Bio IT/ 의료 IT 편집위원 : 김승환 (ETRI) 사물인터넷기반헬스케어서비스및플랫폼동향 박종태, 천승만, 고석주 경북대학교 요약 최근전세계적으로주목을받고있는사물인터넷 (IoT) 기술의발전과함께, 사물인터넷기반의헬스케어, 스마트시티, 농업, 국방등의다양한서비스개발이본격적으로진행되고있다. 특히, IoT 기반헬스케어서비스는 IoT 융합관련핵심서비스로서성장하고치열한글로벌경쟁속에서미래정보통신산업의판도를좌우할것으로예상된다. 본고에서는최근국내외에서활발히진행되고있는 IoT 기반헬스케어서비스및플랫폼관련동향을살펴보고향후산업화전망에대하여알아본다. Ⅰ. 서론 사물인터넷 (IoT: Internet of Things) 이란인터넷을기반으로모든사물을연결하여사람-사물뿐만아니라사물-사물간의정보교환및의사소통을지원하는지능형기술및서비스를의미한다. 사물인터넷서비스는그림 1에보여지듯이최근이슈화되고있는클라우드컴퓨팅, 빅데이터및모바일기술이집적되어구현되는융합서비스에해당한다. 사물인터넷기술의발전과함께이를활용한응용서비스분야로서헬스케어, 스마트시티, 농업, 국방등이주목을받고있다. 특히, IoT 기반헬스케어서비스는사물인터넷기반융합서 비스중에서도가장높은관심을받고있으며글로벌시장에서새로운블루오션이될것으로전망된다 [1-5]. 헬스케어서비스는고령화복지국가에해당되는선진국에서더욱각광을받을것으로전망된다. 건강관리및헬스케어에대한관심이증가함에따라 1990년이후 OECD 국가에서는 4년마다기대수명이 1년씩증가하고있으며, OECD 국가의기대수명이 80세이상으로크게증가하고있다 [5]. 국내의경우, 20 세이상성인중 54.3% 가만성질환으로고생하고있으며, 만성질환자는평균적으로 2.5개의복합질환을보유하고있다. 더욱이, 2008년통계에의하면고혈압으로인한총진료비가 2조 998억원에이르렀고, 당뇨병으로인한총진료비는같은기간에비해 2.2배증가한 1조 1276억원에달하였다 [6]. 이처럼질병예방, 건강관리에대한관심이꾸준히증가하고사물인터넷기술이발전함에따라 IoT 플랫폼및웨어러블 (wearable) 디바이스를활용하여제공되는사물인터넷기반개인맞춤형헬스케어서비스가크게성장할것으로예상된다 [8]. 본고에서는최근국내외에서활발히진행되고있는 IoT 기반헬스케어서비스및플랫폼관련동향을살펴보고향후전망에대하여알아본다. 먼저, IoT 헬스케어서비스시장및산업동향을알아보고, 이어서전세계적으로진행되고있는 IoT 헬스케어디바이스및플랫폼개발현황을살펴본다음, 향후플랫폼및산업화발전전망에대하여논의하고자한다. Ⅱ. 헬스케어서비스시장동향 그림 1. IoT, 클라우드컴퓨팅, 빅데이터, 모바일 그림 2는 2003년에서 2020년에걸친사물인터넷디바이스시장의규모를보여준다. 1인당사용하는웨어러블디바이스등의연결기기수가 2003년에 0.08개에서 2020년 6.58개로급격하게증가할것으로전망된다. 전체적인글로벌 IoT 사물인터넷디바이스의수는 2003년 50억개, 2015년에 250억개에서 2020년에는 500억개로급격하게증가할것으로예상된다. 그림 3은 IoT 디바이스중헬스케어관련디바이스시장의발 DECEMBER 2014 25
표 1. 영역별헬스케어산업규모전망 ( 단위 : 억달러. %) 구분예방진단치료사후관리합계 2010 년 2,140(6) 5,700(16) 24,240(68) 3,560(10) 35,640(100) 2015 년 3,980(8) 9,190(19) 31,420(63) 5,100(10) 49,690(100) 2020년 6,860(10) 14,400(21) 39,110(57) 8,230(12) 68,600(100) 연평균성장률 (2010~2020) 12.4 9.7 4.9 8.7 6.8 주 :() 비중 (%) 출처 : 삼성경제연구소 (2012. 8) 그림 2. IoT 디바이스시장현황및전망전전망을보여준다. 그림에서보여지듯이 ABI Research에따르면주요 IoT 웨어러블장치로는스마트워치, Healthcare 디바이스, Wearable 3G Motion Tracker, Sport/Activity Tracker, Smart Glass, Smart Clothing, Wearable Camera 등이사용될것으로전망된다. 이중에서 Healthcare 관련디바이스의성장세가전체 IoT 디바이스산업의성장을주도할것으로보이며 2015년을기점으로급격히증가하여 2019년에는 1 억 4천 2백만개이상을기록하여가장수요가많은 IoT 디바이스가될것으로보인다. 미래에는전세계적으로고령화추세와웰빙추구경향이더욱심화되고이에따라개인의건강관리및질병예방에대한관심이증가할것이다. 이러한사용자의요구에따라다양한종류의맞춤형헬스케어서비스가등장하고이와관련된웨어러블디바이스의성장세가두드러질것으로전망된다. IoT 헬스케어디바이스시장의성장은관련서비스산업의성장과도밀접하게연관되어디바이스와서비스산업규모가서로동반성장하는패턴으로전개될것으로전망된다. 스마트폰그림 3. IoT 헬스케어디바이스시장발전전망 기반헬스케어앱의경우에 2010년도 1.04억달러에서 2012년도에는 13억달러로크게성장하였다. 전체적인헬스케어서비스시장규모는 2013년에 920억달러에이르고있으며, 특히, 2020년에는 IoT 헬스케어관련 Clinical Remoter Monitoring 서비스가 3,500억달러로전체사물인터넷시장규모의 15% 를차지할것으로예상된다. 근래들어, 인간의평균기대수명이크게증가하고있다. 이에따라향후에는헬스케어서비스영역에서도패러다임이변화하여 질병치료 위주의서비스에서 예방과관리를통해건강한수명을연장하는 서비스로변화할것이다. < 표 1> 에서보여지듯이헬스케어서비스산업에서도예방, 진단, 관리와관련된산업비중이 2010년 32% 에서 2020년에는 43% 까지확대될전망이다. Ⅲ. IoT 기반헬스케어디바이스및플랫폼동향 이절에서는최근까지출시된 IoT 기반헬스케어디바이스및플랫폼동향에대해알아본다. 먼저, 헬스케어제품을포함한 IoT 디바이스관련주요제품현황을살펴보면, < 그림 4> 에보여지듯이 Nike사의 FuelBand, Google사의 Smart Glass, Apple 및 Samsung의 Smart Watch 등의대기업제품을비롯하여, Conventis사의 Fiix, Hapilabs사의 Happifork, Proteus사의 Smart Pills 등의미국벤처기업들이다양한 IoT 기반디바이스제품을출시하고있다. 이와같은웨어러블 IoT 디바이스를통해헬스케어서비스제공을위한운동량정보 ( 칼로리소모량, 거리, 걸음수등 ), 족적정보 ( 움직임, 족압등 ), 심전도, 칼로리등의정보를측정할수있으며, IoT 플랫폼과연계하여다양한서비스를제공될수있다. 한예로, Google 사의 Smart Glass/Lens는당뇨환자의눈물속에있는포도당수치를확인하여혈당수치를쉽고간편 26 정보와통신
전송되며, 플랫폼에서는수신된정보를정밀하게분석하고가공하여사용자에게실시간으로 Fitbit flex 장치의 LED를통해알려주거나또는스마트폰또는웹을통해알려주어건강을관리하도록도와주고있다. 그림 4. IoT 디바이스관련국내외주요제품 그림 6. Fitbit Flex (Fitbit 사 )[10] 그림 5. Withings [Withings사] [9] 하게체크할수있는서비스를제공하고있다. AT&T 사에서개발한 Smart slipper은발걸음의가속도및압력정보를네트워크로전송하고이러한정보를이용하여사용자의걸음걸이상태를관리하여위급상황시이메일또는문자로의사또는지인에게알려주는서비스를제공하고있다. 한편, 최근에주목을받고있은 IoT 헬스케어플랫폼으로는 Withings[9], Fitbit Flex[10], SAMI 등을예로들수있다. 먼저, < 그림 5> 의 Withings에서는디바이스장치에서측정된생체정보 ( 체중, 체지방률, BMI, 심박수, 공기오염도등 ) 가 WiFi 또는 Bluetooth를통하여자동적으로스마트폰으로전송된다. 이를다시다양한 Tactio 등의관리서비스업체로전송하면, 관리서비스업체는측정된생체정보를분석및판단하여실시간으로이용자의신체상태변화를그래프로보여주는등의다양한서비스를제공하고있다. < 그림 6> 은 Fitbit사에게제공하는 Fitbit flex 제품은사용자가팔목에착용하는장치로서, 사용자의걸음수, 이동거리, 칼로리소모량, 활동적시간, 수면시간, 수면의효율등의정보를측정할수있다. 측정된정보는웹을통해서비스플랫폼으로 < 그림 7> 은삼성에서개발중인 SAMI 플랫폼및서비스를보여준다. 사용자는 Simband 디바이스를통해혈압, 심전도, 산소포화도, 보수, 체중등의생체정보를측정하고, 측정된정보는 SAMI 플랫폼에전송되어다양한관리서비스제공에활용된다. 하지만, 현재까지개발및출시된대부분의플랫폼기술들은특정기업의자체고유기술을적용하여개발되었다. 즉, 개방형보다는폐쇄형플랫폼에가까우며이로인해플랫폼간혹은서비스간호환성및연동성이보장되지않는다. 또한, 국제표준관점에서볼때, 대부분의 IoT 헬스케어플랫폼제품들은및 ISO/IEEE 11073 PHD(Personal Health Device) 표준및 onem2m 국제표준을고려하고있지않다. 그림 7. SAMI ( 삼성전자 ) Ⅳ. 향후 IoT 기반헬스케어플랫폼전망 현재까지출시된대부분의 IoT 기반헬스케어플랫폼및서비스의경우, 서비스마다서로다른고유플랫폼을통해서비스가제공되기때문에융합된통합서비스를제공하기어렵다. 따라서, 향후 IoT 기반헬스케어플랫은개방형공통플랫폼형태로진화되어나가야할것으로보인다. 또한, 대부분의기존 IoT 헬스케어플랫폼은관련국제표준을준수하고있지않아서서비스 / 제품간상호호환성이부족하고서비스간연동이어려워서 DECEMBER 2014 27
글로벌시장진출에걸림돌이예상된다. 향후에는헬스케어및 IoT 관련국제표준을반영하는 IoT 헬스케어플랫폼이개발되어야할것으로보인다. < 그림 8> 은 IoT 기반헬스케어통합플랫폼구조를보여준다. 그림에서는심장박동수측정센서, 스마트밴드, 스마트슈즈서비스등의다수의헬스케어서비스가서로다른클라우드및앱을통해제공되고있다. 통합플랫폼에서는국제표준기반의데이터및서비스융합을통해다양한서비스들을하나로통합한 원앱 (One App) 서비스로제공할수있어야한다. 그림 8. IoT 기반헬스케어통합플랫폼구조사물인터넷관련표준화작업은 IPSO Alliance, OMA, onem2m, Zigbee, IETF 등의다양한국제표준기구에서동시다발적으로진행되고있다. 이중 IPSO (Internet Protocol for Smart Object) Alliance[11] 는스마트오브젝트의연결을위한인터넷 (IP) 기술의사용을핵심주제로하여이와관련된교육, 홍보, 연구등의활동을전개하고있다. 현재각산업부문에서선두기업인 500 개의하이테크기업들이 IPSO 활동에참여하고있다. < 그림 9> 는국제표준기반의사물인터넷표준네트워크구조를보여준다. 구조는크게 IoT Devices 부분과 Backend- Private or Public Cloud로분류된다. IoT Device 부분에서는센서에서측정된센싱데이터정보 를게이트웨이로전송하기위한기술로 6LoWPAN, ZigBeeIP, CoAP(Constrained Application Protocol)[12] 이연구중에있으며, Backend 부분에서는센싱된데이터및자원을효율적으로관리하기위한표준으로 IETF, IPSO, onem2m [13] 등의국제표준화기구에서다양한표준연구를진행하고있다. 또한 IoT 장치에서측정된데이터를플랫폼으로전송하기위한메시지표준을 OMA [14] 에서제정중에있다. 한편, onem2m 표준화기구는각지역을대표하는표준기관인 TTA( 한국 ), ETSI ( 유럽 ), TIA( 북미 ), ATIS( 북미 ), ARIB( 일본 ), TTC( 일본 ), CCSA ( 중국 ) 등이범국가적, 범지역적서비스플랫폼표준기술을개발하는것에목적을두고 2012년 7월결성한단체이다. 일종의파트너쉽프로젝트로써, 네트워크사업자, 디바이스제조사및솔루션업체등을포함한 208개회사가가입되어있으며, 총 5개의워킹그룹으로구성되어있다 [5]. 현재, 사물인터넷표준은인터넷프로토콜이탑재되어있는다양한센서노드를활용하여 CoAP/DTLS 또는 HTTP/TLS 등의웹기반응용프로토콜을이용하여안전하고신뢰성있는통합된서비스를제공하고자하고있다. 이러한국제표준기반의플랫폼은다양한스마트기기간상호호환성있는통합된개인맞춤형서비스를제공하기위해서는반드시필요하다 [2]. Ⅴ. 향후 IoT 헬스케어산업화전망 그림 10은다양한종류의사물인터넷기반헬스케어디바이스예제를보여준다. 그림에서보이는바와같이신체부위별웨어러블디바이스는 Head에 42개, Neck에 11개, Wrist에 85 개, Waist에 9개, Legs에 7개등이현재서비스되고있다. 이를토대로하여향후에는더욱다양한웨어러블디바이스들이개발될것으로예상된다. 다양한웨어러블디바이스의발전과함께, 디바이스에서보내준생체정보들을분석, 가공, 융합하여미래에는더욱다양한 IoT 헬스케어응용서비스들이창출될수있을것으로전망된다. 그림 9. IoT 표준네트워크구조 그림 10. IoT 헬스케어디바이스사례 28 정보와통신
그림 11. IoT 헬스케어기반의개인맞춤형서비스 < 그림 11> 은다양한웨어러블센서 / 디바이스들을이용하여제공할수있는 IoT 헬스케어기반의개인맞춤형서비스의예시를보여준다. 다양한종류의웨어러블센서들로부터측정된생체정보를이용하여스마트폰, Body Composition Monitor, Activity Monitor, Blood Pressure Monitor, Medication, Oxygen Saturation Monitor, Blood Sugar Monitor 등을통해심장질환관리, 당뇨관리, 고혈압관리, 운동량추적등의개인맞춤형헬스케어서비스를제공할수있을것으로전망된다. Ⅵ. 결론 지금까지최근국내외에서활발히진행되고있는 IoT 기반헬스케어서비스, 디바이스및플랫폼관련동향과향후전망에대하여살펴보았다. 국내외적으로헬스케어서비스는다양한 IoT 기반서비스중에서도가장큰관심을받고있으며, 미래의정보통신서비스산업및시장에큰영향을줄것으로전망된다. 이에따라국내에서도 IoT 기반헬스케어서비스를위한디바이스및플랫폼기술개발과관련응용서비스및비즈니스모델발굴등을적극적으로추진할필요가있다. 이를통해, 웨어러블의료기기등중소기업이주도할수있는시장의생태계를마련할수있으며, 2018년에 4,987억불규모로급격한성장하는글로벌헬스케어시장에서점유율을크게향상시킬수있을것으로예상된다. 또한사회적으로는개인맞춤형건강관리및질병관리서비스보급을확대하여국민생활및복지증진에기여할것으로기대된다. 생태계및파급효과분석, IT 이슈리포트 2013-7, ETRI, 2013. 06 [2] 정의현, DIY 디바이스를위한 IoT 플랫폼동향및사례, 한국통신학회지 ( 정보와통신 ), 제31권, 9호, pp 59-65, 2004. 06 [3] 김성윤, 김기영, onem2m 사물인터넷플랫폼기술동향, 한국정보과학회정보과학회지, Vol. 21, No. 2, pp.22-29, 2014 [4] 신동희, 정재열, 강성현, 사물인터넷동향과전망, 인터넷정보학회학회지, 14권, 2호, pp. 32-46, 2013. 6. [5] 정우수, 김사혁, 민경식, 사물인터넷산업의경제적파급효과분석, 인터넷정보학회학회지, 14권, 5호, pp. 119-128, 2013. 10 [6] OECD Health Data 2012, http://www.oecd.org/els/health-systems/health-data.htm [7] 국민건강보험공단보도자료, 2011. 12. 29 [8] 최성찬, 류미우, 진남, 김재호, 사물인터넷플랫폼및서비스동향, 한국통신학회, 한국통신학회지 ( 정보와통신 ), 31 권, 4호, pp. 20-27, 2014. 3 [9] Withings, http://www.withings.com/eu/ [10] Fitbit Flex, http://www.fitbit.com/kr/flex [11] IPSO, http://www.ipso-alliance.org/ [12] Z. Shelby, K. Hartke, C. Bormann, The Constrained Application Protocol (CoAP), IETF RFC 7252, June 2014. [13] onem2m Functional Architecture Specification V0.6.1(Draft), onem2m [14] OMA-TS-DM_Protocol-V2_0 OMA Device Management Protocol, Open Mobile Alliance 참고문헌 [1] 석왕헌, 송영근, 고순주, 통신환경변화에따른 M2M 산업 DECEMBER 2014 29
약력 박종태 1978년경북대학교전자공학과 ( 공학사 ) 1981년서울대학교전자공학과 ( 공학석사 ) 1987년미국 Michigan대학컴퓨터공학 ( 공학박사 ) 1989년 ~ 현재경북대학교전자공학과교수 2000년 ~ 2003년 IEEE Information Infrastructure(TCII) 의장 1988년 ~ 1989년삼성전자컴퓨터시스템사업부수석연구원 1987년 ~1988년미국 AT&T Bell 연구소연구위원 1984년 ~1987년미국 CITI 연구원관심분야 : U-헬스케어융합네트워크, IoT 융합서비스, 모바일메시징, 네트워크관리 2008년동양대학교전자공학과 ( 공학사 ) 2010년경북대학교 IT대학전자공학부 ( 공학석사 ) 2010년 ~ 현재경북대학교 IT대학전자공학부박사과정재학중관심분야 : 차세대통신망운용, 이동성관리, IoT 이동성관리, U-헬스케어네트워크관리 천승만 1992년 KAIST 공학사 1994년 KAIST 공학석사 1998년 KAIST 공학박사 1998년 ~2004년 ETRI 표준연구센터 2004년 ~ 현재경북대학교컴퓨터학부교수관심분야 : 미래인터넷, IP Mobility, 멀티캐스트 고석주 30 정보와통신