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IoT 2.0으로 나아가기 위한 과제와 해결 방안IoT에서 무선 전원 활용 방법
정환용 기자 | 승인 2017.07.10 17:32

[EPNC=정환용 기자] 1세대 IoT 제품은 휴대전화 애플리케이션을 사용해 제품을 일대일로만 원격 제어할 수 있었다. 오늘날에는 사용자당 또는 가구당 IoT 제품이 10개 이상에 이르게 되면서 제품마다 전용 앱을 사용하는 모델은 급속히 한계에 직면하고 있다. 직관적이고, 사용자 친화적이며, 매끄러운 인터페이싱 방식이 요구되는 것이다.

 

새로운 세대의 사용자 인터페이스는 특정 제품이 아니라 사용자와 사용자의 습관에 초점을 맞춰야 한다. 동적으로 맥락과 위치를 인식할 수 있어야 하며, 하나의 특정 제품이 아니라 여러 제품들을 대상으로 사용할 수 있어야 한다.

실제로 진화된 사용자 경험을 위해서는 휴대전화 스크린만이 아니고 증강 현실(AR)과 가상 현실(VR), 동작 인식, 눈동자 추적, 음성 제어 가상 비서, 지문이나 단순한 핀 코드가 아닌 비접촉 홍채 인식이나 얼굴 인식을 통한 인증 같은 다양한 기술을 포함하고 있다. 그에 따라 제품들이 진정으로 스마트해야 한다. 그래야 환경과 상호작용하고 보안상으로도 안전하고 매끄러운 통합을 할 수 있을 것이다. 이러한 요구를 충족하는 것이 바로 ‘사물 인터페이스’(Interface-of-Thing)다.

 

그러나 현실은 전자 산업이 디지털에서 무선 제품으로의 전환을 충분히 따라가지 못하고 있다. 디지털에서 무선으로의 전환은 아날로그에서 디지털로 전환했던 것과 같은 근본적인 기술 변화다. 이런 미래를 실현하기 위해 구현 상의 다양한 과제들을 해결해야 한다. 설계 시에는 사용자가 어떤 제품과 상호작용할지 명확히 알 수 없다. 따라서 사전에 알려지지 않은 채로 제품들이 서로를 인식할 수 있게 해야 한다.

실제로 무선(Over-The-Air, OTA) 업데이트가 중요해지고 있다. 제품이 진정으로 지능적이어야 하고, 맥락(context)을 인식해야 하고, 자기 자신뿐만 아니라 상호작용을 위해 필요한 모든 것들과 통신해야 한다. 이와 동시에 인터페이스 플랫폼이 현장에서 최종 제품에 필요로 하는 인터페이스를 제공할 수 있어야 한다. 또한, 기술 스택을 효과적이고 효율적으로 구현해야 한다. 

오늘날에는 사용자나 가구당 10개 이상의 IoT 제품이 사용되고 있는데, 지연시간이 조금씩 쌓이면 심각한 문제가 될 수 있다. 증강 현실, 가상 현실, 동작 인식 같은 차세대 인터페이스 기술이 더 많은 분야에 도입되기 위해서는 간편하게 플러그-앤-플레이가 가능한 빌딩 블록으로 모듈화 할 수 있어야 한다. 또한, 개발을 간소화하기 위해서는 IoT 기술 스택의 모든 측면을 모듈화할 수 있어야 한다. 이미 IoT 프로젝트들은 납기, 설계 목표, 예산을 충족하기가 점점 더 어려워지고 있다. 그러므로 IoT 2.0 시대에 남보다 앞서 나가기 위해서는 기존의 ‘폭포수(waterfall)’ 방식이 아니라 플러그-앤-플레이가 가능한 빌딩 블록을 사용한 보다 새롭고 민첩한 ‘애자일(agile)’ 개발 방법론이 요구된다.  

 

솔루션
대부분 우리가 경험한 최초의 커넥티드 제품은 휴대전화다. 휴대전화는 OTA 업데이트, 신속한 개발, 세련된 사용자 인터페이스 등 여러 측면에서 IoT 제품에 대한 기대를 바꿔 놓았다. 앞서의 IoT 제품들(IoT 1.0)은 전용 앱 중심이었고, 음성이나 동작 상호작용 같이 능력이 제한적이었다. 이들 제품은 단순히 순차적인 ‘폭포수’ 기법을 사용해 개발됐다. 하지만 새로운 IoT 시대에는 기본적인 점-대-점 커넥티비티가 아니라 더 높은 수준의 통합과 기능성을 요구하고 있으며, 그에 따라 제품 개발을 빠르게 할 수 있는 새로운 방법론이 필요하다.

 

제품이 아니라 사용자 경험에 초점
오늘날 앱 수가 폭발적으로 증가함에 따라 제품마다 전용 앱을 사용하는 IoT 1.0 패러다임은 점점 더 한계에 다다르고 있다. 위치와 맥락을 인식하고 새로운 환경으로 들어갈 때 관련된 정보나 조절 장치들을 표시하는 앱 같이 사용자 의도를 감지하는 사용자 인터페이스가 가능하려면 다자간의 협력과 새로운 기술들이 필요하다. 일례로 호텔에서는 머지 않아 다음과 같은 일들이 가능해질 것이다. 

어떤 호텔에 도착해서 키오스크 앞으로 가서 자신의 신원을 확인한다. 보안 정보를 교환하고, 체크인을 한 다음, 자신의 방으로 이동한다. 방 문 앞에 도착하면 휴대전화와 패스워드를 사용해서 문을 연다. 방에 들어와서는 조명, 온도, 미니바, 심지어 룸서비스 주문까지 모든 것을 휴대전화를 사용해서 할 수 있다. 새로운 앱을 다운로드 받을 필요가 없으며, 상호작용은 완벽한 보안 상태에서 이뤄진다. ams가 인수한 헵타곤(Heptagon)의 RF 디지털 심블리(Digital Simblee) 기술은 이 같은 시나리오를 가능하게 할 뿐만 아니라 신속한 개발을 지원한다.

 

터치 스크린 대 진화한 인터페이싱
미래를 그린 공상과학 영화에서 많이 봤던 동작 인식이 많은 혁신적인 IoT 제품들에 빠르게 도입되고 있다. 증강 현실 안경 같은 많은 3D 비전 가능 제품들에서는 간섭에 대한 회복성이 중요하다. 이런 제품들이 매끄럽게 작동하려면 장면에 대한 통찰을 얻기 위해 비침습적인 추가적인 차원을 필요로 한다. 앞으로의 제품 인증은 단순히 핀 코드뿐만 아니라 홍채 인식이나 안면 인식 같은 기술을 사용할 것이다. 헵타곤의 3D 비전 솔루션은 실내와 실외 모두에서 작동할 수 있는 동작 인식, 증강 현실, 가상 현실 기능을 제공한다. 또한, 눈동자 추적, 홍채 인식, 얼굴 인식 용의 조명 솔루션을 제공한다.

 

첨단 센서
새로운 첨단 센서는 능력 면에서나 가격 면에서나 새로운 제품을 개발할 수 있게 한다. 예를 들어 분광측정(Spectrometry) 기술은 많은 새로운 IoT 제품을 활용할 수 있게 한다. 센서는 식품, 섬유, 농업, 환경, 의약품과 제약, 화장품, 석유화학 같은 일상적인 유기 물질을 식별할 수 있다. ams 그룹의 한 회사로서 헵타곤은 새로운 센서 기술을 선도하고 있으며, ‘심블리(Simblee)’를 사용해 연결된 핸드헬드 분광계는 그 대표적인 예다. 또 다른 사례는 시스템으로 첨단 센서를 결합해서 산업 현장에서 공기 질 모니터링을 제공하는 것이다. 산업 현장에서는 다량의 유해한 화학물질이 공기 중으로 배출될 수 있다. 그러므로 적절히 환기를 시키지 않고 장시간 유해 물질에 노출되면 위험할 수 있다.

이런 현장에서 센서를 사용하면 공기 질이 안 좋아졌을 때 이를 판단할 수 있으며, 스마트 커넥티드 시스템의 한 부분으로 통합함으로써 사용자에게 통보를 하고 환기 장치를 작동시킬 수 있다. 헵타곤은 심블리와 ams 센서를 결합함으로써 이를 실현하고 있으며, 이를 통해 산업 환경에서 환경적 안전성을 손쉽게 달성할 수 있다.

 

‘애자일’ 방법론과 ‘폭포수’ 방법론

자료제공=애자일 매니페스토(Agile Manifesto) , 2001년 2월

기존 기업들은 제품 개발을 위해 ‘폭포수’ 방법론이라고 하는 순차적인 방법론을 사용했다. 그런데 소프트웨어 개발 분야에서는 ‘애자일(Agile)’ 개발 방법론으로 전환하고 있다. 애자일 개발 방법론은 제품 개발을 위한 몇 가지 원칙들을 수립하고 이를 바탕으로 다자간의 협력을 통해 제품의 요구나 솔루션을 진화시킬 수 있다. 이는 빠른 대응을 할 수 있게 하고 제품 개발을 앞당길 수 있게한다. 이 방법론을 통해 변화에 대한 빠르고 유연한 대응을 할 수 있다. 

이에 반해 IoT 제품 개발은 아직도 많은 부분이 폭포수 기법을 사용하고 있는데 이는 시간, 적용 범위, 예산과 관련해 어려움을 야기한다. 특히 IoT 제품의 경우에는 새로운 IoT 기술 스택을 충분히 이해하지 못하고 있으며, 한편으로 최종 사용자들은 IoT 2.0 제품 같이 갈수록 더 새로운 제품들을 원하고 있다. 결국 폭포수 기법을 사용해 판에 박힌 IoT 레퍼런스 디자인을 맞춤화하는 방법은 한계에 직면했다.

헵타곤은 RF 디지털 심블리를 사용해 이 같은 문제를 해결한다. 지능적인 IoT 2.0 제품을 위해 신속한 개발 프로토콜과 툴을 제공하며, ‘사물 인터페이스’(Interface-of-Things) 에코시스템을 확대하기 위해 양질의 센서와 애플리케이션 플랫폼들을 빠르게 추가하고 있다. RF 디지털 심블리 에코시스템은 현재 50개 이상의 나라의 1500명의 엔지니어, 마케팅 전문가, 중역들로 구성되어 있으며, 이들이 이 기술을 사용해서 개발 작업을 하고 있고 IoT 커뮤니티에 참여하고 있다.

심블리 에코시스템은 클라우드, 모바일 앱, 센서, 엑추에이터, 무선 서브시스템을 포함한 모듈러 빌딩 블록들과 이들을 연결하기 위한 ‘연결고리’로서 독자적 운영체제를 포함한다. 심블리 운영체제는 개발자들이 다양한 하드웨어, 소프트웨어, 클라우드, 모바일 클라이언트로 인한 복잡성이 아니라 활용 사례에 집중할 수 있게 한다. 재사용을 극대화하고 맞춤화 할 수 있어 혁신적인 IoT 제품을 효과적이고 빠르게 개발할 수 있다.

 

IoT 2.0 시대에는 다양한 제품들이 여러방식으로 서로를 인식할 것이다. 일련의 원칙을 토대로 하면서 플러그-앤-플레이 빌딩 블록을 사용한 ‘애자일’ 방법론은 개발 기간을 단축할 수 있다. 어떤 환경에서든 사용자 인터페이스가 사용될지 미리 알 수 없는 상황에서, 더 빠르고 효과적으로 새로운 기능이나 향상된 사용자 경험을 개발하고 제공할 수 있다. 헵타곤은 사물 인터페이스(Interface-of-Things)라고 하는 포괄적이며 간편하고 매끄러운 솔루션을 제공한하며, 새로운 IoT 시대를 맞이하기 위한 길을 열고 있다. 

 

작성 
에릭 볼커링크(Dr. Erik Volkerink) 박사, 
아르멘 카잔시안(Armen Kazanchian), 
스칸다 비스바나산(Skanda Visvanathan) | ams AG

#ams#사물인터넷

정환용 기자  hyjeong@epnc.co.kr

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