IoT 시대, Trillion Sensor로 본격화된다

최근 IT, 전자 산업의 주요 하드웨어 산업의 경쟁은 센서를 활용한 기능 및 UX 경쟁으로 진화하고 있습니다. 스마트폰뿐만 아닌 시계, 밴드형 다양한 웨어러블(Wearable) 기기들은 사용자의 운동량, 심박 수 등 생체 정보를 센서를 통해 수집해 스마트폰이 기존 제공하지 못했던 새로운 서비스를 구현하고 있습니다.

이와 같은 센서를 활용한 서비스 특화 디바이스들의 출시로 인해 IT 기술을 활용한 산업 영역이 의료, 교육 등으로 빠르게 확산함에 따라 IoT(Internet of Things) 시대가 본격화될 것이라는 전망이 많이 나오고 있습니다.

실제 센서 분야의 주요 기업, 연구기관들이 한자리에 모이는 세미나인 ‘Trillion Sensors Summit’에서는 센서 분야에서 200편 이상의 논문이 발표되었습니다. 특히 ‘센서의 아버지’라고 불리는 야누즈 브라이젝(Janusz Bryzek) 교수는 이 자리를 주최하며 향후 10년 이내에 지구상에 사용되는 센서의 개수가 1조 개를 넘을 것이라고 전망합니다.

센서 제조사 중심의 낙관론처럼 비칠 수 있겠지만, 인텔, HP, 보쉬, 퀄컴 등 다양한 분야의 IT 기업들 또한 5~10년 이내 Trillion Sensor 시대를 전망하고 있습니다. 이는 단순히 센서 제조 기업뿐만 아닌 모바일 프로세서, 디바이스, 서비스 등 IT 내 많은 산업군의 기업들이 공통으로 전망하고 있다는 점에서 더 큰 의미가 있습니다.

l Trillion Sensor 시대 전망 (출처: Trillion Sensors Summit)

한국센서연구조합에 따르면 현재 기술적으로 구현 가능한 센서의 종류는 약 350여 가지에 이른다고 합니다. 학계, 산업의 센서를 연구하는 주요 연구 방향은 1) 이전에는 센싱(Sensing)할 수 없었던 새로운 영역에 대한 센서 연구, 2) 센서의 제조 공정, 작동 원리 등의 혁신(예: 3D 프린팅 등의 기술을 활용한 Flexible 형태 센서), 3) 전력 소비 향상을 통한 가용성 확대(예: 운동, 열에너지의 변환을 통한 자가발전 센서), 또는 4) 기존 센싱 가능 영역에 대한 센싱의 정확도와 정밀도를 향상하는 연구 및 개발 (예: 미세 동작 감지 센서) 등으로 나눌 수 있습니다.

l Tattoo Sensor: Flexible, Disposable 센서, Leap Motion: 미세 동작 감지

이러한 연구 중 향후 5~10년 내 1조 개 이상의 센서가 사용될 만큼 급속하게 센서 사용의 확대를 가지고 오는 주요 요인은 이전에 존재하지 않았던 신규 센서나 혁신적인 센서 제조 공정을 통해서라기보다 이미 개발된 센서들의 조합을 통한 센서 사용 확대 측면이 큽니다. 센서 분야의 전문 컨설턴트인 Roger Grace에 따르면 새로운 센서가 이론적으로 개발되어 기술 검증, 가격 경쟁력 확보를 통해 범용적으로 쓰이기까지 평균적으로 약 28년의 기간이 소요된다고 합니다.

가속도계, 자이로스코프 등의 센서를 예를 들더라도 이미 80년대 이전부터 기술이 개발되어 2000년대부터 상용화가 시작되었습니다. 이들 센서는 스마트폰에 본격적으로 사용되며 시장이 급속히 확대되었고 시장 확대에 따른 가격 하락으로 인해 많은 기기에 범용적으로 사용이 가능해진 측면이 큽니다.

실제로 이들 센서는 초기 스마트폰의 가로•세로 화면 전환, 게임 컨트롤 등과 같은 일부 기능에 사용되었으나 현재는 밴드, 시계 등 다양한 웨어러블 기기를 통해 피트니스(Fitness) 서비스, 헬스케어 분야 등 그 적용 범위가 IT 산업을 넘어 다양하게 활용되고 있습니다.

l 모션 센서: 스마트폰 ▶ 웨어러블 ▶ 의료 교통, 산업

하지만 이러한 센서 사용의 확대가 단순히 센서 기술의 발달 자체에 의해서만 가능해진 것은 아닙니다. 스마트폰을 통해 발달해 온 모바일 컴퓨팅의 진화, 네트워크 인프라 확대, 클라우드 컴퓨팅의 보편화는 이미 개발은 되었으나 제대로 활용되지 못했던 센서를 활용한 시스템, 서비스를 가능하게 만들고 있습니다.

모바일 프로세서의 발전으로 센서 모듈과 같은 작은 디바이스에서도 저전력으로 고성능의 정보 처리가 가능하게 되었고, WiFi, 3G, LTE 등의 기술을 활용한 통신 인프라의 확대는 다양한 기기들의 연결성(기기-기기, 기기-인터넷) 확대를 가지고 왔습니다.

클라우드 컴퓨팅은 센서에서 수집된 정보를 인터넷 공간에 저장, 처리할 수 있게 하였고, 이를 통해 인터넷 기반의 빅데이터 및 다양한 서비스와의 결합을 가능하게 하고 있습니다. 따라서 이러한 세 가지 핵심 기술을 활용해 다양한 기기 및 서비스 구현이 가능해지고 있고, 그에 따라 그 응용 영역도 빠르게 넓어지고 있습니다.

이러한 영역의 확대로 인해 센서의 활용은 급속히 증가하고 있고 결국 Trillion Sensor 시대의 도래를 맞이하고 있는 것입니다.

l 산업 별 사용되는 주요 센서

지금까지 사물, 기계 간 통신에 대한 연구는 90년대부터 M2M(Machine-to-Machine), IoT라는 이름으로 지속되었지만 각종 연구 기관 및 기업에서 제시해 온 장밋빛 모습은 아직도 일반 사용자들이 체감할 정도로 구현되지는 못했습니다.

우선 과거 M2M, IoT 기반의 청사진으로 제시되었던 모습에서는 통신 기능이 탑재된 센서 모듈 혹은 디바이스들에서 수집된 환경 정보 등을 통해 대규모 농업 시설, 도시 단위의 기반 시설을 한 번에 변화시키거나, 스마트 홈 등을 그리며 가정 내 모든 가전 기기, 전등 등을 기계-사물 간 통신을 통해 서로 연결하고 제어하는 모습 등을 그리고 있습니다.

그러나 이러한 시도들은 때로는 지나친 기술 중심(Tech-Driven)의 접근으로 인해 사용자에게 선택을 받지 못하는 경우가 많았거나, 혹은 컴퓨팅 환경(CPU, Storage, 네트워크 등)의 제약으로 인해 활성화되지 못한 측면이 큽니다.

하지만 스마트폰 시대를 통해 진화해 온 컴퓨팅 기술 발전과 많은 개발자를 통해 앱•콘텐츠가 제공되는 서비스 환경의 변화는 과거의 M2M, IoT의 시대 제약들로 인해 시도하지 못했던 가능성을 열어가고 있습니다.

글 l 이승훈 책임연구원(shlee@lgeri.com) l LG경제연구원

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