스마트폰만큼 성장한 스마트워치

[테크월드뉴스=이재민 기자] 2020년 웨어러블 기기 시장이 큰 성장세를 보였다. 코로나19가 장기화되면서 홈 피트니스 수요가 늘어나고, 건강에 대한 관심이 높아져 시장이 커진 것으로 분석된다. 시장조사업체 유로모니터에 따르면 2020년 웨어러블 기기 판매량은 총 1억 6159만 대로 2019년보다 약 1344만 대 늘어났다. 특히, 스마트워치 시장은 2019년에 비해 14.3% 성장했다.

스마트워치 시장이 갈수록 커지면서 ICT 기업들이 시장 진출을 선언하고 있다. 구글은 2021년 1월 웨어러블 전문 업체인 핏빗을 인수했고, 페이스북은 2022년 출시를 목표로 스마트워치를 개발 중인 것으로 알려졌다. 아마존은 이미 2020년 여름에 헤릴로밴드라는 제품을 출시하기도 했다.

그동안 스마트워치는 스마트폰 주변기기로 인식됐지만, 이제는 독자적인 웨어러블 기기로 진화하고 있다. 스마트워치는 스마트폰과 연동돼 알람, 전화 수신·발신, 메시지, 게임 등의 기능에서 헬스와 피트니스 기능을 더하고 있다.

최근에는 심박수 측정은 물론 혈당과 혈압을 잴 수 있어 ‘손목 위 주치의’로서 건강관리 기능이 더욱 똑똑해졌다. 미국의 한 의대 연구팀은 스마트워치를 통해 코로나19 감염 여부를 미리 알 수 있다는 연구 결과를 발표하기도 했다.

스마트워치의 핵심 기술
스마트워치의 주요 기술에는 ▲블루투스 통신 ▲음성 인식 ▲동작 인식 ▲생체 측정 ▲저전력 소모 기술 ▲방수 ▲최적화된 OS 등 7가지가 있다. 스마트폰의 정보를 스마트 워치로 확인하기 위해서는 항상 무선 통신으로 서로 연결돼 있어야 한다. 이를 위해 배터리 소모가 적은 블루투스 무선 통신 기술을 사용한다. 이 기술로 중요한 알림을 놓치지 않고 확인할 수 있으며 블루투스 전파 신호 감지로 사용자에게 위치를 알려줘 분실을 예방할 수도 있다.

일부 스마트워치는 음성 인식 기술로 키보드 없이도 검색, 통화, 메모 입력 등이 가능해 스마트폰보다 훨씬 빠르게 기록할 수 있다.

동작 인식 기술은 스마트워치 사용자의 팔 동작을 인식해 특정 기능을 수행하고, 주변 기기를 제어한다. 예를 들어 사용자가 스마트워치를 보기 위해 팔을 들면 화면이 밝게 켜지고, 팔을 내리면 자동으로 화면이 어두워진다.

생체 측정 기술은 가속도 센서를 사용해 사용자의 걸음 수와 칼로리 소모량을 측정해 보여준다. 측정된 실시간 정보는 통계 형태로도 제공된다. 요즘은 손목이 맞닿는 부위에 심박 센서를 사용해 혈액의 흐름에 따라 빛의 반사가 달라지는 것을 센싱하고, 심장 박동을 측정한다.

한번 충전으로 스마트워치를 오래 사용하기 위해서는 디스플레이, 센서, 통신 모듈 등의 각 부품이 저전력으로 소모돼야 한다. 특히, 센서들은 빈번히 동작이 되므로 저전력이 될 수 있도록 최적화된 알고리즘을 적용해야 한다.

스마트워치에 사용된 방수 기술은 제품을 조립할 때 고무 재질로 틈새를 메우거나 방수 코팅으로 처리하기도 한다.

사용자는 작은 화면에 최적화된 사용자 인터페이스(User Interface)를 제공받아 스마트워치를 편리하게 사용한다. 구글은 안드로이드 OS를 스마트워치에 맞게 최적화한 ‘안드로이드 웨어(Android Wear)’라는 스마트워치 전용 OS를 공급하고 있다. 애플은 ‘워치(Watch) OS’라는 독자 OS를 사용한다.

발열 문제 해결할 복사 냉각 소재 개발
스마트워치 같은 웨어러블 전자소자는 발열 문제를 방지하기 위해 일반적으로 얇은 금속 방열판을 내부에 삽입하고, 소자 내에서 발생하는 열을 소산시키는 방식을 채택하고 있다. 이 방식은 냉각 효율과 웨어러블 전자소자의 유연성을 떨어뜨린다는 연구 결과가 나왔다.

최근 광주 과학기술원의 지스트 연구팀은 이런 문제를 해결할 복사 냉각 소재를 개발했다. 개발된 복사 냉각 소재는 에너지 소비 없이 부착만으로 소자의 온도를 냉각할 수 있는 유연하고, 금속 소재가 없는 매우 얇은 소재다. 또한, 나노·마이크로 크기의 기공을 포함하는 인체에 무해한 폴리머로 이뤄져 있으며 다양한 크기의 기공은 태양광을 97% 이상 강하게 반사하고, 전자기파의 형태로 내부 열을 방출한다.

이 방식은 은이나 알루미늄과 같은 태양광을 잘 반사하는 금속층을 요구하는 기존 복사 냉각 소재와는 달리 금속 없이 동작할 수 있어 웨어러블 전자소자의 무선 전력과 데이터 송수신을 전혀 방해하지 않는 새로운 형태다.

늘어난 판매량, 정부규제 완화, ICT 기업들의 시장 진출 등으로 스마트워치 시장은 한동안 격전지가 될 전망이다.