1961 호 2020.08.26.
주간기술동향 은과학기술정보통신부 ICT 동향분석및정책지원 과제의일환으로정보통신기획평가원 (IITP) 에서발간하고있습니다. 주간기술동향 은인터넷 (http://www.itfind.or.kr) 을통해서비스를이용할수있으며, 본고의내용은필자의주관적인의견으로 IITP의공식적인입장이아님을밝힙니다. 정보통신기획평가원의 주간기술동향 저작물은공공누리 출처표시-상업적이용금지 조건에따라이용할수있습니다. 즉, 공공누리의제2 유형에따라상업적이용은금지하나, 별도의이용허락 을받은경우에는가능하오니이용하실때공공누리출처표시지침을참조하시기바랍니다. (http://www.kogl.or.kr/info/license.do 참고 ) 예시 ) 본저작물은 OOO( 기관명 ) 에서 OO년 작성하여공공누리제O유형으로개방한 저작물명 ( 작성자 :OOO) 을이용하였으며, 해당저작물은 OOO( 기관명 ), OOO( 홈페이지주소 ) 에서무료로다운받으실수있습니다.
1961 호 기획시리즈 2 웨어러블기기를위한 5세대블루투스의주요기술 [ 권영환 / 소프트웨어정책연구소 ] Ⅰ. 서론 Ⅱ. 블루투스의발전과기술개요 Ⅲ. 5세대블루투스 (Bluetooth 5) 주요기술 Ⅳ. 요약및시사점 ICT 신기술 17 유니콘을위한 IP-R&D 성장전략 [ 윤태승 / 한국특허전략개발원 ] Ⅰ. 서론 Ⅱ. 유니콘의현황 Ⅲ. 플랫폼의정의및현황 Ⅳ. 플랫폼비즈니스의 IP 이슈 Ⅴ. 유니콘을위한 IP-R&D 전략 Ⅵ. 결론및시사점 ICT R&D 동향 31 근육제어기반의근력보조시스템기술 스마트섬유센서를이용한자세교정관리기술 [ 신형철 / 한국전자통신연구원 ] [ 박두순 / 순천향대학교 ]
주간기술동향 2020. 8. 26. 기획시리즈 chapter 1 웨어러블기기를위한 5 세대블루투스의주요기술 * 권영환 소프트웨어정책연구소선임연구원 웨어러블기기는신체일부에착용되어사용자정보를측정하여해당정보를인터넷으로전송함으로써삶의편의성을향상시킬수있는서비스에활용된다. 근거리무선전송기술인블루투스는 4세대블루투스기술로서저전력 (Low Energy) 전송기술이개발되면서스포츠및의료분야의다양한웨어러블기기의 1차연결성을제공하는대표기술로인식되기시작하였으며웨어러블기기와함께성장하였다. 그결과블루투스활용기기의연간판매량은 2019년에 42억대를넘어섰다. 최근발표한 5세대블루투스 (Bluetooth 5) 표준에서는저전력고속 원거리전송, Advertising 개선, 위치측위, 저전력음성전송등새로운기술들을추가로표준화하였으며, 이기술들을효과적으로활용한다면웨어러블생태계에혁신을가져올것으로기대된다. 이에따라본고에서는이들 5세대블루투스주요기술들을소개한다. I. 서론 웨어러블기기는의류, 안경, 시계, 신발과같이신체일부분에착용할수있는전자기기를의미한다. 최근 IT 기술발전으로웨어러블기기는다양한센서들을내장하여언제어디서나신체의변화를탐지할수있고착용자의편의성향상을위해다양한기능들이구현되어있다. 대표적으로스마트워치는기존시계액세서리에신체활동을측정할수 * 본내용은권영환선임연구원 ( 031-739-7341, younghwan.kwon@spri.kr) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 2 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 < 자료 > Charith Perera, Sensing as a Service for Internet of Things: A Roadmap, 2017. 2. (a) 대표적인웨어러블기기유형들 < 자료 > ZDNet Korea, IDC 세계웨어러블시장올해 15.3% 성장전망, 2019. 3. (b) IDC 의웨어러블시장전망 [ 그림 1] 대표적인웨어러블기기유형과시장전망있는센서들과스마트폰의연결기능으로개인건강관리와다양한정보관리의편의성을극대화하고있다. 또한, 의료분야는웨어러블기기를활용하여 24시간환자상태를측정하고간단한의료처치기능을제공함으로써응급상황을미연에방지하고병원방문을최소화함으로써환자의생명을지키고삶의질을개선하고있다. 이러한웨어러블기기의장점을효율적으로활용하기위해 [ 그림 1(a)] 처럼스마트슈즈, 스마트팬츠, 스마트글래스, 스마트밴드, 스마트링같은다양한웨어러블기기들이개발되고있다 [1]. 그리고 [ 그림 1(b)] 와같이웨어러블기기시장은 2019년약 2억대규모에서 2023년약 2.8억대규모로성장할것으로예상되고있다 [2]. 웨어러블기기가시장에서성공하기위한주요요구사항은크게사용자효용성과지속사용성으로구분할수있다 [3]. 사람들이처음웨어러블기기를구매할때기기의효용성 ( 사회적효용, 심미적효용, 편의적효용등 ) 때문에구매하지만, 웨어러블기기를지속적으로사용하기위해서는사용상불편함이최소화되어야한다. 예를들어, 스마트워치는효용성강화를위해스마트폰을포함한주변기기와의연동성을강화하고좋은디자인으로심미성을향상시키고최대한작고가볍게설계하여사용성을향상시켜야한다. 따라서웨어러블기기들은경량화를위한작은배터리때문에낮은전력으로항시연결성을제공 정보통신기획평가원 3
주간기술동향 2020. 8. 26. 하는저전력블루투스 (Bluetooth Low Energy: BLE) 기술이널리활용되고있다 [4]. BLE 기술은블루투스표준화단체이자기술인증단체인블루투스 SIG에서 2010년에발표된블루투스 4.0 표준으로처음개발되었다. 이후스마트폰에 BLE 기술이적용됨에따라핏빗과애플와치같은많은웨어러블기기들과알림기능에최적화된비컨 (Beaco n) 1) 기기들은 BLE를기본통신수단으로활용하고있다. 2016년블루투스 SIG는 5세대블루투스 ( 블루투스 5) 라는새로운기술을발표하면서기존 BLE 기술의단점인낮은대역폭, 짧은전송거리, 제한된광고 (Advertising) 기능등을개선하고자하였다. 이후에도위치측위기술, 저전력오디오전송기술같은새로운응용기술들을지원하기위한표준개정이 2019년까지계속되었다. 새로운블루투스 5 기술들은웨어러블기기의사용성과밀접하게관련되어있기때문에웨어러블기술개발에있어블루투스 5의기술변화에대한이해가필요하다. 우선기존블루투스기술에대한이해를위해 II장에서기존블루투스기술발전과확산및기술특징들을소개한다. 이어서 III장에서본동향의핵심인블루투스 5의주요기술들을소개한다. 마지막으로 IV장은결론으로서주요내용을요약하고웨어러블기기에서활용될수있는블루투스 5에대한시사점으로마무리한다. II. 블루투스의발전과기술개요 블루투스는 1994년에릭슨 (Ericsson) 에서개발한단거리무선통신기술을대상으로 IEEE에서표준화작업이시작되면서탄생하였다. 이후블루투스는단거리유선케이블을무선으로대체하고기존기술의문제점을개선하면서성장하게되었다. 그리고저전력특성을강화한블루투스 4.0 기술이개발되면서핏빗같은웨어러블기기에도적용되면서블루투스기기의연간판매량이 2019년에 42억대에이를정도로빠르게성장하였다 [5]. 이러한블루투스의성장배경을이해하기위해본장에서는블루투스기술의발전, 기술구조와주요특징들을소개한다. 1) 비컨은원래배와비행기의항로설정을돕기위한무선송신기능을의미하였으나, 2013 년애플이저전력블루투스의연결설정을위한 Advertising 기능을활용한위치기반서비스인 ibeacon(https://developer.apple.com/ibeacon/) 을공개하면서블루투스의위치기반서비스제공을위한무선기기들을블루투스비컨또는비컨이라고부르고있음 4 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 1. 블루투스의발전 90년대후반블루투스기술이 IEEE 802.15.1로표준화가되면서블루투스기술인증을위해비영리기관인블루투스 SIG가 1998년탄생하였고이후에는블루투스기술개발을블루투스 SIG에서담당하였다. [ 그림 2] 는블루투스기술이개발된후발전과정을요약하였다. 블루투스기술은 2004년 v2.0이제정되면서블루투스오디오시대를열었고, 2010년 v4.0이제정되면서웨어러블기기들이블루투스기술을널리활용하기시작하였으며, 2016년 v5.0 표준이제정되면서새로운변화를맞이하고있다. 블루투스는무선전송품질향상을위한간섭최소화를위해 Adaptive Frequency Hopping(AFH) 기술이기본으로적용되었다. 초기에블루투스를활용하던기기들은프린터, 노트북, 키보드, 마우스같은저대역데이터통신이필요한기기들이대부분이었다. 2003년영국에서운전중에핸드폰통화를금지하는법안이제정 [6] 되면서운전중핸드폰통화를위해핸드폰, 차량용대시보드, 무선이어폰에서블루투스를기본통신수단으로채택하면서블루투스기술이크게확산되기시작하였다. 이후블루투스의무선오디오전송품질과대역폭향상을위해 2004년 v2.0 표준이제정되었고연결보안성개선을위해 v2.1 표준이 2007년에제정되었다. 블루투스 v2.1 기술의 BR/EDR(Basic Rate/ Enhanced Data Rate) 이블루투스오디오전송기술의핵심기술이되었으며이로써블루투스는 2008년에누적기기판매량이 20억대에이르게되었다. 2009년에블루투스는무선고속전송을위해 HS(High Speed) 전송기술을제정하였지만시장에서안착하지못하였다. 하지만, 2010년표준으로제정된 v4.0에서저전력 < 자료 > 소프트웨어정책연구소자체작성 [ 그림 2] 블루투스표준제정과주요활용동향 정보통신기획평가원 5
주간기술동향 2020. 8. 26. < 자료 > Bluetooth SIG, 2020 Bluetooth Market Update (a) 연도별블루투스기기의판매량 < 자료 > TAIYO YUDEN, Bluetooth Low Energy (b) 주요블루투스활용분야 [ 그림 3] 블루투스기기판매량과활용분야 (Low Energy: LE) 기술이개발되면서다시성장하게되었다. LE 기술은 BR/EDR 기술과다르게지속적으로연결을유지할필요가없고, 데이터전송이필요할때빠르게연결을맺고짧은데이터를효과적으로전송하는동작에최적화되었기때문에다른무선통신기술보다전력소모를낮출수있었다. 그래서 BLE 기술이스마트폰에적용되면서작은크기의웨어러블기기의통신수단으로급부상하게되었다. 2014년에 LE 전송기능과연결보안성을개선한 v4.2 기술이제정되면서 1차적인 BLE 기술이완성되었다. 그결과 2019년블루투스 SIG의회원사가 35,000개가넘었고블루투스를활용하는기기의연간판매량이 2024년에약 62억대를넘을것으로예상될정도로블루투스는대표근거리무선기술로발전하였다 [5]. 현재블루투스는무선이어폰, 스마트워치, 스마트밴드같은대표웨어러블기기들과무선포도당측정기, 혈압측정기같은의료용웨어러블기기, 스마트폰, 열쇠, 지갑등다양한기기에서활용되고있다. [ 그림 3] 은블루투스기기의연도별판매량과블루투스를활용하는다양한유형의기기들을보여준다. 2. 블루투스기술구조와주요특징 [7],[8] 블루투스기술은 [ 그림 4] 와같은기술구조상에서 HCI(Host Controller Interface) 를 기준으로아래에있는컨트롤러스택 (Controller Stack) 과위에있는호스트스택 (Host Stack) 으로크게구분된다. 컨트롤러스택은무선전송을위해필요한물리계층, 링크 6 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 < 자료 > 소프트웨어정책연구소자체작성 [ 그림 4] 블루투스주요기술구조 계층에대한기술적정의를하며호스트스택은블루투스기기간발생하는데이터교환에필요한상위계층의기술사항을정의하고있다. 중간에위치한 HCI는이러한컨트롤러스택과호스트스택의연결성과호환성을위한기술사항들이정의되어있다. 블루투스가기술구조를이렇게이원화한이유는기술개발초기에컨트롤러부분은하드웨어로구현하고호스트부분은기기에따라필요한기술사항을소프트웨어 ( 운영체제 ) 로구현하여비용절감과동작을효율화하기위해서였다. 하지만, 현재는 IT 기술발전으로컨트롤러와호스트가일원화되어개발된칩들이보편적으로활용되고있다. 블루투스기술은컨트롤러의동작방식에따라크게 BR/EDR과 LE로구분할수있다. [ 표 1] 은 BR/EDR과 LE의주요기술적특징을정리하였다. 두기술은모두 2.4G 대역의 ISM 밴드를사용하고있기때문에주파수사용료없이경제적으로사용할수있다. 그러므로동일대역폭을사용하는다른무선기기들 (e.g. WiFi, Zigbee 등 ) 이많은환경에서쉽게무선간섭을받을수있지만, 블루투스의두기술모두적응형주파수호핑기술을사용하기때문에무선채널간섭이심하지않은채널로데이터를전송할수있으므로타기술대비무선간섭에적은영향을받으면서동작할수있다. 정보통신기획평가원 7
주간기술동향 2020. 8. 26. [ 표 1] 블루투스동작방식에따른기술적차이 기술적특징 BR/EDR(Basic Rate/Enhanced Rate) LE(Low Energy) 사용무선주파수범위 2.4GHz ISM 밴드 (2.402~2.480GHz) 2.4GHz ISM 밴드 (2.402~2.480GHz) 주파수호핑채널 전송속도와모듈레이션 (Modulation) 최대전송출력 1MHz 단위의 79 개채널 BR(GFSK): 1Mb/s, EDR(π/4 DQPSK): 2Mb/s, EDR(8DPSK): 3Mb/s Class 1: 100mW Class 2: 2.5mW Class 3: 1mW 2MHz 단위의 40 개채널 (3 개의 Advertising 채널과 37 개의데이터채널 ) LE 1M PHY( 기본 ): 1Mb/s, LE Coded PHY: 125Kb/s, 500Kb/s, LE 2M PHY: 2Mb/s 모두 GFSK 동작 Class 1: 100mW Class 1.5: 10mW Class 2: 2.5mW Class 3: 1mW 연결토폴로지 Point-to-Point(1:1 연결 ) Point-to-Point(1:1 연결 ) Broadcast(1:N 연결 ) Mesh(N:N 연결 ) 기기검색및연결동작 1 단계 ( 기기검색 ): Inquiry 동작 2 단계 ( 연결 ): Paging 동작 1 단계 ( 동시에기기검색과연결 ): Advertising 최대동시연결수 7 개 2 16 개 Privacy Address 불가능 가능 < 자료 > 소프트웨어정책연구소자체작성 BR/EDR과 LE 모두전송속도향상을위해컨트롤러의모듈레이션동작모드 ([ 표 1] 참조 ) 를변경할수있다. 만약, 전송속도를높일경우안정적데이터전송을위한거리가짧아지게되고반대로전송속도를낮추면데이터를더멀리보낼수있다. 저전력전송특성을위해최대전송출력을클래스 (Class) 별로다르게변화시킴으로써짧은전송거리가요구될경우낮은전송출력으로전력소비를최대 1/100까지줄일수있다. 이론적으로 BR/EDR은최대동시연결수가 7개인데반해 LE는 2 16 ( 약 6만 5,000) 개까지연결할수있다. 이렇게연결된기기와 BR/EDR은 1:1 전송을위한 Point-to-Point 연결만가능하지만, LE는 Point-to-Point 연결, 1:N 전송을위한 Broadcast 연결과 N:N 전송을위한메시 (Mesh) 연결 [9] 이가능하다. 그리고 LE는기기의연결주소를다른기기에게숨기기위한 Privacy Address 기술을적용할수있다. 8 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 III. 5 세대블루투스 (Bluetooth 5) 주요기술 블루투스 SIG는블루투스 5 기술인 v5.0을 2016년 1월에발표하였고이후 2번의개정판을 2019년 1월 (v5.1) 과 2019년 12월 (v5.2) 에추가로발표하였다. 블루투스 5 기술에개발된주요기술들을보면, v5.0 표준은기존 BLE 기술 (v4.2) 의데이터전송제약을극복하기위해 2M 전송및원거리전송기술과 Advertising 개선기술이개발되었고, v5.1 표준에서위치측위기술이추가되었으며, v5.2에서새로운저전력오디오전송기술이새로이정의되었다. 이러한기술들은블루투스를활용하는웨어러블기기의발전에영향을줄수있다. 1. 2M 전송및원거리전송 BLE 기술은근거리에서적은양의데이터를빠르게보낼수있도록설계되었지만해당기술이웨어러블같이다양한기기들에적용되면서축적된다량의정보전송을위한대역폭개선과큰건물과운동장같은넓은공간에서전송품질개선같은새로운요구사항이발생하게되었다. 이러한요구사항들을반영하기위해블루투스 5에서전송속도와거리개선을위해 2M 전송기술과원거리전송기술이 LE 컨트롤러표준에반영되었다. [ 원거리전송을위해변경된패킷포맷 ] [ 변경된패킷처리절차 ] < 자료 > Bluetooth SIG, Bluetooth Core Specification v5.2, 2019. 12. 31. (a) 원거리전송을위해추가된링크계층패킷포맷과패킷처리절차 < 자료 > Bluetooth SIG, Bluetooth 5 Go Faster, Go Further, 2017. 2. 20. (b) 원거리전송및 2M 전송에따른전송특성 [ 그림 5] 5 세대블루투스 2M 전송및원거리전송기술 정보통신기획평가원 9
주간기술동향 2020. 8. 26. 우선전송속도개선을위해서기존 1Msym/s의동작속도를 2Msym/s으로증가시켜기술적난이도를최소화하며전송속도를 2배로개선하였다. 그리고전송거리향상을위해기존 BLE의최대전송파워를기존 10mW에서 100mW로 10배늘렸으며 [ 그림 5] 와같이 FEC(Forward Error Correction) 기술을새로적용하기위해링크계층에서새로운패킷포맷을정의하고, 패킷처리절차를변경하였다 [9]. 이러한기술변화로최초 BLE의데이터전송량인약 300kbps에서블루투스 5는전송속도를 1.4Mbps로 4.6배향상시켰으며, 전송거리는야외에서기존약 100m에서최대약 1km로크게증가시켰다. 이러한변화는블루투스 5가과거와달리야외용웨어러블기기에도적용할수있도록하였으며실내에서도좀더멀리데이터전송이가능하게되었다. 전송속도향상으로인해웨어러블기기의펌웨어전송, 누적된운동정보전송을보다빠르게할수있고낮은전력을소모하게되었다. 그리고기기의필요에의해 BLE의동작상태를변경할수있기때문에웨어러블기기의전송속도및거리를조절함으로써사용동작에따라전력소모를최적화할수있게되었다. 2. Advertising 개선 BLE는기존블루투스기술 (BR/EDR) 의연결속도개선을고려하여 Advertising 동작을설계하였다. Advertising 동작은한기기가연결형 (Connectable) Advertising 메시지를보내고이를수신한기기가응답으로연결요청 (Connection Request) 을보내면두기기간링크연결이바로설정된다. 이와같이연결동작을단순화하여 BLE는연결시간을최대 6ms까지단축시킬수있다. 그리고, BLE 기기는연결과정없이주변에정보제공목적으로비연결형 (Non-Connectable) Advertising 메시지를보낼수있다. 애플의 ibeacon 서비스가 2) 바로비연결형 Advertising을이용하는대표서비스이다. 블루투스 v4.1 이전에는 Advertising 메시지길이가최대 39bytes로한정되어있어서전송가능한데이터길이가최대 31bytes이었지만 [11], 3) 블루투스 v4.2에서는전송가능한최대데이터길이가 250bytes로늘어났다. 그리고블루투스 5에서복수의 Advertising 2) 저전력블루투스 (BLE) 의 Advertising 기능을활용한애플의위치기반서비스로 2013 년애플전세계개발자컨퍼런스에서공개되었음 3) 헤더필드 2bytes 와 Advertising 기기주소필드 6bytes 를제외한길이 10 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 [v4.1 의링크계층패킷포맷 ] [ 확장된 Advertising 전송방식 ] [v5.2 의 LE 1M 의링크계층패킷포맷 ] [ 데이터분할 Advertising 전송방식 ] < 자료 > Bluetooth SIG, Bluetooth Core Specification v4.1 & v5.2 (a) 저전력블루투스의패킷포맷의변환 < 자료 > Bluetooth SIG, Bluetooth 5 Go Faster, Go Further, 2017.02.20. (b) 5 세대블루투스의 Advertising 활용예 [ 그림 6] 5세대블루투스에서개선된 Advertising 메시지들로긴데이터를분할하여보낼수있는확장된 (Extended) Advertising 방식을새로정의했으며 3개에불과한 Advertising 채널의효율적동작을위해데이터채널에서 Advertising 메시지를보낼수있도록 Primary Advertising과 Secondary Advertising 으로동작을 2단계로구분할수있는다양한보조적인 (Auxiliary) Advertising 동작방식들도정의되었다. 변경된 Advertising 동작은이어설명할위치측위기술과저전력오디오전송기술에활용되어많은데이터를 Advertising 메시지를통해동시에다수의기기들에게보낼때활용할수있다. 3. 위치측위 위치측위기술은보편적으로 GPS(Global Positioning System) 신호를이용하여위치정보를알수있지만 GPS 신호를잡을수없는실내환경에서는지구의자기정보를이용하거나블루투스, WiFi, Wibro 등의무선신호세기를이용해서위치정보를추정할수있다. 기존 BLE의 Advertising 기술을활용하면주변에서존재유무를알수있는원시적인 Proximity 서비스를제공할수있지만, 블루투스 SIG는기기의정확한거리, 방향을측정할수있는새로운위치측위기술표준을수년에걸쳐개발하여블루투스 5에적용하였다. 블루투스 5의위치측위기술은크게실내위치 (Indoor Positioning) 측위기술과물 정보통신기획평가원 11
주간기술동향 2020. 8. 26. 체추적 (Asset Tracking) 기술, 2가지로구분된다. 실내위치측위는스마트폰이여러안테나를가진다수의비컨으로부터 Advertising 메시지를수신하여그위치를추정하는 AoD(Angle of Departure) 기술을활용한다. 이기술은공항같이굉장히넓고방향을찾기힘든실내에서사용자의스마트폰으로정확한위치를측정하여움직일방향을제시해주는서비스에활용될수있다. 이를위해비컨의 Advertising 메시지에비컨의위치정보와비컨과스마트폰사이의거리측정을위한 IQ 정보를포함해야하기때문에앞에서설명한개선된 Advertising 기술을필요로한다. 반면에물체추적기술은다수의비컨들이기기가송신한신호를분석하여물체의위치를측정하는 AoA(Angle of Arrival) 기술을활용한다. 이기술은비컨들과연결된시스템에서특정기기가보내는신호를통해해당기기의위치와이동경로를파악할수있다. 이기술은특정물체에태그를붙여서그물체의위치를확인할수도있지만, 웨어러블기기를활용하면착용자의위치와동선정보를파악할수있게한다. 그리고개인정보이슈를고려하여물체와비컨사이에 1:1 연결을맺은후에암호화하여전송할수도있다. [ 그림 7] 은 AoD와 AoA를활용한블루투스 5의위치측위방법을간략히보여준다 [12]. 블루투스 5의위치측위기술을활용하면백화점에서고객의웨어러블기기를통해위치를측정하여고객들의주요동선을파악할수있고고객이원하는매장에보다빠르게 (a) AoD 를이용한실내위치측위기술 (b) AoA 를이용한물체추적기술 < 자료 > Silicon Labs, Bluetooth Direction Finding: Angle of Arrival(AoA) and Angle of Departure(AoD) [ 그림 7] 5 세대블루투스의위치측위기술 12 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 접근할수있도록안내해줄수있다. 공항등에서주요물품을분실하지않도록위치를파악할수있다. 도시인프라로활용할때에는미아찾기, 치매노인찾기, 반려동물찾기등다양한서비스를개발할수있다. 이에따라블루투스위치측위기기판매량의연평균성장률은전체블루투스기기판매량성장률 8% 의 4배에이르는 32% 가예상될정도로급성장하고있다. 만약블루투스위치측위기술과메시기술을동시에구현한다면건물내의전등제어, 온도조절기능을동시에제공가능하다는장점도있다. 4. 저전력오디오전송 블루투스오디오기기시장은전체블루투스기기판매량의약 1/4을넘을정도로규모가가장크고안정적인시장이다. 최근급성장하는에어팟같은무선이어폰기기를포함하고있으며기존음악감상과전화통화외에도개인비서기능및건강상태측정기능을추가하면서스마트화되고있기때문에 IDC는관련시장이 2019년 7,200만대에서 2023년 1조 530만대로증가할것으로예상하고있다 [13]. 현재무선이어폰기기들은오디오전송을위해 BR/EDR 기반블루투스를활용하고있으나, 블루투스 5의저전송오디오전송기술을활용하면기존기술보다안정성, 효율성, 저전력성에서우월하고복수의오디오스트림전송, 기기간오디오스트림공유같은새로운기능들을추가할수있다. 저전력오디오전송기술의개발배경에는보청기라는매우작고매우낮은전력소모가필요한기기의존재가있으며, BLE의낮은전력소모를 4) 유지하면서오디오전송품질을제공하기위해 Isochronous 전송기술이새로개발되었다. 이기술은독립된좌우보청기기기에개별오디오스트림을전송하기위해스트림간엄격한동기화, 전송시간제약, 패킷재전송기술이적용되었다. 이를위해 Connected Isochronous PDU, Broadcast Isochronous PDU, BIG(Broadcast Isochronous Group) Control PDU 같은새로운패킷포맷들이정의되었다. 이들패킷포맷을활용하여하나의 Master( 오디오소스 ) 에서 2개의 Slave( 오디오싱크 ) 간오디오전송을위한 Connected 오디오전송과하나의마스터에서복수의기기들로구성된그룹에게오디오전송을위한브로드캐스트오디오전송이가능하다. 4) 전력소모량은 2 세대블루투스대비 1/2~1/100 을소모하며, WiFi 와 ZigBee 와비교해도평균적으로약 1/8~1/10 정도로낮은전력을소모한다 [11]. 정보통신기획평가원 13
주간기술동향 2020. 8. 26. 저전력오디오전송기술에의해블루투스는보청기라는웨어러블기기를새로운시장으로받아들일수있게되었으며기존블루투스오디오기기의전력소모개선과오디오스트림공유같은새로운기술혁신으로시장확대를기대할수있게되었다. 다만, 저전력오디오전송기술의등장으로기존블루투스오디오시장의점진적인축소로인해 BR/ EDR 기반의블루투스기술의축소가예상된다. 따라서장기적으로 BR/EDR 기반의기존블루투스웨어러블기기들의호환성에영향을줄것으로예상된다. IV. 요약및시사점 미래사회에서웨어러블기기는우리삶의편의성향상을위해중요한역할을담당할것으로예상된다. 이미많은사람들은무선오디오이어폰으로이동하면서음악감상과전화통화의편의성을즐기고있으며스마트밴드를통해개인건강관리의편의성을누리고있다. 이들기기들이활용하는대표통신수단이바로블루투스이다. 블루투스기술은처음기술이완성된 1999년이후에도 4번의기술혁신을통해꾸준히발전하고있다. 특히, 4세대블루투스기술인 BLE는근거리저전력통신분야의대표기술로인정받으면서웨어러블기기와함께성장하며다양한기기들에적용되고있다. 따라서웨어러블기기의제품개발에있어블루투스기술특징에대한이해를필요로하므로본고에서는우선적으로블루투스발전과정과주요기존기술들에대해소개하였다. BLE 기술은적응형주파수호핑 (AFH) 기술을활용하여같은 ISM 대역을활용하는다른기기들의무선간섭을회피할수있으며, 빠른연결시간과저전력에최적화된전송으로데이터를전송할수있고스마트폰과자유롭게연결될수있기때문에웨어러블기기들에서널리활용되고있다. 하지만, BLE 기술이확산되면서기술의한계점 ( 낮은전송속도, 짧은전송거리 ) 극복및위치측위와저전력오디오전송같은새로운기술요구사항이발생하게되었다. 이들요구사항을해결하기위해블루투스 SIG는최근블루투스 5를발표하였다. 블루투스 5는기존 BLE 전송속도향상을위해패킷의데이터필드길이를늘리고전송속도를 2M로향상시켰다. BLE 전송거리향상을위해최대전송출력을 100mW로올리고 FEC 기술을적용하기위해패킷구조를변경하고패킷처리방법을변경하였다. 그리고 Advertising 14 www.iitp.kr
기획시리즈 - 디바이스 기술혁신을위해 Primary Advertising과 Secondary Advertising으로구분해서동작할수있도록새로운분할동작방법을정의하였으며 Advertising 전송데이터량의증가와 1:N 전송이가능해졌다. 또한, 블루투스 5에서는위치측위기술과저전력오디오전송기술이새로이추가되었다. 위치측위기술은크게실내위치측위기능과물체위치추적기능으로구분될수있다. 이기술의적용으로다중안테나를활용하여송신하거나수신한신호를분석하여기기간거리와방향을추정할수있게되었다. 이기술을웨어러블기기에적용하면실내에서착용자와착용자의물건들의위치파악이가능하다. 그리고저전력오디오전송기술은기존블루투스오디오전송기술보다낮은전력을소모하면서복수의스트림전송, 여러사용자간오디오공유가가능하다. 이기술은기존의무선이어폰이라는웨어러블기기의작동시간과오디오음질을향상시킬수있으며가족, 친구들과함께같은음악을들수있게해준다. 이와같은블루투스 5의기술변화로웨어러블기기의성능과사용성의향상과더불어새로운서비스발굴이가능해졌다. 물론이러한기술들은웨어러블기기단독으로가능한것이아니고웨어러블기기와연결될기기 ( 예 ; 스마트폰, 건물인프라, 도시인프라등 ) 와같이구현되어야하므로지금당장활용하기어려울수있다. 그럼에도이러한기술적변화를빠르게인지하고준비한다면블루투스가야기하는웨어러블시장의변화에대한효과적인대응이가능할것이다. [ 참고문헌 ] [1] Charith Perera, Sensing as a Service for Internet of Things: A Roadmap, 2017. 2. [2] ZDNet Korea, IDC 세계웨어러블시장올해 15.3% 성장전망, 이정현미디어연구소, 2019. 3. [3] 최윤섭, 웨어러블최대의난제, 지속사용성, 최윤섭의헬스케어이노베이션, 2018. 2. 20. [4] Bluetooth Low Energy for Bluetooth in Smart Wearable Technology, Developex, 2017. 7. 3. [5] 2020 Bluetooth Market Update Report, Bluetooth SIG, 2020. [6] The Road Vehicles(Construction and Use) (Amendment) (No.4) Regulations 2003, Legislation.gov.uk, 2003. 10. 20. [7] Bluetooth Core Specification v5.2, Bluetooth SIG, 2019. 12. 31. [8] Mesh Profile Specification 1.0.1, Bluetooth SIG, 2019. 1. 21. [9] 권영환, 새로운저전력블루투스 (BLE) 기술 : Flooding Mesh, 소프트웨어정책연구소, SW산업동 정보통신기획평가원 15
주간기술동향 2020. 8. 26. 향, 2017. 10. 31. [10] Bluetooth 5 Go Faster, Go Further, Bluetooth SIG, 2017. 2. 20. [11] Bluetooth Core Specification v4.1, Bluetooth SIG, 2013. 12. 3. [12] Bluetooth Direction Finding: Angle of Arrival(AoA) and Angle of Departure(AoD), Silicon Labs. [13] Investor s Business Daily, AirPods Just The Start Of Hearables REvolutions In Wearable Technology, 2019. 3. 7. [14] Torbjørn Øvrebekk, The Importance of Average Power Consumption to Battery Life, Nordic Semiconductor, 2016. 4. 29. 16 www.iitp.kr
ICT 신기술 ICT 신기술 chapter 2 유니콘을위한 IP-R&D 성장전략 * 윤태승 한국특허전략개발원전문위원 I. 서론 최근배달의민족이라는배달앱을운영하고있는 우아한형제들 이라는국내유니콘 ( 기업가치 1조원이상의스타트업 ) 이독일의딜리버리히어로라는회사에약 40억달러에매각되어큰이슈가되고있다. 한화로약 4조 7,500억원에이르며, 국내 IT업체를대상으로한인수합병 (M&A) 사례중가장큰규모라고한다. 소규모요식업체들의고혈을짜해외자본에매각했다는비난의목소리도있으나, 그간의배달음식시장과관련업계에서쌓아온노하우및사용자편의성등을높인앱과시스템을갖추는등의노력이지금의가치를만들었다고평가되고있다. 그렇다면배달의민족은회사의노하우나앱개발, 시스템등에관한기술을어떻게보호하고진입장벽을세우며경쟁에서우위를점하게되었을까? 4차산업혁명으로표현되는최근기업들의전쟁터에서, 유니콘들을포함한스타트업들의주요대상기술은온오프라인이융합된플랫폼비즈니스가대부분을차지하고있다. 클라우드나인프라, 서비스등의관련기술의발전과개인의삶의패턴이가져온변화로좀더쉽게론칭가능하고확장가능한플랫폼비즈니스의특징때문에다양한산업영역에서유니콘 (Unicorn) 들이속속등장하고있다. * 본내용은윤태승전문위원 ( 044-201-0009 tsyun@kista.re.kr) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. 정보통신기획평가원 17
주간기술동향 2020. 8. 26. 그렇다면그들은어떤전략으로기업의비즈니스모델을발전시키고보호하며경쟁력을키워나갔을까? 우리가모든걸들여다볼수도없고알려주지않겠지만, 다행히우리에게는특허라는공개된데이터가있다. 유니콘들이자신들의독창적이고가치있는플랫폼비즈니스를보호하기위해출원한특허와전략을살펴보면그들이발전시켜온비즈니스모델과필요한관련시스템및유저인터페이스등의의미있는인사이트를발견할수있다. 따라서본고에서는유니콘의현황과특성, 유니콘들의대표전략인플랫폼전략과유니콘들의대표관심분야인빅데이터및 AI 플랫폼의전략, 마지막으로유니콘들의 IP 전략을살펴봄으로써, 우리경제와스타트업들의성장전략과 IP-R&D 전략수립에도움이될시사점을도출하고자한다. II. 유니콘의현황 글로벌저성장국면이지속되면서대기업위주의경제성장이더이상성장동력으로작동하지않음에따라, 우리나라경제도점차위기에봉착하고있다. 또한, 4차산업혁명시대와디지털전환시대의도래는일자리감소와청년실업문제를더욱더가속화할것이라는우려섞인전망도계속나오고있다. 이러한위기를극복하기위한새로운고용창출과경제성장의핵심동력으로서혁신창업의중요성이더욱강조되고있다. 여러선진국을비롯한세계각국에서는 4차산업혁명을주도하기위한혁신적스타트업을발굴하고육성하는데앞다투어심혈을기울이고있다. 특히, 유니콘기업은혁신창업의성공사례이자국가의기술력과혁신역량을가늠하는지표로서전세계적으로주목받고있다 [2]. 유니콘기업은기업가치가 10억달러 (=1조원 ) 이상인비상장스타트업기업을의미한다. 원래유니콘이란뿔이하나달린말처럼생긴전설상의동물을말하는데, 스타트업기업이상장하기도전에기업가치가 1조원이상이되는것은마치유니콘처럼상상속에서나존재할수있다는의미로 2013년벤처투자자인에일린리 (Aileen Lee) 가처음사용한용어이다 [1]. 유니콘기업에는미국의 Uber, airbnb, 핀터레스트, 중국의샤오미, 디디추싱, DJI, 한국의쿠팡, L&P코스메틱, 크래프톤 ( 前블루홀 ), 우아한형제들 ( 배달의민족 ), 비바리퍼블리카 ( 토스 ) 등이있다 [1]. 국내 1호유니콘은쿠팡으로 2014년 4월에기업가치 10억달러를달성했다. 같은해 18 www.iitp.kr
ICT 신기술 옐로모바일이유니콘기업에등극했으며, 이어 L&P코스메틱, 크래프톤, 비바리퍼블리카, 우아한형제들등이유니콘기업대열에동참했다. 2019년에는 5개기업이유니콘으로등극했으며, 야놀자, 위메프, 지피클럽, 무신사, 에이프로젠등이그주인공이다. 따라서현재까지 (2019년기준 ) 대한민국은 11개의유니콘을보유하고있다. 국가별유니콘기업순위는미국 (210개), 중국 (102개), 영국 (22개), 인도 (18개) 에이어우리나라가독일과함께공동 5위다. 최근유니콘기업의수를연도별로살펴보면, 2018 년 3개기업에서 2019년 5개기업으로신규등록되는기업의증가속도가빨라지고있다. 최근정부는경제정책방향의주요키워드로 유니콘기업육성 과 인공지능 (AI) 국가 를내세우기로했다. 제조업을뒷받침할신성장동력으로선정하여집중적인물적 제도적지원을쏟겠다는방침이며, 유니콘성장을이끌겠다는계획을세우고제도와자금지원등을집중하고, 예비유니콘특별보증을시범사업에서정식사업으로전환해스타트업이유니콘기업으로성장하는데지원을아끼지않을계획이라고밝혔다 [2]. III. 플랫폼의정의및현황 1. 플랫폼의정의및현황 아이폰의등장으로우리의일상은플랫폼에의해유지되고있다고해도과언이아닌라이프패턴을살고있다. Youtube로 Kpop을시청하고개인방송을보고참여하며, 메신저앱과쇼핑, SNS, 택시호출, 여행예약등등일련의플랫폼서비스없이는살수없는일상이되어버린지오래이다. 세계경제를리드하는글로벌기업들의공통적인사업모델은바로플랫폼이다. 기존의전통적인플랫폼개념은백화점이나대형마트와같은오프라인에서의플랫폼위주였으나, 현재의플랫폼은 Facebook이나 Apple의 ios, Google의플레이스토어와같은온라인플랫폼비즈니스모델이주요경제흐름이며, 최근에는온라인과오프라인을결합하고 HW와 SW를연계한통합플랫폼으로발전하고있다 [3]. 4차산업혁명에서는기업간의연결비용이급속히감소하고, 주변역량을오픈이노베이션화하고코어역량에대한집중화를통해혁신을강화하고있다. 최근에는인터넷과 5G 정보통신기획평가원 19
주간기술동향 2020. 8. 26. 등의발달로외부연결및한계비용이제로에가깝게연결되어, 데이터의축적과인공지능을활용한데이터의분석과활용이최적화됨으로써기업과업무가롱테일화되며더욱효율적으로발전하고있다 [4]. 최근의 4차산업혁명에서의경제구조는 Amazon, Google, Apple, Facebook과같은자이언트플랫폼기업이이끄는한축과수많은혁신스타트업들이이끄는롱테일구조의혼합경제구조로진화하고있다. 거대자이언트플랫폼기업들은혁신스타트업들과의오픈이노베이션을통해서로협력하고있으며, 이들은다양한 SW, HW, 비즈니스모델 (Business Medel: BM) 특허들로플랫폼과서비스를촘촘하게뒷받침하고있다. 따라서롱테일을뒷받침하는혁신스타트업들의차별화와경쟁력은비즈니스모델과 IP의차별화가될것이다 [4]. 지난 10년사이시가총액 10대기업은제조업중심에서자이언트플랫폼기업이 70% 를차지하는구조로바뀌었다. 또한, 자이언트플랫폼기업의뒤를잇는유니콘들이잇달아성장하고있는데, 기업가치 1조원이넘는유니콘의대표주자로는샤오미, 네스트, 고프로와같은 HW 기반의기업과 Uber, airbnb, 킥스타터와같은공유플랫폼기반의기업들이있다 [4]. 2. 공유플랫폼경제로의진화 공유경제 ( 共有經濟, sharing economy) 는물품을소유의개념이아닌서로대여해주고차용해쓰는개념으로인식하여경제활동을하는것을가리키는표현이다. 현재는 물건이나공간, 서비스를빌리고나눠쓰는인터넷과스마트폰기반의사회적경제모델 이라는뜻으로많이쓰인다 [1]. 제레미레프킨은 2000년 소유의종말 에서소유의시대는가고접속의시대가올것이라예견하였으며, 그예견은다양한분야에서점점현실로나타나고있다. 공유경제는남는자원을공유하고, 공유된자원을통해시스템과생태계의효율을높이며새로운가치를창출하는데의미가있다. 실례로, 포춘지의조사내용에따르면자동차의실제사용시간은 5% 인데 [14] 이는매우비경제적인소유형태의단적인예라할수있다. 공유경제는이러한유휴자원을빌려주는것에서시작되어재능, 지식, 공간을포함한개인삶의전반으로확장되어경제측면의소비와생산모든분야에큰변화를가져오고있다. 20 www.iitp.kr
ICT 신기술 공유경제기업들은초기의서비스개발이나플랫폼구축비용에도불구하고유휴자원을 통해수요와공급을연결하고제로에가까운한계비용을통해빠른성장이가능한것이다. IV. 플랫폼비즈니스의 IP 이슈 1. BM 특허 최근의자이언트기업들의 70% 가거대플랫폼회사이고, 이러한플랫폼비즈니스를기반으로유휴자원을공유하는공유경제가급속도로확산됨으로써, 공유경제및플랫폼비즈니스를차별화하고경쟁력을제고하는전략에대한고민은깊어지고있다. 결국이러한비즈니스들은서비스의사용자만족도를채울수있고많은사용자를확보한네트워크효과를발휘하는플랫폼으로성장하기위한비즈니스모델과그를뒷받침하는 IP를확보하는것이중요하다할것이다. 실례로 Amazon은전세계의모든판매자들과소비자들을연결하는플랫폼을통해 4차산업혁명이전의파레토법칙이아닌롱테일법칙의틈새시장을주류시장으로변화시키며자이언트플랫폼기업으로자리매김했다. Amazon의경우 2020년 2월현재 Google patents DB상에서전세계에 11,299건의특허를출원하고있다. 미국특허 8,649건, 국제특허 1,090건, 한국특허 135건등을개별국가에출원하여플랫폼의 HW 및 SW 특성을차별화하고비즈니스모델에대한법적권리를강화하고특허침해리스크를감소시킴과동시에독점에가까운사업영역과 IP장벽을구축하고있다. 비즈니스방법은그자체만으로발명의대상은아니다. 그러나비즈니스방법이컴퓨터, 인터넷, 통신기술과같은기술적수단과결합되어실시될경우는특허의대상이될수있으며, 그것이비즈니스모델특허이다. 비즈니스모델의경우일반적인특허요건인신규성, 진보성, 산업상이용가능성에더해구체적특허여부에대해만족해야만특허를받을수있다. 비즈니스방법발명을특허로인정받기위해서는비즈니스방법아이디어는물론컴퓨터, 통신기술, 인터넷기술, SW 기술등을기초로데이터처리프로세스와구조, 하드웨어의구조및속성등에대한구체적인기술상세가명세서에제시되어야한다. BM 특허역시특허가등록되면출원일로부터 20년간독점적보호를받으며, 다른기술 정보통신기획평가원 21
주간기술동향 2020. 8. 26. 과달리인터넷이나플랫폼서비스분야에서의 20년보호기간은상대적으로긴기간이라볼수있다. 따라서권리가독창적이고범위가넓은우수한특허라고한다면후발주자들의진입을가로막는장벽으로작용할수있어기업과서비스의가치와경쟁력을높이는수단으로활용되고있다. 2. 오픈소스 오픈소스는저작권을의미하는 Copyright의반대개념으로서 copyleft 운동을지지하는그룹을중심으로공유적, 상호적라이센싱또는자유로운지적재산권의활용을추구하고있다. 그러나자유란무료이거나저작권및지적재산권이없다는것을의미하지않는다는것을주의해야만한다. 흔히오픈소스와퍼블릭도메인을혼동할수있는데, 퍼블릭도메인은저작권기관이만료되어자유롭게사용, 수정및배포가가능한상태를말한다. 반면, 오픈소스라이선스는지적재산권을보유하면서도매우넓은라이선스를제공하는것이라는차이점이있다. 일반적으로오픈소스는소스코드에대한자유로운접근, 수정및재배포를보장하는것을기본철학으로삼고있으며, 분산화된개발구조로인하여실수나고의로제3자의지적재산권을침해하는코드를포함시킬가능성이매우크다고할수있다. 또한, 상업용소프트웨어에비해이러한제3자특허권리스크를해결하려는노력을덜기울일수밖에없다. 제3자특허권침해여부를모니터링하거나테스트하기도어려운것이현실이다. 오픈소스에포함된제3자특허가기업의소프트웨어개발등에미치는영향은크게두가지로볼수있다. 첫째는자사특허기술이오픈소스에공개되어특허권행사를못하게되는경우이고, 다른하나는오픈소스사용자입장에서의숨어있는타사특허침해리스크라고할수있다. 두번째의경우는다수의관련기술특허권자에의한소송으로이어질수있어기업들에게는오픈소스를사용하는장벽이될수도있기때문에앞에서와같은특허불행사확약이나특허권상호무료사용등의활동을펴는것이다. 무엇보다중요한것은국내기업들의오픈소스 SW 개발시검토해야할라이선스정책및제3자특허를포함한특허리스크에대한대처가어렵다는점이다. 22 www.iitp.kr
ICT 신기술 V. 유니콘을위한 IP-R&D 전략 1. 자이언트플랫폼과다양한롱테일스타트업의콜라보경제 오픈이노베이션의대가인하버드대학클레이튼크리스텐슨 (Clayton Christensen) 교수는 혁신과효율은하나의조직에서달성하기어렵다. 대기업들은효율을추구하면서조직내부에경로의존성이생긴다. 구축된경로는새로운변화를수용하기어려우며, 그결과혁신이어렵게된다. 따라서대기업이혁신을추구한다면조직의외부에서찾거나 (M&A or Open Innovation) 내부의별도조직이필요하다. 고주장한바있다. 또한, KCERN의이민화이사장은 혁신과효율은하나의조직에서동시에추구할수없으므로, 처음에는혁신과효율을분리하고이후결합하는방안으로 M&A, 사내벤처, 개방혁신 ( 플랫폼 ) 등을활용할수있다 고주장하였다. 이처럼최근의경제구조는자이언트플랫폼과롱테일을차지하는혁신기업들의협력적형태인혼합경제의모습을보이고있고, 이런구조가새로운비즈니스기회와가치를창출하고있기때문에, 유니콘을비롯한스타트업들의성장가능성이높아지고있으며, 경제에서차지하는비중또한높아지고있는상황이다. 결국혁신을담당하는스타트업들의혁신가치가더욱중요해지고, 이를뒷받침하는 IP 역시차별화의중요전략이되고있다. Google은최근 HW와 AI 그리고 SW를융합한자사의핵심전략을발표하였는데이는하드웨어제품과소프트웨어중심서비스를데이터와인공지능을통해융합한다는그들의사업전략을의미한다. 이과정에서 Google 역시다양한 IP를매입하고출원함으로써그들의사업전략을뒷받침하고후발주자의추격을저지하며서비스의차별화와경쟁력을강화하고있다 [3]. 물론, 유니콘들의전략은자이언트플랫폼기업과같을수는없다. 그러나, 지금의자이언트플랫폼들의대부분역시스타트업을시작으로성장한거대유니콘이라고할수있으며, 그들의전략이곧유니콘들과의협업전략이자경쟁전략이기때문에같은길을가고있는전략적파트너들이라고해도무방할것이다. 따라서그들의플랫폼전략과 IP-R&D 전략을참고하고배우는것은유니콘들에게매우중요한성장전략의일부가되었다. 정보통신기획평가원 23
주간기술동향 2020. 8. 26. 2. Open & Close 전략으로경쟁하라 Google은브라우저와모바일OS 등을무료로공개하고, TensorFlow를비롯한인공지능오픈소스도구등을공개하고사용자를확보하며시장에서지배적인플랫폼으로성장할수있었다. 파이를키운후의비즈니스전략은광고의확대와부분유료화및사업영역의확장을통해자이언트플랫폼제국을공고히하는것이다. 사실그들이공개한대부분은핵심유니콘들을 M&A함으로써가능했다. 또한, M&A와핵심 IP 매입및특허출원을동시에진행하며 Open & Close 전략을통해플랫폼을더욱강력하게만드는전략을쓰고있다. Google은 2016년도한해에만 3,387건의특허를등록했다. Google은이와같은방식으로자신들의핵심역량을구축해왔으며, 최근에는 AI, 블록체인, 자율주행, 무인항공기등다양한미래산업유니콘들을인수함으로써차세대플랫폼을준비하는전략을취하고있는것이다 [3]. Apple의플랫폼전략은좀더폐쇄적이지만 Google과크게다르지않다. Apple 역시 Open & Close 전략을기본으로 API나앱스토어 SDK를공개하고 OS나 ios 등은독점적인플랫폼으로가져가면서 HW를중심으로매출을창출한다는점이광고수익중심의 Google과다르다고할수있을것이다 [3]. 기술이아닌특허를무료로공개함으로써산업표준이나사실상의표준기술로자리를잡아시장점유율을높이고비공개된주변기술이나서비스를통해수익을창출할수도있다. 표준의경우는유니콘이접근하기에는복잡하고라이선스수익에의존하여성장하는데는한계가있기때문에논외로하고, IBM과도요타의특허공개사례를살펴보면, IBM의환경특허공유연합을통한특허공개와도요타의수소연료전지관련특허공개가대표적인사례라할수있다. 그결과 IBM은환경관련기술의시장을확대하였고동시에환경관련시스템과응용애플리케이션분야에서높은시장점유율을가져감으로써성공적인 Open & Close 전략을수행했다. 도요타의경우핵심기술을공개함으로써시장을확대하고시장에서의사실상의대세기술로서자리매김함과동시에부가적인비공개기술과특허및제품을통해수익을창출하려는전략인데, 아직까지는성공했다고보기는어려운시점이다 [3]. 여기서유니콘들은자이언트플랫폼기업의인수대상을타깃으로성장전략을수립할수도있고, 자이언트플랫폼들의 Open & Close 전략을모방할수도있을것이다. 유니콘 24 www.iitp.kr
ICT 신기술 들이 Open & Close 전략을실행하기위해서는무엇보다도코어기술또는핵심플랫폼비즈니스모델을뒷받침할수있는 IP가반드시필요하다. Google이검색기술을기반으로플랫폼을장악하고그플랫폼을통해광고수익을창출할수있었던배경역시검색기술에대한핵심 IP에있었다고할것이다. 핵심 IP는신규시장을진출할때사업의신뢰성을증빙하는기초가될수있으며, 경쟁자들과의차별화와특허소송등의리스크를감소시키고, 나아가기업의가치산정에있어서도막대한영향을끼치기때문에자이언트플랫폼을꿈꾸는유니콘이라면반드시핵심 IP와그주변애플리케이션을보호할수있는 IP 포트폴리오를구축해야만한다. 3. 공유플랫폼으로성장하라 최근의공유경제는 Uber나 airbnb, 위워크등의유니콘의성장으로그관심이증대되고있지만, 사실우리에겐역사적으로공유와상생의 DNA가존재해왔다. 옛날 80년대까지도마을의공동식기와물품, 장례에필요한상여등을공동으로관리하고대소사를공동으로치르던좋은풍습이존재했었다. 마을의공동노동공동체인두레를비롯하여품앗이, 계, 최근의협동조합까지한정된자원과경제적, 사회적어려움을공동으로극복하고자하는우리의공유정신이공유플랫폼경제시대에다시빛을발할때가되었다해도과언이아닐것이다 [4]. 따라서유휴자원, 지식, 공간등을공유하는플랫폼에대한선제적인비즈니스모델과서비스경쟁력을강화할수있는 IP를선점하고한발빠른서비스를통해가입자를모으고네트워크효과를증대시켜야한다. 코로나로인해공유경제기업과비즈니스가위기에처한것은사실이나, 그기본정신과성장가능성의방향은변하지않을것으로판단된다. 정부또한이러한시대적상황과방향을고려한한국판뉴딜및디지털뉴딜정책에드라이브를걸고있으며, 위기의시대에유니콘기업들에게는또다른기회와일자리가있을것으로예상된다. 4. 오픈소스로출발하라 오픈소스 SW 를활용할경우개발에필요한시간을단축할수있으며, 그에따른진입 정보통신기획평가원 25
주간기술동향 2020. 8. 26. 비용의저하와신뢰성확보등의장점이있는반면, 차별화와지식재산권확보가어려워지며, 제3자특허권으로인한특허침해소송가능성의리스크가발생할수있다 [5]. 따라서오픈소스이용에따른특허라이센스및제3자특허리스크해소를위한 IP 분석과전략수립등의일련의 IP-R&D 활동은사업초기와제품개발초기부터지속적으로이루어져야한다. Google은물론대부분의글로벌 IT 기업들과개발자들은인공지능연구개발에오픈소스를활용하고있는추세이다. 특히, 기업의경우플랫폼장악을위해오픈소스를통해시장영향력을확대하는방향으로가고있다 [3] 최근기업들은오픈소스와사유소프트웨어를혼용하여제품및서비스를다각화하고있다. 이는오픈소스의혁신성과첨단기술적용주기가빠르기때문인데, 이것이양날의검으로작용하여특허리스크로작용할수도있기때문에, 가능하다면 BSD와같이비교적덜제한적인라이선스의오픈소스를적용하는것이효과적인전략이될것이다. Google을비롯한 IT 대기업들이오픈소스정책을통해 AI 기술을공유하는데는이유가있다. 오픈소스자체가기술의공유를통해기술개발을촉진하고자함이기도하고, AI 알고리즘의다양한분야응용에있어금융, 의료, 교육등의필드노하우와실제데이터가매우중요하기때문이기도하다. 공유를통한플랫폼확장의의도는너무도당연하다 [5]. 이러한개방형혁신생태계를통해다양한분야에서인공지능기술을응용하는주체들이협력함으로써인공지능기술의확산과보급이가능하기때문일것이다. 5. 블록체인플랫폼을활용하라 Facebook, Youtube, Uber, airbnb와같은자이언트플랫폼기업들의공통점은사용자참여와공유기반의네트워크비즈니스로성장한기업이라는것이다. 이들기업성장의이면에는사용자들의자발적인생산활동과공유활동의공이크다고할수있다. 그러나그러한비즈니스결과로서의대가는핵심적인유무형자산을사용자에게의존하면서도기업에대부분이돌아가는잘못된구조이다 [6]. 특히, Uber나 airbnb는공유경제를표방하며기존의플랫폼경제를극복할대안으로등장한서비스이다. 그러나이들기업역시서비스에기여한사용자들의생산및소비활동에대한대가가적절히분배되지못하고플랫폼서비스업체에부가집중되는현상이되풀 26 www.iitp.kr
ICT 신기술 이되고있다 [6]. 이러한기존플랫폼의존문제를해결할수있는기술이바로블록체인기반의토큰이코노미이다. 블록체인은최신기술들을연결해주는기반기술로서그활용가능성이점점커지고있다. 최근블록체인은네트워크에지 (Network Edge) 에서 AI와 IoT를안전하게연결함으로써비즈니스의적용에검토되고있다. 블록체인은이런시스템이요구하는컴퓨팅분산화에서의보안이슈를해결할수있다. 또한, 비트코인을포함한금융산업뿐만아니라, 제조업, 헬스케어, 유통, 공공분야, 미디어, 에너지분야등다양한분야에적용되어산업의패러다임을변화시키고있다. 즉, 블록체인의신뢰기반기술이다양한비즈니스모델변화의기폭제로서작용하고있는것이다. 전문가들은 Google, Amazon 과같은초대형블록체인업체가탄생할수도있다고기대하고있다 [6]. 세계지적재산권기구 (WIPO) 의데이터를분석한결과를살펴보면, 2018년 1,060건의블록체인관련특허가출원되었다. 국가별특허출원수는중국이 790건으로 1위를차지했으며, 이어미국이 762건, 한국이 161건을각각기록했다. 또 136건을출원한호주가 4위에올랐다 [7]. 이처럼블록체인과 AI에대한관심이높아지면서국내업체들도다양한블록체인과 AI 서비스출시를앞두고, 특허출원을활발히진행하고있어자이언트플랫폼을포함한혁신기업들의향후비즈니스전략에대한힌트를특허를통해살펴볼수있다. 6. 글로벌서비스로네트워크가치를극대화하라 싸이월드가한때대한민국 SNS의자존심을지키던때가있었지만, 국내서비스중심과폐쇄적인특성으로인해글로벌 SNS 서비스에무릎을꿇고사라진것처럼, 국내시장과기존의비즈니스모델만으로는성장에한계는물론생존조차보장하기힘든것이글로벌트렌드이다. 따라서유니콘을꿈꾸는스타트업이라면시작부터글로벌플랫폼을고려해야만한다. 또한, 글로벌서비스와 M&A를고려한미국특허를획득함으로써기업에대한투자가능성을높이고기업의평가가치를높일수있을것이다. 특허는가장확실한기술증명이자기업의가치를보장하는수단이기때문이다. Google이 Youtube의성장과정에서방탄과 K-POP을활용한것처럼, 국내의강력한콘텐츠및미디어생산능력을활용해플랫폼을확장하고 Lock-in 할수있을것이며, 정보통신기획평가원 27
주간기술동향 2020. 8. 26. 엔터산업뿐만이아닌관련국내플랫폼기업의성장까지동반될수있다면, 우리나라의 유니콘성장은물론경제전반에긍정적인파급효과가있을것으로판단된다. 7. 코어기술은물론플랫폼전체를커버하는 IP 포트폴리오를구축하라 IT 산업의변화는시대가변할수록더욱빨라지고있어단기간에성장한기업들의경우특허포트폴리오가성장을따라가지못하는경우도발생한다. 이러한경우특허소송등의리스크가커질확률이높아진다. 따라서핵심특허뿐만아니라, 플랫폼과비즈니스의확장을고려한특허포트폴리오의구축은신흥유니콘들에게시급한숙제라고도할수있다. Uber의사례를살펴보면, 2017년 1월 Uber는텔레콤자이언트 AT&T로부터 66건의특허및 10건의특허신청서를구입했다. AT&T의라이딩공유특허를구입한덕분에 Lyft 또는다른 Uber 경쟁사가주장한것보다먼저 Uber의우선지적재산권보호를받았으며, 경쟁사의특허리스크에서우위를점하는효과를얻었다. 결과적으로 Uber는플랫폼을보완하는제3자특허및특허포트폴리오를확인하고획득하는데탁월한능력을보여주었다. Google의 Youtube를예로들어보자. Youtube는동영상, 교육, 방송, 엔터테인먼트플랫폼으로서는물론검색시스템으로도확장되고있다. Google의 Youtube 검색은현재동영상의태그로검색되고있지만, 향후에는동영상에포함된콘텐츠를인덱스화해서장면을이해하고영상인식기술과 AI를이용하여다양한검색및관련광고등의서비스에이용하게될것이다. 따라서 Google을포함한관련기업들은동영상검색관련기술에투자하고있으며, 이러한의미있는기술에대한 IP와유니콘들에관심을가질수밖에없을것이다. 유니콘들에게는바로이점이기회이자 Google을넘어서는제2의 Google 이될수있는기회가될수도있을것이다. 8. 인공지능과빅데이터를활용하라 인공지능이란 (Artificial Intelligence: AI) 인간의지적능력을컴퓨터로구현하는과학 기술로서, 상황의인지는물론, 이성적이고논리적으로분석및판단하며, 감성적이고창 의적인기능까지도수행가능한능력을포함하는기술을의미한다. 과거산업화과정에서 28 www.iitp.kr
ICT 신기술 기계와로봇이인간의육체노동을대체했다면, 이제는인공지능 (AI) 이인간의지적기능도수행하는수준까지발전했으며, 그결과 AI는단순한기술적차원을넘어인문사회등모든영역에걸친패러다임의변화를초래할것으로예상되므로국가와사회전반의준비가필요한상황이라할수있다 [8]. 기술적으로는과거개별적으로발전해온네트워크및빅데이터를기반으로한딥러닝이등장하면서 AI 기술발전이급속도로가속화되고있으며, AI는그자체로막대한시장을창출하는신산업이자, 기존산업의경쟁구도를근본적으로바꾸는원천기술로서지속적으로우리의일상과산업에적용되고있다. 맥킨지는 2030년까지전세계기업의 70% 가 AI를활용하고, AI가글로벌 GDP에 13조달러를추가로기여할것으로예상하고있으며, 글로벌시가총액상위 5대기업 (MS, Amazon, Apple, Alphabet, Facebook) 이모두대규모데이터와플랫폼을가진 AI 관련기업으로변화하는등 AI와플랫폼은세계경제를관통하는핵심키워드가되었다 [2]. 기본적으로코로나위기는우리사회의많은부분을바꾸어놓았지만, 유니콘을비롯한기업들의큰틀에서의성장전략까지바꿀수는없을것이다. 어쩌면우리나라와유니콘을비롯한기업들에게지금의코로나위기 ( 危機 ) 는존 F 케네디의말처럼 위기가곧기회 인뉴노멀시대의전환점이될것으로예상된다. Ⅵ. 결론및시사점 IT 공룡들이원천과응용을모두고려한기술개발및제품, 서비스를출시하고있으며, 병렬컴퓨팅과비트코인등의영향으로뉴로모픽 HW의필요성이더욱대두되고있는가운데, IoT와빅데이터기반의서비스와인프라가가속화되고있다. 인공지능은일부의시스템과기기를벗어나모바일은물론언제나 (Anytime), 무엇이라도 (Anything) 인텔리전트하게만들어주는필수기술로자리매김했으며, 빅데이터연계비즈니스, 공유플랫폼, 블록체인플랫폼등미래의경제전반의주요플랫폼을장악하기위한다양한전략이펼쳐지고있다 [5]. 또한, 정부의확신적인로드맵과시장의전망을고려한원천기술의확보와아울러, 다양한분야에적용가능한응용기술의개발과강력한 IP가뒷받침된특허포트폴리오의구축 정보통신기획평가원 29
주간기술동향 2020. 8. 26. 은아무리강조해도지나치지않는유니콘의성장전략이라할것이다. 우리나라는 IT, 반도체, 디스플레이, 스마트폰, 가전, 제품생산능력등에서세계상위권에자리하고있는기술강국이다. 물론, 대기업중심의다소척박한생태계가문제일수도있으나, 앞으로전개될공유플랫폼시대가도래하면롱테일을담당하는창의적인유니콘들로그중심은이동하게될것으로기대되며, 이에따라우리의창의적인혁신아이디어와결과물은더욱빛을발하게될것으로기대된다. 포스트코로나시대플랫폼기반의혁신유니콘을중심으로한 4차산업혁명을준비하기위해원천기술개발지원은물론응용플랫폼기술개발및사업화, 기업의오픈소스리스크분석및대응지원, IP-R&D 전략지원, 스타트업 IP컨설팅, 글로벌사업화, 인큐베이팅등의다양한지원과, 생태계활성화및자원, 인력의투입과전문인력의양성이제대로이루어질수있는토대를마련해나간다면우리나라는미래학자들이예견하듯이 2050 년내에적어도 G2 이상의강대국으로자리할수있을것이라확신한다. [ 참고문헌 ] [1] 위키피디아, www.wikipedia.org, 유니콘의기업 [2] 이정우, 대한민국스타트업이 유니콘 기업으로가는길, 기술과혁신, 2018. 11. [3] 한국경제신문, 사메지마마사히로, 고바야시마코토, 기술전쟁에서이기는법, 2018. 7. [4] 이민화, 공유플랫폼경제로가는길, KCERN, 2018. 1. [5] 윤태승, 설명가능한 AI 기술을포함한인공지능의 IP-R&D 전략, IITP, 주간기술동향 1865호, 2018. 9. [6] KT경제경영연구소, 블록체인비즈니스의미래, 한스미디어, 2018. 12. [7] WIPO, 2019 세계지식재산기구기술동향 : 인공지능, 2019. 2 [8] 남충현, 오픈소스 AI: 인공지능생태계와오픈이노베이션, KISDI, 2016. 12. 21. [9] 대한민국정부, 한국판뉴딜추진방향, 2020. 5. [10] KISTEP, 지능정보사회선도 AI 프로젝트, 2016년도예비타당성조사보고서, 2017. 1. [11] 조쉬러너, 마크솅커맨, 오픈소스와소프트웨어산업, 상생의경제학, 에이콘, 2013. 5. [12] 정재훈, 최근 IT산업발전과소프트웨어특허의필요성을중심으로, 계간창작과권리, 2004. [13] 이민화, 스타트업엑싯 (EXIT) 활성화를위한 IP 엑셀러레이션확산방안연구, 특허청, 2017. 12. [14] DAVID Z. MORRIS, Fortune, Today s Cars Are Parked 95% of the Time 2016. 3 30 www.iitp.kr
ICT R&D 동향 ICT R&D 동향 chapter 3-1 근육제어기반의근력보조시스템기술 * 신형철 한국전자통신연구원책임연구원 I. 결과물개요 개발목표시기 2019. 10. 기술성숙도 (TRL) 개발전 개발후 TRL 4 TRL 6 결과물형태 HW-System 검증방법자체검증, 3 자검증 Keywords 근력보조, 근력증강, 기능적전기자극, 근육제어, 보행보조 외부기술요소 100% 개발기술권리성특허, SW II. 기술의개념및내용 1. 기술의개념 자발근수축 (vemg) 정보를이용하여사용자의동작의도를감지하고, 동작의도에기반 한자연스러운근육제어 (EMG-controled FES) 를통해근력이부족한고령자등의 * 본내용은신형철책임연구원 ( 042-860-6863) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. *** 정보통신기획평가원은현재개발진행및완료예정인 ICT R&D 성과결과물을과제종료이전에공개하는 ICT R&D 사업화를위한기술예고 를 2014 년부터실시하고있는바, 본칼럼에서는이를통해공개한결과물의기술이전, 사업화등기술활용도제고를위해매주 1~2 건의관련기술을소개함 정보통신기획평가원 31
주간기술동향 2020. 8. 26. [ 그림 1] 근육제어기반근력보조시스템개념도 보행 활동근력을보조하는소프트웨어러블근력보조시스템 2. 기술의상세내용및사업화제약사항 기술의상세내용 - 본기술은근력이부족한고령자등의보행 활동근력을보조하는웨어러블근력보조시스템으로, 기능적전기자극 (Functional Electical Stimulation: FES) 하에서도안정적으로자발근수축 (vemg) 신호를검출하여사용자의동작의도를감지할수있는알고리즘을탑재하여, 사용자의동작의도에따라자연스럽게근육을제어하는근력보조시스템임 기술이전범위 - 근력보조시스템의근력제어알고리즘 FES 하의 vemg 검출을위한신호처리알고리즘 vemg 기반의동자의도에따른자연스러운근력제어알고리즘 - 근력보조시스템 HW 설계기술 EMG, FES 회로도 EMG, FES 통합전극패턴및설계도 32 www.iitp.kr
ICT R&D 동향 III. 국내외기술동향및경쟁력 1. 국내기술동향 연구재단휴먼플러스융합연구사업추진 - 휴먼플러스융합연구의일환으로신체플러스분야에서장착하면중추신경계혹은신체와물리적으로하나가되어운동 / 감각기능을증강시키고장기적으로인간본연의능력을후천적으로진화시키는기술을개발중 KIRO 노약자낙상방지소프트웨어러블슈트 - 지능정보기술활용노약자보행안전기술, 유연소재소프트액추에이터 / 센서및유연구조시스템구동제어기술, 메타소재 / 구조물을이용한 의복 형태의소프트외골격기술, 노약자보행안전지원을위한의복형태의소프트웨어러블슈트통합기술을개발중 2. 해외기술동향 Harvard 대학교의 Soft Exosuit - 단단한구조의외골격형태로봇과달리착용성향상을위해유연한소재를이용하여의복형태의소프트웨어러블재활기기를개발 - 소프트한의복형태이긴하나, 실제구동방식은백팩의모터에의해동작하며발뒤꿈치의앵커와연결된케이블을모터가보행에맞추어케이블을당겨줌으로써보행을보조하는시스템임 CMU 의외골격보행보조기 - 발뒤꿈치와뒷무릎을클러치와스프링으로연결한외골력보행보조기를개발하였으며, 이보조기는아무런동력없이착용하는것만으로신체에너지소모량을 7% 줄일수있음 정보통신기획평가원 33
주간기술동향 2020. 8. 26. 3. 보유특허 No. 국가출원번호 ( 출원일 ) 상태명칭 1 대한민국 2018-0143610 출원자발근활성신호검출시스템및그방법 2 미국 16/208230 출원 3 중국 201910001599.3 출원 SYSTEM AND METHOD FOR VOLITIONAL ELECTROMYOGRAPHY SIGNAL DETECTION SYSTEM AND METHOD FOR VOLITIONAL ELECTROMYOGRAPHY SIGNAL DETECTION 4. 기술의경쟁력 경쟁기술 Harvard( 미국 ) Soft Exosuits CMU( 미국 ) 시스템무게 - Harvard 10.1kg vs ETRI 1Kg 이하적용대상 - Harvard 군인 vs ETRI 고령자 본기술의우수성및차별성 구조및방식 - CMU: 종아리와신발에고정장착하는딱딱한외골격시스템으로와이어와클러치등으로구성되어동작하는구조 - ETRI: 근육제어방식의소프트구조 보행기능평가 - 근육의효율성 (muscle effort): 4~12% 증가 - 근육의대칭성 (symmetry ratio of muscle efforts): 평균 5.32% 증가, GCM: 9% - 근육공동활성지수 (muscle co-activation index): 34% 감소 IV. 국내외시장동향및전망 1. 국내외시장동향 ( 개발기술수혜대상 : 노인및장애인현황 ) 우리나라는인구고령화로인해노인인구 가증가하고있으며, 전체장애인중근력, 시각, 청각등의장애인이과반수를차지 - ( 노인현황 ) 2015 년기준 65 세이상노인인구는 662 만명으로전체인구의 13.1% 34 www.iitp.kr
ICT R&D 동향 < 자료 > OECD, 통계청 [65 세이상노인비율추이및전망 ] [ 인구구조변화 ] [ 그림 2] 인구고령화전망 를차지하고있으며, 향후 2020년 808만명 (15.7%), 2030년 1,269만명 (24.3%) 으로노인인구가지속적으로증가할전망 ( 출처 : 통계청, 2015) - ( 장애인현황 ) 후천적장애인의비율이 88.9% 이며, 이중후천적질환이 56.2%, 사고가 32.7% 를차지하며, 전체등록장애인 249만명중지체장애인이 128만명 (51.4%), 청각 / 언어장애인이 27만명 (10.8%), 시각장애인이 25만명 (10.2%) 등으로나타남 ( 출처 : 복지부, 2015; 통계청홈페이지 ) - 인구의고령화에따른노인인구가증가함에따라노안, 청력및근력감퇴등이증가되어시각, 청각, 보행능력향상을위한사회적비용지출이증가할전망 - 의료기술의발달로인간의수명이증가하고사고후환자의회생률이증가함에따라고령자와장애인의신체기능복원및재활기술의개발에대한사회적인요구가증가 ( 재활로봇 ) 재활로봇은지체장애인이나신체적으로불편을겪는환자들의사회복귀를지원하기위해신체의불완전한활동을도와주거나불편한신체의기능회복을돕는것을목적으로하며향후빠른시장성장이예상됨 - ( 재활로봇시장 ) Winter Green Research(2014), KISTRI(2016) 에의하면, 세계재활로봇시장규모는 2014년 0.4억달러에서 2020년 18억달러 (CAGR 86.1%) 로, 국내재활로봇시장규모는 2014년 76억원에서 2020년 652억원 (CAGR 43.1%) 으로고성장할것으로전망 정보통신기획평가원 35
주간기술동향 2020. 8. 26. [ 표 1] 세계주 1) 및국내주 2) 재활로봇시장규모전망 구분 2014 년 2015 년 2016 년 2017 년 2018 년 2019 년 2020 년 CAGR(%) 세계 ( 억달러 ) 국내 ( 억원 ) 0.4 0.9 1.5 2.8 5.2 9.7 18.0 86.1 76 109 156 223 318 455 652 43.1 주 1) 세계시장은제품화가가장활발히진행되고있는물리적인접촉을통해신체의기능향상을도모하는재활로봇시장을대상주 2) 국내시장은병원, 재활기관등에서활용하는재활치료로봇을중심으로형성된재활로봇시장을대상 ( 보행보조기시장 ) 최근고령인구가급속하게증가함에따라노인들을중심으로보행보조기 ( 장착형보행보조기, 착용형로봇형태의보행보조기 ) 의수요가증대 - 우리나라의 65세이상노인인구비중은빠른고령화로인해 2030년에는 24.3% 로, 일본다음노인인구비중이높을것으로전망됨에따라국내에서도노인을대상으로한보행보조기시장의빠른성장이예측되고있음 - 세계보행보조기시장규모는 2013년 3억 5,900만달러에서 2018년 6억 1,500만달러 (CAGR 11.4%) 로, 시장규모가크게증대할것으로전망 [ 표 2] 세계보행보조기분야시장규모전망 ( 단위 : 백만달러 ) 구분 아시아 유럽 북미 글로벌 2013년 52 91 192 359 2018년 95 152 333 615 CAGR 12.9% 11.0% 11.6% 11.4% 2. 제품화및활용가능분야 활용분야 ( 제품 / 서비스 ) 근력보조장치 제품및활용분야세부내용 특수분야종사자, 노약자, 재활환자등의근력증강분야 근력재활장치노약자, 재활환자등의재활분야 ( 의수, 의족등 ) 보행보조기 노약자, 재활환자등을대상으로하는마이크로, 바이오로봇분야 36 www.iitp.kr
ICT R&D 동향 V. 기대효과 1. 기술도입으로인한경제적효과 미래사회에서는 ICT 기반헬스케어가국가의중요한산업이될가능성이높으며, 특히 신체기능복원및재활기술은 ICT 분야와접목되어국가의중점산업기반이될것으 로기대 2. 기술사업화로인한파급효과 인간근육의구조와특성을모사하고정밀제어가가능한근육제어기반의근력보조기술개발을통해근력보조시스템관련원천기술을확보함으로써선진국과의기술격차극복및기술종속화완화효과를기대 본기술은직접적으로노인및장애인의삶의질을향상시키고국가경제에이익을준다는점이외에도의학적으로아직풀리지않은뇌손상후뇌기능회복에관련된뇌가소성문제를풀수있는중요한도구로활용될가능성이높음 정보통신기획평가원 37
주간기술동향 2020. 8. 26. ICT R&D 동향 chapter 3-2 스마트섬유센서를이용한자세교정관리기술 * 박두순 순천향대학교교수 I. 결과물개요 개발목표시기 2019. 12. 기술성숙도 (TRL) 개발전 개발후 TRL 3 TRL 7 결과물형태 Patent, S/W, H/W system, service 검증방법자체검증, 시범사업, 시험인증 Keywords Gait, Sitting posture, posture correction management, Smart Insole, Textile sensor 외부기술요소상용보드이용권리성특허, S/W, H/W II. 기술의개념및내용 1. 기술의개념 본기술은사용자친화적인전도성섬유를이용하여보행 / 앉은자세등의모니터링을 위한스마트센서를개발하고, 이를바탕으로웰니스한삶을위한개인의잘못된자세 * 본내용은박두순교수 ( 041-530-1317) 에게문의하시기바랍니다. ** 본내용은필자의주관적인의견이며 IITP 의공식적인입장이아님을밝힙니다. *** 정보통신기획평가원은현재개발진행및완료예정인 ICT R&D 성과결과물을과제종료이전에공개하는 ICT R&D 사업화를위한기술예고 를 2014 년부터실시하고있는바, 본칼럼에서는이를통해공개한결과물의기술이전, 사업화등기술활용도제고를위해매주 1~2 건의관련기술을소개함 38 www.iitp.kr
ICT R&D 동향 [ 그림 1] 기술개념도 교정과올바른생활습관을유도하고자함 2. 기술의상세내용및사업화제약사항 기술의상세내용 - 전도성섬유기반 Capacitive type pressure sensor 개발 - 보행 / 앉은자세에대한생체신호측정시스템 - 데이터분석알고리즘및모니터링애플리케이션개발 - 소형화 / 저전력기반의다채널측정회로개발 - 정상인의보행 / 앉은자세특성의 DB화를통한비정상도평가 기술이전범위 - 생활습관 ( 보행및앉은자세 ) 모니터링방법 - 보행습관측정 / 분석및모니터링기술 - 보행및앉은자세측정용도의센서및분석기술 사업화제약사항 - 현재헬스케어관련기기의명확한표준화및인프라구축이부족한실정임 정보통신기획평가원 39
주간기술동향 2020. 8. 26. III. 국내외기술동향및경쟁력 1. 국내기술동향 국내출연연구소, 대학, 산업체를중심으로전도성섬유의원천소재에대한개발및 이를이용한융합및커넥팅을위한기술개발, 융합형의류제품개발등이활발히 진행되고있으나, 기술성숙도가낮고연구가많이미흡한실정임 2. 해외기술동향 유럽의경우, 유럽연합 (EU) 에서공동출자하여 SFIT(Smart Fabrics Interactive Textile) Cluster를만들었으며, myheart, BIOTEX, ProeTex, STELLA, OFSETH, CONTEXT, MERMOTH, SYSTEX 등의단위프로젝트를중심으로스마트섬유기술개발을진행하고있음 미국의경우, Tekscan, Sensoria 등다양한기업에서연구개발이진행되고있으며, 기술성숙도가높고전세계적으로많이사용되는제품들을개발하고있음 3. 표준화동향 미국, 유럽, 일본등에서는스마트섬유 ( 전도성섬유기반 ) 를이용한제품개발및이를 사업화하기위한표준화작업이활발히진행되고있음 또한, 국내에서도헬스케어의료기기표준화에대한작업이진행되고있음 4. 관련보유특허 No. 국가출원번호 ( 출원일 ) 상태명칭 10-2016-0103699 대한민국 10-2015-0026366 (2015. 02. 25.) 등록 깔창을이용한건강관리시스템 40 www.iitp.kr
ICT R&D 동향 5. 기술적경쟁력 경쟁기술원가절감성능 (resolution) 활용도 본기술의우수성및차별성 섬유기반으로제작하기때문에기존고가의상용기기대비가격이매우저렴함 상용측정기기와의성능비교평가결과, 유사한성능결과를획득함 Insole, mat type 이외에도원하는형태로의제작이가능하기때문에다방면에서섬유센서를만들어활용할수있음 IV. 국내외시장동향및전망 1. 국내시장동향및전망 고령화로진입하고, 그에맞춰건강에대한관심이증대되고치료중심에서예방중심으 로의의료서비스패러다임이변화하면서, 건강을관리하고모니터링하는연구가활발 히진행되고있으며, 앞으로이에대한수요가폭발적으로증가할것으로예상 2. 해외시장동향및전망 미국, 유럽에서는이미개인의건강관리를위한다양한서비스및상용화제품이출시 되었고, 많은이용자를바탕으로많은임상데이터확보에따른보다나은서비스를 위한연구가활발히진행되고있음 3. 제품화및활용분야 활용분야 ( 제품 / 서비스 ) 다양한시스템소재지 ( 개인, 병원 ) 부품 ( 섬유압력센서 ) 제품 ( 보행 / 앉은자세분석및모니터링시스템 ) 건강관리서비스 제품및활용분야세부내용 개인 : 일상생활중개인의보행 / 앉은자세데이터기반건강관리기능병원 : 장기간수집된데이터를바탕으로개인의건강상태확인및진단기능 보행 / 앉은자세외의다양한웨어러블디바이스와연동을통한건강관리기능제공 보행 / 앉은자세분석및모니터링시스템의시제품개발및사업화 기존의플랫폼과연동을통한개인맞춤형웰니스삶을위한건강관리서비스제공 정보통신기획평가원 41
주간기술동향 2020. 8. 26. V. 기대효과 1. 기술도입으로인한경제적효과 관련분야시장규모가매년 10% 이상성장할것으로기대 전세계적으로먼저기술우위를선점한다면, 해외시장에기술을제공할경우경제적 효과가매우높고, 수요가높을것으로기대 2. 기술사업화로인한파급효과 100 세시대를맞이하여국민의건강증진에큰기여를할것으로기대 질병의사전예방을통해의료비절감에도큰기여를할것으로기대 42 www.iitp.kr
사업책임자 : 문형돈 ( 기술정책단장 ) 과제책임자 : 이성용 ( 융합정책팀장 ) 참여연구원 : 이재환, 이효은, 권요안, 김용균, 박주혁, 김우진, 전영미 ( 위촉 ) 통권 1961 호 (2020-33) 발행년월일 : 2020년 8월 26일발행소 : 편집인겸발행인 : 석제범등록번호 : 대전다-01003 등록년월일 : 1985년 11월 4일인쇄인 : 승일미디어그룹 (34054) 대전광역시유성구유성대로 1548( 화암동 58-4번지 ) 전화 : (042) 612-8296, 8210 팩스 : (042) 612-8209
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