~8 1. Wearable health monitoring device and methods for step detection 2. Wearable health monitoring device and methods for fall detection 3. A WEARABLE DEVICE WHICH DIAGNOSES PERSONAL CARDIAC HEALTH CONDITION BY MONITORING AND ANALYZING HEAR TBEAT AND THE METHOD THEREOF 클러스터 05 Vehicle 5~7 1. Wearable device and system for monitoring physical behavior of a vehicle operator 2. WEARABLE DEVICE AND SYSTEM FOR MONITORING PHYSICAL BEHAVIOR OF A VEHICLE OPERATOR 3. Vehicle with interactions with wearable device to provide health or physical monitoring 클러스터 06 mobile 6~8 1. MONITORING OF SMART MOBILE DEVICES IN THE WIRELESS ACCESS NETWORKS 2. Monitoring user activity on smart mobile devices 3. Smart collaborative system using the sensors of mobile devices for monitoring disabled and elderly people 클러스터 07 human, smart patch 4~6 1. A Flexible and Wearable Human Stress Monitoring Patch 2. Performance of electro-textile wearable circular patch antennas in the vicinity of human body at 2.45 GHz 3. Performance of fully fabric wearable circular patch antennas in the vicinity of human body at 2.45 GHz 243

252 기술개발테마현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 08 healthcare 5~7 1. A 0.5-μ Vrms 12-μW wirelessly powered patch-type healthcare sensor for wearable body sensor network 2. Bio Focus: Healthcare-on-a-patch: Responsive wearable materials 3. Efficient Skin Temperature Sensor and Stable Gel-Less Sticky ECG Sensor for a Wearable Flexible Healthcare Patch 클러스터 09 wearable device 5~7 1. Wearable Device Heart Monitor Systems 2. Wearable device to monitor human status parameters 3. Wearable device capable of monitoring perspiration 클러스터 10 children 4~6 1. WEARABLE DEVICE FOR A CHILD TO COMMUNICATE WITH PARENTS AND FRIENDS 2. A preliminary study describing body position in daily life in children with severe cerebral palsy using a wearable device 3. A study on clothing structure design and children wearable devices 244

253 생활약자보조착용기기 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 생활약자보조착용기기분야요소기술도출 ] 분류요소기술출처 소재생체안전성소재기술수요, 기술 / 시장분석 물리신호및바이오헬스신호감지기술 특허 / 논문클러스터링 감지기술 원격실시간상태모니터링기술 기술수요, 기술 / 시장분석 원격실시간상태관리기술 기술수요, 기술 / 시장분석 착용자의도감지및수행기술 기술 / 시장분석 착용형로봇 고강도, 고경량소재 착탈형고용량배터리개발 기술수요, 기술 / 시장분석 전문가추천 로봇제어및알고리즘기술 기술수요, 기술 / 시장분석 플렉서블스피커기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 자막표시안경 기술수요, 기술 / 시장분석 청각 시각보조기기 수화인식스마트장갑 소형화및저전력화기술 전문가추천 전문가추천 심미성디자인 기술수요, 기술 / 시장분석 착용감향상기술 기술수요, 기술 / 시장분석 245

254 기술개발테마현황분석 분류요소기술출처 촉각기술 웨어러블용진동기반방향알림기술 점자용정보단말기 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 특허 / 논문클러스터링 246

255 생활약자보조착용기기 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 생활약자보조착용기기분야핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술키워드 소재 감지기술 착용형로봇 청각 시각보조기기 생체안정성소재 물리신호및바이오헬스신호감지기술 착용자의도감지및수행기술 고강도, 고경량소재 착탈형고용량배터리개발 소형화및저전력화기술 착용감향상기술 착용시발진, 습진을 일으키지 않는 생체 안정성이 확보된소재 전자파의차단을막아주는소재 착용시불편함을느끼지않도록부드러운재질의소재 착용자의위치이동, 동작인식과같은물리적인신호를 감지하는기술이며이를통해사용자의의도를인지하여 작동값으로받아들일수도있음 신체의심박수, 혈당농도, 뇌파, EMG 등의 생화학적 신호등을감지할수있는기술 착용자의움직임혹은음성, 버튼식명령을통해의도를 감지하고그에맞는움직임을보조하는기술 소비전력 및 착용감을 위해 필요한 고강도이면서도 경량인소재 편리성및 효용성을 위해 필수적인 장시간의 동작을 가능하게하는착탈형고용량배터리 편리성및심미성을위해필요한기기의소형화기술과 긴동작시간을확보하기위한저전력화기술 장시간착용시느끼는불편함을줄여주는기술 장애를가진것을드러내는걸불편해하는사람들을위해 착용기기를 아름다운 모양으로 디자인하여 이질감을 줄이는기술 247

256 기술개발테마현황분석 나. 생활약자보조착용기기기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 248

257 생활약자보조착용기기 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 생활약자보조착용기기분야핵심요소기술연구목표 ] 분류핵심요소기술기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 소재 생체안정성소재 부착가능시간 ( 생체안정성 - 습진, 발진 ) 24 시간 48 시간 72 시간 FDA 승인이완료된안정성소재개발 감지기술 물리신호및바이오헬스신호감지기술 실시간으로다양한정보를얻고가공하여제공하는기술 실시간상태모니터링기술효율 70% 이상 실시간상태모니터링기술효율 80% 이상 실시간상태모니터링기술효율 90% 이상 감지데이터의통합을통한원격실시간케어시스템완성 착용자의도감지및수행기술 센서결과융합 추론기술및이를수행하는로봇제어기술 물리적센서정보융합및추론기술 로봇제어및알고리즘기술 착용자의신체적능력향상을위한착용형로봇개발 착용형로봇 고강도, 고경량소재 경량소재 4kg 3kg 2kg 소비전력및착용감을위한고강도경량소재 착탈형고용량배터리개발 동작시간 6 시간 12 시간 24 시간 장시간사용가능한소형화및저전력화기술개발 청각 시각보조기기 소형화및저전력화기술 착용감향상기술 장시간동작 12 시간 24 시간 48 시간 착용감, 심미성 큰불편을느끼지않을정도 다소불편함을느낄정도 불편함을느끼지않을정도 편리성과심미성을갖춘기기 249

258

259 기술개발테마현황분석 레저 스포츠용 웨어러블디바이스

260

261 레저 스포츠용웨어러블디바이스 정의및범위 웨어러블디바이스는신체에부착하여컴퓨팅행위를할수있는모든것을지칭하며일부컴퓨팅기능을수행할수있는애플리케이션까지포함하고있음 레저 스포츠용웨어러블디바이스는 65% 이상이손목시계 밴드형기기로파악되며스마트폰앱과연동을통해정보의저장및공유정부지원정책 과기정통부 산업부는 2017년 9월웨어러블디바이스기술개발공동워크샵을개최하여관련산업의연구개발현황을점검하고양부처간협력의강화 과기정통부와산업부는 미래성장동력-산업엔진종합실천계획 ( 15.3), 제조업혁신 3.0 전략실행대책 ( 15.3), K-ICT 스마트디바이스육성방안 ( 15.9) 등웨어러블산업발전을위해공동으로노력 특히 16년부터는 웨어러블스마트디바이스핵심부품및요소기술개발사업을함께추진 과기정통부 산업부는 2016년부터 2020년까지 웨어러블스마트디바이스핵심부품및요소기술개발사업 을위해 1270억원을투자예정중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 세계최고수준의통신네트워크기반인프라 ( 기술 ) 스마트폰확산에의해확보된하드웨어기술 ( 정책 ) 정부의적극적인관련정책수립기회 (Opportunity) ( 환경 ) 상용화기술개발에지속적인투자시경쟁력확보가능 ( 기술 ) 차별화된통신연결기술확보에따른 ICT 기술우위가능 ( 정책 ) 정부와업계의높은니즈 약점 (Weakness) ( 환경 ) 센서및핵심부품에대한높은해외의존도, ( 기술 ) 웨어러블디바이스의차별화를위한 SW와 HW 기술부족 ( 정책 ) 기존기술영역에대한법 제도혼재위협 (Threat) ( 환경 ) 구글, 애플등글로벌기업들이대규모투자를통해특허및초기시장선점 ( 기술 ) 초기모험적인시장성격으로적극적인연구개발투자가어려움 ( 정책 ) 중소기업자생모델구축에한계가있음 중소기업의시장대응전략 저전력소모에편리성위주의저가형기기에역량을집중 다양한소비자의욕구를충족시킬수있는서비스및소프트웨어중심의다품종소량생산판매구조로의변화가필요

262 핵심요소기술로드맵

263 레저 스포츠용웨어러블디바이스 1. 개요 가. 정의및필요성 웨어러블 디바이스는 신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 것을 지칭하며 일부컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 애플리케이션까지 포함하고 있음 (MIT Media Lab). 웨어러블 디바이스는 ' 유형 ' 에 따라 크게 휴대형 (Portable), 부착형 (Attachable), 이식 / 복용형 (Eatable) 으로 분류할 수 있음. 따라서 레저 스포츠용 웨어러블 디바이스는 레저와스포츠활동에사용되는휴대형, 부착형, 착용형형태의웨어러블디바이스를지칭함 레저 스포츠용웨어러블디바이스분야는창의적인다양한스마트디바이스들과신기술을활용함에 따라 새롭게 발전할 수 있는 분야로, 스마트 디바이스들의 등장에 따른 기술변화가 심한 초기단계이므로, 새로운 단말과 차세대 ICT 인프라를 구축하고 이에 기반한 신규 서비스 모델 개발이필요함 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스예시 ] 핏빗웨어러블디바이스샤오미미밴드 2 애플애플워치 3 [ 웨어러블기기의블록다이어그램 ] 관련산업의선도를위해서는, 기존하드웨어중심의소품종다량생산판매구조에서적시에 다양한소비자의욕구를충족시킬수있는서비스및소프트웨어중심의다품종소량생산판매 구조로의변화가필요 255

264 기술개발테마현황분석 미국소비자는스마트시계, 피트니스밴드, 스마트안경순으로웨어러블디바이스를인지하고있음 시장조사기관 Generator Research에의하면, 2030년에는스마트폰출시대수의 70% 가웨어러블스마트워치에침식당할것으로전망됨 스마트폰의화면사이즈대형화가트렌드인가운데, 유저가화면사이즈에제약이있는스마트워치로만족할수있을지, 스마트폰입력방식에익숙한유저들이스마트워치로입력을어떻게할지등다양한과제들이있음 게임, 스포츠, 취미활동등라이프스타일을풍부하게디자인하는손목밴드스타일의제품들이폭발적인판매율을달성했으나최근에는판매율이상대적으로둔화하면서새로운형태와스타일의웨어러블디바이스에대한니즈가발생할것으로예상 웨어러블디바이스시장은아직완전히대중화되지않은틈새시장이며, 중소개발사라도참신한아이디어와우수한개발력만보유하고있으면역량을발휘할수있을것으로기대됨 실제로최근주목받는웨어러블디바이스인 나부 를출시한바있는레이저는게임액세서리에특화된중견기업이며, 제스처컨트롤웨어러블디바이스 미오 로각광받은탈믹랩은 20명내외의직원으로구성된벤처기업임 웨어러블디바이스에서활용될앱개발에는새로운아이디어와개발력으로무장한중소개발사와개인개발자들이큰역할을할것으로기대됨 256

265 레저 스포츠용웨어러블디바이스 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 레저 스포츠용웨어러블디바이스는레저및스포츠에사용되는웨어러블디바이스전체를포함하고있으며, 구체적으로는스마트의류, 스마트신발, 스마트워치, 스마트밴드, 스마트안경, 액션캠등으로분류됨 해당제품들은적용기술에따른분류보다는사용용도에따른분류를적용함 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 제품분류관점 세부기술 밴드형 신체모니터링및입출력기능 저전력신호처리및배터리운용기술 레저 스포츠용웨어러블디바이스 머리착용형 오감, 초현실등실감미디어서비스를제공 실감디스플레이를위한고성능신호처리칩설계기술 스마트안경, HMD 등의제품에서렌즈형태의디스플레이, 뇌파측정, 인식용모자, 헬멧형기기로발전전망 의류형 전원, 전자기기, 센서기술 섬유, 직물등플렉서블소재의발달에따라신체부착형으로발전전망 257

266 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 레저 스포츠용웨어러블디바이스는게임및교육, 익스트림활동, 자전거 / 골프, 수영과같이 4개제품군으로분류 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마공급망관점세부기술 게임및교육 실감게임을위한 HMD 설계기술 차세대스마트안경, 렌즈설계기술 익스트림활동 액션동영상촬영을위한떨림방지기술 고화질동영상데이터처리기술 레저스포츠용웨어러블디바이스 자전거 / 골프 속도, 위치확인기술, 운동량측정기술 ISO 표준을준수하는방수등급 수영 물살에의한터치를방지할수있는 워터락모드 수영영법, 스트로크횟수, 거리, 속도등의운동정보전송 258

267 레저 스포츠용웨어러블디바이스 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 평균수명증가및생활수준향상, 건강관리에대한관심고조로여가시간을레저 스포츠 활동을통해보내는경우가많아짐에따라활동효율을높여줄수있는도구및기기들의 출시가활발 기술개발테마 특징 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스산업특징 ] 내용 레저 스포츠용웨어러블디바이스 차세대디바이스도입 센서기술개발 신시장창출 스포츠활동에방해가되지않도록우수한착용감및소형화기능을갖춘디바이스개발 야외및스포츠활동에적합한센서모듈제조기술개발 웨어러블트레이닝디바이스및웨어러블 IoT 솔루션개발 차세대웨어러블디바이스도입을위한연구개발지속 웨어러블디바이스착용감개선을위한 HW 플랫폼개발산업이활성화되고있으며이를위한요소기술로는인체착용형단말, 의류형스마트단말, 피부부착형단말, 인체삽입형단말등이있음 일상생활에서착용하는데불편함이없도록소형화센서개발, 배터리기술, 나노기술등을위해노력중이며기존웨어러블디바이스의외형적 기능적진화를도모함으로시장성장을이끌것으로예상 스마트미디어기기의소형화와수명장기화의핵심이되는배터리기술은플렉서블 (Flexable), 슬림화, 용량증대를추구하는추세 레저 스포츠용특화된센서기술개발 사용자의운동중심박수, 혈압, 신체온도, 근골격움직임등다양한신체정보를감지하여전기신호로변환하는센서및모듈기술개발필요 카시오는아웃도어용으로설계된안드로이드웨어 WSD-F10을출시하여등산및야외활동에적합한 GPS, 기압, 고도등을감지할수있는센서기술개발 259

268 기술개발테마현황분석 스포츠선수들기반으로밀착된데이터확보를통해신산업 신시장창출 선수들의움직임과심박수를포함해유용한건강, 운동성적지표와같은정보를모니터링할수있는웨어러블기기를개발할계획 선수조정과경기도중향상된전술적의사결정이가능하게하며팀의경쟁력을높일것으로기대함과동시에선수개인의건강, 부상예방등의전반적관리향상에기여 아나로그디바이스 (ADI) 는바이오메디컬어플리케이션분야에서높은전문성을갖추고있고정밀센싱및알고리즘역량을활용한운동능력개선을위한연구개발을진행 (2) 산업의구조 레저 스포츠용웨어러블디바이스적용이가능한전방산업으로는시계, 밴드, 카메라등의형태로사용자에게착용또는부착되어운동선수의운동능력과각종기록을체크하는스포츠기록, 중계관련산업, 골프, 등산, 자전거등의레저산업, 일반인들의운동기록과운동능력향상을돕는생활스포츠용품산업, 헬스, 피트니스코칭산업등으로구성 레저 스포츠용웨어러블디바이스의후방산업인부품 소재산업은유연성섬유, 소자, 센서, 프로세서, 배터리, 투명디스플레이, 소프트웨어산업등으로구성 시장의활성화를위해서신기술개발및스포츠관련산업과연계를통한생태계조성필요 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스산업구조 ] 후방산업레저 스포츠용디바이스전방산업 유연성섬유 / 소재 플렉서블디스플레이 OLED 디스플레이 소프트웨어산업 스마트센서칩등소재산업 액세사리형디바이스 직물의류일체형디바이스 신체부착형디바이스 온도 / 습도 / 열등각종센서 스포츠기록, 중계관련산업 레저산업 생활스포츠용품산업 헬스, 피트니스코칭산업 260

269 레저 스포츠용웨어러블디바이스 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 가트너는 2016년전세계웨어러블기기판매량이 2015년 2억 3천 200만대에서 18.4% 증가한 2억 7천 460만대에이르러 2016년웨어러블기기매출은 287억달러를기록할것으로전망 웨어러블기기중에서도스마트워치는상당한잠재적인수익성을가지고있으며 2019년에이르러 175억달러까지매출이증가할것으로예상 [ 년전세계웨어러블기기출하량전망치 ] ( 단위 : 백만대 ) 기기범주 2015 년 2016 년 2017 년 스마트워치 안경형디스플레이 (HMD) 바디캠 (Body-worn camera) 블루투스헤드셋 손목밴드 스마트의류 가슴스트랩 스포츠시계 기타피트니스모니터기기 전체시장 피트니스웨어러블기기중에서도스포츠시계는사용자인터페이스와기능, 제품의내구성이 운동에적합하게디자인되었기때문에육상, 사이클링, 다이빙과같은종목에서활약하는선수들은 스마트워치보다스포츠시계를더선호할것으로예상 성장판이닫혔다 는평가를받던스마트워치시장이살아날조짐을보이고있음. 주요스마트폰제조사들이스마트워치를잇따라선보이고있는데다업계에서도웨어러블시장의반등을전망하는분위기가늘고있음 미국시장조사기관스트래티지애널리틱스 (SA) 의보고서를보면올해웨어러블기기출하량은지난해보다 22% 증가할것으로전망. 특히 SA는 2016년움츠러든스마트워치가 2017년을기점으로기지개를펼것으로전망. 웨어러블기기는크게피트니스밴드와스마트워치로나뉘는데, 2016년피트니스밴드의판매량은웨어러블기기판매량의 65% 를차지하며시장을주도. SA는 2017년에도 피트니스밴드의우위는지속될것 이라면서도점유율은 57% 까지하락할것으로전망. 반면지난해하락세를보인스마트워치의점유율은반등에성공해 36% 에달할것으로전망 2016년연말까지만해도스마트워치시장은부정적인전망이우세. 또다른시장조사기관인 IDC에따르면전년동기대비 2016년스마트워치출하량은 2분기와 3분기에각각 32.0%, 51.6% 감소 261

270 기술개발테마현황분석 한민간경제연구소는 핵심사용처의부재, 하드웨어적인한계, 높은가격등스마트워치가 본격적으로확대되기도전에저물조짐을보이고있다 는보고서를발표 2020 년에는스마트워치판매량이 1 억대를돌파할것으로전망 웨어러블카메라세계시장규모는 2016 년 4,605 백만달러에서 2021 년 62,736 백만 달러로연평균 68.6% 의성장률을보일것으로전망 [ Wearable Camera 세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 4,605 7,764 13,090 22,070 37,210 62, * 출처 : BCC Research, Wearable Computing; Technologies, Applications & Global Markets, , 디바이스형태별웨어러블시장전망 262

271 레저 스포츠용웨어러블디바이스 (2) 국내시장 국내스포츠, 피트니스, 활동량모니터링등레저 스포츠용디바이스시장규모는 2013년기준약 57백만달러규모로집계 세계시장과동일한연간 6.68% 의성장률을가정하였을때며 2021년에는약 95백만달러규모의시장을형성할것으로전망 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 국내시장 * 자료 : Sports,fitness&activitymonitormarketworldwiderevenueforecast , IHS, 세계시장자료로부터국내시장비중을 3% 로적용 [ 레저 스포츠용디바이스분야의국내시장규모추이 ] ( 단위 : 백만달러 ) * 자료 : Sports, fitness & activity monitor market worldwide revenue forecast , IHS, , 세계시장자료로부터국내시장비중을 3% 로적용 263

272 기술개발테마현황분석 (3) 무역현황 레저 스포츠용스마트미디어기기는품목분류상한계가있어 촬영기 비디오카메라용 품목을중심으로무역현황을살펴보았음 레저 스포츠용스마트미디어기기관련수출현황은 12년 1,937천달러에서 16년 490천달러로감소하였으며, 수입현황은 12년 19,394천만달러에서 16년 11,588천만달러수준으로감소하였음 최근 5년 ( 12~ 16년) 간연평균성장률을살펴보면수출금액은 29.1% 로감소하였으며, 수입금액은 12.1% 로감소하였음 [ 레저 스포츠용디바이스관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 1,937 1, , % 수입금액 19,394 18,643 13,592 10,918 11, % 무역수지 -17,457-16,704-12,862-9,876-11,098 - 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출 지수가 0인경우비교우위는중간정도이며, 1이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6자리기준 ) 활용 264

273 레저 스포츠용웨어러블디바이스 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 [ 웨어러블디바이스기술적이슈와발전양상 ] 기능기술해결되어야할문제기술발전양상 배터리 배터리 웨어러블디바이스의한정된사이즈와무게는배터리용량에제한을두게함 리튬전지의위험성감소와함께강성증대, 사용시간증가 통신블루투스 4.0 무선접속은배터리소모를증가시키며, 다른단말이나클라우드서버로의데이터전송시속도문제 웨어러블디바이스와스마트포사이에서저전력기반, 고속전송이가능하게함 통신 WiFi 11n 과 11ac 표준규격으로데이터전송속도향상 웨어러블디바이스에서 WiFi 핫스팟, 스마트폰으로접속가능 통신 GPS 웨어러블디바이스는 GPS 를위시한위치기반기능이요구됨 위치기반콘텐츠와서비스개발 프로세서 저전력 MCU/CPU 보다소형화된단말에저전력프로세서를탑재함으로써배터리소모최적화 저전력온보드프로세서개발을통해배터리소모를줄이고, 단말컨트롤과관리시소모되는전력을최소화하기위해대기시간중빠르고간소화된명령처리시스템의도입 전력 DC 전력변환 배터리파워를필요한전력량으로변환하는데드는에너지손실률의최소화 (80%-95% 수준 ) 비효율적인전력변환은배터리소모를증가시키기때문에, 전력변환및소모효율이좋은시스템개발 센서 동작인식, 환경감지, 신체활동모니터링센서 웨어러블디바이스는신체활동이나이동거리, 생체신호등의데이터를수집해다른단말이나클라우드서버로전송해야함 센서탑재로웨어러블디바이스의건강모니터링, 피트니스기능강화 인터페이스 터치디스플레이 웨어러블디바이스의터치인터페이스가디스플레이전력소모와무관하게이루어짐으로써전력소모최소화 터치를탑재하기에충분히큰디스플레이에는터치기능을탑재하면서도터치기능이용시디스플레이전력을소모하지않도록설계 인터페이스 음성인식 소형화된웨어러블디바이스는물리적인입력장치를탑재하기부적절할수있고, 이경우음성인식을통한컨트롤기능이요구됨 음성인식의정확도향상과함께주변소음으로부터영향을받지않는시스템설계 * 자료 : MK 뉴스 ( ) 265

274 기술개발테마현황분석 (2) 기술환경분석 한국은웨어러블디바이스기술에있어선진국대비 1.3 년의기술격차를보이며기술 경쟁력은전년대비 4.2%p 하락한것으로조사 (* 출처 : 정보통신기술진흥센터 ) 웨어러블스마트디바이스관련 R&D 예산을 18년약 230억원정도반영되어전년대비 18% 증가율을보임 4차산업혁명대응을위한 R&D 투자매트릭스에웨어러블디바이스가 21개대상분야중하나로선정되었으며, 상황인지기술및스마트 UI/UX 기술이세부분야로포함 웨어러블기기등첨단융 복합기술을활용한스마트임상시험센터를구축하고임상시험의비용을줄이고효율성을높여글로벌경쟁력을확보할계획 웨어러블디바이스대중화를위한기술개발 저전력소모및편리성을갖춘저가형기기와고기능 지능형기능을갖춘고가형기기로진화 글로벌기업형기기로생태계가재편되고있으며단순데이터처리기능에서저전력으로사전처리가가능한 HW 기능을추가하여운영체계혹은메모리경량화가가능하도록하는기술로발전 이용자의환경이다양해짐에따라개인맞춤형콘텐츠제공을위한데이터분석기반서비스개발 시공간의제약없이이용가능하도록요소기술및핵심부품개발에집중 양방향커뮤니케이션활성화로서비스를소비하는이용자도시나리오전개에참여할수있는개방형구조로발전 266

275 레저 스포츠용웨어러블디바이스 3. 기업분석 가. 주요기업비교 주요기업은핏빗, 샤오미, 가민, 애플, 삼성전자등이있으며글로벌웨어러블기기시장의 50% 이상점유 2017 년가을삼성과애플이각각 기어스포츠 와 애플워치 3 를발매하며본격경쟁에돌입 프로스포츠업계에서는선수들의심박수및움직임감지, 기량항상도모등을위한웨어러블디바이스기기 시스템도입 아디다스는마이코치디지털트레이닝시스템의최신버전으로사용자의심장박동, 거리, 칼로리등을측정하고, 최적의운동강도를안내하는스마트밴드, 마이코치핏스마트 를출시 마이코치핏스마트 의무게는 45g으로가볍게제작되었으며, 착용감을높이는한편, 초, 중급레벨의사용자들이자신의운동목표를설정하고, 달성할수있도록도와주는역할 스마트폰전용모바일앱 마이코치트레인앤런 과블루투스로연결하면사용자의운동기록, 100 여가지의무료트레이닝플랜및실시간코칭을활용할수있고, 주간목표설정이새롭게추가돼첫운동을시작하는사람들도단기운동계획부터시작해단계적으로장기적인목표까지효과적으로달성할수있도록지원 운동량측정센서를내장한스마트러닝화및스마트셔츠, 심박수를측정할수있는스포츠브라및커넥티드레깅스등과같은기능성스마트의류는일반스포츠웨어업계에까지영향을미침 나이키, 아디다스등스포츠용품기업은생산품목의전문화를통해시장선점을위한노력 삼성전자는특정수압, 시간, 속도, 온도를충족하는조건에서수심최대 50m까지물에견딜수있도록 5ATM 방수성능과수영전문애플리케이션 스피드온 을갖춘기어핏2 프로를출시하였으며, 해당기기는달리기, 걷기, 자전거등 17가지종목피트니스정보를측정가능 국내중소기업사례 주식회사비플렉스는사물인터넷 / 센서기술기반의스포츠웨어러블분야의하드웨어개발업체, 최근운동자세를모니터링및코칭할수있는웨어러블디바이스를개발, 홍콩기반글로벌이어폰제조사 소울일렉트로닉스 와콜라보레이션을통해신제품발표 핏투게더는웨어러블, 스마트의류, 스마트기기개발업체, 웨어러블기술및빅데이터분석기법이적용된축구선수 / 팀을분석하는서비스제공. 또한, 축구과학통계시스템을통해각선수별데이터를제공하며, 각선수들의프로필용경기영상서비스제공 알투기어 ( 주 ) 는스포츠, 스마트기기, 스마트장비를개발하는업체. 아웃도어와환경에특화된스마트장비개발, 젤로 (Zello) 앱을기반으로멀리떨어져있어도 LTE, 3G 등이동통신사의통신망을통해연결가능한 MK3 개발 267

276 기술개발테마현황분석 웰터크글로벌은웨어러블디바이스, 스마트장비, 글러브및스포츠제품개발업체. 2014년미라히트를선보였으며, 일반섬유보다최소 5도높은발열성능을구현한특허받은섬유소재로청정에너지인태양빛을열에너지로변환시키는첨단신소재를적용하여열지속성이높아아웃도어의류와장갑, 워머등에활용. 더욱최근에는신축성전도성섬유를 Strain Sensor로활용한스마트글러브제품을개발, 접촉냉각기술을이용한 미라쿨알파 출시로인해각종의류를포함, 모자, 스포츠타월등소품류등다양한용도로확대해나갈것 더에스는액션캠개발전문업체. 국내최초실시간방송이가능한액션캠인뷰캠 (VUE cam) 출시. 재해재난등다양한현장에실시간스트리밍솔루션을구축하여유튜브, 페이스북, 인스타그램등다양한소셜미디어에서가장쉽게방송할수있는제품으로자리잡는것이목표. 추후, 통신사와제휴한 LTE모듈제공하여데이터를이용한빠른인터넷환경조성예정 에이디칩스는비메모리반도체칩설계전문업체. 에이디칩스가개발한 CPU 코어인 ARK주노-S0 와 ARK주노-S1 은 IoT 기기에탑재되는초소형제어장치인마이크로컨트롤러 (MCU) 에내장. MCU는스마트폰, 자동차, 웨어러블기기등 IoT 기기의두뇌역할. 해당사의초경량 ARK주노-S 시리즈프로세서는 IoT의지능형센서와스마트컨트롤시스템을겨냥해크기가작고, 최고에너지효율성을갖춘저가형 MCU에최적화해설계된제품 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율당기순이익율 R&D 집중도 에더스 1, % 7.53% - 에이디칩스 18,010 22, % 6.65% - 268

277 레저 스포츠용웨어러블디바이스 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 최신스마트워치개발동향 웨어러블테크회사핏빗 (Fitbit) 이스마트워치아이오닉을출시함 - 아이오닉은비접촉결제기능은물론음악재생, 폰노티피케이션같은기능을탑재. 50m까지방수가능하며, 수중이동거리와수영시간등을계산. 물론앱과연동하여유저가모든과정을모니터할수있음. 배터리용량은한번충전으로 4일동안사용가능 애플은 LTE기능이추가된아이워치3을공개함 - 와이파이등연결속도가 85% 빨라졌으며, 전력효율은 50%, 성능은 70% 높아짐. 음악은 4천만곡까지스트리밍가능. 이밖에심박센서로사용자의심장박동수를인식해불규칙한리듬으로움직이기시작하면자동으로경고 최신액션캠개발동향 고프로 (GoPro) 액션캠히어로4 세션 - 작고가벼우며주사위모양의깔끔한디자인 - 방수캡이없어도 10m방수를지원 269

278 기술개발테마현황분석 폴라로이드큐브 - 렌즈화각은 124도. 사진은 16:9의비율로저장. 배터리를모두완충했을때약 90분정도촬영가능. 큐브아랫부분에자석이달려있음 - 별도의방수케이스없이수심 2m 수준의생활방수가능 가민 (Garmin) 버브 - 동영상촬영기능과 GPS 기능을합친전문가용액션캠 - 아웃도어, 레저등모든활동과일상에서나만의영상을촬영할수있도록견고한내구성과방수성능을갖춤. 라이딩이나스카이다이빙같은역동적인활동에서발생하는충격을고려하여설계 피봇헤드 (Pivothead) 듀량고 - 선글라스형태의액션캠. 진정한 1인칭시점의촬영이가능함. 선글라스중앙에사진촬영과동영상촬영이가능한렌즈가장착되어있음. 동영상은 Full HD 비디오로촬영가능. 사진은스틸사진, 연사, 타임랩스방식으로제공 다모아캠 (Damoacam) 캡캠 (Capcam) DC40 - 두손을자유롭게사용할수있어낚시나골프등손이많이쓰이는활동에서유용하게사용가능. 제품에부착되어있는클립을이용하여모자의캡에끼우면촬영준비가완료. 4시간연속촬영이가능하며 LED라이트를내장하고있어야간촬영은물론활동시헤드랜턴으로도사용가능 최신스마트신발개발동향 나이키 HyperAdapt 세계최초로맞춤형끈조임장치를채용. 신발바닥에신발끈을조여주는장치를통해신발끈을조절할수있음. 발뒤꿈치가신발바닥에닿으면내장된센서가이를감지하여신발끈을발에맞게조여주며, 측면에잠그기, 풀기 2개의스위치를사용하여더욱세밀한조정이가능 두체레테크놀로지 리첼슈즈 - 걸을때신발의진동으로방향을알려주는기능을탑재. 신발안에블루투스를내장하여스마트폰과연동한뒤구글지도앱에목적지를입력하면신발이진동을통해길을알려주는기능을제공 샤오미스마트신발 - 인텔프로세서를탑재하여걷기, 달리기, 자전거타기등운동종류를자동으로인식해이동거리및경로, 속도, 칼로리등의피트니스데이터를측정하고, 전용앱을통해데이터를실시간으로확인. 배터리부분에도신경을써서한번충전으로최대 60일까지사용이가능 최신스마트의류개발동향 구글 / 리바이스의스마트의류프로토타입공개 - 재킷의원단에전도성섬유를넣어다양한센서, 배터리, 회로와연결했으며재킷소매부분의터치부분과단추를통해다양한콘트롤이가능함. 이를통해전화수신, 음악콘트롤, 구글지도등의기본적인조작을할수있고또한웨어러블기기로서갖추어야할기능이라고평가. 제3의업체애플리케이션또한사용할수있도록개발킷을오픈해다양한방법으로활용이가능할것으로예측 270

279 레저 스포츠용웨어러블디바이스 (2) 국내업체동향 최신스마트워치개발동향 삼성전자가독일베를린국제가전박람회 (IFA) 2017 개막을이틀앞두고운동에특화된웨어러블신제품 3종을공개 - 기어스포츠와기어핏2 프로는삼성기어제품중처음으로수심 50m의수압을견딜수있는성능을인증받음. 세계적인수영용품제조업체인 스피도 와협력한 스피도온 기능도있어수영을할때영법과스트로크횟수 거리 속도등정보를사용자에게알려줌 - 기어아이콘X는음악감상뿐만아니라운동정보를기록하거나실시간코칭을받을수있음. 전작대비사용시간이대폭개선돼단독재생하면 7시간까지사용가능. 스마트폰없이단독으로쓰는것도가능하며, 최신갤럭시스마트폰과연동하면이제품만으로삼성의인공지능 (AI) 빅스비 를호출할수있음 최신스마트신발개발동향 삼성전자 C-Lab 사내벤처기업인솔티드벤처에서스마트골프화 아이오핏 (IOFIT) 개발 - 신발밑창에는압력센서가내장되어있어지면으로부터발생하는하중정보를제공하며, 골프를즐기는사람들에게실시간코칭을제공 CES 혁신상수상 최신스마트의류개발동향 코오롱스포츠라이프텍재킷출시 - 조난시조난자의안전을도모하기위하여개발됨. 내부포켓에전도성고분자를이용한발열체인 히텍스 (Heatex) 를장착할수있도록디자인되었으며상단부에윈드터빈이부착되어있어자가발전을통해스마트폰등전자기기를충전할수있음 271

280 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 스마트워치동향 다양한스마트워치가시장에출시되고있지만, 시장판매량은정체되고있음 - 웨어러블기능은충분히주목을받을만하지만, 스마트폰이제공하는기능을뛰어넘지못함. 스마트워치사용자들은시계, 메시지확인및전송, 통화, 건강관련기능등을주로사용. 킬러기능의부재이슈가끊임없이재기됨 - 최근에는기존아날로그시계에스마트워치기능을더한하이브리즈스마트워치가출시됨. 세련된디자인은그대로유지하면서알림, 음악재성, 운동량체크등의기능을제공 - 엔데버파트너스사의조사에따르면웨어러블기기를사용하는기간이그리길지않다고함 년심박수감지기능도입이웨어러블기술의마지막혁신 - 스마트워치는짧은배터리수명, 운영체계 (OS) 호환성, 스마트폰연동등의문제가있음 - 머신러닝알고리즘이사용자행동패턴을학습, 분석하여스스로제안및조언해줄것으로예상했으나, 현재까지그와유사한기능은도입되지못함 최신액션캠개발동향 샤오미를비롯한중국업체들의본격적인제품출시가예상되며시장활성화에기여할것으로예상 - 지금보다저가의고성능액션캠들이출시된다면익스트림영역이나공중촬영, 가정에서의쓰임외에도다양한영역에서활용이가능 - 기존의카메라제조사들도액션캠제품을출시해시장이활성화되고있음 - 기존의디지털캠코더와비교했을때크기및이동성부분에서우수한성능을보여주고있어익스트림분야에서널리사용될것으로예상 - 액션캠시장의부가산업으로삼성전자는모바일전용마이크로 SD카드를출시함. 256GB EVO Plus 마이크로 SD카드 는읽기, 쓰기속도가 95MB/s, 90MB/s로고해상도촬영에필수적인 UHS 스프드클래스3 9(U3) 성능을구현. 또한방수인증 (IEC60529, IPX7) 을획득했고, X-레이와강한외부자기장충격에도데이터를보호할수있어극한의사용환경에도안정적인이용이가능 [ 삼성전자 256GB EVO Plus 마이크로 SD 카드 ] 272

281 레저 스포츠용웨어러블디바이스 - 소니는가진진보된솔떨림보정기능보스 (B.O.SS) 를탑재한캠코더를출시. 이기능은 아래그림처럼어떠한상황이나자세로촬영하던지흔들림없이선명하게영상을담아낼수있음 최신스마트신발개발동향 해외에서는 Nike Plus와 Adidas micoach가대표적인제품. Nike Plus는 Nike 신발에단일가속도센서모듈장착을한것을기반으로 ipod, iphone 연동운동량모니터링을보여주나정확도는실제와는다소거리가있는편. Adidas micoach는신발에단일가속도센서모듈장착을한것은 Nike Plus와동일하나가슴에심박수측정밴드장착하는것에서차이가있으며, PC를기반으로데이터저장이가능하고 NikePlus와비교했을때정확도가높은편 - 소비전력, 사용시간, 배터리수명등해결해야할문제등이다소남아있다고볼수있으며, 측정값의정확도를높일수있는기술개발도필요함 273

282 기술개발테마현황분석 휠라코리아에서는미세전류를발생시킬수있는신발 EON을개발. 코인배터리 540mA용 3V, 전류 / 전압 : 최대 25V/80μA으로하루 8시간사용을기준으로 1년간사용가능. 60~80μA의전류를일정하게발생시킬수있는미세전류발생기형태이고내충격도는 150kg 이상이고케이스재질은폴리카보네이트로이루어져있음. 미세전류발생에대한임상실험데이터보완이나코인셀배터리를이용하기때문에수명문제등의해결해야할부분들은다소남아있음 웨어러블디바이스때문에일어날수있는프라이버시침해문제는단말보급에가장큰걸림돌로작용할수있음 웨어러블디바이스에장착된녹음기능, 촬영기능은프라이버시침해로이어질가능성이있기때문에이에대한사람들의우려를해소시킬수있는대책이필요 미국에서구글글래스사례는스마트글래스보급확대에가장큰걸림돌이되고있음 274

283 레저 스포츠용웨어러블디바이스 나. 특허동향분석 레저 스포츠용웨어러블디바이스 주요기술 레저 스포츠용디바이스와관련된기술은입력기술, 처리기술및전원기술이있으며, 입력기술은웨어러블심박, 심전도측정기술, 산소포화도측정기술및운동량측정기술로구분됨. 처리기술은동작인식기술과웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술로구분되며, 전원기술은웨어러블에너지하베스팅기술과직물형배터리기술로구분됨 분류요소기술설명 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술 인체의심박및심전도 (EKG) 를측정하기위한센서로서, 생체에서발생되는전압을간접또는직접적으로측정하여심장의생체정보를측정하는기술 입력기술 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 산화헤모글로빈 (HBO2) 과환원헤모글로빈 (Hb) 의비율이파장에따라서흡광계수가차이가나는원리를이용한웨어러블용산소포화도측정기술 웨어러블용모션 ( 가속, 각속도, 방위 ) 센서를이용한운동량측정기술 회전이나관성과연관된자이로스코프기술, 인장변형측정기술등을이용하여가속도, 각속도, 방위등을측정하는모션센서를개발하여실시간으로인체의운동량을측정하는기술 처리기술 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술 웨어러블형태로 2D/3D 영상처리기술과관성센서를이용하여착용자의동작또는객체의동작을인식하고, 이를기기의제어또는기타용도로활용하는기술 인체의다양한모양에적합하도록플렉서블한형태로개발하기위해장치에내장되는집적회와시스템전체를플렉서블하게설계하는기술 전원기술 인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술 인체에부착하거나입을수있는형태인웨어러블전자기기상용화에가장큰걸림돌이되고있는전력공급문제를해결하기위하여미세한운동에너지로부터전력을획득하기위한에너지변환기술 직물형배터리기술 직물또는의류와일체화된디바이스에사용되는배터리로서유연하면서, 섬유또는직물일체화할수있는양극, 음극, 전해질재료및시스템기술 275

284 기술개발테마현황분석 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 레저 스포츠디바이스에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술 입력기술 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 웨어러블용모션 ( 가속, 각속도, 방위 ) 센서를이용한운동량측정기술 처리기술 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술 전원기술 인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술 직물형배터리기술 합계 740 1, ,977 국가별요소기술별특허동향에서는웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많은것으로나타났으며, 이는심박측정기술은웨어러블디바이스에일반적으로적용되는기술이기때문인것으로파악됨 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술뿐만아니라대부분의기술에서도미국이많은특허를보유하고있는것으로나타났고, 이를통해미국에서활발한연구가이루어지고있음을알수있음 다만, 웨어러블용모션센서를이용한운동량측정기술과인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술에서는한국에서가장많은특허를보유하고있는것으로나타남에따라해당기술은한국에서활발한연구가이루어지고있는것으로파악됨 276

285 레저 스포츠용웨어러블디바이스 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술 삼성전자 ZOLL MEDICAL ALIPHCOM 대기업중심삼성전자, LG 전자등 입력기술 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 삼성전자 SALUTRON APPLE 대기업및공공연구기관중심삼성전자 LG 전자, 동서대학교등 웨어러블용모션 ( 가속, 각속도, 방위 ) 센서를이용한운동량측정기술 HELLO 삼성전자 ZOLL MEDICAL 대기업중심삼성전자, LG 전자, 에스케이플래닛등 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술 삼성전자 NIKE LG 전자 대기업중심삼성전자, LG 전자, 에스케이플래닛등 처리기술 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술 ZOLL MEDICAL INTEL THALMIC LABS 공공연구기관중심한국과학기술원, 광주여자대학교, 국민대학교등 인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술 삼성전자 GOOLE INTEL 중소기업중심삼성전자, LG 전자, 한국전자통신연구원 전원기술 직물형배터리기술 삼성전자주식회사아모그린텍 LG 전자 대기업및공공연구기관중심삼성전자, LG 전자, 서울과학기술대학교등 277

286 기술개발테마현황분석 입력기술주요출원인동향 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술과웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술은삼성전자가가장많은특허를보유하고있고, 웨어러블용모션 ( 가속, 각속도, 방위 ) 센서를이용한운동량측정기술은 HELLO가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대부분대기업을중심으로입력기술에대한연구개발이이루어지고있으며, 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술은공공연구기관에서도연구개발이이루어지고있음 처리기술출원인동향 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술은삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며, 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술은 ZOLL MEDICAL이가장많은특허를보유하고있음 국내에서는웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술은대기업을중심으로연구개발이이루어지고있고, 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술은공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지고있음 전원기술주요출원인동향 인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술과직물형배터리기술모두삼성전자가가장많은특허를보유하고있음 국내에서는대기업과공공연구기관을중심으로직물형배터리기술이연구개발이이루어지고있으며, 중소기업을중심으로인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술이연구개발이이루어지고있음 278

287 레저 스포츠용웨어러블디바이스 레저 스포츠용디바이스분야의주요경쟁기술및공백기술 레저 스포츠용디바이스분야의주요경쟁기술은웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술이고, 공백기술은웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술과직물형배터리기술로나타남 레저 스포츠디바이스분야에서웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술이가장경쟁이치열할분야이고, 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술과직물형배터리기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술 입력기술 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 웨어러블용모션 ( 가속, 각속도, 방위 ) 센서를이용한운동량측정기술 처리기술 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술 전원기술 인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술 직물형배터리기술 : 500 건이상, : 400~499 건, : 300~399 건, : 200~299 건, : 200 건미만 279

288 기술개발테마현황분석 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술 생체정보를통해사용자의상태를판단하여이를처리하는기술생체정보를이용하여웨어러블디바이스의사용을선택적으로허가하는기술 입력기술 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 산소포화도의측정결과에대한신뢰도를향상시키기위하여 LED 광원을추가하기위한기술지속적인산소포화도측정을통한건강모니터링기술 웨어러블용모션 ( 가속, 각속도, 방위 ) 센서를이용한운동량측정기술 센서를통해출력되는운동량에대한정보를사용자들끼리공유하여레저또는스포츠를보다효과적으로즐길수있도록유도하는기술운동선수들의운동효과분석기술 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술 사용자의행동요소를분석하고, 이를이용하여사용자를인증하는기술 처리기술 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술 사용자의신체에대응하기위하여나노사이즈의섬유를축적시켜다수의기공을가지는섬유웹에회로패턴을형성하는기술구부리거나휘는것이가능한적측패키지구조를통해회로를형성하는기술 전원기술 인체운동에너지기반웨어러블에너지하베스팅기술 열전소자를이용하여체온과외부의온도차를통해전기를발전시키는기술신축성마찰력을통해전기를발전시키는기술압전소자를이용하여사용자의운동을통해전기를발전시키는기술 직물형배터리기술 분리막, 양극및음극의형상또는구조변화를통해사용자의신체에대응하여구부러질수있는기술 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 웨어러블용화학 / 광학센서를 이용한산소포화도측정기술과직물형배터리기술모두대기업및공공연구기관을중심으로 연구개발이이루어지고있는것으로나타남 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술은최근산소포화도의측정결과에대한신뢰도를향상시키기위하여 LED 광원을추가하기위한기술과지속적인산소포화도측정을통한건강모니터링기술이개발되고있는것으로나타남 직물형배터리기술은최근분리막, 양극및음극의형상또는구조변화를통해사용자의신체에대응하여구부러질수있는기술이개발되고있는것으로나타남 280

289 레저 스포츠용웨어러블디바이스 중소기업특허전략수립방향및시사점 레저 스포츠디바이스분야의공백기술분야는웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술과직물형배터리기술로나타남 레저 스포츠디바이스분야에서웨어러블생체전압측정센서를이용한심박, 심전도측정기술은경쟁이심한것으로나타났으며, 이는심박측정기술은웨어러블디바이스에일반적으로적용되는기술이기때문인것으로파악됨 이로인해해당기술에대해서는웨어러블디바이스를개발및제조하는대기업을중심으로연구개발이진행됨에따라해당기술에대한진입장벽이높아중소기업에서의참여가높지않은것으로사료됨 반면, 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술과직물형배터리기술은공백기술로나타남에따라, 중소기업에서는해당기술에대한연구개발을진행하여대기업에대해기술경쟁력을가져야할것으로사료됨 특히, 공백기술로나타난기술모두공공연구기관에서도연구개발을진행하고있는것으로나타났으므로, 해당기술을보유하고있는공공연구기관으로부터기술을이전받거나공동연구개발을진행하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 레저 스포츠디바이스와관련하여최근에출원되는특허들대부분은단순히센서등을이용하여사용자의생체정보를획득하는기술이아닌이를이용하여사용자에게특정컨텐츠등을제공하기위한기술이므로, 중소기업에서도이와같은기술또는특허를참고하여, 센서등을통해수집되는데이터를이용하여사용자에게제공가능한컨텐츠를개발하는것으로개발방향을설정해야할것으로사료됨 281

290 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 한국과학기술연구원 ( 차세대반도체연구소 ) 웨어러블바이오센서핵심기술개발 나노소재와바이오물질을이용하여효소와전자를직접주고받는방식의고생체안정성, 고선택성, 고민감도바이오센서 유연집적소자구현이가능하고다양한효소에적용가능한플랫폼기술 한국웨어러블연구조합 웨어러블뉴스발행을통한산업동향정보제공 기업별제품소개가가능한페이지제공 대구테크노파크스포츠융복합산업지원센터 스포츠과학을중심으로섬유패션, 의료, ICT 기술지원 스포케어 (SpoCare, 스포츠와관리를합친말 ) 서비스시장창출 경남과학기술대학교 웨어러블 / 플렉시블전자소재연구 단국대학교 웨어러블 Thinking센터운영을통해기업수요와시장의요구에맞는웨어러블 SW기술과웨어러블서비스를연구개발 나. 연구개발인력 카이스트유회준교수 저전력반도체칩기반스마트안경 케이글래스2 공개 모바일헬스케어통합플랫폼 닥터엠 (Dr M) 개발 유니스트연구팀 기존웨어러블열전발전기보다최대 10배이상의온도차확보가능한발전기개발 282

291 레저 스포츠용웨어러블디바이스 다. 기술이전가능기술 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스기술이전가능기술 ] 분류 기술명 기술개요 세부내용 손목착용형웨어러블제스처기술 본기술은웨어러블제스처세그멘테이션기술과 IMU 센서기반제스처인식기술을포함하고있음 웨어러블제스처세그멘테이션기술은적외선을이용하여손목수목관내의손가락힘줄 (Finger Flexor Tendons) 변화를감지하여손가락움직임을인식하여제스처세그멘테이션으로활용하는기술이며, IMU 센서기반제스처인식기술은 IMU(Inertial Measurement Unit) 를이용하여손움직임을인식하는기술로서 DMV(Directional Motion Vector) 기반의제스처집합을정의한뒤 Adaptive DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘을사용하여제스처인식엔진을포함 기술이전목적및필요성 기술의특징및장점 최근정보통신기술의발달과더불어언제어디서나사용자의자연스러운움직임을통해주변스마트기기들과의상호작용할수있는웨어러블제스처기술들이개발되고있음 종래의비전카메라기반의사용자움직임인식장치들은카메라의위치에따라인식의범위가제한되기때문에이동중이나다른활동중에는사용이불가능 이동중이나다른활동중에도사용이가능하며착탈이편리한웨어러블제스처인터페이스장치의필요성이높아짐 웨어러블디바이스는스마트폰시장성장정체가예상됨에따라새로운수익원으로주목받기시작 -최근 IT 시장의성장세를주도하던스마트폰시장이점차포화상태에이르면서차세대스마트기기로서웨어러블디바이스를주목하기시작 - 애플, 삼성, 퀄컴, 구글, 마이크로소프트등기술선도업체를중심으로새로운스마트기기로웨어러블기기를주목하고연구개발역량을집중하는상황 IoT 기기를비롯한주변스마트기기들을제어하기위한다양한형태의웨어러블디바이스를개발함으로써차세대스마트디바이스경쟁에필요한핵심기술확보필요 화면크기의제약과입력의불편함, 효용성부족으로인하여시장창출에실패했던기존웨어러블디바이스의한계를극복하고, 혁신적이고차별화된제품을위하여기능과입력방법에대한효과적인 UI 기술필요 최근주변스마트기기들을제어하기위해생체신호측정센서와 IMU 센서를이용한제스처컨트롤웨어러블장치를개발하는등직관적인 UI로제스처를활용하는사례가늘어나고있음 웨어러블제스처세그멘테이션기술 - 외부환경변화에강인하고인식률이높음 - 웨어러블환경에적합한사용자인터페이스장치 IMU 센서기반제스처인식기술 - 사용자선택에따라인식대상제스처를다양한 DMV 집합으로정의함으로써인식대상제스처를손쉽게확장가능 283

292 기술개발테마현황분석 분류세부내용 - Adaptive DTW 기술을적용함으로써사용자의도와다르게포함되는불필요한노이즈제스처를효과적으로필터링할수있음 - 제스처동작중에장치의비틀림에상관없이제스처를인식할수있어착용방식이나제스처동작에서나타나는개인차를극복하여제스처인식률을높여줌기술성숙도 (TRL) 단계 5 손목착용형제품에웨어러블제스처기술로활용 - 기존손목착용형제품들에적용하여착탈의편의성개선 - 이동중이나다른활동중에도사용이가능한사용자인터페이스기술로활용. 스마트워치또는스마트밴드에본기술을적용하여스마트폰또는스마트기기제어시직관적이면서즉각적인인터랙션을제공할것으로기대 - IoT 서비스와연계하여 touchless 제어장치로활용. 스마트홈또는스마트오피스환경에서상호연결된 IoT 디바이스로활용. 부가적인장치없이사용이가능한무선프리젠터및리모컨으로활용가능활용방안및기대성과. Digital Signage, Digital Wall과같은옥내외대형디스플레이와의인터랙션을위한인터페이스장치로활용가능 - 보안장치로응용하여다양한응용서비스로활용범위확대. 생체신호검출기술은제스처인식이외에도개인식별이나인증에도활용. 보안이필요한 IoT 서비스에활용하여혁신적인인터페이스장치로응용. 자동차나현관도어등에서문을여는동작만으로도개인인증이가능한생체신호기반보안인터페이스기술로응용가능 기술이전내용및범위 품질프로세스 (Q-mark) 기반기술문서 - 요구사항정의서 - 시험절차서및결과서 - 제스처디바이스 HW 및목업설계서 - 제스처 UI 기술설계서 - 시험계획서, 시험절차서및결과서 - 제스처인식기프로그램설명서 - 제스처인식기외부인터페이스설명서 시제품및프로그램소스 - 제스처세그멘테이션및제스처인식기프로그램소스 ( 컴파일러및개발환경은별도구매필요 ) - 워킹하드웨어 1 세트 제스처세그멘테이션및제스처인식기 - 제스처세그멘테이션및제스처인식기프로그램소스 - 제스처장치 HW 설계문서 - 제스처인식기프로그램설명서및외부인터페이스설명서 기술이전문의 한국전자통신연구원웨어러블컴퓨팅연구실 284

293 레저 스포츠용웨어러블디바이스 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스분야키워드클러스터링 ] [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 smart sport device 6~8 1. Smart sport device 2. SMART COMMUNICATING SPORTS EQUIPMENT 3. SPORTING DEVICE AND WEARABLE COMPUTER INTERACTION 285

294 기술개발테마현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 1. SMART COMMUNICATING SPORTS EQUIPMENT 클러스터 02 sports equipment 6~8 2. WEARABLE SPORTS EQUIPMENT CARRIER WITH PERSONAL FLOTATION DEVICE 3. Wearable sports monitoring equipment and method for characterizing sports performances or sportspersons 1. A motion monitor using hetero-core optical fiber sensors sewed in sportswear to trace trunk motion 클러스터 03 motion monitor 5~7 2. Large-scale assembly of highly sensitive Si-based flexible strain sensors for human motion monitoring 3. A group-based wireless body sensors network using energy harvesting for soccer team monitoring 클러스터 04 클러스터 05 클러스터 06 Textile 6~8 healthcare 5~7 Bluetooth 4 1. Advances in textile sensing and actuation for e-textile applications 2. Measurement of electrocardiogram with textile electrode 3. Natural fiber-welded electrode yarns for knittable textile supercapacitors 1. Design and evaluation of a ubiquitous chest-worn cardiopulmonary monitoring system for healthcare application: a pilot study 2. Piezofilm yarn sensor-integrated knitted fabric for healthcare applications 3. The application of healthcare device for exercise prescription 1. Bluetooth low energy for wearable sensor-based healthcare systems 2. Precise synchronization time stamp generation for Bluetooth low energy 3. Transmission of ECG data with the patch-type ECG sensor system using Bluetooth Low Energy 1. A group-based wireless body sensors network using energy harvesting for soccer team monitoring 클러스터 07 energy harvest 4~6 2. Humidity-resisting triboelectric nanogenerator for high performance biomechanical energy harvesting 3. Poster Abstract: KinetiSee A Perpetual Wearable Camera Acquisition System with a Kinetic Harvester 1. A Multi-Modal 3D capturing platform for learning and preservation of traditional sports and games 클러스터 08 capture 5~7 2. Smart motion reconstruction system for golf swing: a DBN model based transportable, non-intrusive and inexpensive golf swing capture and reconstruction system 3. SPORTING DEVICE AND WEARABLE COMPUTER INTERACTION 286

295 레저 스포츠용웨어러블디바이스 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 09 sports 6~8 1. A Wearable Device and System for Movement and Biometric Data Acquisition for Sports Applications 2. Design and construction of a wearable wireless electrogoniometer for joint angle measurements in sports 3. Embedded sensors system applied to wearable motion analysis in sports 1. A patch-sized wearable ECG/respiration recording platform with 클러스터 10 ECG monitoring 4~6 DSP capability 2. A Study on the Optimal Positions of ECG Electrodes in a Garment for the Design of ECG-Monitoring Clothing for Male 3. A wearable heart rate belt for ambulant ECG monitoring 287

296 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스요소기술도출 ] 분류요소기술출처 생체신호측정기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 웨어러블용화학 / 광학센서를이용한산소포화도측정기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 입력기술 모션센서를이용한운동량측정기술 기술 / 시장분석, 전문가추천 생체정보무선전송기술개발 전문가추천 패치형디바이스기술개발 전문가추천 웨어러블용영상 (3D/2D) 및관성센서기반동작인식기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 처리기술 웨어러블용플렉서블집적회로및시스템설계기술 고해상도데이터처리기술개발 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천 움직임 / 떨림극복기술개발 전문가추천 운동에너지하베스팅기술개발 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전원기술 저전력에너지소비기술 전문가추천 직물형배터리기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 288

297 레저 스포츠용웨어러블디바이스 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술키워드 생체신호측정기술 센서를이용하여인체내부의생체신호를측정하는기술 입력기술 모션센서를이용한운동량측정기술 생체정보무선전송기술개발 회전이나관성과연관된자이로스코프기술, 인장변형측정기술등을이용하여가속도, 각속도, 방위등을측정하는모션센서를개발하여실시간으로인체의운동량을측정하는기술 신체의각부분에부착된센서데이터를무선으로전송하여데이터를수집하는무선전송기술 패치형디바이스기술개발 두께및패치재질을개선하여신체착용감을극대화하고, 저비용으로패치를제작할수있는디바이스개발기술 처리기술 전원기술 고해상도데이터처리기술개발 움직임 / 떨림극복기술개발 운동에너지하베스팅기술개발 저전력에너지소비기술 고용량의고해상도데이터를실시간으로처리하고전송할수있는데이터처리기술 동적상황에서도정확한모션및자세를데이터를측정하여모니터링할수있는데이터처리기술 인체에부착하거나입을수있는형태인웨어러블전자기기상용화에가장큰걸림돌이되고있는전력공급문제를해결하기위하여미세한운동에너지로부터전력을획득하기위한에너지변환기술 배터리동작시간을극대화하기위한전력관리기술및저전력으로각부품들을구동시킬수있는에너지소비기술 289

298 기술개발테마현황분석 나. 레저 스포츠용웨어러블디바이스기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 290

299 레저 스포츠용웨어러블디바이스 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 레저 스포츠용웨어러블디바이스분야핵심요소기술연구목표 ] 분류 핵심요소기술 기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 생체신호측정기술 심전도측정정확도 (%) 95% 이상 98% 이상 99% 이상 개인별생체신호정확도향상 입력기술 모션센서를이용한운동량측정기술 측정정확도향상 (%) 가속도측정인식률 30% 향샹 각속도측정인식률 30% 향상 전체모션인식률 50% 향상 움직임정확도인식률향상 생체정보무선전송기술 데이터전송속도 (kbps) 저전력데이터전송속도향상 패치형디바이스기술개발 생산효율성 (%) 20% 이상 30% 이상 50% 이상 프린팅공정최적화를통한저비용패치제작기술 고해상도데이터처리기술 최고해상도 Full HD 4K 4K 고화질데이터처리기술 처리기술 움직임 / 떨림극복기술 측정인식률향상 가속도측정인식률 30% 향상 각속도측정인식률 30% 향상 전체모션인식률 40% 향상 동적상황에서측정인식률향상 운동에너지하베스팅기술개발 전력효율성향상 (%) - 30% 향상 40% 향상 에너지충전기술확보 전원기술 저전력에너지소비기술 배터리동작시간 ( 년 ) 0.5 년이상 1 년이상 2 년이상 저전력에너지소비기술확보 291

300

301 기술개발테마현황분석 실감 체험형웨어러블 디바이스

302

303 실감 체험형웨어러블디바이스 정의및범위 오감 ( 시각, 청각, 촉각등 ) 의표현및인터페이스기술을조합해서실제와유사한느낌을제공하는웨어러블디바이스기술을의미 실감체험형기술은오감을자극해마치영상물속에직접들어가있는것과같은생생함을주거나다른대상이된것같은느낌을줄수있으며영상물이실제인듯한현장감과몰입감을줄수도있음정부지원정책 2017년과기부연구개발사업추진계획에따르면디지털콘텐츠분야에 444억을투자해실감형콘텐츠선도기술확보를통한가상증강현실산업생태계구축및글로벌신시장선점을유도 과기부와산업부는 2020년까지총 1272억원을투자해플랫폼기술개발및소재 / 부품기술개발추진 2017년과학기술전략회의가선정한국가전략프로젝트에서는가상현실 (VR)/ 증강현실 (AR) 및실감형콘텐츠분야가포함됨 중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 환경 ) 웨어러블디바이스기술의적용분야확대 ( 기술 ) 우수한 IT 인프라 ( 정책 ) 5G기술개발주도기회 (Opportunity) ( 환경 ) 실감체험형디바이스시장의증가 ( 기술 ) 핵심부품의경량화및저가화 ( 정책 ) 정부의웨어러블디바이스기술개발지원 약점 (Weakness) ( 환경 ) 영세한중소기업산업구조 ( 기술 ) 핵심원천기술미흡 ( 정책 ) 킬러콘텐츠연계미흡위협 (Threat) ( 환경 ) 핵심부품의해외의존도가큼 ( 기술 ) 글로벌업체와의기술격차 ( 정책 ) 시장성을우선한 R&D정책방향 중소기업의시장대응전략 콘텐츠, 디바이스가융합된비즈니스모델개발 VR/AR/MR 기술과 ICT 기술이융합된실감체험형서비스발굴

304 핵심요소기술로드맵

305 실감 체험형웨어러블디바이스 1. 개요 가. 정의및필요성 오감 ( 시각, 청각, 촉각등 ) 의표현및인터페이스기술을조합해서실제와유사한느낌을제공하는웨어러블디바이스기술을의미. 실감체험형기술은오감을자극해마치영상물속에직접들어가있는것과같은생생함을주거나다른대상이된것같은느낌을줄수있으며영상물이실제인듯한현장감과몰입감을줄수도있음. 가상현실, 증강현실, 오감미디어, 홀로그램등이실감형콘텐츠와관련이있거나실감형콘텐츠를만들어내는기술 웨어러블디바이스의등장은마치스마트폰이증강현실분야의부흥을불러온것처럼혼합현실분야에서도커다란영향력이예상됨. 특히, 하드웨어기술의발달로시각, 청각의표현 / 재현기술과착용성의놀라운발전은그간혼합현실서비스의장애였던가격및실감 / 몰입감의수준을극복하고있음 국내스마트폰의높은보급률과국민들의얼리어댑터성향으로개인화서비스와개인정보공유에대한긍정적반응과경험을보유하고있으며, 웨어러블디바이스에대한관심과요구가증가하고있음 [ 가상현실콘텐츠를체험할수있는 VR 기기 ] 실감콘텐츠를제공하는교육및게임, 가상훈련등엔터테인먼트시장이급격히성장할전망 실감체험형촉각장치는유치원생등에게실감나는교육용콘텐츠제공이가능하고, 치매성노인들에게일정한정보를전달해두뇌를각성시키는효과도있음 어린이들이부모로부터일정거리이상떨어지면경고진동을해주거나작업모, 작업화등에부착해건설인력이위험한작업시에위험상황을즉시알려줄수도있음 297

306 기술개발테마현황분석 [ 골무형촉감장치의시스템개념도 ] 청소년의지속적인체력관리를위해학교체육의건강체력증진프로그램인도전, 경쟁, 표현, 여가활동을지원하는실감 체험형스포츠통합플랫폼개발이필요 청소년을포함한국민생활체육참여율은 43% 로선진국대비저조하며, 운동에전혀참여하지않는비율도 51.8%(2012년 ) 로타국 ( 호주-18%, 뉴질랜드-21%, 미국-32.5% 등 ) 에비해높은 수준 9) 청소년들의학교체육및생활체육참여율이저조해지고전체적으로체력과수업능률도저하 9) 본자료는스포츠비전 2018 추진계획자료인용 298

307 실감 체험형웨어러블디바이스 나. 범위및분류 (1) 제품분류관점 실감 체험형웨어러블디바이스는게임, 교육, 국방, 의료, 자동차등의분야에서활용 마이크로소프트엑스박스와소니플레이스테이션에서가상현실관련게임을출시 과학실험, 역사교육등의분야에서가상현실을이용하여직접관찰이어렵거나텍스트나동영상자료만으로는충분히설명하기어려운내용을효과적으로설명, 보충해줄수있음 최근군사훈련현장에서는가상현실과시뮬레이션을접목한가상훈련이진행되고있음. 군사작전지형과사용무기작동법, 팀전술훈려등을장병들이실감형콘텐츠를통해미리체험할수있도록함. 가상현실에기반한체험형훈련시뮬레이터는훈련자의안전과시공간의제약, 비용등을극복할수있는최적인방법으로손꼽히고있음 가상현실콘텐츠는이미질병치료나의료진교육등에서적극적으로사용되고있음. 특히, 정신과에서는실감형콘텐츠를활용한치료가상당부분진행되고있음 현대엠엔소프트는실감형콘텐츠를차량인포테인먼트기기에적극활용하고있음. 스마트폰내비게이션과구글글래스를연동한내비게이션서비스개발을선보임 299

308 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 실감 체험형웨어러블디바이스는게임및교육, 군사훈련, 4D 시뮬레이터, 스포테인먼트 실감체험플랫폼총네개의제품군으로분류 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마공급망관점세부기술 게임및교육 실감체험을위한 HMD 설계기술 차세대스마트안경, 렌즈설계기술 실감 체험형 웨어러블 디바이스 군사훈련 4D 시뮬레이터 실제전투와유사한체험기술 실시간무선통신및고용량의데이터처리기술 실감 HMD 적용기술 운동효과및 4D 체험기술 스포테인먼트 실감체험플랫폼 실제환경의실감효과획득및재현기술 인간의오감상호작용기술 사용자인터랙션 UI/UX 기술 고해상도실시간 3D 그래픽처리기술 300

309 실감 체험형웨어러블디바이스 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 웨어러블디바이스분야는창의적인다양한스마트디바이스들과신기술을활용함에따라새롭게발전할수있는분야로, 스마트디바이스들의등장에따른기술변화가심한초기단계 새로운단말과차세대 ICT 인프라를구축하고, 이에기반한신규서비스모델개발필요 기존하드웨어중심의소품종다량생산판매구조에서적시에다양한소비자의욕구를충족시킬수있는서비스및소프트웨어중심의다품종소량생산판매구조로의변화가필요 부품소재, 기기, 통신사업, 서비스사업자, 유통까지의단계별로협업이가능한전략제시필요 제한된국내시장보다는글로벌지향스타트업및강소기업을육성하여세계시장에서경쟁력확보와성장동력을확보하도록정부의정책유도와전주기지원이필요 교육측면에서실감형콘텐츠는학습자가 3D 입체가상콘텐츠에직접참여해서학습 콘텐츠와상호인터랙션하며체험하는서비스가진행 * 출처 : 한국전자통신연구원, 가상현실기반체험형콘텐츠기술동향, 2012 [ 가상현실기반체험형콘텐츠시스템물리적공간구성도 ] 다수학습자식별및추적기술 IBM에서는 video surveillance 개발을위해입력된흑백또는적외선영상에서컬러정보를사용하지않고 shape 기반의사람의모습을추출하고텍스처와 shape 정보를이용하여추적하는기술을연구 301

310 기술개발테마현황분석 다중정보기반학습자추출기술 한국전자통신연구원에서는학습자를추출하여가상의콘텐츠에추출된학습자를정합하여학습효과를높이는 체험형학습시스템 을학교와도서관에시범서비스를진행 KAIST AIM 연구실에서는컬러이미지를이용해학습자를추출하고, 추출된결과에학습자의얼굴, 양손, 양발을인식하여추적하는연구를진행 국내 KBS, MBC, SBS 등의대부분지상파방송국에서는크로마키기법을이용해기상캐스터를추출하여가상스튜디오에정합하여시청자에게날씨를알려주는날씨안내방송을진행 (2) 산업의구조 글로벌기업이실감형웨어러블디바이스의초기시장을선점하고있어중소기업의시장 진입로가좁은편이나, 국내중소기업은액션캠제조기술및신선한콘텐츠개발등의 강점을보유하고있어시장진출의후발대로성공할가능성이높은편임 [ 실감 체험형웨어러블디바이스분야산업구조 ] 후방산업 카메라, 센서기술, 디스플레이모듈기술, 디지털콘텐츠기술, 저전력프로센스설계기술 실감 체험형웨어러블디바이스분야 인체착용형기술, 부착형기술, SW 플랫폼, 인터랙션 I/O 기술, 센서기반의도상황인지기술, 고정밀데이터추출기술 전방산업 데이터저장및활용기술, 사용자의도파악기술, 스마트웨어러블 UI/UX 기술 302

311 실감 체험형웨어러블디바이스 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 가상현실관련디바이스의세계시장규모는 16 년 2,984 백만달러규모에서 21 년 5,045 백만달러규모로성장할것으로전망 [ 가상현실관련디바이스세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 2,984 3,990 3,885 4,239 4,624 5, * 자료 : KZERO, Frost&Sullivan(2014) 에따르면웨어러블디바이스는 2014년부터향후 4년동안 44.1% 의연평균성장률 (CAGR) 로시장이성장하여 2018년에는시장규모가 370억달러에이를것이며, 의료에서부터제조분야에이르기까지다양한응용분야가있는스마트안경은향후 4년동안 10배증가할것으로예상됨 * 출처 : Wearable Technology, Frost&Sullivan, 2014 [ 웨어러블디바이스세계시장전망 ] 303

312 기술개발테마현황분석 * 출처 : Wearable Technology, Frost&Sullivan, 2014 년 [ 웨어러블디바이스제품예상생산량 ] 웨어러블디바이스제품 2014 년부터 2018 년까지약 74.4% 의연평균성장률 (CAGR) 로 기하급수적인성장을보일것으로전망되며, 2018 년에 63.9 백만개의제품을생산할것으로 예상됨 현재대부분의웨어러블디바이스제품은스마트시계와같은손목시계형태나손목밴드를 중심으로피트니스와활동추적기등모바일헬스관련제품이대다수를차지함 2018 년에는웨어러블디바이스전체시장제품중스마트안경이 49.4%, 스마트시계가 41.9% 로상당부분을차지할것으로보임 현재시장이급격히성장하는단계이기때문에급변하는시장상황을반영하기어려워 시장조사기관마다예측하는시장규모에서일부차이가있는것으로보임 웨어러블디바이스는지속적으로다양한진화를거치면서그보급률도점점높아질것으로예상 차량에탑재된 360 영상을획득하는시스템구성을통하여 Google Map이만들어졌고, 자동차및로봇주행기술에적용이가능함 360 구형카메라시스템 (Ladybug, Point Grey) 는 4개의측면카메라와 1개의상향카메라로부터켈리브레이션을통한영상변환기술구현하며, 30 MP의해상도를가지고 360 전체구 (sphere) 의 90% 정도를커버하는영상제공 Photosynth 3D(Microsoft) - 마이크로소프트에서는인터넷으로부터다운받은영상또는임의의영상들을이용하여전체파노라마영상을생성하는기술개발및 Web을통한서비스구현. 카메라의위치와 3차원복원을통하여정확한파노라마영상생성 304

313 실감 체험형웨어러블디바이스 비디오스티치분야는프랑스를중심으로한 Kolor, VideoStitch 사등에서상용화솔루션을 보유하고있어기술을주도하고있으며, 특히세계최초 VR 생방송 S/W 인 VAHANA 를 상용화 (2) 국내시장 융 복합사업의활성화로국내실감 체험형웨어러블디바이스시장규모는점차증가하는추세 정보통신분야의주요기업들이참여를시작하면서산업생태계가활성화될것으로보이며 2018년부터본격적으로콘텐츠가공급되기시작해 2020년에들어서야안정세에접어들것으로전망 국내실감형콘텐츠시장규모는 16 년 13,735 억원규모에서 21 년 81,668 억원규모로 성장할것으로전망 [ 실감형콘텐츠국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 13,735 19,601 27,999 40,028 57,271 81, * 자료 : 과학기술정보통신부, 한국 VR 산업협회 삼성전자는오큘러스 VR과협력하여 HMD 디바이스를기획및개발 (2014.9) 이후꾸준한제품개발을통해 MWC 2017에서기어 VR with controller라는이름의신형기어 VR을발표하였으며, 다양한미디어콘텐츠및영상등가상의세계를실감나게이용가능 LG 전자는 2015 년에 G3 용기기를출시하였고, MWC 2016 에서 'LG 360VR 공개 고려대, 수원대, 충북대를중심으로국제증강현실참조모델을만들기위해참여하고있으며 이를기반으로국내표준화작업이진행되고있음 305

314 기술개발테마현황분석 (3) 무역현황 실감 체험형웨어러블디바이스의무역현황분석을위해관세청의전시용으로설계제작된기구와모형 ( 교육용또는전람회용, HS Code ) 을대상으로함 교육용디바이스의수출현황은 12년 4,240만달러에서소폭증가하여 16년 4,686만달러수준을기록 수입은 12년 2,070만달러에서 16년 3,667만달러로수입대비크게증가하여무역흑자규모가지속적으로감소하는추세 무역특화지수는 12 년 0.34 에서 16 년 0.12 로하락하였음 교육용시장의글로벌화가한계가있어성장이어려운상태이나, 실감형디바이스시장은최근 애니메이션등국내콘텐츠의해외진출과발맞추어수출이늘어날잠재력이있음 [ 실감 체험형웨어러블디바이스관련무역현황 ] ( 단위 : 천달러, %) 구분 CAGR 수출금액 42,400 38,356 41,983 40,989 46, % 수입금액 20,704 26,360 25,647 28,051 36, % 무역수지 21,696 11,996 16,336 12,938 10, % 무역특화지수 * * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 )/( 총수출액 + 총수입액 ) 으로산출되며, 지수가 0 인경우비교우위는중간정도이며, 1 이면완전수출특화상태를말함. 지수가 -1 이면완전수입특화상태로수출물량이전혀없을뿐만아니라수입만한다는뜻 * 자료 : 관세청수출입무역통계 HS-Code(6 자리기준 ) 활용 306

315 실감 체험형웨어러블디바이스 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 연구개발동향 오큘러스는게임에특화된 HMD 개발을진행하고있으며, 소니는 VR 헤드셋인 모피어스 를플레이스테이션과연동해새로운게임을선보일계획 NextVR은 NBA경기를 VR로중계하는서비스를선보이고있음 뉴욕타임즈는구글과의협업의일환으로 100만명의독자들에게구글카드보드 HMD를제공할예정이며, 이는보다많은사람에게 VR콘텐츠를체험할수있는기회를제공하게될것 BMW의소형차브랜드미니는 2015년 4월상하이모터쇼에서 AR 고글 을소개함. 이고글은 BMW와퀄컴이공동개발한것으로, 차량과관련된상황을실시간으로분석하여운전자에게적시에정보를제공. 운전자는고글을쓴상태에서목적지까지길안내, 현재차량속도, 도로제한속도등을알수있음. 또한 엑스레이비젼 (X-ray vision) 이라는 VR 기능을통해고글을쓴운전자가시선을문쪽으로돌리면차량밖에설치된카메라로촬영된영상이고글로전송되어, 마치엑스레이투시영상을보듯차량밖상황을볼수있음 [ BMW MINI x-ray vision 화면 ] 구글은 Expeditions Pioneer Program을통해 VR을활용한학교수업을지원. 또한미국의일부학교에 카드보드뷰어 를제공하여학생들이 100군데이상의세계곳곳을 VR로여행할수있는체험을할수있도록함 국내중소기업에이블랩에서는 VR스키점프, 스키, 스노보드등새로운시도를담은 VR스포츠시뮬레이터를선보임 307

316 기술개발테마현황분석 (2) 기술환경분석 기술경쟁력분석 웨어러블디바이스분야의기술경쟁력은 2017년 1월기준, 미국 (100%), 일본 (87.1%), 유럽 (86.3%), 한국 (80.2%), 중국 (75.5%) 순으로, 선진국대비한국은 1.3년의기술격차를보이며, 전년대비 (84.4%) 4.2% 하락한것으로조사됨. 한국은최고기술국 ( 미국 ) 대비 19.8% 의기술수준격차가있으며, 세부적으로는기초연구 19.7%, 응용 / 개발 18.9%, 사업화 20.5% 의기술수준격차가있는것으로나타남. 국가별기술수준격차는일본 12.9%, 유럽 13.7% 중국 24.5% 로중국이가장큰기술수준격차를보이고있음 [ 웨어러블디바이스요소기술별기술수준 ] 분류 요소기술 기술수준 격차 ( 년 ) 상대수준 (%) 인체착용형단말 웨어러블 HW 플랫폼 웨어러블 SW 플랫폼 기타웨어러블디바이스 의류형스마트단말 피부부착형단말 인체삽입형단말 웨어러블단말 SW플랫폼 웨어러블데이터취득 / 저장 / 전송기술 1 89 웨어러블기기간사용자의도및상황인지기술 1 88 웨어러블센서기반사용자의도및상황인지기술 2 81 웨어러블보안기술 ( 정보 / 물리보안 ) 개인맞춤형서비스 / 추천기술 스마트웨어러블 UI/UX 기술 실감형웨어러블디스플레이모듈 웨어러블실감인터랙션 I/O 기술 웨어러블 ICT 핵심부품 출처 : ITTP, ICT 기술수준보고서,

317 실감 체험형웨어러블디바이스 3. 기업분석 가. 주요기업비교 국내중소기업사례 주식회사엘비전테크는국내최초플라스틱광학렌즈소재로만든제품개발로무게는낮추고크기는줄여실용성을강화했으며, 국내에서최초로플라스틱광학렌즈소재로만든제품을개발하는데성공. 엘비전테크는헤드마운트디스플레이로불리는웨어러블디바이스에기존의광학렌즈로사용되었던유리소재를플리스틱렌즈로적용한제품을내놓아무게는 3분의 1 수준으로낮추고크기도줄여실용성을높이는데성공 웨어러블헬스케어는걷기운동효과를강화하는 RUNWALK 개발을통해걷기의지루함은날리고효과는극대화할수있는신개념걷기특화웨어러블디바이스를통해시장공략추진중이며, 헬스케어전문가와함께워킹테마를구성하여각프로파일과완전히연동된비트를통해사용자가자연스럽게프로파일을따라걸을수있게가이드를가능하게함 링크플로우 ( 주 ) 는 8시간연속촬영및흔들림방지솔루션기능을갖춘웨어러블 360도카메라인 핏360 을출시. 이제품은착용하고움직이면사용자를중심으로 360도로영상이촬영되며, 촬영영상을가상현실 (VR) 로즐길수도있는것이특징. 링크플로우는향후기업시장에주력할계획이며, 건설 경호 군사 보안현장에웨어러블 360도카메라를도입해중앙지휘통제실에서함께감시하여사각지대를보완하는시장개척예정 모션디바이스는고하중액추에이터, 다이나믹모션, 시뮬레이터기술을기반으로 VR 슈팅게임시뮬레이터를개발 / 생산함. 이는멀미현상을줄이고, 내구성을높여안전도를강화했으며, 보다박진감넘치고사실적인 VR 콘텐츠를탑재한제품임. 향후네트워크대전등의이벤트를통해더이상보는 VR이아닌타는 VR 시대를제공한다는기업목표설정 실리콘스튜디오코리아는 Head-And-Head 트래킹기술, 오디오합성기술, 햅틱디바이스기술을바탕으로가상환경생선시스템, 몰입가상환경시스템등을개발. 또한, 소비자의다양한요구와필요를파악하여최고의기술과정보및다양한시스템구축경험을기반으로축적한노하우를통해최고의시스템을제공하기위한사업을전개하는기업 모컴테크는더블투사렌즈기술, 렌즈형스크린기술, VR 영상센서기술, 자이로스코르센서, 무동력시스템기술을기반으로휴대용 VR 기기, 무동력 VR 게임기를생산. 또한, 17년포켓 VR을개발하여미국특허를취득함. 모컴테크의제품은무게가 20g에불과하고, 휴대시부피는손바닥의반만한크기로현존하는 VR 기기중가장작고가벼운장점으로인해 VR 대중화에크게기여할것으로보임. 모컴테크는한국, 중국, 일본인도에원천특허기술출원을확보하고있는만큼해외시장을적극공략하여한국의 VR산업저변확대는물론수출시장을확대할계획 309

318 기술개발테마현황분석 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 주식회사엘비전테크 웨어러블헬스케어 매출액증가율 영업이익율당기순이익율 R&D 집중도 1, , ,487.2 모션디바이스 2,460 1, 실리콘스튜디오코리아 1,383 1, 모컴테크 2,

319 실감 체험형웨어러블디바이스 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 미국 SkyTech Sport사의체감형스키및스노보드시뮬레이터는실제스키환경의바람조건, 진동, 관성등을표현할수있는다양한센서를이용해사용자의스키자세를실시간분석하고가상환경과동기화하여체험할수있는스키시뮬레이터를개발. 이솔루션은 GPS를사용해소치의산악지형을그대로본뜬디지털가상환경현실의장점을최대한살린무한슬로프를제공하고고해상도와사실적인컴퓨터그래픽기술을통해사용자가몰입감을느낄수있도록구현 독일 Pro-idee 사에서만든 SkiGym 스키시뮬레이터는단순히즐기는것이아니라초급, 중급, 고급으로나눠져경사는물론속도감과현장감을자연스럽게느낄수있도록만들어진 시뮬레이터이며진동, 기울기, 회전등을스키와거의흡사하게제공 HTC 바이브에연결해사용할수있는무선연결킷 TPCast가북미와유럽에정식출시될예정. TPCast는 PC에부착하는송신기와바이브본체에부착할수있는수신기및배터리팩으로구성된게특징. 완충시약 5시간정도사용할수있다고소개. 이제품은딜레이 20ms, 독자개발한무선기술 (TPM901모듈) 로 84.3Mbps 데이터전송, 4K 해상도등을지원 (2) 국내업체동향 모젼스랩 ( 주 ) 에서는실감형테마파크를위한실감공간기반혼합현실 HMD 서비스기술 개발을통해실제공간감을극대화하여가상현실공간을구성하고, 몰입형실감콘텐츠를 HMD 디바이스등과정밀연동 / 통합하는기술을개발중 모션디바이스는각종 VR 콘텐츠를현장에서체험하는플레이엑스포 2017 을통해체감형 시뮬레이터탑드리프트를이용한게임콘텐츠들을공개 SK텔레콤은에버랜드알파인빌리지에 AR VR 등실감형미디어기술을직접체험해볼수있는 5G 어드벤처 를운영. 5G 어드벤처는 VR 워크스루 (Walk Through), 360 AR 워크스루, 영화특수효과와같은타임슬라이스 (Time Slice), 홀로그램등실감형미디어기술을접할수있는 7개의체험공간으로구성 311

320 기술개발테마현황분석 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 웨어러블디바이스핵심이슈 스마트폰의경험을바탕으로쉽고편리한개인화서비스를제공하기위한학습형상황인지기술과용도에최적화된서비스를제공할수있는목적특화형초저전력웨어러블기술이핵심적인이슈중의하나임 사용자의인터렉션을최소화하면서사용자가필요로하는정보를적시적소에제공할수있어야하므로스마트폰과다른 UI/UX(User Interface/User Experience) 를제공해야하며, 주위환경과인체정보를수집 / 분석할수있는상황인지기술과이를기반으로한서비스추천기술이필수적 수년전부터레저인구가점차증가하고고부가가치웨어러블스포츠제품에대한소비자관심이증가하고있으나차별화된서비스와디자인이적용된일반화된히트상품은아직크게눈에띄지않음 사용자의웨어러블디바이스이용의도와이용패턴을면밀히분석하여이를기반으로한제품기획을통해차별화된목적특화형저전력웨어러블제품과이에맞는서비스개발이필요 웨어러블디바이스발전전망 웨어러블기기를구성하는 HW 플랫폼은저전력소모에편리성위주의저가형기기와고가 / 고기능지능형기기로진화하고있으며중소기업형기기와글로벌기업형기기로생태계가재편되고있음 단순데이터처리기능에서저전력으로사전처리하는 HW기능을추가하여운영체계혹은메모리경량화가가능하도록하는기술로발전 웨어러블 SW 플랫폼은시간과공간의제약없이사용자의의도를미리파악하여적시적소에서비스를사용자에게제공할수있는모습으로진화될전망 웨어러블디바이스종류가다양해지고서비스를사용하는이용자의환경이다양화됨에따라, 이용환경에맞게적시적소에최적화된콘첸츠와서비스를제공할수있는기술과연구가더욱활발히이루어질전망 보다실감나는콘텐츠를제공하기위해서비스중간에이용자와의긴밀한상호작용이부각되고있으며특히, 오감, 감성, 감정, 뇌파등직관적인사용자인터페이스기술이각광을받을전망 콘텐츠에는사용자경험이최적화되고이용자의물리적상태외에도다양한상황요소를통합한서비스플랫폼적특성즉, 양방향 (interactive), 지역적 (localized), 타깃팅 (targeting) 기술이내재될것으로예상 기계학습기반의빅데이터분석을통한사용자의경험향상과서비스효과측정플랫폼의필요성이대두 312

321 실감 체험형웨어러블디바이스 나. 특허 / 논문분석 실감 체험형웨어러블디바이스 주요기술 실감 체험형웨어러블디바이스와관련된기술은시각장치, 촉각장치및동작인식장치에대한기술이있음 - 시각장치에대한기술은 3D 입체화상의조작에대한기술이포함 - 촉각장치에대한기술은멀티터치-햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술로구분 - 동작인식장치에대한기술은멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술로구분 분류요소기술설명 시각장치 3D 입체화상의조작 ( 데이터프로세싱, 디스플레이 ) 독립형가상현실재현기술 촉각장치 동작인식장치 멀티터치 - 햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 정전방식의멀티터치 - 햅틱재현기술 착용감최소화기술 ; 고정밀도의모션획득지원기술, 숙련작업의위치정보획득및촉각재현결합기술 멀티모달동작인식기술, 멀티센서기반의직관적인제어기술, 기존장치와모션트래킹기능과의연계기술로구성됨 멀티모션인식, 처리및재현기술 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 실감 체험형웨어러블디바이스에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 313

322 기술개발테마현황분석 분류요소기술한국미국일본유럽계 시각장치 촉각장치 동작인식장치 3D 입체화상의조작 ( 데이터프로세싱, 디스플레이 ) 멀티터치 - 햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 , , ,228 합계 979 3, ,096 국가별요소기술별특허동향에서는동작인식장치의자막멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많았으며, 그다음으로동작인식장치의싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현기술에대한특허가많았음. 이는일반적으로스마트폰또는웨어러블디바이스에적용되는기술이기때문인것으로파악됨 동작인식장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술뿐만아니라대부분의기술에서도미국이많은특허를보유하고있는것으로나타났고, 이를통해미국에서활발한연구가이루어지고있음을알수있음 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 시각장치 3D 입체화상의조작 ( 데이터프로세싱, 디스플레이 ) MICROSOFT 삼성전자 DODOCASE 중소기업중심라온엔터테인먼트, 주식회사로보쓰리, 소프트기획등 촉각장치 멀티터치 - 햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현 IMMERSION APPLE INTEL 대기업중심삼성전자, LG 전자등 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 IMMERSION MIRAISENS SONY 대기업및공공연구기관중심삼성전자, LG 전자, 한국전자통신연구원등 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 삼성전자 GOOLE LG 전자 대기업및공공연구기관중심삼성전자, LG 전자, 한국전자통신연구원등 동작인식장치 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 INTEL 삼성전자 IMMERSION 대기업및공공연구기관중심삼성전자, 한국전자통신연구원, 한국과학기술원등 314

323 실감 체험형웨어러블디바이스 시각장치주요출원인동향 3D 입체화상의조작에대한기술은 MICROSOFT 가가장많은특허를보유하고있었으며, 국내에서는중소기업을중심으로연구개발이이루어지고있음 촉각장치주요출원인동향 멀티터치-햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은 IMMERSION이가장많은특허를보유하고있음 국내에서는멀티터치-햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술모두대기업을중심으로연구개발이이루어지고있으며, 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은공공연구기관에서도연구개발이이루어지고있음 동작인식장치주요출원인동향 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은삼성전자가가장많은특허를보유하고있으며, 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은 INTEL에서가장많은특허를보유하고있음 국내에서는멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은모두대기업및공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지고있음 실감 체험형웨어러블디바이스분야의주요경쟁기술및공백기술 실감 체험형웨어러블디바이스분야의주요경쟁기술은멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술이고, 공백기술은 3D 입체화상의조작에대한기술과촉각장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술로나타남 실감 체험형웨어러블디바이스분야에서멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술과싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술이가장경쟁이치열한분야이고, 3D 입체화상의조작에대한기술과촉각장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 315

324 기술개발테마현황분석 세부분야요소기술기술집중도 시각장치 3D 입체화상의조작 ( 데이터프로세싱, 디스플레이 ) 촉각장치 멀티터치 - 햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 동작인식장치 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 : 700 건이상, : 500~699 건, : 300~499 건, : 100~299 건, : 100 건미만 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 시각장치 3D 입체화상의조작 ( 데이터프로세싱, 디스플레이 ) 사용자의시야깊이에따라실제사물과가상물체들간의중첩되는부분을제어하는기술 하나의기기에서 VR 과 AR 을동시에제공하는기술 멀티터치 - 햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현 저전력기술 사용환경에대응하여햅틱반응을조절하는기술 촉각장치 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 다양한센서를통해획득된멀티모달데이터를스스로학습하여콘텍스트정보에맞는동작을지속적으로수행하는기술 멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 카메라또는레이더등을이용하여사용자의손등의정밀한동작을보다효과적으로인식하는기술 동작인식장치 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 카메라또는레이더등을이용하여인식된사용자의동작을통해웨어러블디바이스를제어하는기술 멀티모달데이터를이용하여사용자의생체정보를판단하고이에대한정보를제공하는기술 316

325 실감 체험형웨어러블디바이스 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 3D 입체화상의조작에대한기술은중소기업을중심으로연구개발이이루어지고, 촉각장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은대기업및공공연구기관을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타남 3D 입체화상의조작에대한기술은최근사용자의시야깊이에따라실제사물과가상물체들간의중첩되는부분을제어하는기술과하나의기기에서 VR과 AR을동시에제공하는기술이개발되고있는것으로나타남 촉각장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은최근다양한센서를통해획득된멀티모달데이터를스스로학습하여콘텍스트정보에맞는동작을지속적으로수행하는기술이개발되고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 실감 체험형웨어러블디바이스분야의공백기술분야는 3D 입체화상의조작에대한기술과촉각장치의멀티터치-햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술로나타남 실감 체험형웨어러블디바이스분야에서동작인식장치에대한기술은경쟁이심한것으로나타났으며, 이는동작인식장치에포함되는기술들이스마트폰또는웨어러블디바이스에일반적으로적용되는기술이기때문인것으로판단됨 이로인해해당기술에대해서는스마트폰또는웨어러블디바이스를직접적으로판대및개발하는대기업을중심으로연구개발이진행됨에따라해당기술에대한진입장벽이높아중소기업에서의참여가높지않은것으로사료됨 반면, 3D 입체화상의조작에대한기술과촉각장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은공백기술로나타남에따라, 중소기업에서는해당기술에대한연구개발을진행하여대기업에대해기술경쟁력을가져야할것으로사료됨 특히, 촉각장치의멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현에대한기술은공공연구기관에서도연구개발을진행하고있는것으로나타났으므로, 해당기술을보유하고있는공공연구기관으로부터기술을이전받거나공동연구개발을진행하여제품화하는특허전략을수립하는것이바람직할것으로사료됨 317

326 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 (1) 연구개발기관 한국정보통신기술협회 - 실감형혼합현실기술포럼운영 : 혼합현실기반국내외표준개발및보급, 실감형혼합현실관련정책지원 한국과학기술연구원 - 로봇연구단박정민박사팀 : 가상공간과실제공간간의차이가 5mm로몰입감이우수한가상현실공간을개발. 본기술을사용하면가상물체를직접접촉하고조작하는것이필요한응용의전분야에활용이가능 한국로봇융합연구원 - 산업기술혁신촉진법 에따라설립된국내유일의로봇전문연구기관으로 17년노약자용웨어러블슈트사업추진중 한국미래기술교육연구원 - 첨단산업관련신기술교육및세미나운영 한국전자통신연구원 - 스마트콘텐츠연구실 - 정현태실감 UI/UX 연구실장 : 손가락움직임인식기술이적용된장치개발 한국생산기술연구원 - 정기수수석연구원 : 웨어러블스피커시스템연구 경희대학교 - 김규헌 ITRC 센터장, 전자전파공학과교수 : 산학연환경인프라구축지원, 양방향영상콘텐츠서비스연구지원 인하대학교 - 지능형스펙트럼엔지니어링연구센터 : 2014년미래창조과학부산하정보통신산업진흥원이지정하는대학 IT연구센터 (ITRC) 육성사업참여학교로선정 동국대학교 - NUI-NUX 플랫폼연구센터 : 소환현실기반콘텐츠를제작하기위해실감형인터랙션 NUI 요소기술을반영한 NUI/NUX 미들웨어프레임워크를연구개발 세종대학교 - 모바일가상현실연구센터 : 모바일 VR 원천기술을확보하고, 통합실무능력을갖춘전문인력을양성하는것을목표로개소 318

327 실감 체험형웨어러블디바이스 다. 기술이전가능기술세부내용 (1) 기술이전가능기관 기관 한국전자통신연구원 요소기술명원근거리센서퓨전기반사용자인터랙션기술체감형 Join&Joy 콘텐츠제어를위한손인터랙션기술가상공간멀티터치인터랙션기술 (2) 이전기술에대한세부내용 [ 실감 체험형웨어러블디바이스기술이전가능기술 ] 분류 기관 내용 한국전자통신연구원 인력연구책임자 : 지형근실무담당자 : 조현우 기술정의범위필요성 증강현실기반실감형학습시스템 카메라로부터들어오는영상에서마커정보를추출하여페이지를인식하고특징점들을이용하여자세를추정한후 2D, 3D 동영상등의멀티미디어콘텐츠를입력실사영상과정합하여몰입감을높이는기술 증강현실클라이언트, 증강현실콘텐츠저작도구, 마커인식기, 모바일용증강현실프로그램을포함 증강현실및가상현실시장규모는 2020년증강현실이 1,200억달러, 가상현실이 300억달러규모까지성장할전망 (Digi-Captial) 되고있으며, Niantic사의 포켓몬 GO 의세계적인인기로인하여증강현실기술의인지도및시장규모가급격하게증가 기술특징 기하마커인식프로그램 - 증강현실에서관련된가상의콘텐츠를합성하기위하여책이나종이등에인쇄된기하학마커를인식하는프로그램 - 100장이상의이미지학습및인식가능 (100장학습시 10MB 미만의메모리사용 ) - 1초이내 100장의이미지학습가능 319

328 기술개발테마현황분석 마커리스인식및추적프로그램 - 책이나종이등의이미지특징점분석을이용하여마커없이페이지인식및자세추정이가능한자연영상인식프로그램 - 500개의기하마커인식가능 Unity3D 엔진을기반으로한증강현실콘텐츠뷰어 - PC/Android/iOS 기기지원 Unity3D 엔진을기반으로증강현실저작도구 - 하나의콘텐츠를저작하여 PC/Android/iOS 기기에서사용가능 응용분야 가상현실은현실에존재하지않는공간과사물을나타내며, 증강현실은가상사물을혼합하여보여주므로일상생활과산업분야에다양하게응용가능 증강현실의응용분야는마케팅, 미디어, 엔터테인먼트, 교육, 방송, 산업등산업계전분야에걸쳐보급이예상 320

329 실감 체험형웨어러블디바이스 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 실감 체험형웨어러블디바이스분야키워드클러스터링 ] [ 실감 체험형웨어러블디바이스분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 01 mobile 6~8 1. Proximity based cross-screen experience App framework for use between an industrial automation console server and smart mobile devices 2. DExaS: Delegated experience as a service for mobile and wearable devices 3. Nurses' experiences of using a smart mobile device application to assist home care for patients with chronic disease: A qualitative study 321

330 기술개발테마현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 1. Smart home device facilitating user-friendly setup experience 클러스터 02 user 6~8 2. Smart method and device for adaptive user interface experiences 3. Method and apparatus to enhance navigation user experience for a smart phone device 클러스터 03 home 5~7 1. Nurses' experiences of using a smart mobile device application to assist home care for patients with chronic disease: A qualitative study 2. Relation of reading skills and smart device experience at home among korean kindergartners: The mediation effect of vocabulary 3. Smart home device facilitating user-friendly setup experience 1. A vibrant evolution: From wearable devices to objects as mediators of experience 클러스터 04 wearable device 6~8 2. An experience of health technology assessment in new models of care for subjects with Parkinson's disease by means of a new wearable device 3. Analysis of multiple users' experience in daily life using wearable device for facial expression recognition 클러스터 05 wearable 5~7 1. Beyond wearables: Experiences and trends in design of portable medical devices 2. Wearability and user experience through user engagement: The case study of a wearable device 3. Wearable ESM: Differences in the experience sampling method across wearable devices 1. Beyond wearables: Experiences and trends in design of portable medical devices 클러스터 06 medical, health 6~8 2. An experience of health technology assessment in new models of care for subjects with Parkinson's disease by means of a new wearable device 3. Wearable ESM: Differences in the experience sampling method across wearable devices 클러스터 07 Analysis 4~6 1. Analysis of multiple users' experience in daily life using wearable device for facial expression recognition 2. Elements of properties of user experience in cloud computing documentation platform according to smart device screen size changes: Focus on Google docs and Naver office 3. Relation of reading skills and smart device experience at home among korean kindergartners: The mediation effect of vocabulary 322

331 실감 체험형웨어러블디바이스 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 08 클러스터 09 클러스터 10 smart 5~7 watch 5~7 computing 4~6 1. Deploying IoT devices to make buildings smart: Performance evaluation and deployment experience 2. WeWatch: Bi-screen video watching experience on smart devices 3. Understanding user experience journeys for a smart watch device 1. GYRATORY SENSING SYSTEM TO ENHANCE WEARABLE DEVICE USER EXPERIENCE VIA HMI EXTENSIONUnderstanding user experience journeys for a smart watch device 2. WeWatch: Bi-screen video watching experience on smart devices 3. Wearable device capable of monitoring perspiration 1. Elements of properties of user experience in cloud computing documentation platform according to smart device screen size changes: Focus on Google docs and Naver office 2. Enriching students' smart grid experience using programmable devices 3. Designing wearable devices for the factory: Rapid contextual experience prototyping 323

332 기술개발테마현황분석 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 실감 체험형웨어러블디바이스요소기술도출 ] 분류요소기술출처 시각장치 3D 입체화상의조작 ( 데이터프로세싱, 디스플레이 ) 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 촉각장치 멀티터치 - 햅틱데이터센싱, 인식, 처리및재현 촉각멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 동작인식장치 동작인식멀티모달데이터센싱, 인식, 처리및재현 싱글 / 멀티모션데이터센싱, 인식, 처리및재현 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술 / 시장분석, 전문가추천 신호처리 인터랙션기술개발 고정밀사용자데이터추출기술 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술 / 시장분석, 전문가추천 피드백기술 오감표현기술개발 실시간인터랙티브피드백개발 기술 / 시장분석, 전문가추천 기술 / 시장분석, 전문가추천 착용형및소형무선통신모듈개발 기술 / 시장분석, 전문가추천 부품기술 실감웨어러블디바이스를위한센서기술 기술 / 시장분석, 전문가추천 초저전력프로세스및센서설계기술 기술 / 시장분석, 전문가추천 324

333 실감 체험형웨어러블디바이스 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 실감 체험형웨어러블디바이스핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술키워드 신호처리 피드백기술 부품기술 인터랙션기술개발 고정밀사용자데이터추출기술 오감표현기술 실시간인터랙티브피드백개발 착용형및소형무선통신모듈개발 실감웨어러블디바이스를위한센서기술 초저전력프로세스및센서설계기술 사용자의동작및반응을실시간으로피드백할수있고, 모니터링하는상호작용 사용자의동작및자세의미세한변화까지도감지할수있는고성능데이터추출기술 시각, 청각, 촉각등실제와유사한감각을표현하고피드백할수있는감각기술 음성및동작을통한컴퓨터와사용자간의유기적인실시간피드백기술 저전력기반의웨어러블기기에서사용가능한근거리소형무선통신모듈기술 웨어러블디바이스에서사용가능한초소형의고성능센서제작기술. 움직임, 음성, 위치, 자세등다양한데이터를수집할수있음배터리사용시간을극대화하기위해서핵심부품인프로세스및센서를저전력으로설계해야하고동작시킬수있어야함 325

334 기술개발테마현황분석 나. 실감 체험형웨어러블디바이스기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 326

335 실감 체험형웨어러블디바이스 다. 연구개발목표설정 로드맵기획절차는산 학 연전문가로구성된로드맵기획위원회를통해선정된 핵심요소기술을대상으로기술요구사항, 연차별개발목표, 최종목표를도출 [ 실감 체험형웨어러블디바이스분야핵심요소기술연구목표 ] 분류 핵심요소기술 기술요구사항 연차별개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 실시간인터랙션기술 정확도 (%) 80% 이상 90% 이상 95% 이상 실시간인터랙션기술고도화 신호처리 고정밀사용자데이터추출기술 정확도 (%) 75% 이상 80% 이상 85% 이상 사용자측정기술고도화 오감표현기술 감각정확도 (%) 80% 90% 95% 실제와유사한감각표현기술 피드백기술 실시간인터랙티브피드백기술 피드백종류 ( 종 ) 실감형인터랙티브피드백기술 착용형및소형무선통신모듈개발 통신속도 (bps) 수백 kbps 이상 1Mbps 이상 - 저전력소형무선통신모듈개발 부품기술 실감웨어러블디바이스를위한센서기술 센서종류 ( 종 ) 4 종 5 종 6 종 실감웨어러블디바이스를위한센서기술 초저전력프로세서및센서설계기술 배터리동작시간 ( 일 ) 1 일 3 일 - 초저전력디바이스개발 327

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337 기술개발테마현황분석 휴대용 생체인증기기 시스템

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339 휴대용생체인증기기 시스템 정의및범위 휴대용생체인증시스템은사람의신체적특징, 행동적특징을자동화된 IT기술로추출및저장하여휴대용 IT기기로개인을식별혹은신원을확인하는수단 신체적특징 ( 지문, 얼굴, 홍채, 정맥, 망막인식 ) 과행동적특징 ( 음성, 서명, 걸음걸이 ) 을이용 사용자의특징을추출하여저장하는등록, 1 : 1 매칭으로사용자본인임을확인하는인증, 데이터베이스에서 1 : N 매칭으로많은사람들중에사용자를찾아내는식별을포함정부지원정책 생체인식기술경쟁력제고를위한 KISA 바이오인식정보시험센터구축, 운영 생체인식국제표준선도를위한국내 TTA 바이오인식 Project Group 운영 제1차정보보호산업진흥계획 (2016년 2020년, 다부처 ) 2017년과기정통부에서발표한 4차산업혁명관련기술분야중웨어러블스마트디바이스의물리 / 정보보안기술, 스마트홈의스마트시큐리티, 정보보안등과부합성높음중소기업시장대응전략 강점 (Strength) ( 시장 ) 모바일환경우수 ( 기술 ) 지문, 얼굴, 정맥등인식알고리즘국내생체인식제품의우수성해외입증 ( 표준 ) 제품의시험기술과보호기술에대한 ISO/IEC, ITU-T 표준화선도기회 (Opportunity) 약점 (Weakness) ( 시장 ) 협소한내수시장및업체간과열경쟁 ( 표준 ) 원천기술에대한국내기업의표준화참여미약위협 (Threat) ( 시장 ) 핀테크, 인터넷은행, 모바일상거래, 스마트 홈등관련시장급증으로수요견인 ( 표준 ) 국제표준화활발한진행으로초기에참여가능 ( 시장 ) 대기업 선진국위주시장독점 ( 기술 ) 일부국가와회사에서원천기술에대한기술적우위선점 ( 표준 ) 표준화에대한국가간, 업체간경쟁치열및선진국의국제표준전문인력풍부 중소기업의시장대응전략 알고리즘등핵심원천기술개발및응용 서비스모델을개발하고, 관련대기업 플랫폼과의협업을 통해국내외시장진출

340 핵심요소기술로드맵

341 휴대용생체인증기기 시스템 1. 개요 가. 정의및필요성 휴대용생체인증시스템이란, 누구나가지고있으나각사람마다고유하여변하지않고변화시킬수없는신체적 행동적특징을추출 저장해개개인을식별하는시스템으로, 휴대가가능하거나휴대용기기에집적혹은연동하여사용할수있는기기를말함 신체적특징은지문, 얼굴, 홍채, 정맥등이있고, 행동적특징은음성, 서명 ( 사인 ), 자판입력 (Keystroke), 걸음걸이등이있음 생체인식은열쇠나비밀번호처럼타인에게도용되거나복제될수없으며, 분실의위험성도없기때문에다른식별기술에비해상대적으로더안전하다는장점 안전성과사용자편리성으로인해향후개인인증을위한핵심요소기술로자리잡을전망 < 휴대용지문인식 > < 홍채인식 > * 출처 : 생체인식기술및시장동향, S&T Market Report, vol.39, , 연구성과실용화진흥원 [ 생체인식기술의예 ] 휴대용생체인증시스템은, 생체인식기술의발전과더불어핀테크 모바일페이의발달, 인터넷은행설립 확대, 원격 맞춤의료도입등사회 경제적여건변화와맞물려관련시장이확대될것으로예상 전자여권이나선원신분증, 전자운전면허증등에서신분확인을위한핵심요소기술로생체인식기술이이미채택되고있으며, 모바일기기를사용하는상거래의확대등으로모바일환경에서본인인증수요가증가 333

342 기술개발테마현황분석 나. 범위 (1) 제품분류관점 생체인식은보편적으로신체적특징을이용한지문, 얼굴, 홍채, 정맥인식과행동적특징을이용한음성, 서명, 걸음걸이, 키스트로크인식방법이있음 보편적인생체인식방법중에는현기술수준으로는모바일환경에당장적하기어려운방법도있으나, 향후기술개발정도에따라모바일환경적용도가능해질것으로전망 지문인식은전용센서를이용하여지문의디지털영상을획득하여사용자를인식하는기술로 광학식지문인식, 정전용량식지문인식, 초음파식지문인식으로구분 < 출처 > 생체인식기술및시장동향, S&T Market Report, vol.39, , 연구성과실용화진흥원 [ 지문인식기술의종류 ] 공항내자동출입국심사, 도어락, 보안게이트, ATM 거래, 사회보장등록등에활용되고있으며, 휴대폰본인인증에도활용되어모바일기기활용성이큼 0.5% 이내의낮은에러율과비교적높은인식률및 1 초이내에이루어지는빠른검증속도가장점. 타생체인식기술과비교하여사용자거부감이적으며, 소형화가용이 지문이없거나다한증등의경우지문취득불가 ( 약 2% 정도 ), 피부조건에따라사용이어려운경우도있으며, 접촉식방법으로질병감염우려 얼굴인식은가장자연스러운생체인식기술중하나로, 코와입, 눈썹, 턱등얼굴골격이변하는각부위 50 여곳을분석하여인식 얼굴혈관에서나오는열을적외선카메라로촬영하는특징점기반방식과 3 차원얼굴영상을이용한영상기반방식으로얼굴영역추출 얼굴의위치와여부를식별한다음저장된데이터베이스와비교하여본인의얼굴인지여부를판별. 저장되어있는데이터베이스로부터입력된사진과의정합된사진을찾는식별과저장되어있는얼굴데이터와매칭하여입력자의정체성을확증 거부하는인증으로구분 334

343 휴대용생체인증기기 시스템 출입국관리, 마케팅, 유대용단말기를이용한범죄용의자단속, 보안인증, 졸음운전방지등에활용되고있으며, 카메라의소형화기술로인해휴대용기기적용가능성이큼 적은거부감, 사후추적이가능한장점과조명 각도등환경에민감, 세월 성형에따른얼굴변화, 쌍둥이 유사얼굴구분등의한계가있음 홍채인식은사람의눈에서중앙의검은동공과흰자위사이에존재하는도넛모양의홍채를이용하여사용자를인증하는기술 적외선카메라를사용, 사용자의눈에서가장진한색감을가진동공을중심으로색, 명암등의변화가심한동공과홍채의경계를찾아홍채를검출. 홍채외부를둘러싼공막과의경계도검출하여홍채영역을분리. 동공의경계부터공막과의경계까지를좌표화한후홍채무늬를 0과 1로표현되는숫자로이진화하여데이터베이스에등록 복제가거의불가능하며가장정확성이높은생체인증방식으로, 신분확인, 공공시설출입통제등의수단으로활용 통계학적으로 DNA 분석보다정확하다고알려져있음. 홍채는외상또는아주드문질병을제외하고는일생동안변화하지않으며, 콘텍트렌즈나안경을착용하더라도인식이가능 거부감이높을수있으며, 시스템구축비용이상대적으로높음 정맥인식은육안으로는보이지않으나정맥패턴이사람마다다르다는점에서착안한것으로, 적외선을사용하여혈관을투시한후잔영을이용해신분을확인하는방식 근육이나뼈조직은통과하지만, 혈관에서는적혈구가적외선을흡수하여통과하지못하는점을이용해적외선조명과필터를사용하여정맥의분포정보를추출 손등, 손바닥 (Fujisu에서상품화 ) 의정맥을이용하거나, HITACHI에서상품화한손가락정맥을이용한인식방법이있음 ATM기기, PC 단말기로그인, 입 퇴실관리, 근태관리등보안영역에서활용 지문과달리정맥이인체내부에있어외상이나노화로인한변형가능성이적고, 복제가불가하다는장점 하드웨어구성이복잡하고광원, CCD 카메라등소형화가어려우며, 구축비용이높음 음성인식은음성으로부터추출된독특한특성을이용하는인식기술로, 음성경로, 비강과구강의모양등에의한음성학적특성을이용 일반적으로화자식별 ( 혹은화자독립인식, Speaker identification) 과화자검증 ( 혹은화자종속인식, Speaker verification) 으로구분화자식별기술은임의의화자로부터입력된음성을사용하여등록된화자들중에서발성화자를찾아내는기술로, 여러사람들중특정한목소리의사람을찾아주는기능을하며, 입력된음성을등록된화자들의목소리와비교하여그중가장일치하는한화자를선택하기때문에등록되지않은음성을입력해도가장유사한화자로인식되는단점 335

344 기술개발테마현황분석 화자검증기술은사전에특정한화자가제시되었을경우에발성된음성이그제시화자 (Claimed speaker) 의목소리인지를판단하여발성화자가제시화자인지의여부를검증하는기술로, 화자식별기술이가지고있는미등록화자오식별문제를해결할수있어서화자식별결과의검증을위한후처리기술로도사용 휴대폰음성인식, 네비게이션, 보안및금융분야, 발음교정등교육분야, TV 프로그램검색, 콜센터음성처리등에활용되고있으며, 보안분야는아니자만최근스피커형태의인공지능비서제품에활용 기기의사용이용이하며, 손과발이자유로운상태에서사용가능 사용자에따른인식률의차이, 주변잡음으로인한에러, 인식대상어휘제한등의한계로보안분야에서의사용에는한계가있음 서명인식기술은필체역학을이용하여압력및속도를분석하고인증하는방식으로, 인식보다는본인여부검증에많이쓰임 작성된서명을스캐너, 카메라등을이용해인식한후모양을분석하여인식 대조하는오프라인방식과전자패드에직접서명을하면서움직임의속도, 압력등을파악하는온라인 ( 동적 ) 방식으로구분 사용이쉽고, 친숙도가높으며보편화된방식으로빠른인증속도와데이터저장용량이적음 변조가쉽고인증시측정범위와식별기준을설정하기어렵다는단점 걸음걸이인식은사람들이걷는방식에따라개개인을구별하는인식방법으로, 거리를두고얻어진영상을통해인식을수행 영상데이터를통한모델기반방법은사람의신체구조를모델링하고영상으로부터신체구성요소와관련된정보를추출, 추적하는방법으로사람의키, 어깨넓이, 다리길이등을신체구성요소로설정하는데, 옷이나가방등에의해가장될수있다는단점 영상데이터를통한실루엣기반방법은사람의신체전체를하나의패턴으로보고, 패턴의움직임을정량적으로표현하는방법으로걷는습관, 걸음속도와같은동적인단서들에의해인식 걸음걸이데이터는다른생체인식과는달리사람이생체정보를인식하기위해어떠한강요도받지않고인식할수있고, 데이터또한쉽게추출할수있으며최근 CCTV카메라증가와원거리영상을이용한인식이가능하다는장점에서걸음걸이인식에대한관심이크게증가중이나, 타생체인식기술에비해정확도가낮고아직검증이이루어지지않았다는단점 옷차림에다리가가려지게되면걸음걸이모델링에문제가발생할수있고, 무거운짐을운반할경우, 하중의문제로걸음걸이에영향을주게되며, 맨발, 슬리퍼, 운동화, 부츠등신발의종류에따라서도영향을받을수있어환경요인에많은영향 현기술수준으로는소형화가어려워휴대용기기에적용하기엔한계가있음 336

345 휴대용생체인증기기 시스템 자판입력 ( 키스트로크 ) 인식은사용자가키보드로문자열을입력할때나타나는고유한타이핑패턴으로특정인을인식하는기술 키입력패턴이란개인마다키보드사용시고유한키입력행태를보인다는것을기본가정으로하고있으며, 각키를눌렀다가떼는데걸리는시간, 한키를먼저누른뒤다음키를누를때까지의시간차이등각종시간정보를측정해계산한키입력패턴을사용자의고유한특성 (characteristic) 으로보고패턴정보와비교해인증 다른생체인식은추가적인 HW가필요한반면에자판입력인식은 SW만으로개인의생체정보를처리할수있고, 사용자의자판입력정보가유출 / 탈취될가능성이적고, 생체인식정보임에도프라이버시침해가능성이매우낮으며, 화자인식과같이사용자에게편리하고익숙한인식방법이고, 사용자로판별이되면이후접속을종료할때까지해당사용자의정상적사용여부를지속적으로모니터링가능해 1회성에그치는다른생체인증과의차별적장점보유 그러나걸음걸이와같이정확성이낮아도입사례가많지않고, 터치스크린의등장으로키보드사용이줄어드는시장환경도자판입력인식의성장에단점. 특히휴대용기기에적용하고자할때에는현재의방식및기술수준으로는한계가있음 [ 제품분류관점기술범위 ] 기술개발테마 제품분류관점 지문인식 세부기술 광학, 정전용량, 초음파를이용한지문인식 신체적특징식별 얼굴인식 홍채인식 얼굴혈관에서나오는열감지, 3 차원영상기반방식 적외선카메라를이용하여홍채무늬이진화후식별 정맥인식 적외선을사용한손등, 손바닥, 손가락정맥인식 식별 휴대용생체인증기기 시스템 행동적특징식별 음성인식서명인식걸음걸이인식 음성학적특성을이용한인식기술 입력모양대조를통한오프라인방식과필체의역학을이용하는온라인방식인식기술 영상데이터모델기반걸음걸이인식 식별기술 자판입력인식 키보드사용시고유한키입력행태분석을통한인식기술 337

346 기술개발테마현황분석 (2) 공급망관점 공급망관점에서휴대용생체인식기술은개별센서제작및모듈화기술, 영상등 데이터처리를위한소프트웨어기술등으로구성 [ 공급망관점기술범위 ] 기술개발테마 휴대용 생체인증 기기 시스템 공급망관점 센서기술 소프트웨어기술 세부기술 광원, 광학센서, 압력센서, 정전용량센서 등 인식 방법에 따라 필요한센서의제작및모듈화기술 센서신호를감지하여인식 저장하고새롭게입력된신호를기존 DB와비교하여식별하는소프트웨어제작기술 338

347 휴대용생체인증기기 시스템 2. 외부환경분석 가. 산업환경분석 (1) 산업의특징 높은기술진입장벽이존재하는산업 생체인식산업은인간의신체일부또는행동특성을 IT산업과접목한분석시스템을통해본인만이보유한특징을인증수단으로써사용하는산업 적용되는분야의특성상, 높은기술적완성도가필요하고, 오류발생시법적책임등의문제로신규진입자가시장을확보하기쉽지않은분야 개인별생체특징에대한통계학적데이터축적및다양한시행착오를통해기술적신뢰성확보가요구되는산업이며, 핵심기술에대한특허등록등기술적진입장벽이높게구축되어있는산업으로, 기술적노하우및연구개발인프라를보유하고있는소수의시장참여자에의해산업이유지 / 발달되고있는특성 알고리즘개발, 생산과정의노하우, 고객사이트에서발생할수있는문제들에대한대응능력등은기술적진입장벽을더욱견고히하는요인들로작용중 성장단계의첨단산업 생체인식산업의경우산업초기인 90년대이전에는기술적안정성부족, 높은가격, 경험부족, 인식부족등의이유로시장의발전속도가더뎠으나, 90년대이후IT 기술의급속한발달에따라기술적안정성확보, 센서의소형화및다양화를통한기술의집적도향상, 제품가격의인하, 편의성증대및보편적기술로의자리매김 본래휴대용기기보다는출입통제등건물 시설의인프라에활용되어왔으나, 최근모바일상거래, 인터넷은행등이활발해지며본격적으로시장이성장하고있음. 특히, 2013년을기점으로모바일지문인증시장이글로벌스마트폰제조사중심으로확대되고있는추세 공공영역을넘어민간영역으로사업확대추세 생체인식시장은현재세계시장의 60% 를차지하고있는미국, 유럽을중심으로생체인식사업화가정부및공공기관에서활발히진행되고있으며, 이에따른시장의규모도동반상승 미국의경우출입국시에외국인지문을강제로입력받는시스템을초기에도입하였으며미국과비자면제협정국대상으로우선사업이확대되고그파급효과에따라서전세계적으로확산되는추세에있음 국내의경우에도출입국간소화를위해지문인식기술을도입하였으며, 공항공사및정부 4대청사에얼굴인식시스템이도입되어운영중 최근에는은행권을중심으로본인인증방법중하나로생체인증을채택하면서, 모바일기기에적용가능한생체인증시장확대추세 339

348 기술개발테마현황분석 국가간생체인식데이터호환및표준화가확대되고있는산업 국가및기업별로각각의생체인식알고리즘기술에의해구현이되고있으며국가간의호환성을확보하기위하여 ICAO( 국제민간항공기구 ) 를중심으로 ISO 표준을채택하여적용하려는시도가있으며미국의 Exit/Entry 사업의일환으로비자면제국에게면제를위한기본조건으로제시 생체인식산업의경우수집된 DB를기반으로한인프라가구축이되어있어야만하기때문에국가별로생체인식정보의수집사업을선시행후인증시스템으로의확대를분리진행 기준이되어버린 FBI 산하 NIST( National Institute of Standards and Technology : 미국표준기술연구소 ) 에서생체인식데이터의품질기준을명시하고그에적합함을인정받을경우국제표준처럼통용되어있으며, 다만인도, 중국등은자체인증프로세스를도입함으로써독립적인시장우위를점하려는노력중 (2) 산업의구조 생체인식산업은핵심알고리즘을개발하는제조업체와응용서비스를제공하는전방산업, 제조업체의핵심부품을제조, 제공하는후방산업으로분류 핵심기술인지문, 얼굴, 홍채, 정맥인식기술을이용해알고리즘을개발하고관련제품을제공하는업체가존재 전방산업은핵심요소기술및제품을응용하여전자금융, 의료정보, 자동차, 모바일, 출입통제, 출동경비서비스를제공 후방산업은핵심요소기술및제품생산을위한카메라, 지문인식센서, 홍채인식센서등 생체인식센서산업과 RFID 카드, 텔레메틱스등출입통제부품을제조 [ 생체인식산업구조 ] 후방산업생체인식기술전방산업 생체인식센서, 무선카드, 텔레메틱스등출입통제부품제조산업, 무선정보통신망산업 지문인식, 홍채인식, 정맥인식, 얼굴인식, 음성인식 전자금용, 의료, 모바일, 검역, 출입통제, 사무용기기산업 340

349 휴대용생체인증기기 시스템 나. 시장환경분석 (1) 세계시장 세계휴대용생체인식전망 생체인식센서가탑재된모바일기기, 생체인식앱, 생체인식인증을포함한모바일생체인식 분야는 2021 년까지시장규모는연평균 44% 씩성장해 49,704 백만달러에이를것으로전망 [ 모바일생체인식분야의세계시장규모및전망 ] ( 단위 : 백만달러, %) 구분 CAGR 세계시장 8,152 14,804 23,530 30,362 34,637 49, * 자료 : Acuity Market Intelligence The Future of Biometrics Market Research Report 참조 2016 년 년도시장규모의추정한값을바탕으로연평균성장률산출 모바일기기 ( 스마트폰, 태블릿PC, 웨어러블등 ) 에생체인식제품이 2020년모두탑재될전망 생체인식앱은 2017년부터시장규모가커지며, 생체인식인증은결제거래및사용자인증수단으로이용될전망 AMI 대표인맥신모스트 (Maxine Most) 는생체인식은모바일커머스 (Mobile Commerce) 인증에이용될것이며, 2020년경에는전인구의 50% 가이를이용하고, 모든모바일기기에생체인식센서가탑재될것이라고언급 Juniper Research에서는생체인식기능을탑재한모바일기기가 2016년기준 1억 9천만대에서 2021년에는 6억대이상으로늘어날것으로전망했으며, 지문 홍채 얼굴인식외에음성인식기술의급격한상용화도예측 (Juniper Research, 2016) 시장조사기관 Tractica는전세계생체인식시장이 2016년 24억달러규모에서연평균 22.9% 씩성장해 2025년에는 151억달러규모로성장전망 (Tractica, 2017) 지역별로아시아 태평양지역, 유럽지역, 북미지역순으로높은성장률예측되며, 향후 10년간생체인식시장의주요매출은금융, 헬스케어, 공공부문에서확보예측 생체인식시장의주요성장요인은보안이중요한금융 의료 공공분야의생체인식기술도입, 모바일디바이스탑재형생체인식기술의발전및상용화제품확대등 341

350 기술개발테마현황분석 [ 글로벌생체인식시장규모및전망 (Tractica 2017) ] 시장조사기관 MarketsAndMarkets는전세계생체인식시장이 2015년 10.44억달러규모에서연평균 16.79% 씩성장해 2022년 327.3억달러규모로성장전망 (MAM, 2016) MAM에서는 2022년기준생체인식시장의크기는북미, 아시아태평양, 유럽순으로예측하고있으나, 시장성장률은아시아태평양이가장빠를것으로전망 AMI는모바일기기에탑재되는생체인식센서시장이 62억달러 ( 약 6.8조원 ), 생체인식앱시장이 217억달러 ( 약 24조원 ), 생체인식인증을이용한결제및기타거래시장이 68억달러 ( 약 7.4조원 ) 로총 346억달러의시장규모를전망 생체인식이탑재된모바일기기의사용자, 앱다운로드, 거래건수가 2020년에는폭발적으로증가해일상적인모습이될것으로전망 2020년에생체인식을이용한모바일기기사용자는 2천2백만명, 생체인식앱다운로드건수는 5천 4백만건, 거래는 8억 7백만건이될것으로예상 모바일생체인식시장의성장과더불어모바일기기탑재센서가격은 2014년 7.27달러에서 2020년 2.14달러로약 1/3가격으로낮아지고, 생체인식앱의다운로드가격또한 2014년 13.5달러에서 2020년 4.08달러로 1/3가격으로낮아질것으로예상 현재모바일생체인식기술은값비싼고급형모바일기기위주로탑재되어있으나, 생체인식센서가격이하락하면중저가형기기에도보편적으로채용되어사용자수가더욱늘어날것으로전망 342

351 휴대용생체인증기기 시스템 [ 모바일생체인식구성별시장예상규모 ] 모바일생체인식중지문인식에대한비율및성장률이높을것으로예상 지문인식이생체인식시장중 66% 로가장많은비중을차지하며그다음으로는얼굴인식이 12%, 홍채인식 7%, 정맥인식 2% 를점유하고있는것으로조사됨 * 자료 : 생체대상별국외생체인식시장규모, 한국인터넷진흥원, KISA, 2015 [ 생체대상별국외생체인식시장규모 ] (2) 국내시장 343

352 기술개발테마현황분석 한국과학기술정보연구원 KMR 2015에따르면, 국내생체인식시장규모는 2014년 2,310억원에서매년 14.6% 씩성장하여, 2021년에는 5,634억원의규모로시장을형성할것으로 추정함 10) 국내생체인식시장은 2013년 1,724억원규모에서연평균 4.78% 씩성장해 2020년에는 2,390억원규모로성장전망 [ 생체인식기술국내시장규모및전망 ] ( 단위 : 억원, %) 구분 CAGR 국내시장 2,970 3,300 3,740 4,290 4,916 5, * 자료 : AMI(Acuity Market Intelligence) 및한국과학기술정보연구원 KMR,2015 자료인용 21 년규모는성장률 14.6% 를적용 분야별로는지문인식이가장큰매출을차지하고있는가운데 6.2% 성장률을보이고있고, 홍채인식은매출규모가크지는않지만큰성장세를보이고있음 [ 국내생체인식매출규모 ] ( 단위 : 백만원 ) 구분 (E) CAGR 얼굴인식 55,029 53,299 58,488 61, 지문인식 98, , , , 홍채인식 1,163 2,529 2,742 2, 정맥인식 5,863 5,783 6,424 6, 기타 ( 음성인식등 ) 10,336 6,151 7,427 8, * 자료 : 출처 : 국내정보보호산업실태조사, 2014, 2015, ) KISTI MARKET REPORT, [ 생체인식 / 인증온라인거래및 IoT 의증대로시장확대예상 ],

353 휴대용생체인증기기 시스템 (3) 무역현황 생체인식 ( 생체인식 ) 분야수출추이를살펴보면, 14 년전년대비대폭축소된후소규모로 증가하는추세를보이고있음 13 년을제외한 14~16 년연평균성장률은 1.32% [ 국내생체인식수출규모 ] ( 단위 : 백만원 ) 구분 (E) CAGR 수출액 78,433 42,133 42,973 43,252 * 자료 : 출처 : 국내정보보호산업실태조사, 2014, 2015, (1.32) 16 년수출성과를살펴보면, 대부분 100 인이상기업에서수출발생하였음을알수있고, 일반기업과벤처기업의수출액비중은비슷하나, 일반기업이전년대비성장한것에반해벤처기업은 수출액규모가줄어든것으로나타남 * 출처 : 국내정보보호산업실태조사, 2014, 2015, 2016 [ 국내생체인식제품수출규모 ] 345

354 기술개발테마현황분석 다. 기술환경분석 (1) 기술개발트렌드 11) 최근모바일결제시장성장에따라구글, 페이팔, 마스터카드, 비자카드등다수의다국적기업이생체인증협의체인 FIDO(Fast IDentify Online) 연합과 Natural Security연합을통해지급결제서비스에사용되는생체인증기술의표준규격을발표 FIDO연합은온라인환경에서생체인식기술을활용한인증방식에대한기술표준을정하기위해 2012년 7월설립, 2015년 2월 160여개이상의기업이가입한글로벌생체보안인증컨소시엄, 생체인증관련사실상의국제표준단체 페이팔, 알리바바, ARM, 구글, MS, Bank of America, Master Card 등글로벌금융 통신 인터넷 인증 보안관련기업들이참여 국내에는삼성전자, LG전자, SK텔레콤, 라온시큐어, 드림시큐리트, 크루셜텍, 한국정보인증등의기업과 ETRI가참여 2014년 12월, FIDO 1.0 인증표준이발표된이후 2017년 FIDO 2.0 발표예정. FIDO 2.0의경우스마트폰, 노트북, 웨어러블기기등다양한모바일기기를인증한번으로통합사용할수있을것으로기대되며, 생체인증시장의비약적확산이예상됨 국내에서는한국인터넷진흥원을주축으로생체인증기술개발및표준화추진 ICT 융합서비스사업자 통신업자 생체인식업체등산업계전문가및대학병원과생체신호인증기술표준연구회구성, 스마트융합보안서비스를위한텔레생체인식기술의표준개발추진중 국내외생체신호개인식별기술분석, 모바일생체신호센터 ( 웨어러블스마트기기등 ) 인터페이스국내표준화, 뇌파 심전도등생체신호개인식별및보호기술국내외표준화등을추진 2018년까지스마트융합보안서비스에서기기인증및사용자인증을위한텔레생체인식기술을민간에이전할계획 한국생체인식협회, 서울대학교병원, 세브란스병원, 서울아산병원슈프리마, 솔미테크, 아이리텍, 금융보안원등 38개기관및기업참여 스마트폰보급과무선통신기반의모바일디바이스응용서비스보편화로관련시장규모가증가하고있으며지문인식외다양한생체인식기술이모바일디바이스와결합하면서시장이성장할것으로예상됨 12) 국내생체인식관련업체는지문인식기술분야에서미국 NIST 성능경진대회에두각을나타내는등경쟁력을갖추고있는것으로평가되며, 최근모바일생체인식을위해홍채인식기술적용노력과정맥인식기술의경우도국제표준정맥데이터교환포맷활용으로세계적인기술우수성을갖는것으로평가 11) 출처 : 생체인식기술및시장동향, S&T Market Report, vol. 39, 연구성과실용화진흥원, 생체인증기술최신동향과정책과제, 한국은행, ) 출처 : 사물인터넷시대의생체인식스마트센서기술과연구동향, HELLO T 첨단뉴스,

355 휴대용생체인증기기 시스템 (2) 기술환경분석 기술적발전, IoT 기반서비스확산등으로모바일생체인식기능이탑재된기기의보급확대및시장활성화가예상됨 센서의소형화및정확도향상, 스마트폰및웨어러블디바이스의보급확대, 핀테크 헬스케어등 IoT 기반서비스확산이시장성장의주요요인으로작용할전망 모바일생체인식기술은 2020년 48억대의스마트모바일디바이스에적용될전망이며, 54억건의생체인식앱이다운로드될전망. 또한, 8,070억건의트랙잭션이결제 비결제부문에서발생할것으로예상 정부에서는 제1차정보보호산업진흥계획 (2016~2020) (16년 6월수립 ), 시큐리티이노베이션확산방안 (15년 11월, 경제장관회의 ), K-ICT 시큐리티발전전략 (15년 4월 ) 등을통해관련분야산업및연구개발지원계획을수립 2016 년부터과기정통부에서는 정보보호핵심원천기술개발사업 을통해관련분야연구지원 2018 년정부 R&D 예산편성과정에서결정된 4 차산업혁명대응을위한 R&D 투자 매트릭스에웨어러블디바이스분야물리 / 정보보안기술, 스마트홈분야스마트시큐리티 등과부합성이높아관련 R&D 사업예산증가추세 347

356 기술개발테마현황분석 3. 기업분석 가. 주요기업비교 2016년 KISTEP에서수행한기술수준조사결과중지식정보보호분야기술을통해휴대용생체인식시스템의우리나라수준을가늠해보면, 우리나라의기술수준은최고기술보유국대비 81.5% 로선도그룹에속하며, 응용 개발연구격차 2.2년, 기초연구격차 3.2년으로평균적인기술격차는 2.7년 14년대비기술수준은소폭 (0.6%p) 증가, 기술격차변동도 1.0%p 미안으로변동 [ 국내정보보호분야기술수준분석 ] 구분최고기술국기술수준그룹기술수준 (%) 기술격차 ( 년 ) 연도 증감 증감 지식정보보안기술 미국미국선도선도 * 출처 : 기술수준조사보고서, KISTEP, 2016 프로스트앤설리번의 2015 년보고서에따르면, 2014 년을기준으로세계시장을선도하는 기업은 Morpho(29.5%), NEC(6.5%), Jemalto(5.5%), 3M Cogent(4%) 순 [ 생체인식마켓쉐어 ] 최근에는모바일단말기에생체인식 ( 주로지문인식 ) 기능을내장하거나, PC 등단말기에 연결할수있는형태의생체인식기기 ( 주로은행권에서사용 ) 가소비자에게선보이는상황 기기혹은센서는중소기업에서생산되고있으며, 개별판매보다는대기업 시스템업체에납품하는형태 348

357 휴대용생체인증기기 시스템 국내지문인식관련업체는슈프리마, 크루셜텍, 파트론, 드림텍등이있으며, 대부분지문인식센서패키징중심의사업구조를갖고있음 13) 지문인식센서개발업체들은터치스크린과지문인식센서를결합하는기술개발을진행하고있으며, 사용자측면을고려하였을때터치스크린상에지문인식센서가위치하는것이가장편리하고이상적인활용도를지원할것으로예상 국내중소기업사례 엑스더키플러스는 다양한 생체인증매체 (Sensor On Card, Match On Card, 지문 / 바이오 / 홍체 / 정맥 / 얼굴인식기기등 ) 를이용하여, 네트워크 ( 온라인 ) 또는비네트워크 ( 오프라인 ) 상에서사용자 본인을 확인하고 권한을 인증하는 통합 바이오 인증 플랫폼 Software 개발 업체. 다양한 생체인증매체를이용하여사용자를확인하고권한을인증하는바이오인증플랫폼사업을진행 한국스마트인증은동형암호, 생체인증, 정보보호를위한소프트웨어개발업체. 동형암호에대한 특허를보유, 또한, 세계적인보안성향상을위하여 차세대암호기술인동형암호를생체인증에 적용하기위한솔루션을개발중이며, 모바일생체인증플랫폼개발 피노텍은 다양한 핀테크 솔루션 개발 업체. 자필서명 인증 개발로 인터넷융합부분 대한민국인터넷대상과학기술정보통신부장관상수상, 실시간입력되는서명을분석해본인인증이 가능. 행위기반의본인인증기술인 자필서명인증 및 맥락인증 등다수의기술을개발, 보유 라온시큐어 ( 주 ) 는보안솔루션및서비스, 차세대인증솔루션개발업체. 암호인증, 백신, 가상키패드 등을 함께 묶은 모바일 보안 통합 제품 솔루션을 보유. 이를 바탕으로 세계최초 생체인증 국제표준규격 FIDO(Fast Identify Online) 획득, 생체인증솔루션 터치엔원패스 출시, 지문및 홍채인식서비스개발 유니온커뮤니티는 출입통제, 근태관리, 식수관리, 통합관제, 영상감지 등 다양한 바이오인식 솔루션 개발 및 서비스 업체. 지문인식 출입통제시스템 (VIRDI Series) 은 2000년 첫 제품이 출시된이후, 그기술력을국내외로인정받고있다는평가. 지문인식모듈개발. 스페인과심전도 및 지문을 활용한 다중 생체인증 기술 공동개발. 중동 및 중남미 시장에 한국형 바이오아이디 (Biometric ID) 솔루션수출에성공 디젠트는 지문인식 솔루션전문업체. MOC 기술 기반 스마트카드 시스템은 디젠트가지난 10년간지속적인연구개발투자를통해완성한독자기술로사실상불법복제가불가능한시스템. 세계최고수준의지문인식알고리즘을탑재한스마트카드현재, 1억 4천만불규모에달하는 말레이시아전자주민증 (NID) 사업수주. 법무부의 T2 사업의지문과얼굴알고리즘 SW부분에참여 13) 출처 : 사물인터넷시대의생체인식스마트센서기술과연구동향, HELLO T 첨단뉴스,

358 기술개발테마현황분석 [ 주요중소기업비교 ] ( 단위 : 백만원,%) 국내업체자산총계매출액 매출액증가율 영업이익율 당기순이익율 R&D 집중도 엑스더키플러스 % 14.7% 6.1% 23.8 한국스마트인증 % % 피노텍 8,682 10, % -21.0% -22.2% 10.1 라온시큐어 ( 주 ) 16,671 16, % 12.1% 11.2% 10.3 유니온커뮤니티 51,131 39, % 12.8% 13.3% 4.0 디젠트 3,234 1, % % - 나. 주요업체별기술개발동향 (1) 해외업체동향 Frost & Sullivan 의 Total Biometrics Market, 2015 에따르면, 2014 년기준으로생체인식 관련선도기업으로 Morpho, NEC, Gemalto, 3M Cogent 등이며, 이들 4 개사가 생체인식시장의 45.5% 를차지 * 자료 : Frost & Sullivan, Total Biometrics Market, 2015 [ 세계생체인식시장기업별점유율 ] 생체인식기술별로스위스 BioID, 미국 BIO-key International, Daon 등미국, 유럽 350

359 휴대용생체인증기기 시스템 스타트업이인식기술별대표기업으로대거포진하고있으며, 각자의영역에서독자적인 기술력을확보 [ 세계생체인식기술글로벌대표업체 ] 얼굴지문정맥제스쳐음성기타 BioID ( 스위스 ) Congnitec systems ( 독일 ) FacePhi ( 스페인 ) Keylemon ( 스위스 ) Speech Technology Center ( 러시아 ) BIO-key International ( 미국 ) Diamond Fortress Technologie s ( 미국 ) HID Global Corporation ( 미국 ) Precise Biometrics ( 스웨덴 ) Safran Identity & Security ( 스웨덴 ) * 자료 : IITP 수정, Gartner, EyeVerify ( 미국, 공막 ) Fujitsu ( 일본, 손바닥 ) Hitachi ( 일본, 손 ) NEC ( 일본, 손가락 ) BehavioSec ( 스웨덴 ) Biocatch ( 미국 ) ID Control ( 네덜란드 ) Intensity Analytics ( 미국 ) NuData Security ( 캐나다 ) Auraya Systems ( 호주 ) BioID ( 스위스 ) Nuance ( 미국 ) Speech Technology Center ( 러시아 ) VoiceVault ( 미국 ) Daon ( 미국, 손바닥 ) Delta ID ( 미국, 홍채 ) Hoyos Labs ( 미국, 홍채 ) Nymi ( 토론토, 심박 ) Safran Identity & Security ( 스웨덴 ) 플랫폼공급자 Daon ( 미국 ) ImageWare ( 미국 ) 지문인식기의경우, Fingerprint Cards AB ( 스웨덴 ), Apple Inc. ( 미국 ) Egistec ( 대만 ), Goodix Ltd. ( 중국 ), IDEX ASA ( 노르웨이 ) 가정전식또는 RF정전식을인식기에사용하는키플레이어로해당시장대부분을점유 APAC는 2015년글로벌지문인식기시장의 31.9% 를차지, 2016년부터 21.2% 성장해 2022년엔 32억 7820만달러예상 애플은 2015년 9월출시한아이폰6S 6S플러스의경우새로운방식의터치지문인식기술 포스터치 (Force Touch) 를적용함 2012년지문인식솔루션업체어센텍을 3억 5,600만달러에인수하여 2013년 9월복잡한인증절차없이손가락하나로본인확인가능한지문인식센서 (Touch ID) 를탑재한아이폰5S를출시하였으며아이폰6에서는지문인식센서인터치아이디와 NFC를활용한모바일결제시스템인애플페이 14) 를공개함 2017년 9월고성능카메라모듈을탑재한전면 트루뎁스카메라 (TrueDepth Camera) 와점 (dot) 프로젝터등을이용해사용자의얼굴형태를인식하는 페이스 (Face) ID 가탑재한아이폰X를출시함. 이는적외선을쏘아약 3만개의점을표시하고아이폰전면부에있는 700만화소 스마트뎁스카메라 를통해확인및분석하여인식성공률을높임 14) 애플페이는애플의새로운간편결제서비스로단말기의홈버튼을손가락으로누른채결제단말기에가져가면미리등록해둔카드로결제가되는서비스임 351

360 기술개발테마현황분석 구글은 2015년출시한차기운영체제 (OS) 안드로이드M 6.0( 마시멜로 ) 과안드로이드페이에지문인식기능을정식추가하며처음으로안드로이드OS에생체인식기술을지원함 새로운운영체제 ( 안드로이드 M) 에서지문인식을기본으로지원하며, 구글플레이에서앱다운로드또는결제시, 그리고안드로이드페이에서결제시 PIN번호나비밀번호입력대신지문을입력하면결제를승인함 안드로이드기기의잠금해제기능은숫자와패턴을푸는두가지방식으로제공함 마이크로소프트는 2016 년 7 월음성인식 코타나, 지문 안면인식으로로그인이가능한 윈도 헬로 서비스를 윈도 10 에적용 미국영상디스플레이업체인뷰소닉은홍채인식기술을적용한스마트폰을중국시장을 타겟으로내놓을예정. 전면에내장된홍채스캐너를통해인식되며잠금해체뿐아니라 특정파일접근도홍채를통해설정할수있음 중국최대전자상거래업체알리바바는 2015년 CeBIT에서얼굴인식을통한결제시스템 스마일투페이 를선보임. 2017년알리페이와결합하여중국항주 KFC 매장에처음으로도입 현재 스마일투페이 시스템은모바일사용을위한시스템은아니지만, 알리페이와결합되어있다는점, 인식시간이 1~2초에불과하다는점, 사진이나동영상으로속일수없도록심도감지카메라와함께유사성감지알고리즘을사용한다는점에서향후모바일기기로의적용이예상됨 Amkor 사는 WLFO(Wafer level fan out) 공정기술을활용하여지문인식센서를패키징하는 기술을개발 352

361 휴대용생체인증기기 시스템 (2) 국내업체동향 국내생체인식시스템전문기업은슈프리마, 유니온커뮤니티, 니트젠등 40여개기업이활동중이며, 세계시장대비충분한경쟁력을갖춘것으로평가 위의 3개기업매출합계는 700억원수준이며, 중국, 인도, 일본등해외시장진출비중이 30% 이상으로수출비중이높음 주로출입관리, 근태관리등의제품을생산하고있으나, 슈프리마는안드로이드등에적용하기위한지문스캐너 BioMini, 모바일용지문인식알고리즘 BioSign 2.0 등을개발. 니트젠의경우, 인터넷뱅킹, 모바일결제등을위한지문인식솔루션보유 삼성전자는갤러시노트7에이어 S8, S8+ 에홍채인식기술탑재 홍채인식을위한, 적외선 LED와홍채인식전용카메라를갖추고, 적외선 LED에서적색근적외선을쏘고, 홍채인식전용카메라로사용자의눈을촬영 촬영한이미지에서눈꺼풀, 홍채, 동공을구분하고, 홍채영역만정확히찾아내이를디지털정보로바꾼후, 암호화해서녹스 (KNOX) 보안영역에저장함 갤럭시 S8, S8+ 의경우홍채인식과함께얼굴인식, 지문인식을탑재해보안성과편의성을높임 * 출처 : 삼성전자홈페이, 뉴스들 [ 삼성전자갤럭시노트 7 의홍채인식개요 ] 353

362 기술개발테마현황분석 17년 12월여러매체의보도에따르면, 특허출원도면등을근거로 LG 전자의차세대스마트폰 G7 에홍채인식기능이탑재될것으로예상 LG는지문인식센서를디스플레이바로아래 0.03 mm 틈새에삽입하여물리적지문인식센서버튼이없이디스플레이일체형으로지문인식이가능한기술을개발하였으며사용자와타인이잠금해제를할수있는확률이 0.002% 로인증정밀도가높아향후방수 / 방진기능완성도가높은스마트폰을제조할수있을것으로기대 크루셜텍은 2017년디스플레이일체형지문인식솔루션 (DFS Display Fingerprint Solution) 관련미국특허를취득 DFS는센서전극, 배선, 트랜지스터등모든지문감지부분을투명하게만들어별도의버튼없이스마트폰화면위에바로손가락을대고지문을인식하는솔루션을의미하며해당기술은스마트폰에적용되는플렉시블과커브드디스플레이디자인에도활용가능 픽셀전극이여러개로이뤄진 DFS의지문감지영역에서각픽셀에있는 1개의박막트랜지스터 (TFT) 스위치를 3개로늘려정전용량을증폭시키면, 기존보다정교한지문이미지스캔이가능 [ 크루셜텍 DFS ] 캔버스바이오는소비전류감소및가격경쟁력강화에초점을맞춘임베디드솔루션용지문인식센서IC를개발 임베디드지문인식솔루션은기존모바일지문인식솔루션과기능은유사하나자체 MCU( 전자제품두뇌역할을하는시스템반도체 ) 와알고리즘을탑재해별도중앙처리장치가없는제품에서도채택가능 초박형패키징이가능해활용분야가넓으며모바일디바이스위주로탑재하던지문인식을노트북, 냉장고등가전제품에서금고, 신용카드등생활밀착형제품까지확대보급할전망 354

363 휴대용생체인증기기 시스템 4. 기술개발현황 가. 기술개발이슈 생체인식기술은, 센서, 소자, 보안, 소프트웨어, 통신등여러기술의융복합이필요한 분야로, 단일기술로의기술이전보다는다양한전문분야의기술교류가필요 현생체인식시장이출입통제등시스템위주의산업인반면, 향후핀테크, 헬스케어등으로의적용시장확장시에는개별단말기에집적될필요가있어생체인식기기의수는확대가예상되나, 단가의압박이심해질것으로예측 현재의산업구조와같이생체인식기기를일반소비자가직접구매하는것이아니라, 모듈혹은시스템형태로핸드폰, 헬스케어시스템등에탑재될것 이경우, 시스템적용을위한개별최적화가진행될필요가있으며, 센서 부품모듈의제작단가인하가필요할것 현재까지안전하다고알려진생체인식기술이해킹되는경우가발생, 이를보완할수있는복합인증등새로운인식기술의개발이필요 2014년독일해킹그룹 CCC는독일국방장관을 3m 거리에서촬영해위조지문을제작. 2017년 4월에는홍채인식해킹에대한영상을공개 최근에는국내대기업핸드폰의홍채인식기능이해킹되었다는보도도나옴 17년 11월베트남 Bkav에서 3D 프린터얼굴로아이폰 X 해킹 이로인해, 글로벌벤더와이종생체인식기술기업간협업과발빠른시장대응이중요한이슈로부각 새로운인식기능의개발과함께위조방어력에대한기술수요확대 인식률등생체인식방법전반에걸쳐성능은실생활활용이가능할정도로개발된것으로판단 향후성능향상과함께위조방어력을높일수있는기술개발이필요 위조방어기술과함께성능시험을위한위조생체인식제작품, 위조방어시험기술의개발도필요 355

364 기술개발테마현황분석 나. 특허동향분석 휴대용생체인증기기 시스템 주요기술 휴대용생체인증기기 시스템과관련된기술은개인바이오정보와인식관련시스템에대한기술이있으며, 개인바이오정보는개인바이오인식기술을포함함. 인식관련시스템은인식요소별디지털인증기술, 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술및센서기술로구분됨 분류요소기술설명 개인바이오정보 개인바이오인식기술 생체신호 ( 심박등 ) 기반사용자상태모니터링기술및사용자 상태정보피드백기술 ( 상태 운동제어피드백 ) 인식요소별디지털인증기술 바이오인식을위한요소별인증기술 ( 얼굴, 음성, 손모양, 동작, 서명, 홍채, 걸음걸이등 ) 인식관련시스템 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 다중입력다중출력멀티모드무선통신 네트워크기술 센서기술바이오인식을위한센서개발기술 ( 예 : 비접촉식인식센서등 ) 세부분야별특허동향 주요기술별국가별특허동향 휴대용생체인증기기 시스템에대한요소기술별주요국가별특허정보데이터입수하여분석함 분류요소기술한국미국일본유럽계 개인바이오정보개인바이오인식기술 인식요소별디지털인증기술 ,015 인식관련시스템 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 센서기술 411 1, ,736 합계 882 1, ,095 국가별요소기술별특허동향에서는인식관련시스템에대한요소기술중센서기술이다른기술들에비해특허출원건수가가장많은것으로나타났고, 다음으로, 인식관련시스템에대한요소기술중인식요소별디지털인증기술에대한특허가많은것으로나타남 인식관련시스템에대한기술은미국이많은특허를보유하고있는것으로나타난반면, 개인바이오인식기술은한국이많은특허를보유하고있는것으로나타남 356

365 휴대용생체인증기기 시스템 이를통해, 인식관련시스템에대한기술은미국에서활발한연구가이루어지고있고, 개인 바이오인식기술은한국에서활발한연구가이루어지고있는것으로파악됨 주요기술별출원인동향 세부분야 요소기술 기술집중도 주요출원인 국내특허동향 개인바이오정보개인바이오인식기술 주식회사비즈모델라인주식회사아이피시티 FIBIT 중소기업중심주식회사비즈모델라인, 주식회사아이피시티, 크루셀텍 ( 주 ) 등 인식요소별디지털인증기술 MATSUSHITA ELECTRIC FUJITSU NEC 중소기업중심주식회사아이티랍, 크루셀텍 ( 주 ), 니트젠등 인식관련시스템 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 주식회사비즈모델라인 ALIPH 삼성전자 대기업및중소기업중심삼성전자, LG 전자, 주식회사비즈모델라인, 주식회사올아이티탑등 센서기술 APPLE SYNAPTICS FITBIT 대기업및중소기업중심삼성전자, LG 전자, 크루셀텍 ( 주 ), 주식회사아이피시티등 개인바이오정보주요출원인동향 개인바이오인식기술은주식회사비즈모델라인이가장많은특허를보유하고있고, 국내에서는 중소기업을중심으로연구개발이이루어지고있음 인식관련시스템주요출원인동향 인식요소별디지털인증기술은 MATSUSHITA ELECTRIC이가장많은특허를보유하고있고, 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술은주식회사비즈모델라인이가장많은특허를보유하고있으며, 센서기술은 APPLE이가장많은특허를보유하고있음 국내에서는인식요소별디지털인증기술, 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술및센서기술모두중소기업을중심으로연구개발이이루어지고있으며, 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술및센서기술은대기업에서도활발하게연구개발이이루어지고있음 357

366 기술개발테마현황분석 휴대용생체인증기기 시스템분야의주요경쟁기술및공백기술 휴대용생체인증기기 시스템분야의주요경쟁기술은인식요소별디지털인증기술및센서기술이고, 공백기술은개인바이오인식기술및다중입력다중출력멀티모드무선통신기술로나타남 휴대용생체인증기기 시스템분야에서인식요소별디지털인증기술및센서기술이가장경쟁이치열할분야이고, 개인바이오인식기술및다중입력다중출력멀티모드무선통신기술이아직까지는출원이활발하지않은공백기술분야로나타남 세부분야요소기술기술집중도 개인바이오정보개인바이오인식기술 인식요소별디지털인증기술 인식관련시스템 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 센서기술 : 800 건이상, : 500~799 건, : 300~499 건, : 100~299 건, : 100 건미만 최신국내특허기술동향 분류요소기술최근핵심요소기술동향 개인바이오정보 개인바이오인식기술 인식요소별디지털인증기술 생체정보인식의신뢰도를향상시키기위하여사용자의자세또는움직임등을가이드하는기술정전용량의변화를통해지문을인식하는기술 외부환경으로인해사용자의생체정보가인식되지않는것을방지하는기술위조지문등과같은위조된생체정보를구분하는기술 인식관련시스템 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 인식되는사용자의생체정보를서버에기저장된사용자정보와비교하여사용자를인증하는기술 센서기술 안구영역을자동으로인식하여촬영하는기술안구와카메라의거리를인식하여사용자에게표시하는기술 358

367 휴대용생체인증기기 시스템 최근국내에출원되는특허를통해기술동향을살펴보면, 개인바이오인식기술은중소기업을 중심으로연구개발이이루어지고있으며, 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술은 대기업및중소기업을중심으로연구개발이루어지고있는것으로나타남 개인바이오인식기술은생체정보인식의신뢰도를향상시키기위하여사용자의자세또는움직임등을가이드하는기술및정전용량의변화를통해지문을인식하는기술이개발진행 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술은인식되는사용자의생체정보를서버에기저장된사용자정보와비교하여사용자를인증하는기술이개발되고있는것으로나타남 중소기업특허전략수립방향및시사점 휴대용생체인증기기 시스템분야의공백기술분야는개인바이오인식기술및다중입력다중출력멀티모드무선통신기술로나타남 휴대용생체인증기기 시스템분야에서인식요소별디지털인증기술과센서기술에대한특허가다수출원되어있음에따라, 단순히사용자의생체정보를인식하는기술만으로는해당기술에대한시장에진입하기어려울것으로판단됨 즉, 중소기업에서는휴대용생체인증기기 시스템에대한기술들중공백기술로나타난개인바이오인식기술또는다중입력다중출력멀티모드무선통신기술에대한기술개발을통해기술경쟁력을가져야할것으로사료됨 한편, 휴대용생체인증기기 시스템에대한요소기술대부분은중소기업을중심으로연구개발이이루어지는것으로나타났으며, 특히, 중소기업에서출원되는특허들은단순히개인정보를인식하는기술보다는인식된정보를활용하여결제를진행하거나특정기기의사용을허가하는등생체정보의응용기술인것으로파악됨 즉, 휴대용생체인증기기 시스템에대한시장에진입하고자하는중소기업에서는생체정보의응용기술을개발하는것으로개발방향을설정해야할것으로판단됨 359

368 기술개발테마현황분석 5. 연구개발네트워크 가. 연구개발기관 / 자원 한국정보인증 중소기업이자체모바일앱에파이도 (FIDO) 기반생체인증기능을적용할수있는클라우드서비스출시 정부지원 R&D 사업 정보보호핵심원천기술개발사업 ( 과기정통부 ) - 안전한국가사이버환경조성을위한기반기술및 ICT 환경변화에따른신규보안위협대응기술등정보보호분야핵심원천기술개발 - ( 국가 공공정보보호인프라강화 ) 주요정보통신기반시설등국가핵심인프라를보호하기위한핵심원천기술개발 - ( 유망신기술및글로벌선도기술확보 ) 사이버보안유망신기술및글로벌보안시장을선점할수있는선도기술개발 ( 예시 ) 불편없는디지털라이프를위한지속인증기술, 블록체인기반 IoT 인증기술, IoT 적응형플랫폼보안기술, IoT 디바이스의안전한실행환경구축을위한하드웨어기반보안기술등 - ( 융합 사회문제해결 ) 물리보안, ICT 융합분야에필요한정보보호기술과전자금융사기등사회문제해결기술확보 ( 예시 ) 모바일기반생체인식성능및위조방어식별기술등 - ( 예산 ) 412억 ( 16) 546억 ( 17) - 과제공모 관리기관 : 정보통신기술진흥센터 한국인터넷진흥원정보보호산업지원센터에서지문, 얼굴, 정맥, 홍체등 DB를구축하여관련제품에대한사전시험환경제공 생체인식소프트웨어성능시험도구지원및알고리즘성능평가제공 - 지문DB (3,600명 58만장센서이미지 ), 얼굴DB(2,020명 8만장조명 / 표정 / 포즈 / 액세서리 ), 홍체DB (510명 2만장, 좌우홍채 ), 정맥DB (510aud 6만장, 지정맥손등정맥 ) 360

369 휴대용생체인증기기 시스템 [ 한국인터넷진흥원의생체인식성능인증기준 ] 분야 EER 지문인식 1% 이하 ( 센서별로구축한 4 개의 DB 중 3 개의 DB 가 1% 이하여야함 ) 얼굴인식손등정맥인식지정맥인식홍채인식 조명 표정 포즈 액세서리 1% 이하 2% 이하 2% 이하 1.5% 이하 A타입 ( 고정형 ) B타입 ( 움직임형 ) 1% 이하 1.5% 이하 A타입 ( 고정형 ) B타입 ( 움직임형 ) 1% 이하 1.5% 이하 A타입 ( 정면응시 ) B타입 ( 비스듬히응시 ) 1% 이하 1.5% 이하 361

370 기술개발테마현황분석 나. 연구개발인력 [ 주요연구인력현황 ( 소속기관가나다순 ) ] 기관 성명 기관 성명 고려대학 이희조 한국과학기술원 이흥규 고려대학 이동훈 한국과학기술원 차상길 고려대학 허준범 한국인터넷진흥원 김환국 공주대학 최대선 한국인터넷진흥원 고웅 국민대학 이옥연 한국인터넷진흥원 이태진 부경대학 송하주 한국인터넷진흥원 김환국 서울과학기술대학 이창훈 한국인터넷진흥원 김재성 서울대학 김명환 한국전자통신연구원 김건우 서울대학 노종선 한국전자통신연구원 김익균 서울대학 백윤흥 한국전자통신연구원 강유성 성균관대학 김형식 한국전자통신연구원 나중찬 세종대학 김용국 한국전자통신연구원 김수형 수원대학 김대엽 한국전자통신연구원 김정녀 숭실대학 전문석 한밭대학 이경재 조선대학 김영식 한양대학 오희국 362

371 휴대용생체인증기기 시스템 다. 기술이전가능기술 [ 휴대용생체인증기기 시스템기술이전가능기술 ] 분류 내용 기관기술정의범위필요성기술특징 한국전자통신연구원 딥러닝기반조명, 표정, 포즈변환에강인한얼굴인식기술 CCTV 카메라나일반 USB 카메라를대상으로얼굴영상을입력받아얼굴을자동으로검출하고검출된얼굴로부터딥러닝 (deep learning) 기술을이용해조명, 표정, 포즈변화에강인한얼굴인식기술 증강현실클라이언트, 증강현실콘텐츠저작도구, 마커인식기, 모바일용증강현실프로그램을포함 얼굴인식기술은지문, 홍채, 손등인식과같은다양한생체인증시스템에비해비접촉식으로생체정보획득이가능하여, 사용자로부터인증에따른거부감이가장적은생체인증기술 얼굴 Big data 에기반한최신딥러닝기술을개발하여, 조명, 포즈, 표정변화에강인한얼굴인식기술을개발 일반 CCTV 카메라나저가의 USB 카메라환경에서도모두적용가능 1,000 명을등록시키고, 인식검증테스트시조명, 표정, 포즈변화에모두 99% 이상인식 / 검증성능제공 (KISA 인증테스트 DB 참조 ) 640x480 일반사양의컴퓨팅환경에서초당 1~5 프레임이상의실시간얼굴검출및인식 컬러정보를사용한얼굴인식기술 추출된얼굴영역은 128x128 이상되면최적의인식성능을보임인식가능 28 x 28 크기부터얼굴검출및인식이가능하나검출크기가작을수록인식율이감소 동시에다수의얼굴이입력돼도검출및인식가능 등록되지않은사람이입력되었을경우비등록자 (unknown) 으로인식하는검증기능포함 기술성숙도 단계 : 6 ( 파일롯규모시작품제작및성능평가 ) 응용분야 얼굴인식시스템은현재도출입자관리, 화면보호기, 은행입 / 출입및얼굴관련콘텐츠생성등많은활용방안이존재하며본기술은국내얼굴인식기술뿐아니라국외에서활용가능하여기술이전후국내생체인증시스템의수출증대효과존재 기술명 : 딥러닝을이용한조명, 표정, 포즈변화에강인한얼굴인식기술 - 내국인혹은외국인얼굴자동검출기술 - 내국인혹은외국인얼굴자동인식 / 검증기술 기술명 : 딥러닝을이용한조명, 표정, 포즈변화에강인한얼굴인식기술 - 국내혹은외국인얼굴자동검출, 인식 / 검증라이브러리및소스코드 - window 및리눅스버전 경상기술료 구분 중소기업 중견기업 대기업 착수기본료 ( 천원 ) 50, , ,000 매출정률사용료 (%) 기술전수교육 : 2 개월 / 1,000 천원정 ( 부가세별도 ) 363

372 기술개발테마현황분석 6. 기술로드맵기획 가. 중소기업핵심요소기술 (1) 데이터기반요소기술발굴 [ 휴대용생체인증기기 시스템분야키워드클러스터링 ] [ 휴대용생체인증기기 시스템분야주요키워드및관련문헌 ] No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 1. Portable fingerprint recognition apparatus 클러스터 01 Portable fingerprint 6~8 2. Portable fingerprint scanning apparatus for identification verification 3. PORTABLE FINGERPRINT SCANNING APPARATUS FOR IDENTIFICATION VERIFICATION 364

373 휴대용생체인증기기 시스템 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 클러스터 02 클러스터 03 portable, authenticati on portable, biometrics 6~8 5~7 1. A portable device having biometrics-based authentication capabilities 2. Authentication by biometric sensing of the carrier of an identification device and/or portable identification access system and/or electronic access 3. Authentication executing device, portable authentication device, and authentication method using biometrics identification 1. Method for performing authentication using biometrics information and portable electronic device supporting the same 2. Portable device having biometrics-based authentication capabilities 3. A PORTABLE DEVICE HAVING BIOMETRICS-BASED AUTHENTICATION CAPABILITIES 1. Portable authentication device and method using iris patterns 클러스터 04 portable, pattern 6~8 2. Portable biometric identification device using a dorsal hand vein pattern 3. Vein and fingerprint identification multi biometric system: A novel approach 1. An available database for the research of finger vein recognition 클러스터 05 Finger vein 5~7 2. Piezofilm yarn sensor-integrated knitted fabric for healthcare applications 3. Fingerprint-fingervein multimodal biometric authentication system in field programmable gate array 1. A new fingerprint-based remote user authentication scheme 클러스터 06 mobile, finger 6~8 using mobile devices 2. Finger vein verification technology for mobile apparatus 3. Fusion of gait and fingerprint for user authentication on mobile devices 1. Access control using fingerprint authentication processor and 클러스터 07 bio, fingerprint, portable 4~6 RFID 2. A potable biometric access device using dedicated fingerprint processor 3. An embedded fingerprint authentication system 클러스터 08 algorithm 5~7 1. FPGA implementation of a minutiae extraction fingerprint algorithm 2. Fast and accurate algorithm for core point detection in fingerprint images 3. Vein and fingerprint identification multi biometric system: A novel approach 365

374 기술개발테마현황분석 No 주요키워드연관도수치관련특허 / 논문제목 1. Packaging of a fingerprint based access control system 클러스터 09 클러스터 10 program 6~8 portable device 4~6 2. Fingerprint-fingervein multimodal biometric authentication system in field programmable gate array 3. FPGA implementation of a minutiae extraction fingerprint algorithm 1. HANDHELD PORTABLE DEVICE FOR VERIFICATION OF TRAVEL AND PERSONAL DOCUMENTS, READING OF BIOMETRIC DATA AND IDENTIFICATION OF PERSONS HOLDING THESE DOCUMENTS 2. Method of operating an iris recognition portable device and iris recognition portable device 3. System, method and portable device for biometric identification 366

375 휴대용생체인증기기 시스템 (2) 요소기술도출 산업 시장분석, 기술 ( 특허 ) 분석, 전문가의견, 중소기업기술수요를바탕으로로드맵기획을 위한요소기술도출 [ 휴대용생체인증기기 시스템요소기술도출 ] 분류요소기술출처 개인바이오정보개인바이오인식기술 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 인식요소별 디지털인증기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 인식관련시스템 다중입력다중출력멀티모드무선통신기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 센서기술 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 고기능초소형생체인식센서모듈개발 전문가추천 생체인식센서모듈 센서모듈성능및가격경쟁력향상 전문가추천 이종센서활용복합인증기술 전문가추천 생체인식식별 SW 성능향상 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 생체인식소프트웨어 복합인증 SW 개발 전문가추천 생체인식성능시험용 DB 구축및다양화 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 위조방어기술 위조방어 HW/SW 기술 위조생체정보제작및시험기술 전문가추천, 특허 / 논문클러스터링 기술수요, 기술 / 시장분석, 전문가추천 367

376 기술개발테마현황분석 (3) 핵심요소기술선정 확정된요소기술을대상으로중소기업에적합한핵심요소기술선정 [ 휴대용생체인증기기 시스템핵심요소기술선정 ] 분류핵심요소기술설명 생체인식센서모듈 고기능초소형생체인식센서모듈개발 센서모듈성능및가격경쟁력향상 이종센서활용복합인증기술 얼굴, 음성, 홍채등생체인식을위한요소별센서모듈설계 제작기술초소형생체인식센서의설계 제작방법개선을통한성능향상및저가격화기술복수개의생체인식요소센서를활용한복합인증기술 ( 센서모듈화기술 ) 생체인식식별향상 SW 성능 요소별생체인식감지신호를처리하는 SW 기술 생체인식소프트웨어 복합인증 SW 개발 복수개의생체인식요소감지신호를활용한생체인식 SW 기술 생체인식성능시험용 DB 구축및다양화 개발된생체인식기기의성능시험을위한관련정보 DB 구축 위조방어기술 위조방어 HW/SW 기술 위조생체정보제작및시험기술 위조된생체신호를감지하여해킹에대비하기위한 HW/SW 기술 위조방어 HW/SW 성능테스트를위한위조생체정보제작 기술 368

377 휴대용생체인증기기 시스템 나. 휴대용생체인증기기 시스템기술로드맵 최종중소기업기술로드맵은기술 / 시장니즈, 연차별개발계획, 최종목표등을제시함으로써 중소기업의기술개발방향성을제시 369