EPNC(월간 전자부품 뉴스) UPDATED. 2018.10.15 월 13:41

상단여백
HOME EM FOUCS 포커스
제5회 임베디드 SW & 웨어러블 컨퍼런스새로운 성장동력 발굴, 임베디드 소프트웨어 정보 공유
정환용 기자 | 승인 2018.01.02 16:48

EPNC=정환용 기자] 지난 12월 5일 서울 강남구의 삼정호텔에서 ‘제5회 임베디드 SW & 웨어러블 컨퍼런스’가 개최됐다. 산업통상자원부가 주최하고 한국산업기술평가관리원(이하 KEIT)과 임베디드소프트웨어·시스템산업협회(이하 KESSIA)가 주관한 이번 컨퍼런스의 주된 키워드는, 제목 그대로 임베디드 소프트웨어와 웨어러블 산업이었다.

이날 강연을 진행한 강사들은 날로 그 규모를 더해가는 웨어러블 디바이스, 그리고 이를 뒷받침해 주는 임베디드 소프트웨어가 가져올 산업 변화의 핵심 주체에 대해 상세하게 살펴보고, 발전 방향을 공유했다. 행사장에는 200명이 넘는 임베디드 소프트웨어․웨어러블 관련업체 임직원, 소프트웨어 개발자, 정부와 학계 관계자들이 모여 기조연설과 분야별 강연을 참관했다.

 

컨퍼런스 개회사는 한국산업기술평가관리원(Korea Evaluation Institute of Industrial Technology, KEIT) 소순종 단장이 맡아, “임베디드 소프트웨어가 근간이 되는 IT 융합은 시대의 큰 흐름”이라며, “이 컨퍼런스를 통해 임베디드 소프트웨어 산업과 웨어러블, 스마트 디바이스 산업이 한 층 더 발전할 수 있는 촉매제가 될 수 있길 바란다”고 전했다. 산업통상자원부의 박영삼 과장도 격려사를 통해 “하드웨어, 소프트웨어, 서비스의 융합 신산업인 웨어러블 산업의 발전을 위해, 4차 산업혁명의 핵심 성장동력인 임베디드 소프트웨어의 중요성을 인식하고 지속적인 투자와 민관 협력이 필요하다고 강조했다.

한국산업기술평가관리원 소순종 단장은 개회사를 통해 “임베디드 소프트웨어가 근간이 되는 IT 융합은 시대의 큰 흐름”이라며, “소프트웨어를 중심으로 새로운 패러다임을 만들어야 한다. 이 컨퍼런스로 임베디드 산업과 웨어러블 스마트 디바이스 산업이 한 층 더 발전할 수 있는 촉매제가 되길 바란다”고 전했다. 이어 산업통상자원부의 박영삼 과장도 “착용형 기기는 하드웨어, 소프트웨어, 서비스가 융합하는 대표적인 신산업이다. 4차 산업혁명의 핵심 성장동력인 임베디드 소프트웨어에 대한 중요성을 인식하고, 지속적인 투자를 비롯해 민·관의 협력이 필요하다”고 강조했다.

 

스코넥 엔터테인먼트 최정환 부사장은 ‘VR과 AR에서의 게임 콘텐츠 현황과 전망’이란 주제로 강연을 진행했다.
광운대학교 전자공학과 박재영 교수는 Open WDK 분야에서 ‘웨어러블 전자기술의 국제표준화 현황과 동향’을 소개했다.

 

 

웨어러블 시장, 연 18% 넘게 성장 중
B2C 시장만 해도 2017년 웨어러블 기기는 1억 2000만 대가 넘게 판매됐다. 이 규모는 오는 2021년 2억 4000만 대에 도달할 것으로 예상된다. 연평균 18%가 넘는 높은 성장률을 보이고 있는 웨어러블 기기는, 현재 활발하게 개발 중인 보행 보조 웨어러블 로봇 ‘엑소스켈레톤’(ExoSkeleton)이 상용화되면 그 폭이 더욱 커질 전망이다.

처음에는 모바일 기기와 같이 분류되던 웨어러블 기기는, 그 용도와 기술의 발전으로 점점 별개의 제품군으로 독립되고 있다. 소비자용 웨어러블 기기는 대부분 손목에 착용하는 기기(스마트워치, 스마트밴드)에 치중돼 있다. 이는 스마트밴드가 헬스케어 분야와 접목되며 시너지 효과를 일으켰기 때문에 가능했다. 홍콩의 경우 지난 2014년에는 밴드형 기기가 전부였지만, 2017년에는 부착형 웨어러블 기기의 비중이 총 웨어러블 기기 판매량(약 47만 개)의 40%가 넘었다. IDC도 현재 약 95%인 밴드형 기기의 비중은 2021년에는 80%대로 내려가고, 의류나 장착형 기기의 비중이 15% 이상으로 확장될 것으로 예측했다.

 

기조연설
국내외 웨어러블 로봇 산업 동향과 전망
한창수 교수 - 한양대학교 로봇공학과, (주)헥사시스템즈 대표이사

구글의 기술고문인 미국의 컴퓨터 과학자 레이 커즈와일(Raymond Kurzweil)은 컴퓨터의 발전에 대해 “1000달러짜리 컴퓨터는 끊임없이 발전을 거듭해, 종국에는 모든 인류의 두뇌활동과 맞먹는 효과를 낼 수 있을 것”이라고 얘기했다. 40년 전 우주에 로켓을 발사하던 컴퓨터보다 지금의 스마트폰 한 대의 성능이 더 높다는 점을 감안하면 얼추 맞는 말이다. 적어도 향후 10년 뒤에는 스마트폰과 노트북의 성능 차이가 데스크톱과 노트북의 차이 정도로 줄어들 수 있을 듯하다.

한창수 교수는 ‘4차 산업혁명의 핵심은 로봇’이라고 언급했다. 이는 현재 점점 많이 적용되고 있는 마이크로컨트롤러의 성능이 점점 좋아지고, 어느 기기에서나 사용할 수 있을 정도로 보편화되면, 기존에는 불가능했던 기동이 가능해진다는 것을 의미한다. 한 교수는 단지 스스로 움직일 수 있는 로봇을 만드는 것에 대해 다방면으로 고민해야 한다고 언급했다. 인공지능과 궤를 같이 하는 로봇의 발달은 장점 뿐 아니라 부정적 요소도 함께 가지고 있기 때문이라는 것이 그 이유다.

2개의 다리를 이용한 보행은 그 효과가 매우 크지만, 스스로 움직인다는 행위에 담긴 의미들을 끊임없이 되새겨봐야 한다. 핸슨 로보틱스의 ‘소피아’, 보스턴 다이내믹스의 ‘핸들’ 등 현재 다양한 로봇 개발사들이 2족 보행 로봇이나 인간과 흡사한 휴머노이드 로봇의 개발에 집중하고 있다. 이보다 더 가까운 미래에 볼 수 있는 로봇은, 새로운 기능을 수행하는 것보다 기존의 기능을 보완할 수 있는 보조형 로봇이다. 한 교수가 운영하고 있는 한양대학교 첨단로봇 연구실 ‘HEXAR’(Hanyang EXoskeletal Assistive Robot), 그리고 착용형 외골격 로봇 기술을 개발하는 헥사시스템즈에서는 2006년부터 인간의 행동을 보조할 수 있는 다양한 형태의 엑소스켈레톤을 개발하고 있다. 한 교수는 지금의 기술이 더욱 발전하려면 “로봇 자체의 발전과 함께 또다른 첨단 기술과의 융합이 웨어러블 로봇을 한 층 더 발전시킬 수 있다”고 설명했다.

HEXAR의 기술개발 방향 중 하나는 ‘소프트 로보틱스’(Soft Robotics)다. 단단한 재질일 것이라는 선입견에 반하는 탄성 소재를 이용한 로봇 시스템이 HEXAR의 목표 중 하나다. 탄성이 있는 소재를 사용하면 기존의 견고한 재질을 사용한 로봇 시스템보다 유연성과 적용성이 더 우수하다. 또한, 팔이나 다리 등 부위 별 웨어러블 로봇에 상호 연관성을 부여한다면 그 효과가 극대화될 수 있다. 각종 센서로 수집한 생체 데이터를 기반으로 인공지능 시스템으로 최적화된 파라미터를 적용하면, 착용자 개별 맞춤형으로 지원할 수 있어 효과가 더욱 커진다.

 

인간 편의 중심의 외골격 웨어러블 로봇 기술
현동진 박사 - 현대자동차 혁신기술센터 융합기술개발팀 팀장

현대자동차 혁신기술센터에서 하반신 마비 환자를 위한 엑소스켈레톤을 개발하고 있는 현동진 박사는 웨어러블 로봇의 분류를 인간의 의지에 의한 근육 힘의 유무에 따라 나누고 있다. 로봇의 힘이 주(主)가 되고 인간의 힘이 조(助)가 되는 경우, 그리고 그 반대의 경우로 나누는 것이다.

하반신 마비 환자를 도와주기 위한 웨어러블 로봇은 5가지의 차별성을 목적으로 개발돼야 한다. 현 박사가 제시한 5가지 기준은 환자가 보조 로봇을 착용, 사용하며 재활의 목적을 원활하게 달성할 수 있게 만들기 위해 필요한 항목들이다.

유연성(Controllability) - 환자의 보폭이나 보행의 특성을 나타내는 변수를 착용자 스스로 설정할 수 있는 것
이동성(Portability) - 웨어러블 로봇이 휠체어의 대체재가 되는 것이 아니라, 보조 로봇과 휠체어를 병용할 수 있을 만큼 보완재에 더 가까워지는 것
독립성(Independency) - 보조 로봇의 착용과 탈거를 환자 혼자서도 할 수 있을 만큼 간편할 것
안정성(Stability) - 착용자의 상태를 정상적인 보행과 더 가깝게, 더 오래 유지시키는 것
역동성(Dynamic Gait) - 개인의 특징이 많이 나타나는 인간의 보행에 더 가깝고, 시간에 따라 좀 더 역동적으로 움직일 수 있게 하는 것

현 박사가 팀장으로 이끌고 있는 융합기술개발팀에서 개발하고 있는 보행 보조 로봇 ‘휴마’(HUMA, Human Universal Mobility Assistance)는 하반신 마비 환자가 착용하고 최대 12km/h의 속도로 보행할 수 있는 기술이 구현돼 있다. 중요한 점은 전문적인 교육을 받는 것이 아니라 20여 분의 교육을 받으면 별도의 보조기구의 도움을 받지 않아도 로봇을 착용하고 걸을 수 있게 된다는 점이다.

현 박사는 보행을 보조하는 로봇을 착용하고 일반적인 걸음을 걷기 위해서는, 걸음걸이의 과정에서 발생하는 매개변수에 추진 운동을 접목해야 한다고 강조했다. 같은 보조 로봇을 착용했다 하더라도, 로봇이 진행 중 무게중심을 어디에 두는지에 따라 그 움직임의 차이가 크다. 로봇이 착용자의 움직임을 감안하고 스스로 무게중심을 앞으로 옮겨주면, 자연스런 보행이 가능해져 걷는 속도를 좀 더 빠르게 할 수 있다. 이런 과정들을 보행 속도에 맞춰 ‘인공의 역동성’(Artificial Dynamics)을 극대화시키는 것이 보행 보조 로봇의 관건이다.

보행 보조 로봇이 상용화되기 위해선 넘어야 할 산이 몇 개 있다. 현재 휴마의 자체 무게는 약 15kg 정도로, 체중 70kg인 환자가 착용했을 때 부담이 적지는 않다. 현 박사는 로봇의 무게를 15kg보다 가볍게 만드는 것이 목표인데, 로봇의 움직임을 관장하는 액추에이터를 어떻게 배치하는지에 따라, 웨어러블 로봇 상용화의 가부가 나뉠 것이라고 언급했다. 걷기 힘든 환자가 보통 사람처럼 걷기 위해서는 단지 앞으로 나아가는 것뿐만 아니라 속도와 방향성, 그리고 상체의 움직임을 예측 수준으로 빠르게 인식하고 반응해야 한다. 환자 뿐 아니라 등산 등의 보행에서 도움을 받을 수 있는 보조 로봇이 상용화되기 위해선, 머신 러닝 기술을 통해 로봇의 제어 파라미터를 빠르게 처리할 수 있어야 하겠다.

 

Open WDK
개방형 웨어러블 개발킷 Open WDK 기술개발 현황
우덕균 박사 - 한국전자통신연구원(ETRI)

ETRI의 우덕균 박사는 다양한 웨어러블 디바이스의 기술 개발 현황과 개발킷의 필요성에 대해 강연했다. 현재 국내 기업은 삼성전자가, 해외 기업은 구글, 인텔, ST마이크로일렉트로닉스 등의 기업이 웨어러블 개발 킷을 지원하고 있다.

구글 - 지난 2014년 5월 웨어러블 디바이스용 안드로이드웨어 플랫폼을 공개했다. 리눅스 커널 기반으로 만들어진 안드로이드 웨어는 스마트워치와 같은 고사양 기기에 적합하다. 경량 운영체제와 비교하면 전력소모가 큰 편이어서, 스마트밴드와 같은 저사양 기기에 적용하기는 어렵고, 같은 이유로 중소기업에서 활용하기도 적합하지 않다.

인텔 - 2015년 8월 웨어러블 제품에 활용할 수 있는 인텔 큐리 모듈을 공개했다. 큐리 모듈은 X86 기반의 인텔 쿼크 코어, 블루투스 저전력 에너지(BLE), 가속도계, 자이로 센서 등을 내장한 칩이다. 그러나 국내에는 ARM 환경에 더 익숙한 개발자들이 많아 활용도가 높지 않고, ARM 기반의 국산 SoC 확장 측면에서도 접근이 쉽지 않다.

ST마이크로일렉트로닉스 - 2016년 5월에 자사가 개발한 웨어러블 개발킷의 출시를 앞두고 있다. 개발 보드는 ARM 코어텍스 M3 기반의 자사 AP를 비롯해 BLE, 가속도계, 자이로 센 서 등이 내장돼 있다. 손목 착용 형태를 지원하며 저전력, 보안 기능도 지원한다. 그러나 에뮬레이터, 클라우드 환경 등은 지원하고 있지 않다.

삼성전자 - 지난 2014년 웨어러블 기기용 ‘타이젠’(Tizen) 플랫폼을 공개하고, 2016년에는 경량 하드웨어 플랫폼 ‘아틱’(ARTIK)을 출시한 바 있다. 타이젠 플랫폼은 리눅스 커널 기반으로, 대기업이 주도하는 스마트워치 개발에는 적합하나 중소기업이 활용하기는 어렵다. 아틱 플랫폼은 웨어러블 기기보다는 사물인터넷 플랫폼으로 출시돼, AP가 200MHz 이상인 고사양 제품이다. 이 역시 저사양 웨어러블 기기에 적용하기는 어렵다.
 
우 박사는 웨어러블 개발킷의 기술 개념을 설명하며, “제품 개발자는 아이디어 구현에만 집중할 수 있도록, 편리한 개발환경을 구축하고 응용 소프트웨어를 개발하는 것이 중요하다”고 언급했다. 또한, 각 기관별로 기술개발 역량과 역할에 대해서도 설명했는데, ETRI의 경우 15년가량 개발자용 소프트웨어를 연구해 왔고, 자동차용 실시간 운영체제, 센서 운영체제 등을 개발했다. 여기에 아리온(ARION), 텔레칩스(Telechips), 코다임(codigm) 등의 기업들이 개발보드와 시스템 라이브러리, 국산 AP 지원 개발킷 시스템 라이브러리, 웨어러블 응용 라이브러리 개발과 시험 검증, 클라우드 기반 웨어러블 소프트웨어 개발환경 개발 등의 기술개발에 함께하고 있다.

웨어러블 기기 개발보드는 하드웨어 콘셉트를 아두이노처럼 다양한 칩을 조립할 수 있는 방향으로 설정했다. 또한, 웨어러블 기기인 만큼 위로 적층시켜 크기를 줄일 수 있는 방법도 연구 중이다. 국산 SoC와 외산 SoC를 함께 사용하며 가장 적합한 조합을 찾는 것도 ETRI의 연구 분야 중 하나다. 웨어러블 기기 시제품을 만들게 되면 통신 보드와 AP 보드, 센서 보드 등을 적층형 모듈로 조립해 25x25x13mm의 작은 크기에 웨어러블 기기를 구현할 수 있다. 우 박사는 웨어러블 디바이스 개발자들의 목표 중 하나로 하드웨어의 국산화와 더불어 가격과 성능 모두를 만족시킬 수 있는 조합을 찾는 것이라고 강조했다.

또한, 공통 API를 통해 다양한 웨어러블 시스템 개발의 유연성을 확보하는 것도 중요하다고 언급했다. 시스템 라이브러리 API가 표준화되면, 동일한 응용 소프트웨어를 포팅 과정 없이 다양한 MCU, 운영체제, 통신환경에서 구동할 수 있게 된다. ETRI는 모듈형 개발킷을 이용해 시제품 구현에 성공했는데, 텔레칩스와 STM 보드의 동작 검증, 센서와 통신 보드 동작 검증, 실시간 운영체제와 ‘NanoQplus’의 포팅까지 완료해 하드웨어가 실제로 작동하기까지의 과정을 모두 확인한 바 있다. 아직 더 많은 전력을 저장할 수 있는 기술은 답보 상태에 있기 때문에, 저전력 하드웨어를 적용해 동작시간 대비 데이터 수집의 효용성을 높이는 데 기술력을 집중하고 있다.

#임베디드#소프트웨어#웨어러블#컨퍼런스

정환용 기자  hyjeong@epnc.co.kr

<저작권자 © EP&C News, 무단 전재 및 재배포 금지>

정환용 기자의 다른기사 보기
icon인기기사
PREV NEXT

여백
여백
여백
여백
여백
여백
icon
여백
여백
여백
신제품
여백
Back to Top