[Design close up] 생활 속의 사물인터넷(Internet of Things)
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아침에 눈을 뜨면 주방에서 자동으로 커피가 내려지고, 침실의 커튼이 자동으로 열린다. 침대에서 몸을 일으키자 방의 조명이 그날 날씨에 맞춰 조도를 조절한다. 거실로 나가자 TV가 켜지고 날씨, 주가 등 정보를 알려준다. 욕실에서 씻고 나오면 옷장에는 오늘의 출근 의상이 준비되어있다. 집을 나서는 순간, 조명은 꺼지고, 온도장치도 작동을 멈춘다. 일과를 마치고 집으로 들어서자, 온도조절장치가 적절한 온도를 맞추고, 공기청정기가 작동하기 시작한다. 거실에 다가가자 조명과 TV, 컴퓨터가 자동으로 켜진다.
사물들이 정보를 공유하고, 유저(User)에게 자동으로 서비스를 제공하는 모습은 공상 과학 영화에서나 나올만한 모습이다. 세계적인 컨설팅 기관 가트너(Gartner)는 사물들이 사용자의 몸에서 데이터를 수집하고, 이를 분석해서 자동으로 사물이 서비스를 제공하는 시대가 멀지 않았음을 예고한 바 있다. 모든 사물이 네트워크로 연결되어 정보를 교환하고, 유저에게 향상된 서비스를 제공할 수 있는 기반을 제공하는 ‘사물인터넷(IoTㆍInternet of Things)’은 과연 무엇일까? 그리고 얼마나 우리 삶에 가까이 다가온 것일까? 이번 Design Close up에서는 우리 삶에 바짝 다가온 사물인터넷에 대해서 알아보도록 하겠다.
※이미지 출처 :
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2008년 미국 국가정보위원회(National Intelligence Council, NIC)는 사물인터넷을 차세대 전략기술로 지목했고, 2011년에는 테크놀로지 전문 미디어 CIO에서 큰 파급력을 가질 기술로, 2013년에는 컨설팅 그룹 매킨지(Mckinsey), 미국의 시장조사기관 가트너, 그리고 정보통신산업진흥원에서 사물인터넷을 주목해야 할 핵심 기술로 언급했다. 즉 사물인터넷은 그동안 활발하게 논의되지 않았지만 수년 전부터 꾸준히 언급되며 우리의 삶을 바꿀 메가트렌드로서 존재해왔다는 것이다. 그렇다면 기기간의 연결을 뛰어넘어 만물(萬物)을 연결하는 사물인터넷은 어디서부터 시작된 것일까?
먼저 사물들 간의 통신은 1978년 미국 국방성 연구기관(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)에서 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Networks, WSN)란 이름으로 시작되었다. 당시의 WSN은 모든 사물에 컴퓨팅 능력 및 무선 통신 능력을 부여하여 ‘언제, 어디서나’ 사물들 간의 통신이 가능한 환경을 구현하는 기술로 군사용으로 개발됐다.
1906년에 설립되어 프린터, 복사기 제조회사로 유명한 제록스(Xerox)는 1970년에 제록스 팰러앨토 연구소(Palo Alto Research Center, PARC)를 세워 마우스와 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, GUI)와 같은 수많은 현대 컴퓨터 기술을 개발했다. 그리고 1988년 유비쿼터스 컴퓨팅( Ubiquitous Computing)의 창시자로 불리는 마크 와이저(Mark Weiser)가 초소형 컴퓨터가 내장된 제품으로 어디에서나 정보를 얻고 네트워크에 연결될 수 있다는 의미로 유비쿼터스(Ubiquitous)라는 용어를 만들면서 무선 센서 네트워크는 우리에게 친숙한 유비쿼터스로 이어지게 된다. 유비쿼터스는 ‘언제 어디에나 존재한다’는 뜻의 라틴어로, 사용자가 컴퓨터나 네트워크를 의식하지 않고 장소에 상관없이 자유롭게 네트워크에 접속할 수 있는 환경을 의미한다.
1999년에는 IBM과 미국표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology, NIST)에서 ‘퍼베이시브 컴퓨팅(Pervasive Computing)’이라는 단어를 사용했다. 퍼베이시브 컴퓨팅은 PC의 핵심 기능들이 다른 기기에도 널리 퍼진다는 개념이다. PDA와 스마트폰, MP3 플레이어가 퍼베이시브 컴퓨팅의 대표 제품이며, 컴퓨터 기술이 상용화되어 사용자가 언제, 어디서라도 기기에 접촉할 수 있다는 점에서 유비쿼터스와 비슷한 맥락의 기술이다. 하지만 퍼베이시브 컴퓨팅은 유비쿼터스에서 한발 더 나아가 이를 통해 네트워크에 연결된 무수한 기기로부터 언제 어디서든 네트워크에 접속할 수 있고, 가치 있는 정보를 필요로 하는 사람에게 연결해 줄 수 있는 구체적인 환경을 목표로 삼았다.
‘퍼베이시브 컴퓨팅’ 용어가 규정된 비슷한 시기에 D2D(Device-to-Device)와 M2M(Machine-to-Machine)란 개념이 새롭게 논의됐다. D2D는 네트워크(기지국, AP)를 거치지 않고 서로 다른 기기 간의 통신을 지원하는 기술로 WiFi Direct, Bluetooth, DPWS(Device Profile for Web Services)와 같은 기술을 의미한다. 현재 M2M은 ‘사물지능통신’으로 불리며, 사람과 기기 또는 기기와 기기 간의 통신을 의미한다. 하지만 당시 등장한 M2M은 현재 사용하는 의미보다 좁은 의미로 정의했다. 미국전기전자학회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)는 M2M을 가입자 장치와 기지국을 거쳐 코어-네트워크에 위치하는 서버 간의 정보 교환 혹은 가입자 장치 간 인간의 개입 없이 발생하는 정보 교환으로 정의했으며, 유럽 전기 통신 표준 협회 (European Telecommunications Standards Institute, ETSI)는 인간의 직접적인 개입이 꼭 필요하지 않은 둘 혹은 그 이상의 객체 간에 일어나는 통신으로 정의한다. 즉 쉽게 말하면 M2M은 인간의 개입 없이 사물 간의 정보교환이나 통신을 통틀어 말하는 것이다.
사물인터넷이란 개념은 1999년 전파를 이용해 거리에서 정보를 인식하는 기술 RFID(Radio-Frequency Identification) 전문가 케빈 애쉬톤(Kevin Ashton)이 최초로 제안했다. 당시 케빈 애쉬톤은 유무선 네트워크 단말기는 물론, 인간, 차량, 교량, 문화재, 자연환경을 구성하는 물리적 사물이 사물인터넷의 구성 요인에 포함될 것이라고 설명했다. 하지만 당시 기술로는 사물인터넷의 모습을 구체화할 수 없었기 때문에 이러한 논의는 지속하지 못했다.
현재 통용되는 사물인터넷의 개념은 2005년 국제전기통신연합(International Telecommunication Union, ITU)에서 발표되었으며, 사물인터넷은 주변 사물들이 유무선 네트워크로 연결되어 유기적으로 정보를 수집 및 공유하면서 상호작용하는 지능형 네트워킹 기술 및 환경을 의미한다. 또한, 사물인터넷은 현실 세계의 사물들과 가상 세계를 네트워크로 상호 연결해 사물과 사물뿐만 아니라 사람과 사물 또한 언제 어디서나 소통할 수 있도록 하는 미래 인터넷 기술이다. 1999년부터 등장해 무려 15년이 지난 사물인터넷이 왜 2014년에 이르러서야 핵심 기술의 중심에 서게 된 걸까? 이는 사물인터넷, D2D, M2M은 모두 기존의 기술을 이용해 정보를 수집해서 전달하는 ‘정보 통신 기술’이기 때문이다. 그리고 과거보다 사물과 인터넷의 결합이 급속도로 진행됨에 따라 사물인터넷이 빠르게 활성화되고 있다는 것 또한 원인 중의 하나이다. 그리고 물리적 객체를 인터넷으로 연결하기 위해서는 센서를 활용한 센싱 기술 또한 발전해야 하는데, 현재 개발되거나 시판된 제품 모두 외부를 센싱해 데이터화하는 센서를 가지고 있기 때문에 사물인터넷의 구현은 점점 가속화되고 있다. 즉 네트워크 기술과 센싱 기술이 발전함에 따라 사물인터넷이 단순한 용어가 아닌, 현실에서 구현할 수 있는 기술이 되어가고 있다는 것이다.
통신 미디어 전문 시장 조사 기관인 아이데이트(Idate)의 2013년 9월 자료를 보면 인터넷에 연결된 사물은 현재 약 150억대에서 2020년경 약 800억 개로, 5배 이상 늘어날 것으로 예측했다. 또한, 네트워크 사업자 시스코(CISCO)는 2013년 6월 자료를 통해 현재 전 세계에 분포한 물리적 사물 중 99.4%가 아직 인터넷에 연결되어 있지 않은 상황으로, 사물인터넷의 성장 가능성을 강조했다. 그리고 이러한 예측들은 메가트렌드인 사물인터넷의 시대가 본격적으로 시작했다는 것을 의미한다.
사물인터넷이 일반인을 대상으로 가장 먼저 적용되어 서비스된 분야는 헬스 케어이다. 이는 센서가 정보화하기 가장 용이한 것이 바로 우리의 신체에서 발생하는 정보이기 때문이다. 또한, 체온과 맥박 같은 신체 정보는 복잡한 분석 없이도 서비스를 제공할 수 있는 장점을 가지고 있다.
2012년 스포츠용품 제조사 나이키(Nike)는 모바일 단말과 연동되어 사용자의 운동내용을 체계적으로 기록하고 관리할 수 있게 해주는 단말 ‘나이키 플러스 퓨얼밴드(nike+Fuel band)’를 발표했다. 이듬해 웨어러블 단말 제조사 핏빗은 수면기록, 음식 섭취 정보까지 기록할 수 있는 핏빗 포스((fitbit force)를 출시했다. 현재 사람의 몸에서 나가는 정보를 수집하는 라이프로그 스타일의 사물인터넷 기기들은 단순히 사람에게 수집한 정보를 보여주는 수준에 불과하지만, 기업에서는 점점 정보를 분석해 서비스를 제공할 수 있도록 끊임없이 연구하고 있다.
애플(apple)사 같은 경우 별도의 헬스 케어 제품이나 서비스를 제공하지 않고 있다. 하지만 심박 수, 온도, 발한 수치와 같은 다양한 생체 정보를 감지하고 수집할 수 있는 ‘스마트 이어폰 특허’를 출원했다. 이는 지금 당장은 사물인터넷 기반의 서비스가 없지만 향후 사용자의 정보를 이용해 사물인터넷 서비스를 제공할 것임을 암시한다. 동시에 사물인터넷 구현을 위해 물리적 객체를 인터넷 안에서 구체화하기 위한 센싱 기술도 함께 개발하고 있음을 말해준다.
미국의 벤처기업 코벤티스(Corventis)는 보다 전문적인 헬스 케어 디바이스인 일회용 밴드 형태의 심장 박동 모니터링 필름 픽스(PiiX)를 개발했다. 픽스는 15cm 길이로 가슴 부위에 붙이면 환자의 생체 신호 데이터를 수집하는 것이 가능하다. 또한, 픽스를 이용해 환자의 심장 이상 여부를 판단하고, 이상 여부가 발견될 경우 환자에게 적합한 의사를 연결해줌으로써 심장 질환으로 인한 사망 확률을 낮추는 기능을 한다. 즉 사용자는 네트워크에 개입하지 않지만, 사물이 사용자의 정보를 네트워크에서 공유하고 분석함으로써 서비스를 제공받을 수 있다.
앞서 언급한 픽스는 몸에 부착해 환자를 모니터링하고 관리할 수 있다. 여기서 한 발짝 더 나아가서 신체 내부 정보를 수집하고 관리하는 기술이 개발됐는데, 디지털 헬스케어 업체인 프로테우스 바이오메디컬(Proteus Biomedical)의 스마트 알약, 헬리어스(Helius)가 바로 그것이다. 환자가 스마트 알약을 삼키면 헬리어스가 환자의 위에 도달해 위액과 반응한 후 어깨에 붙인 패치형 수신기에 디지털 신호를 보내고, 이를 사용자의 스마트폰으로 확인할 수 있게 되어있다. 또한, 의료진은 원격으로 사용자의 신체정보를 실시간으로 확인할 수 있어 적절한 처방을 내릴 수 있고, 가족들은 사용자의 몸 상태를 수시로 알 수 있어 안심할 수 있다. 즉 병원에 방문하지 않더라도 의사에게 처방을 받을 수 있고, 자신의 몸 상태를 확인할 수 있는 시대가 사물인터넷을 통해 가능해지는 것이다.
스마트싱스(SmartThings)는 사물인터넷 기반의 홈 자동화 플랫폼 및 장치 개발 업체로서 현재 100달러짜리 허브와 50달러 전후의 센서들을 주로 판매하고, 센서를 통해 불을 자동으로 끄는 서비스를 주로 제공하고 있다. 스마트싱스는 작년 벤처캐피털리스트 그레이록파트너스(Greylock Partners)와 하이랜드캐피털파트너스(Highland Capital Partners)로부터 1,250만 달러의 신규 투자를 유치하는 데 성공했다. 아파트 현관에서 움직임을 감지하고 불이 켜지는 기능과 별반 차이가 없는 서비스를 제공하는 스마트싱스가 1,250만 달러의 거금을 유치할 수 있었던 비결은 무엇일까? 그것은 현재 인터넷에 연결된 사물이 소수에 불과하지만, 앞으로 점점 늘어날 것이라는 전망 때문이다. 또한, 인터넷으로 사물을 네트워킹 시켜주는 동시에 각종 센서를 이용해 현실에 존재하는 사용자의 정보를 네트워크에 공유시켜주는 기술은 사물인터넷에서 필수불가결 기술이기 때문이다. 스마트싱스의 궁극적인 비전은 사물인터넷 오픈 플랫폼을 만드는 것이다.
CES 2014 (The International Consumer Electronics Show 2014)에서 삼성은 앱으로 모든 가전을 제어할 수 있는 ‘스마트 홈(Smart Home)’ 서비스를 선보였다. 기존의 사물인터넷이 하나의 기기와 사람, 기기와 기기의 네트워크였다면 스마트 홈은 여러 사물의 네트워크이다. 그동안 커넥티드 홈(Connected home) 서비스를 시도한 곳은 많았지만, 마이크로소프트와 시스코 등의 기업들은 실제로 가전을 생산하지 않고 플랫폼만 제공하려 했기 때문에 별다른 성과 없이 커넥티드 홈 시장을 떠나게 됐다. 사물인터넷 플랫폼 시장에 떠오르는 샛별인 스마트싱스 역시 직접 가전을 생산하지 않는다는 점에서 한계가 있다. 이와 같은 상황에서 삼성이 가지는 장점이자 무기는 바로 실제로 가전을 생산한다는 것인데, 이러한 장점을 충분히 발휘한 것이 SHP(Smart Home software Protocol)라는 가전 연결을 위한 삼성 독자 프로토콜을 개발한 것이다. 삼성 가전에만 한정된 것이 아니라 다른 제조업체에서 이 프로토콜을 채택하면, 연동하는 것도 가능하다. 다만, 스마트싱스와 달리 별도의 센서가 장착되어있지 않아 아직 연동된 기기를 조작하는 수준에 머물러있기 때문에 향후의 기술 발전에 주목하고 있다.
온라인 소매 업체인 아마존(Amzon)은 지난 4월 4일 음성과 바코드 인식 기능을 결합한 ‘아마존 대시’(amazon dash)를 공개했다. 아마존 대시는 사용자가 쉽고 빠르게 쇼핑을 할 수 있도록 도와주는 기기로서 사용자가 아마존 대시에 필요한 물품을 말하거나, 제품에 있는 바코드를 인식시키면 쇼핑을 보다 빠르게 할 수 있다. 물품은 곧 아마존 프레시의 구매 목록에 추가되고, 목록을 확인하면 24시간 이내로 물품이 도착하는 시스템이다. 현재의 아마존 대시로서는 기기끼리 통신하고 배송, 결제까지 이뤄지는 일련의 과정을 수행하지는 못하고, 아마존 프레시 계정의 구매 목록을 추가하는 기능만 있다고 볼 수 있다. 하지만, 아마존 대시는 실제로 마트에 방문하거나 인터넷에 접속하지 않고도 기기를 이용해 쇼핑을 할 수 있도록 가능성을 열었다는 점에서 사물인터넷 기반의 원터치 쇼핑 시대의 시작을 알렸다.
건강과 가전, 생활 전반에 영향을 주는 사물인터넷이 최근에는 환경보호에도 큰 도움을 주고 있다. 쓰레기 및 재활용품 관리 시스템을 제공하는 빅벨리솔라는 태양광 압축기와 쓰레기 수거기를 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 구축했다. 중앙 통제 센터에서 지역에 설치된 쓰레기 및 재활용품 배출함에 채워지는 쓰레기 양을 모니터링 해, 일정량의 쓰레기가 쌓이면 비축해둔 태양광 에너지를 이용해 쓰레기를 압축한다. 또한, 빅벨리솔라의 시스템은 운영비를 기존 대비 80% 이상 절감시켜준다는 장점과 더불어 단순히 압축을 통해 쓰레기를 많이 축적하거나, 노동력을 감소시키는 것이 아닌 쓰레기 운송 트럭의 사용 빈도를 줄여 이산화탄소 배출을 크게 절감하기까지 한다.
쓰레기통을 원격으로 관리하는 빅벨리솔라의 서비스는 사물인터넷이 인간의 삶뿐만 아니라 친환경 분야에서도 나아갈 방향을 제시하고 있다.
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www.nest.com올해 1월 구글(Google)은 32억 달러를 현금으로 지불하고 자동온도조절장치와 화재감지 장치를 만드는 네스트(Nest)를 인수했다. 왜 구글은 32억 달러라는 거액을 지급하고 2010년 창업한 4살 기업 네스트를 인수한 것일까? 네스트의 대표 상품은 자동 온도 조절장치이다. 네스트의 제품은 기존의 온도 조절장치와는 달리 센서를 이용해 사용자의 생활 패턴을 학습해 그들의 생활 양식에 맞춘 냉난방 조절이 가능한 ‘최초의 학습형 자동 온도 조절장치’이다. 하지만 지금으로서는 사물인터넷이라고 하기에 제품 군이나 네트워크 기술 면에서도 부족한 점이 많다. 그렇다면 어떤 점에서 삼성의 스마트홈, 스마트싱크의 제품들과 차별화돼 있을까? 그것은 바로 사용자의 정보를 분석할 수 있는 능력을 갖추고 있다는 것이다. 궁극적인 사물인터넷은 별도로 인간의 개입 없이 정보를 분석해 안정된 서비스를 제공하는 것이다. 이 과정에서 필수적으로 ‘사물 스스로 정보를 분석하는 능력’이 필요하다. 예를 들어 현재 사물인터넷의 근접한 플랫폼인 스마트홈, 스마트싱스는 사람의 개입이 필수적이고 학습할 수 없는 플랫폼이다. 하지만 네스트는 스스로 학습할 수 있기 때문에 시간이 지날수록 사람의 개입이 줄어드는 것이 가능하다.
스마트싱스는 사용자의 정보를 네트워크로 데이터화시킬 수 있다는 장점이 있고, 삼성 스마트홈은 여러 가전을 네트워크로 묶어 조정할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 네스트는 스스로 학습해 끊임없이 사용자에게 맞춤서비스를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 사물인터넷은 각 기업의 기술들이 제각각 독립적으로 발전하는 것이 아니라, 이 모두를 아우르는 형태로 진행될 것이다. 그리고 이를 통해 이제 우리가 사물인터넷의 본격적인 초입에 들어서 있음을 짐작 해볼 수 있다.
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