생체정보를 감지하는 스마트의류 보급이 확대되고 있다.
화학기업들은 초창기에 스마트의류를 다양한 분야에 적용하기 위해 노력했으나 최근에는 니즈가 높은 의료 및 스포츠용에 집중하고 있다.
다만, 작업자 감시, 졸음운전 탐지를 비롯한 B2B(Business to Business)용은 소재, 센서, 해석기술 고도화 측면에서 시행착오를 거듭하고 있다.
스마트의류는 대상자의 안전을 100% 보장하는 것이 아니라 어디까지나 주의를 환기함과 동시에 사고 예방을 촉진할 목적으로 사용되기 때문에 가격 대비 성능 확보가 보급에 가장 중요한 요소로 부상하고 있다.
스마트의류 개발은 2010년대 중반 무렵부터 활성화됐으며 스포츠, 의료, 공장 등 다양한 분야에서 실증시험을 진행하고 있다.
말이 통하지 않아도 착용하면 생체정보를 파악할 수 있어 도요보(Toyobo)가 경주마 조련, 군제(Gunze)가 소의 열사병 예방, 도레이(Toray)가 영아의 울음 예측용 등으로 다양한 접근을 시도하고 있다.
특히, 최근에는 의료 및 스포츠 분야에서 개발이 가속화되고 있다.
선두주가 도레이는 2018년 가을 웨어러블(Wearable) 심전도 측정 시스템으로 의료분야에 진출했다.
전극을 점착제로 사용해 몸에 고정하는 기존의 24시간 측정법은 불쾌감이 강하고 피부에 염증이 생기는 문제가 있었으나 통신 메이저 NTT와 공동으로 개발한 웨어러블 소재 Hitoe를 채용해 착용감을 개선했다.
이에 따라 2주간 측정이 가능해졌을 뿐만 아니라 계측시간이 늘어나 10%에도 미치지 못하던 심방세동 검출률이 12-20%로 향상된 것으로 알려졌다.
테이진프론티어(Teijin Frontier)는 정밀한 심전 계측법인 12유도 심전도 검사가 가능한 웨어러블 전극 원단을 개발했다.
단순히 흉부에 부착함으로써 계측할 수 있어 구급차 안에서 간단하고 신속하게 데이터를 취득할 수 있으며 미리 바른 위치에 전극이 설치돼 있어 데이터 불균형이 없는 것으로 파악되고 있다.
기존에는 10개의 전극을 일일이 설치해야 하기 때문에 구급대원에게 높은 스킬이 요구되는 문제점이 있었다.
아울러 테이진프론티어는 2018년 봄 스포츠 분야에 특화시킨 전략을 세우고 신체운동 계측 관련 사업을 운영하고 있는 스포츠센싱(Sports Sensing)과 합작으로 Teijin Frontier Sensing을 설립했다.
일본에서 유일하게 섬유부터 봉제, 센서, 소프트웨어 개발에 이르기까지 종합적으로 사업을 전개하고 있으며 의료분야와 마찬가지로 명확한 니즈를 보유하고 있는 올림픽 대표 및 프로선수가 대상이다.
테이진프론티어는 단체 스포츠용으로 100명 이상의 데이터를 일괄적으로 파악할 수 있는 심전도 측정기술을 보유하고 있으며 올바른 움직임 습득에 도움이 되는 모션센싱 기술에도 강점을 나타내고 있다.
원단은 초극세 나노섬유 Nano Front를 활용하고 있으며 프로선수를 대상으로 노하우를 축적한 후 학생선수 및 일반용으로 확대 개발하고 모션센싱 기술을 활용해 재활치료용으로도 개발할 방침이다.
작업자 감시 서비스 등 B2B 용도는 잠재수요가 파악되고 있으나 보급이 좀처럼 확대되지 않고 있다.
개인마다 졸음, 열사병 등 컨디션 이상을 느끼는데 차이가 있어 생체정보와 의식을 완벽하게 매칭하기 어렵기 때문이다.
또 졸음을 탐지해 경보를 울리더라도 졸음운전을 100% 방지할 수 없어 사용자가 대책용품으로 가치를 얼마나 인정할지가 본격적인 보급을 좌우할 것으로 판단된다.
의료 및 스포츠 분야에서는 감지한 생체정보를 의료행위 및 트레이닝에 활용하나 B2B용은 알고리즘을 이용해 심박, 온도, 가속도 등 생체정보로부터 열사병 리스크나 졸음을 예측하는 작업을 수행해야 하는 것으로 파악되고 있다.
알고리즘을 이용하지 않고 심박수 변화를 통해 컨디션 이상을 탐지할 때에도 나이나 체격 차이에 따라 개개인의 평균 심박수가 달라 정확한 판단이 어려운 단점이 있다.
이에 따라 도레이는 평균 심박수의 개인 차이 문제를 해결하기 위해 개인마다 최적의 역치를 설정할 수 있는 어플리케이션을 개발했다. 가속도와 심박수가 연동된 데이터를 대상자의 기준치로 설정하는 방식이다.
가속도 센서를 이용해 안정상태와 활동상태 구별이 가능해짐에 따라 개인별 심박 데이터에 대응하면서 활동할 때와 휴식 등 안정할 때의 건강 이상을 구별해 탐지할 수 있다.
다만, 알고리즘을 이용해 졸음이나 열사병을 예측할 때에는 생체정보와 실제 의식 사이에 차이가 발생하는 사례가 나타나고 있다.
운송 분야에서 니즈가 높은 졸음 탐지는 몸이 발산하는 생체신호와 본인의 느낌이 달라 본인이 졸음을 느끼지 않고 있음에도 불구하고 알람이 울릴 때가 있어 100%의 정밀도를 확립하기 어려운 것으로 알려졌다.
경보가 울려도 자동차가 멈추는 것이 아니어서 졸음운전을 100% 방지할 수 없으며 알람에 본인이 깨지 않으면 아무런 의미가 없기 때문이다.
도요보는 버스 운행기업 등과 함께 졸음 탐지 실증시험을 진행하고 있다.
스마트의류는 생체신호가 정확할수록 스트레스, 졸음, 안정 등에 대한 추측 정밀도가 향상되나, 의사는 안정적인 상태의 환자에게 전극을 다수 장착해 측정할 수 있는 반면 움직이는 인물을 대상으로 하는 스마트의류는 우수한 활동성이 요구됨에 따라 탑재할 수 있는 전극수가 제한되는 문제점이 있다.
이에 따라 스마트의류 개발기업들은 전극 장착위치, 웨어러블 고정상태 등에 심혈을 기울이고 있으며, 도요보는 전극에 신축성이 높은 필름 형태의 전도소재 COCOMI를 채용함으로써 차별화를 추진하고 있다.
애완동물용도 생체정보 감지 시장이 크게 성장할 것으로 예상되고 있다.
경주마용으로 공급실적을 보유하고 있는 도요보는 애완동물 시장을 공략하기 위해 땀을 흘리는 경주마에 이어 땀을 흘리지 않는 개와 고양이도 심전도를 측정할 수 있는 기술을 개발했다.
테이진프론티어는 압전체인 PLA(Polylactic Acid) 섬유를 매듭 모양으로 만든 웨어러블 센서를 애완동물용으로 제안하고 있다.
작업자 감시용과 애완동물용은 모두 기대만큼 시장이 성장하지 않고 있으나 스마트의류가 매년 고도화됨에 따라 머지않아 보급이 폭발적으로 증가할 것이 확실시되고 있다.