무한한 용도로 사용되는 사물지능통신이 여는 미래 생활

[무선통신]

네트워크 센서를 활용한 "사물지능인터넷 (IoT : Internet of Things)"의 용도는 최근 점점 확산되고 있다. IoT은 친밀한 생활 용품에서 주택, 빌딩, 혹은 도시 전체 등 생활 환경에 이르기까지 다양한 레벨에서 사람들의 생활을 변화시킬 가능성이 있는 기술이다. 현재 어떤 제품이나 개념이 등장하고 있는지 사진과 함께 소개한다.

사물지능통신의 중심이 되는 것은 센서와 통신 기능에서는 작은 용량의 메모리와 컴퓨팅 능력을 조합한 소형 모듈이다. 그 한 예가 아래 사진이다. IBM이 설계한 제품으로 무선 센서 네트워크(WSN)의 개발을 다루는 미국의 벤처 기업 Dust Networks의 기술이 사용되고 있다. 또한 Dust Networks는 2011 년 12 월 Linear Technology에 인수되었다.

[그림 1] IBM의 소형 모듈

이 소형 모듈은 예전에는 생각할 수 없었던 용도에 이용되고 있다. 유압 펌프와 시계, 보드 게임, 붕대 등 그 용도는 놀라울 정도로 다양하다. AT & T CEO인 Ralph de la Vega 씨는 2012 년 2 월 27 일 ~ 3 월 1 일 스페인 바르셀로나에서 개최된 모바일 통신 기기 국제 전시회 "Mobile World Congress 2012" 기조 강연에서 밭의 수분과 쓰레기 상자에 넣어진 쓰레기의 양을 측정하는 무선 센서 네트워크를 발표했다. 이 기술은 농장 관개 시스템의 자동화 및 쓰레기 수거 차량이 가장 효율적으로 쓰레기를 회수하는 경로의 결정에 이용할 수 있다. 그는 "미래에 대해 생각한다면, 먼지나 오물에 눈을 돌릴 것이다. 거기에는 수익 창출 기회가 잠자고 있다"고 말했다.

사물의 인터넷을 위한 새로운 애플리케이션 개발에는 거의 모든 마이크로 컨트롤러 제조 업체 외에도 Maxim Integrated Products 및 Texas Instruments(TI)를 비롯한 많은 아날로그 반도체 제조 업체, Ember 같은 틈새 분야의 전문 기업 등 다양한 반도체 기업이 종사하고 있다. Bluetooth와 ZigBee 같은 무선 네트워킹 기술에서도 이러한 용도에 대응이 진행되고 있다.

업계에서는 현재의 인터넷 프로토콜이 사물지능통신에 대응할 수 있는지, 또 사물지능통신용 에너지 절약 기술의 개발이 필요한 것인가라는 논의가 활발하게 이루어지고 있다. 이 기술은 이미 사물지능통신에 적용되는 것이 있는 반면, 적용을 위해 개발중인 것도 있다. 어쨌든 "가능한 한 작고, 약간의 에너지를 생성하여 배터리에 축적하고 수년간 동작할 수 있는 모듈"의 실현을 목표 방향으로 업계의 의견이 일치하고 있다. 그럼 즉시 사물지능통신 실현을 위한 첨단 기술을 소개하자.

ㅇ 가로등을 자동으로 제어하는 스마트 시티

Philips의 "CityTouch"는 가로등을 온라인으로 자동 제어하는 시스템이다. 체코 프라하와 영국 런던 특별구 크로이던와 루이샤무에서 실제로 사용되고 있다. 샌프란시스코 근교에 거점을 둔 Streetline은 주차장과 주차장 자리가 비어있는 정보를 검색하는 시스템을 개발했다. 바닥에 묻은 센서와 앞의 Dust Networks에서 제공하는 메쉬 네트워크 기술을 이용한 것이다. 이 시스템은 미국 캘리포니아주 할리우드와 소살리토에서 사용되고 있다.

[그림 2] Streetline가 제공하는 주차장 정보 검색 시스템

ㅇ 스마트 하우스를 위한 모니터링 장치

미래의 주택은 전용 태블릿 단말기를 조작하는 것으로 디지털화 및 네트워크화된 다양한 종류의 센서에 의한 모니터링이 가능하게 될 것이다. LS Industrial Systems가 개발한 가정용 디스플레이 "LSMKE-D1"은 에너지 소비 및 이산화탄소 배출량 등을 추적할 수 있다. 또한, MP3 플레이어 및 디지털 사진 앨범으로 사용하고, 날씨에 액세스하는 것도 가능하다. ZigBee를 지원하고 TI의 ZigBee 호환 무선 칩 "CC2530", 2.4GHz 대역의 RF 프런트엔드 IC "CC2591"를 탑재하고 있다.

Ember의 ZigBee 칩은 iControl가 개발한 소프트웨어 "OpenHome"을 갖춘 태블릿 PC에도 탑재되고 있다. 이 iControl 소프트웨어는 보안 관리 및 홈 오토메이션 시스템 관리를 제공한다. 타겟층으로 가정 및 그 주변을 위한 네트워크 범위의 확대를 목표로 광대역 서비스를 전망하고 있다.

아무런 특색도 없는 자동 온도 조절기조차도 다양한 종류의 Web 브라우저에서 액세스할 수 있는 네트워크 장치로 사용하는 것이 가능하게 된다. Apple에서 "iPod"의 개발을 한 Tony Fadell 씨는 새로운 팀을 이끌고 Nest를 설립하여 "Nest Learning Thermostat"를 개발했다. 이것은 6개의 센서를 내장하여 조명이나 동작 등을 감지한다. ARM의 "Cortex-A8"을 기반으로 하는 TI의 프로세서 칩 "Sitara"를 탑재하고 검색 패턴을 바탕으로 냉난방 장치의 사용을 자동으로 최적화한다. 구내용 무선 LAN 네트워크 및 ZigBee 네트워크에 모두 연결 가능하다.

ㅇ 실내 위치 정보 서비스

Nokia Research Center는 Bluetooth 4.0을 준수한 "Location Extension(위치 정보 확장)" 프로토콜을 개발하고 있다. Nokia Research가 다루는 것은 쇼핑몰과 전시장 등 대형 건물에서 위치 정보를 제공하는 기술의 하나이며 미래에는 시판중인 무선 LAN 칩에 통합될 것으로 기대하고 있다.

ㅇ 포르쉐도 네트워크를 구축

앞으로는 자동차에도 외부와 정보를 교환하는 네트워크 기술을 적극로 채용할 것이다. 이미 차내의 오디오/비디오 시스템과 GPS를 네트워크에 연결하는 자동차도 있다. 그러나 이런 시스템을 표준으로 탑재하도록 하려면 아직 많은 과제가 남아 있다.

2012 년 1 월 미국 네바다주 라스베가스에서 개최된 "2012 International CES"에서 QNX가 전시한 포르쉐 "Carrera"의 컨셉이 주목을 끌었다. 자동차 인포테인먼트 시스템은 TI의 프로세서 "OMAP 4"에 무선 LAN 및 FM 송수신 회로를 하나의 칩에 통합한 "WiLink"등을 채용하고 있다. NXP Semiconductors는 스마트폰으로 모니터링하거나 엔진을 가동하는 전기 오토바이 전용의 칩을 제공하고 있다.

ㅇ 심장 박동을 모니터링하는 "반창고"

신흥 기업인 Isansys의 CEO Keith Errey 씨는 반창고처럼 몸에 붙여 심장 박동과 호흡을 모니터링하는 "LifeTouch"의 데모를 실시했다. 그는 이 분야의 선도 업체로 알려진 Toumaz Technology의 공동 설립자이기도 하다.

[그림 3] Isansys의 LifeTouch

Errey 씨는 LifeTouch을 우선 영국과 인도의 병원 및 클리닉에 판매하고 있다. LifeTouch 종류의 다른 제품과 마찬가지로 심장 박동, 호흡, 체온, 혈압 등을 실시간으로 측정하고 모니터링 한다. Errey 씨는 "연속적으로 계측한 데이터가 한 번 한 번 시간으로 측정한 데이터보다 자세한 결과를 얻을 수 있다"고 말했다.

Errey 씨에 의하면, 심장 박동과 혈압 등의 모니터링이 불충분하거나 모니터링 결과를 잘못된 방법으로 건강 관리에 이용하는 것으로, 연간 20만 명이 미국 병원에서 사망한다. "자신의 건강 상태를 제대로 파악하고 있으면, 걸리기 쉬운 질병도 어느 정도 예측할 수 있다"고 Errey 씨는 말했다. 그는 "LifeTouch는 건강 관리 분야에 새로운 바람을 불어넣을 것이다. 일상 생활에서 이렇게 손쉽게 건강 상태를 모니터링하는 방법은 지금까지 없었다"고 덧붙였다.

ㅇ 암 검사의 스트레스를 완화

네덜란드 아인트호벤에 있는 Philips 연구소에서는 병원에서의 활용을 목표로 한 네트워크 기술을 개발하고 있다. PET-CT로 암 검사시의 스트레스를 완화하기 위해 조명과 음악, 비디오 등을 자동으로 조작하는 "편안한 대합실"를 만드는 것을 목적으로 하고 있다. 또한, PET-CT는 양전자 단층 촬영(PET : Positron Emission Tomography)과 컴퓨터 단층 촬영(CT : Computed Tomography)을 조합한 진단 장치를 가리킨다.

Philips는 병실과 ICU(Intensive Care Unit : 중환자실)에도 같은 개념을 도입하려고 한다. 조명기구 및 의료 기기, 소비자 기기를 통합하는 것이 될 것 같다. 예를 들어, 의사와 간호사가 병실에 들어갔을 때에 가슴에 붙이고 있는 이름표가 벽에 투영되는 시스템 등도 있다고 한다.

ㅇ 시계도 다기능화 시대

1930 년대를 풍미한 만화에 등장하는 유명한 형사 딕 트레이시가 지니고 있던 손목시계형 무선 장치가 아니다. 그러나 IoT 기술을 이용하면 이런 시계를 실현하는 것도 가능하다. 카시오의 "G-SHOCK"는 Bluetooth Low Energy에 대응한 Nordic Semiconductor의 무선 칩 "nRF8001"을 탑재하여 스마트폰에 데이터를 전송할 수 있다. 전화 및 메일 수신 알림 기능 등도 갖추고 있다. 버튼 전지 1 개로 약 2 년 배터리 수명을 실현했다. 판매 가격은 200 달러 이하이다.

Motorola의 "MotoActv"는 MP3 플레이어, FM 라디오, GPS가 탑재되어 있고, 달리기와 자전거 탈때 음악을 듣고, 자신의 위치를 확인할 수 있다. TI 프로세서 "OMAP 3", 칩셋 "WL1271L"를 탑재하고 있다. Bluetooth와 Wi-Fi, 피트니스 장비에 많이 사용되는 저전력 근거리 통신 규격 "ANT +"에도 대응한다.

ㅇ 통신 기능을 갖춘 헤드업 디스플레이

신흥 기업인 4iiii은 스포츠 분야의 첨단 기술 응용 방법에 불만을 가지고 있던 스포츠 애호가들이 그 가능성을 추구하기 위해 설립한 기업이다. 이 회사는 안경에 장착하는 헤드업 디스플레이(HUD : Head-Up Display) "Sportiiiis"를 개발했다. 이쪽도 ANT +에 대응하여 최대 7 개의 센서에 연결할 수 있다. 이러한 센서는 선수의 몸이나 장비 등에 설치가 가능하다.

또한 Sportiiiis는 LED 알림 표시 등을 탑재해 음성 명령도 가능하다. 현재 연결 가능한 운동기구는 증가하고 있으며, Sportiiiis도 이러한 수많은 장비 중 하나이다. 4iiii의 CEO인 Ian Andes 씨는 Sportiiiis를 장착한 자전거 기어를 조작하는 데모를 선보였다.

출처 : http://eetimes.jp/ee/articles/1206/14/news050.html

출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑(GTB)』