Keit pd(16 06)-전체

ISSN 2234-3873
VOL16-6
2016.6
FOCUSING ISSUE
사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한
국민안전로봇 프로젝트 추진
PD 기술 이슈
ISSUE 1 창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스
- 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로
ISSUE 2 심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향
ISSUE 3 텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향
ISSUE 4 『SID 2016(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향
ISSUE 5 3D프린팅 산업현황 및 시장동향
ISSUE 6 대기환경 센서 기술 동향
특집
특 집 헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례

➊ [ FOCUSING ISSUE ] 인류 편익을 높이는 컴퓨팅 07
➋ [ PD 기술 이슈 1 ] PACS(Picture Archiving and Communication System) 13
기술 및 산업 동향
➌ [ PD 기술 이슈 2 ] 고령친화형 정보서비스의 현황과 시사점 39
➍ [ PD 기술 이슈 3 ] 유동안정성 확보 기술 및 발전 전망 57
➎ [ PD 기술 이슈 4 ] 북극항로 개방현황 및 관련 조선 산업 기술동향 73
➏ [ PD 기술 이슈 5 ] 스마트홈 미들웨어 기술 동향 및 산업 융합 전략 85
➏ [ PD 기술 이슈 5 ] 건축물의 안전관리를 위한 IT융합 기술동향 131
➑ [ 특집 1 ] 2013년도 정보통신 기술진흥 투자방향 및 계획 145
➑ [ 특집 2 ] 전문가-논문-특허-시장 관점에서 바라본 S/W, 165
시스템반도체 분야 기술수준
VOL 16-6 2016.6
KEIT PD ISSUE REPORT
➊ [ FOCUSING ISSUE ] 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진 07
➋ [ PD 기술 이슈 1 ] 창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스
- 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로 13
➌ [ PD 기술 이슈 2 ] 심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향 33
➍ [ PD 기술 이슈 3 ] 텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향 43
➎ [ PD 기술 이슈 4 ]『SID 2016(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향 53
➎ [ PD 기술 이슈 5 ] 3D프린팅 산업현황 및 시장동향 69
➏ [ PD 기술 이슈 6 ] 대기환경 센서 기술 동향 79
➐ [ 특집 ] 헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례 103

VOL16-6
2016.6
ISSN 2234-3873
FOCUSING ISSUE
PD 기술 이슈
ISSUE 1 창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스
- 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로
ISSUE 4『SID 2016(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향
ISSUE 5 3D프린팅 산업현황 및 시장동향
ISSUE 6 대기환경 센서 기술 동향
특 집
특 집 헬스케어 산업에서의 3D 프린팅 혁신 사례

▶ KEIT PD ISSUE REPORT VOL 16-06
FOCUSING ISSUE

KEIT PD Issue Report Focusing ISSUE 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진
사람이 접근하기
어려운 재난 환경에서 필요한

8 한국산업기술평가관리원
PD ISSUE REPORT JUNE 2016 VOL 16-06KEIT PD Issue Report
지구온난화, 인공구조물의 대형화로 인해 자연 혹은 인재에 의한 사고가 빈발하고 있으며
피해 규모도 커지는 추세다. 또한 화재, 붕괴, 폭발, 유독가스 누출 등이 복합적으로 발생하는
복합재난 환경에서는 인력 투입이 어려워 로봇기술을 활용하는 등 새로운 대응 수단이
필요하다. 이러한 상황에서 국민안전로봇 프로젝트가 추진되고 있다.
< 과제 핵심기술 및 주요 연구내용(예정) >
분류 개발 플랫폼 개발 내용 제품 개요
복합
재난
로봇
실내 정찰용
로봇 시스템
복 합 재 난 현 장 에 서 실 내 정 찰 을 위 한
비행·주행 로봇 및 무선통신 시스템
장갑형
로봇 시스템
실내 진입대원의 인명 보호 및 구조 지원,
방재작업 보조를 위한 장갑형 로봇
다중로봇 통합관제
운용 시스템
재난 현장에서 다수의 복합 재난 로봇을
효율적으로 관제·운용하기 위한 시스템
핵심
부품
농연 가시화 센서
화재·붕괴·가스사고 현장의 짙은 연기(농연)를
극복해 가시거리를 확장하기 위한 센서
인명탐지 센서
화재·연기·장애물 뒤 생존자 유무 및 위치
추정을 위한 인명탐지 센서
극한 재난 발생
무엇이
필요한가?
극한 재난 환경 분류
극한 재난 상황 분석
•인간의 접근 및 구조/복귀 활동 범위 초과
•초동대처 미흡시 대형 인명/재산 피해
•구조자의 2차 인명피해 유발
고온 극한 유해가스 방사선 고중량
후쿠시마 원전사고 구미 불산 유출 사고 울산 현대중공업 폭발 사고

국민안전로봇 프로젝트를 통해 개발될 핵심기술 및 주요 연구내용을 간략히 정리하면 다음과 같다. 우선
복합재난 상황에서 이용할 실내 정찰용 로봇 시스템 개발과 관련해 비행을 통한 실내 진입 및 실내 이동(비행
혹은 주행)을 할 수 있는 로봇 시스템으로 재난뿐만 아니라 국방, 치안, 산업용 등 다양한 분야에 활용 가능하게끔
모듈화 설계를 하고 재난 현장의 고온·다습한 환경에서 내열·내습 기능을 보유한다. 주요 개발 기술로는 자율·원격
주행 및 비행제어, 임무 수행기술이 있다.
다음으로 복합재난 사고 현장에서 실내 진입대원의 인명 보호 및 방재작업을 지원하기 위한 장갑형 로봇 시스템
개발과 관련해 내열·방수·내충격 구조의 탑승형 차체를 개발해 화염 환경에서 운용이 가능한 내열‧ 방수‧ 방진 구조
차체와 붕괴물 낙하, 폭발 충격 등으로부터 탑승자를 보호할 수 있는 장갑형 차체를 개발한다. 더불어 유해가스
누출 시 탑승자 보호기술(양압유지, 공기정화기술 등) 개발도 포함된다. 또한 복합재난 사고대응 지원용 다중
로봇 통합관제 운용 시스템 개발과 관련해서는 차량형 통합 운용 시스템을 개발, 실내 정찰 로봇 및 장갑형 로봇을
탑재해 운반할 수 있는 기능과 통제 지휘관 및 3명 이상의 직접 조종자용 다중 로봇 통제 및 조종 환경을 구축한다.
더불어 다중 로봇‧ 다중 센서 정보 통합 및 임무 통제 기술을 개발한다.
이외에도 화재 현장의 농연 환경 내 가시거리 확장을 위한 영상센서 모듈 개발과 관련해 최적의 농연 가시화를
위한 이종 다중 센서 설계기술을 개발하고 농연 환경 가시화 알고리즘 및 융합신호처리 모듈을 개발한다. 레이더
기반 비가시영역 인명탐지 센서 개발과 관련해 비가시영역 인명 탐지 레이더 센서 모듈을 개발한다. 더불어 소형,
경량화 및 인명 탐지 해상도 확보를 위한 다채널 광대역 레이더 센서칩 설계, 잔해물·벽체 투과를 위한 Front-
End(안테나, 전력증폭) 설계 및 인명 탐지 알고리즘을 개발한다.
전 세계적으로 재난에 대응하기 위해 개발된 로봇기술은 현재 초기 단계로 완성도 높은 재난 로봇기술을 개발해
관련 분야 글로벌 리더로 자리매김할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 또한 높은 신뢰성을 요구하는 재난구조
로봇기술은 국방, 건설 등 다양한 분야로 확장이 가능하다. 더불어 본 사업을 통해 개발되는 핵심 부품은 소방대원
인명 보호용 첨단장비에도 적용할 수 있을 것으로 예상되고 있다.
Focusing ISSUE 사람이 접근하기 어려운 재난 환경에서 필요한 국민안전로봇 프로젝트 추진
9Korea Evaluation Institute of Industrial Technology
최근 복합재난 환경에서는
인력투입이 어려워져 로봇기술 활용이 새로운 대응 수단이 되고 있는 바,
전 세계적으로 재난에 대응하기 위해 개발된 로봇기술은
현재 초기 단계로 완성도 높은 재난 로봇기술을 개발해
관련 분야 글로벌 리더로 자리매김할 수 있을 것으로 기대

▶ KEIT PD ISSUE REPORT VOL 16-06
PD 기술 이슈
ISSUE 1
창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스
-창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로-
- KEIT 지식서비스 PD실
ISSUE 2
심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향
- KEIT 조선 PD실
ISSUE 3
텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향
- KEIT 섬유의류 PD실
ISSUE 4
SID 2016(Display Week)』를 통해 본 디스플레이 산업동향
- KEIT 디스플레이 PD실
ISSUE 5
3D프린팅 산업현황 및 시장동향
- KEIT 홈정보가전 PD실
ISSUE 6
대기환경 센서 기술 동향
- KEIT 임베디드SW PD실

ｌ저자ｌ 조준동 교수 / 성균관대학교 휴먼ICT융합학과
한형상 PD / KEIT 지식서비스 PD실
SUMMARY
주요 현황
‌IoT(사물인터넷)시대가 열렸음. IDC에 의하면 2019년에 손목형, 안경형, 모듈형, 의복형, 귀고리형 등 다양한
형태로 1억6천만 개의 웨어러블 기기가 출하될 것이며, 2020년까지는 500억 개의 기기가 서로 연결될
것으로 예측됨(Broadcom, 2013). 그러한 휴대용 기기에 편안함과 즐거움 같은 가치를 더하기 위해서는 자기
정량화(QS; Quantified Self)를 통해서 사람이 가진 다양한 데이터의 분석이 필요함. QS란 자신의 행동, 태도,
건강상태 등의 측정을 위해서 스스로 데이터를 정량화 하는 것을 말함. 다시 말하면 휴대용 진단장치를 가지고
다니면서 다양한 센서를 통해서 자신이 먹는 음식과 공기의 오염도를 측정하거나 기분, 혈압, 운동량, 정신상태
등을 측정하여 수치화하는 것을 의미함. QS의 실현에 필요한 요소기술로는 센서, 빅데이터, 모바일앱, 데이터
시각화(Visualization), 게임화(Gamification) 등이 있음
시사점 및 정책 제안
‌이러한 QS의 획득을 위한 HW와 무선장치를 가진 디바이스는 단순한 HW 장치에 지나지 않음. 시장개척을
위해서는 데이터로부터 가치를 찾아내는 비즈니스 모델(BM)의 발굴이 추가되어야함. 2014년에 웨어러블의
미래에 대해 조사한 바에 의하면 웨어러블이 운동능력 향상에 기여할 것으로 본 사람은 42%, 비만 감소에
기여할 것으로 본 사람은 46%, 그리고 친구나 가족보다 웨어러블에 더 의존하게 될 것으로 본 사람은 57%에
불과했음(www.pwc.com). 웨어러블을 이용하여 운동능력 향상, 비만 감소 등의 서비스가 지속적으로 제공되기
위해서는 디바이스와 사람이 상호 연결되는 사용자 경험(UX: User eXperience)의 가치를 높이는 것이 매우
중요함. 이를 위하여 인문, 공학, 디자인의 초학제적인 융합연구를 통하여 기기, 사람, 정보, 공간이 총체적으로
연결되는 IoT 시대의 감성적 플랫폼 개발이 필요함.
창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스

PD ISSUE REPORT JUNE 2016 VOL 16-06
KEIT PD Issue Report
1. 초다학제적 융합(Transcendent Convergence) 연구
‌사용자 경험(UX;User eXperience)이란 사람의 제품, 시스템, 서비스에 대한 사용 기대감의 결과로 나타나는 직감과
반응을 말함. 사용자의 제품에 대한 긍정적인 참여를 이끌어내기 위해서는 제품에 특정 아이디어를 제공해서 사용자에게
감성적인 영향을 주는 것이 필수적임. 이러한 사용자 경험과 감성적 참여는 스마트 디바이스의 사업화 성공 여부 결정에
큰 영향을 미침.
| 그림 1. Seductive interaction design, focus on people, activities, context, Anderson [12] |
‌그와 같은 인간의 원초적인 욕구 충족을 위해서 디자인은 무엇을 추구해야 할까? 이에 대해 우선 고려되어야 할 사항들을
그림 1의 매력적인 인터랙션 디자인이 갖추어야 할 요소들을 통해서 살펴보겠음. 즉, 매력적인 디자인은 기능(설계된 대로
작동), 신뢰성(정확성), 사용성(어려움 없이), 편리성(사용이 쉽고 생각하는 대로 작동)을 뛰어 넘어 즐거움(나눌 수 있는
기억에 남는 경험)과 의미(개인적인 의미성)를 부여하는 것이 궁극적인 목표임.
MEANINGFUL
Has personal significance
PLEASURABLE
Memorable experience worth sharing
CONVENIENT
Super easy to use, works like I think
THIS IS THE CHASM THAT IS DIFFICULT
FOR ORGANIZATIONS TO CROSS
USABLE
Can be used without difficulty
RELIABLE
Is available and accurate
FUNCTIONAL(USEFUL)
Works as Programmed

ISSUE 1 창조경제 시대의 스마트 감성 디바이스 - 창조적 디자인 인문 기술 융합을 통한 감성 UX 디자인 방법론 및 사례 중심으로
‌그림 1의 피라미드 최상위 단계인 “유의미”한 결과를 만들어 내기 위해서는 집단적 창의성(Collective Creativity)을
극대화하기 위한 고도의 초학제적 UX 디자인 연구 방법론이 필요하다고 생각됨[7]. 따라서 본고는 이 같은 디자인 철학을
바탕으로 IoT를 구성하는 스마트 디바이스의 성공적인 개발에 필요한 초학제적(Transcendent Disciplinary) UX 디자인의
핵심요소를 소개하고자 함.
‌초학제성이란 사회생활 영역의 문제 해결을 위한 목적으로, 학제적 패러다임의 초월과 통합, 참여적 연구, 학제를
넘어선 지식 통합의 추구를 의미함. 주요원칙에는 초월(정보, 데이터, 이론, 방법론을 혼합한 부분합보다 큰 프레임워크),
출현(새로운 경험 및 공간이동), 통합, 혁신과 유연성이 포함됨. 초학제적 연구방법은 학제가 아니라 이슈나 문제에서
시작됨(Krimsky, 2000). 즉, 여러 학제들의 전문성을 통합하여 현실세계의 문제에 총체적으로 대응하는 사회정의 중심적인
연구방법임. 디자인 중심의 초학제적 연구는 연구 참여자(즉, 과학자, 예술가, 인문학자, 그리고 대중) 간의 반복적인
의사소통 과정을 통하여 개방적이고 유동적이며 성찰적인 특징을 갖게 됨. 즉, 과학자들과 非과학자들이 협력과 소통으로
미래 인류사회를 준비하기 위한 주요 쟁점을 도출하기 위한 개념적(Conceptual), 상징적(Symbolic) 사고를 통하여
직관력과 유연성을 갖추는 것이 연구 성공을 위한 가장 중요한 요소임[5].
‌이와 같은 초학제적인 연구를 성공으로 이끌기 위해서는 IT(정보와 컴퓨팅), BT(의과학과 신체능력 향상), CT(인지과학과
지적능력 향상), DT(디자인과 감성능력 향상), 그리고 MT(마켓특성 분석능력 향상)의 학제 간의 균형적인 수평적 융합과
참여가 필요하다고 생각됨
‌초학제적 융합연구를 통한 스마트 IoT/웨어러블 기기의 개발 사례로 MIT Media Lab의 Tangible Interaction Lab과 Affective
Computing Lab 등을 들 수 있음. 국내에서는 산업통상자원부가 지원하는 “창의산업융합인재양성사업”을 수행 중인
성균관대 ‘휴먼ICT융합학과’의 H-랩을 들 수 있음. 이 학과는 스마트 인재 양성이라는 목표 아래 디자인,인문학,공학의
융합적 소양을 갖춘 휴매니어(휴먼과 엔지니어의 합성어)들이 초학제적 융합연구를 하고 있음. 디자인·공학·인문학
전공인 학생 3~4명으로 팀을 구성하여 팀 내부에서 본인의 경험 및 지식을 교류하는 과정에서 시너지 효과를 낼 수
있음. H-랩의 H자는 왼쪽으로 누운 T자와 오른쪽으로 누운 T자 두 개가 합해져 있음. 즉, IT와 BT의 좌뇌형 T자형 인재와
CT와 DT의 우뇌형 T자형 인재 두 분야의 협력(Hug)을 통해서 H-자 형 인재로의 육성을 추구하고 있음. 온라인 사진 및
비디오 공유 어플리케이션 Instagram을 만든 2인(각기 MIS와 Symbolic System 전공)의 예에서 알 수 있듯 H-자 형태의
구성원으로 구성된 벤처의 성공사례는 많음. 이와 같은 융합연구를 수행하는 H-랩에서 수행된 사용자의 감성적 개입을
가능하게 하는 Tangible Interaction UX 연구 사례를 3장에서 소개하겟음.
2. 스마트 감성 디바이스 UX 방법론
‌스마트 라이프스타일과 헬스케어 제품의 성공을 위해서 사용자 경험과 감성적인 참여의 중요성이 주목받고 있음. 다시
말해서 사용자의 강한 긍정적인 참여를 유도하여 행동변화를 이끌어내기 위해서는 기기와의 감성적인 결속을 만드는
것이 가장 중요함. 소비자의 구매요인이 기능 중심에서 감성 중심으로 이동함에 따라, 소비자의 감성을 자극하여 스토리를
통한 간접적인 접근을 통해 그 안에 담긴 이야기에 가치를 심는 기술이 핵심으로 부상함.

‌이와 같은 스마트 케어 제품 디자인을 위해서는 다음과 같은 다섯 가지 영역의 융합연구가 필요함[그림 2]; 1) 디자인
휴매니어링, 2) 체화된 인지 3) 사용자 경험, 4) 행동경제학, 5) 게임화. 여기에서는 이를 휴먼 ICT(Information, Cognition,
and Technology) 융합으로 정의하겠음[7].
| 그림 2. 스마트 케어 제품 디자인 융합 연구를 위한 다섯 가지 영역 |
1) 디자인 휴매니어링
‌“디자인 휴매니어링”이란 미국의 제품 디자이너 Egmont Arens가 1946년에 쓴 “Industrial Humaneer 라는 글에서 사용한
용어임. 제품을 디자인 할 때 사람의 오감에 얼마나 편하게 느껴질지에 주안점을 두고 디자인 한다는 의미임. 그럼 디자인
휴매니어링을 위해서 필요한 디자인 요소 중 특히 디자인적 상상력, 자연친화적 디자인, 비평적 디자인의 세 가지 측면에
대해 살펴 보겠음
(디자인적 상상력)
‌다음 세 유명 인사들의 명언에서 알 수 있듯이 기존의 틀에서 벗어나 디자인적 상상을 통하여 기억에 남는 사용자 경험을
만드는 것이 중요함.
Albert Einstein : “상상은 지식보다 중요하다”
Henri Matisse : ‌“나는 그림을 손재주 연습이 아니라 표현에 단순함과 자연스러움을 담을 수 있도록 간소화하는
수단으로 간주하였다”
Jacob Jensen : ‌“기술적인 한계가 당신의 디자인 상상력을 제한하지 않는다. 당신의 생각이 옳다면 항상 방법을 찾을 수
있다”
(자연친화적 디자인)
‌북유럽의 자연친화적 디자인의 사례는 성공적인 디자인 휴매니어링을 이해하는데 도움이 될 것임. ‘자연’은 북유럽
디자인을 나타내는 가장 핵심적인 단어이자 원천임. 오래 전부터 자연과 공존하는 삶을 중시하고 자연에 대한 깊은
존경심을 가진 덕분에 북유럽 디자인은 대부분 자연에서 영감을 얻어 탄생했음. 북유럽의 지형이 숲과 호수로 둘러싸여
있어 일상을 자연 속에서 지내야 하는 생활방식 또한 반영됐다고 할 수 있음. 북유럽 디자이너들의 기본적인 사고는
HUMAN ICT CONVERGENCE
CREATING PLAYFUL, FUN, AND MEANINGFUL USER EXPERIENCE
DESIGN HUMANEERING
Egmont Alens, 1946
ease to use, feel, look,
perception
EMBODIED COGNITION
George Lakeoff, 1998
Metaphors We Live By
USER EXPERIENCE
Donald Norman, 1990
User centered
emotional design
CAPTOLOGY
B.J.Fogg, 2000
behaviors,
attitudes, emotions
GAMIFICATION
Nick Pelling, 2002
fun, Pleasure,
efficiency

자연을 보는 시각에서 비롯되어 자연에서 영감을 얻어 제품을 만드는 경향이 강함. 꽃, 식물, 새, 동물 프린트는 기본이고
고드름, 눈꽃 같은 유기적 형상에도 관심을 가짐. 1차원적인 디자인에 그치지 않고 자연을 유심히 관찰하고 응용해서 보다
심도있는 디자인으로 연결함.
‌그림 3은 세계적인 제품 디자이너인 야콥 옌센(Jacob Jensen)의 디자인 회사가 위치한 호에슬레브 지역의 풍경임. 그는
이러한 자연에서 영감을 받아 “Less is more”라는 Minimalism에 기반한 새로운 디자인 언어를 창출하였고 그림 4와 같은
시계 디자인을 탄생시켰을 것으로 생각됨. 분침은 디스크가 돌아가게 만들었고 시침만 기존의 바늘 형태로 되어 있음.
| 그림 3. Jacob Jansen Design 회사의 인근 풍경 |
(Courtesy: Photo by Daniel Cho, Jacob Jensen Design, Hoejslev, Denmark, Nov. 2015)
| 그림 4. Curve 250, Jacob Jensen의 시계 디자인 |

‌또한 그림 5의 수평선이 있는 풍경이 그림 6과 같은 형태의 시계 디자인을 만들어낸 모태가 되었을 것으로 생각됨. 가운데
수평선의 위는 밤과 어둠을 의미하고 아래는 낮과 밝음을 의미함.
(비평적 디자인)
‌비평적 디자인[1]이란 미래를 예측하여 현재의 일상생활 제품들에게 가정과 예상의 능력을 부여하는 디자인 시도를
의미함. 이와 관련된 디자인 전환(Speculative Design)이란 개념은 현세의 디자인에서 영감을 얻어 향후의 변화된 세상을
디자인하는 것을 말함. 이와 관련된 듄 교수 랩의 작품을 소개함.
| 그림 5. Jacob Jansen Design 회사 인근의 Lovns Bredning 호수 풍경 |
(Courtesy: Photo by Daniel Cho, Jacob Jensen, Hoejslev, Denmark, Nov. 2015)5)
| 그림 6. Classic 510 520, Timothy Jacob Jensen, 1985 |

| 그림 7. 감성적인 인터랙션, Anthony Dunne [1], RCA |
‌그림 7은 커피를 엎지르면 자기 보호를 위해서 사람처럼 스스로 다리를 세워 피하는 하드디스크 드라이버임. 이 예는
사물이 사람과 같이 주변 환경에 스스로 적응하는 미래 세계를 예측하여 발상된 아이디어임. 즉, 우리는 사물이 보고,
듣고, 말하고, 생각하고 행동할 수 있게 되는 세상을 꿈 꿀 수 있음.
‌또 다른 예로 그림 8은 +HUMANS 프로젝트 중 하나로 지구상의 인구 과밀이 극심해 질 때를 상정한 디자인 프로젝트임.
그림은 사람이 지상의 천연물과 나무 위의 자연식물을 그대로 섭취하는 증강된 외부 소화기관을 보여줌.
| 그림 8. Redesign ourselves: 외부 소화기관이 추가된 인간(Foragers, Dunne + Raby)

| 그림 9. Taste of Light, Hypervital, International Design Biennale Saint Étienne 2015 |
‌그림 9는 우리가 미래에 햇빛으로부터 에너지를 받아들여 더 이상 음식의 섭취가 필요 없게 된다면 맛의 감각을 어떻게
느낄 수 있을까 하는 생각에서 발상된 아이디어임. 나노, 바이오, 정보, 인지 과학기술의 급속한 발전에 힘입어 미래의
어느 지점(특이점 : Singularity)이 되면 완전하게 증강된 능력을 가진, 인간 이후의 존재자인 +HUMAN이 나타나며, 그
이후 기존의 과학이나 철학의 틀로는 상상할 수 없는 신세계를 펼쳐내게 될 것이란 상상에 기초하고 있음.
‌이러한 예들에서 볼 수 있듯 비평적 디자인의 가장 큰 목적은 현대 디자인에게 화두를 던지는 것에 있음. 그 외에도
의식을 제고하고, 추정된 것들을 드러내고, 행동을 자극하고, 논쟁을 유발하는 목적도 있음. 디자인이 기술에 미학적인
가치를 추가하는 것도 중요하지만 추상적인 콘셉트, 유형, 의제들을 도출하는 것도 매우 중요함. 이 행위를 통해서 우리가
미래를 예측하여 진정한 필요가 무엇인지 탐구하게 한 후 이를 성취하도록 도와줌으로써 더 나은 사회가 되도록 함.
이러한 비평적 디자인의 산물들이 복합적으로 작용하여 우리 일상과 미래에 엄청난 반향을 일으킬 것으로 생각됨.
2) 체화된 인지
‌우리의 마음은 우리와 강한 정서적 연결관계에 있는 사람, 사물, 환경과 연결되어 있음. 체화된 인지(Embodied
Cognition)란 환경, 몸과 두뇌가 하나의 형태로 결합된 단위(넥서스)를 말하며, 체화 상호작용”이란 생성, 조작, 사물과
개입된 상호작용을 통한 의미의 공유를 의미함.(2004년 Dourish)
‌미국의 심리학자 William James는 행복해서 웃는 것이 아니라 웃어서 행복합니다.라는 말을 남겼음. 이는 행동이 생각과
느낌을 낳는다는 것으로 해석할 수 있음. 사람의 행동과 생각을 분석하여 높은 가치의 UX를 제공하는 도구를 개발하는
것이 인간의 삶을 풍요롭게 하고, 소통이 원활한 건강한 사회를 만든다는 것임. 그림 10은 체화된 인지에 대한 여러 가지
사례[3,4]를 보여주고 있음.

| 그림 10. 메타포를 활용한 체화된 인지 사례 |
‌따뜻한 손이 따뜻한 마음을 만듦. 따뜻함과 차가움은 물리적인 온도와 심리적 온도를 함께 표현하는 말임. 따뜻함이나
무거움 등 구체적인 물리적 특성을 표현하는 개념들이 활성화 될 때, 활성화된 신체 감각기관도 함께 반응한다고
이야기됨(Barsalou, 2008). Science지에 게재된 Williams와 Bargh(2008)의 연구에서 실험에 참여한 사람이 잠시 따뜻한
커피잔을 들고 있었던 것만으로도 대상을 좀 더 긍정적으로 평가한다는 결과가 나왔음. 실제로 따뜻함을 느끼는 신체적
자극이 타인에 대한 신뢰를 관장하는 뇌의 부분(Insular Cortex)을 활성화 시키기 때문임(Kang et al, 2010).
‌이외에 바나나 미끄럼 주의 표지판, 수저가 연상되는 요구르트 패키지 덮개, 손가락을 넣어 잡아당기기 쉽게 설계된
플러그, 아래로 떨어뜨리게 한 토스터, 시각적인 효과로 맛을 느끼게 하는 디자인 등이 시각적, 감각적, 인지적 행동을
유발하게 하는 체화된 인지를 이용한 디자인 사례들임.
| 그림 11. Ford사의 자동차 계기판 | | 그림 12. 아이폰의 둥근 모서리 |
‌또한 그림 11은 운전자에게 운전 속도에 따라 디지털 식물이 피거나 시들거나 하는 피드백을 제시하여 적정 속도를
유지하도록 경험을 체화한 사례임. 그림 12는 부드럽다는 메타포(은유)를 통해서 스마트폰 케이스의 모서리를 둥글게
디자인하면 내부의 SW가 부드럽게 수행된다고 느끼게 만드는 효과가 있음. 이같이 체화된 인지의 개념이 포함된
디자인은 무의식적으로 별도의 노력없이 제품과의 감성적 교류로 이어지게 되는 효과를 나타냄.

3) 사용자 경험(UX)
‌사용자 경험(UX)은 사람의 제품·시스템·서비스에 대한 사용 기대감의 결과로 나타나는 직감과 반응을 말함. UX
디자인은 사용자가 제품·시스템·서비스를 이용하면서 접하게 되는 모든 측면의 산업디자인, SW공학, 심리학, 마케팅
등의 관점에서 고객을 매료시키고 가치를 높이기 위한 총체적인 접근을 말함. 따라서 UX 연구는 사용자의 바램과
인지·감성적으로 형성된 태도를 관찰하여 사용자의 내적인 상태(성향·기대·요구·동기부여·분위기 ·생체신호),
설계된 시스템의 특성(안전성·복잡성·시인성·신뢰성·목적·유용성·기능성 등), 그리고 상호작용이 발생되는
물리적 Context(잡음·빛·온도·공간)와 사회적 Context(조직/사회 설정·활동 의미성·사용의 자발성 등)의 관계를
탐구하는 것임.
‌감성디자인 전문가인 Donald Norman은 사람이 아름답고 재미있는 물건을 좋아하는 이유로 심미적으로 즐거움을 주는
것이 실제로 작업을 더 잘 할 수 있게 해 준다는 것과 좋다고 느끼는 상품이 사용성 면에서도 만족을 주기 때문이라고
하였음. 따라서 그는 감정을 움직이는 것이야 말로 UX를 의도한 곳으로 이끄는 가장 근본적인 방법이라고 말했음.
사용자에게 감성적인 참여방안을 제공해야 자연스러운 행동변화를 유도할 수 있다는 것임.
‌또한 그는 수준 높은 UX를 위해서는 엔지니어링, 마케팅, 그래픽 디자인, 상품 디자인, 인터페이스 디자인과 같은 다양한
분야의 서비스들이 매끄럽게 통합되어 제공되어야 한다고 하였음. 이를 위하여 다음과 같이 세 가지 측면에서 사용자의
반응을 관찰해야 한다고 제안함.
① ‌본능적(Visceral) 반응 - 인간은 디자인이 좋은지 나쁜지를 자동적, 무의식적으로 순식간에 판단, 즉 본능적으로 반응함
② ‌행동적(Behavioral) 반응 - ‌행동적 반응은 일상생활에서 물건을 직접 다루거나 가까이에서 경험할 때 발생하는 느낌
및 반응을 말함
③ ‌반성적(Reflective) 반응 - ‌반성적 반응은 제품에 대한 분석·숙고·결정 등의 사고과정을 한 단계 거쳐서 일어나는
반응을 말함
‌그림 13은 그 예로 금붕어 보호를 위해 물을 절약해야 한다는 행동유발 동기를 제공하는 사례임.
‌그림에서 알 수 있듯 UX를 통한 사물과의 소통에 따른 사용자의 행동변화는
다음과 같은 3 단계로 진행됨.
- ‌감각적 참여는 제품이 사용자의 감각과 결합할 때 발생
- ‌물리적 참여는 제품이 사용자로 하여금 사용하게 할 때 발생
- ‌감성적 참여는 제품이 특정 아이디어를 통하여 사용자에게 감성적 영향을
미칠 때 발생
‌또 다른 예는 설치된 Interactive Screen에 북극곰 아바타의 행동을 보여 주는
것임. 해당 건물 내 전기소비가 늘어날 수록 Screen 속 온도계의 온도가
올라가 빙산은 녹아 내리고 북극곰은 털 색깔이 변하고 생기를 잃게 됨.
| 그림 13. Save water: Poor Little Fish |

‌새로운 UX를 창출하기 위한 스마트 도구를 만들기 위해 사용되는 사용자 연구 방법은 다음의 네 가지가 흔히 사용됨.
(브레인 스토밍)
‌브레인 스토밍은 다음과 같은 세 가지 다른 성격의 참여자로 구성된 월트 디즈니적 접근방법을 사용하여 창의적이면서도
실용적이며 비판적인 쟁점들을 찾아냄.
- ‌몽상가 : 모든 것이 가능하다면 나는 무엇을 할 수 있습니까?
- ‌현실가 : 내가 어떻게 할 수 있습니까?
- ‌스포일러 : 잘못되는 것 아니야?
(공감 매핑)
‌생각과 감정, 고통과 이익(Thoughts, Feelings, Pains and Gains)에 초점을 맞추어 인터뷰를 통해 말하고 행동한 결과를
분류하는 것.
(미래의 기억)
‌당신의 제품은 미래에 무엇을 할 수 있는가? 라는 질문을 통해 답을 구하는 과정으로 진행.
(자기 정량화)
‌개인의 일반적인 평일의 하루 생활을 관찰하여 문제를 찾아 냄.
4) 행동 경제학
‌사용자의 습관 및 행동은 동기부여와 촉발(Triggering)에 의해서 변화를 유도할 수 있음. Fogg, B.J.[2]에 의하면 행동은
동기, 능력 및 촉발에 따라서 변화가 이루어 짐. 행동변화가 일어나지 않는다면 이들 세 요소 중 적어도 하나는 빠져
있다는 것을 의미함. 디자이너는 이러한 행동모델을 사용하여 사용자의 행동수행을 저해하는 것이 무엇인지 식별할 수
있음. 예컨대 사용자가 여행 웹사이트의 호텔 등급평가 같은 목표동작을 수행하지 않을 경우, 설계자는 이 행동모델을
통해서 부족한 심리적 요소가 무엇인지 찾을 수 있음.
‌사용자의 행동변화를 유도하는 촉발은 다음과 같은 넛지(Nudge) 방법이 효과적임. 넛지는 타인의 행동을 유도하는
부드러운 개입을 뜻하는 말로, 똑똑한 선택을 유도하는 ‘선택설계의 틀’을 의미함. 행동경제학(Behavior Economics)적
의미로는 경제적 인센티브를 변경하지 않고 예측 가능한 방식으로 사람들의 행동을 변화시키는 것을 의미함.
행동경제학이란 인간이 결정을 할 때 얼마나 비합리적일 수 있는지, 어떤 방식으로 경제활동을 하는지를 연구하는 학문임.
행동경제학자인 Cass R. Sunstein과 Richard H. Thaler 공저의 넛지[11]에 의하면, 팔을 잡아 끄는 것처럼 강제와 지시에
의한 억압보다 '옆구리를 슬쩍 찌르는 것' 같이 부드러운 개입으로 특정 행동을 유도하는 것이 더 효과적임.
‌넛지로 불리는 행동변화의 촉발 방식에는 다음과 같은 세 가지 원칙이 있음.
- ‌제안의 원칙 : ‌기회가 좋은 순간에 제안하고 그에 따르도록 요청함. 물을 마시도록 사용자가 물 생각이 나게 함 (Waterlogged).
- ‌자체 모니터링 원칙 : ‌자체 모니터링을 통해 사람들이 바람직하지 않은 행동을 바꾸게 함. 예컨대 수면과 신체활동
추적기가 있음. HAPIFork 모니터는 당신의 식사습관을 추적함. 사용자가 너무 빨리 먹는 경우에
경고를 발함.
- ‌감시의 원칙 : ‌사용자끼리 서로의 행동을 관찰하게 함. 자신이 감시받고 있음을 인식하는 것은 더 잘하게 하는 강력한
동기가 됨. Quit Pro는 소셜 미디어 플랫폼에서 금연의 진행상황을 공유하는 금연 앱임. Eatery 앱은 당신이
아침, 점심 또는 저녁 식사의 사진을 업로드 하면 다른 사용자가 그 식사의 영양가치에 따라 점수를 줌.

5) 게임화(Gamification)
‌게임화는 非게임적 상황(Non-game Contexts)에 보상과 재미요소를 가미해서 인간의 행동유발 동기를 촉진시키는 것임.
게임화 마케팅은 게임의 이러한 동기부여 요소를 상품과 서비스에 적용해 소비를 촉진하는 것을 말함. 다시 말해서
상품과 서비스에 놀이와 도전, 성취와 포상 같은 게임 요소를 가미해 소비자들이 자발적으로 상품과 서비스를 이용하게
만들고, 소비행위를 일종의 게임 플레이어들 간의 경쟁으로 치환시켜 지속적인 소비가 일어나도록 유도하는 것을 의미함.
‌재미와 즐거움을 통해 게임화된 제품은 메시지와 지식을 제공하고 사용자 선택을 변화시켜 사용자 행동에 영향을 주게
됨. 또한 당면한 도전을 통하여 새로운 것을 발견하고, 다른 사용자와의 사회적 결속을 만들어 특별한 어떤 것을 얻을 수
있는 가능성을 제공함. 한 가지 유의할 점은, 흥미있는 과제에 게임화를 적용하면 오히려 부정적 효과를 발생시키지만
지루한 과제에 게임화를 적용하면 긍정적 효과가 발생하게 됨.
‌미래학자인 Bertalan Mesko[17]는 헬스케어의 변화를 주도하기 위해 필요한 기술로 건강의 게임화를 강조하고 있음. 이는
Shine, Fitbit, Lumosity 등과 같은 게임화를 적용한 제품에서 미국 성인의 63% 이상이 재미와 보상의 필요성에 공감한다는
통계를 통해서도 확인할 수 있음.
‌표 1은 이 같은 감성적 스마트 디바이스가 갖추어야 할 다섯 가지 요소별 세부 평가항목을 정리한 것임.
UX 디자인 평가항목 세부 평가항목
디자인
휴매니어링
상상력을 통해 문화를 재해석하고 기존의 틀을 깨는 의제와 쟁점을 도출하였는가?
즉, 가정과 예상의 목적들을 부여하는 행위를 부여 했는가?
자연과 인간 친화적인 메타포를 사용하였는가?
표현의 단순함과 자연스러움을 제공할 수 있도록 간소화하였는가?
기억에 남을 만한 감성·가치·이야기가 들어 있는가?
체화된 인지
나와 강한 정서적 연결관계에 있는 사람, 사물, 환경과 연결되어 있는가?
사람의 행동과 생각에 감성적 UX를 제공하여 제품에 대한 만족감을 높였는가?
체화된 메타포를 적용하여 시각, 감각, 인지에 대한 긍정적 평가를 만들었는가?
사용자 경험
사용자의 일상을 관찰하여 제품사용 시의 생각, 감정, 불편과 이익을 분석하였는가?
사용자의 감각을 자극하는 스토리를 통해 감각적, 물리적 참여가 이루어 졌는가?
사용자의 감성에 영향을 주어 지속 가능한 사용자 경험을 만들어 냈는가?
행동 경제학
사용자의 동기, 능력 및 촉발 요소를 고려하였는가?
타인의 행동을 유도하는 부드러운 개입을 위한 옵션을 제공하였는가?
행동변화를 유도하기 위한 자체 모니터링, 감시기능 및 피드백 기능을 제공하였는가?
게임화
재미와 보상의 메커니즘을 활용하였는가?
사용자의 몰입이 일어나도록 사용자의 역량에 적합한 과제를 부여하였는가?
| 표 1. 감성적 스마트 디바이스의 UX 디자인 평가항목 |

3. 사용자 경험 (UX) 감성 인터랙션 디자인 사례
‌지금까지 높은 수준의 라이프스타일 창출을 위한 UX 디자인의 다섯 가지 요소, 즉 디자인 휴매니어링, 체화된 인지,
사용자 경험, 행동경제학, 게임화에 대해 살펴 보았음. 이장에서는 이러한 요소를 고려한 디자인 사례로서 성균관대학교
휴먼ICT융합학과 H-랩에서 수행한 웨어러블/UX 디자인 사례를 소개하겠음.
3-1 라이프 스타일
① ‌스마트워치 어플리케이션: Take Out
- ‌실제 그림을 그리는 행위를 할 때는 캔버스를 두고 팔레트와 붓으로 그림을 그리게 됨. 이러한 실제 환경을 디지털
드로잉 환경에 적용하여 아날로그적 드로잉 감성을 경험할 수 있도록 함. 스마트폰 드로잉 앱의 경우 툴 팔레트로 인해
화면을 온전히 활용하지 못하는 제약이 발생함. 이러한 시각적 화면 제약을 극복하기 위하여 스마트워치를 이용하여
스마트폰의 화면을 확장시킨 페어링 어플리케이션을 개발했음. 즉, 스마트폰을 캔버스로 스마트워치를 팔레트로
분리하여 인터랙션 하는 드로잉 어플리케이션임. 스마트워치는 갤럭시 기어S2를 사용하여 원형 디스플레이로 디자인
하고, 컬러나 붓 굵기 선택 시 회전형 베젤을 통해 인터랙션에 재미를 더하였음.
- ‌또한, 팔레트에서 붓을 회전하며 물감을 섞는 아날로그적 모션을 디지털환경에서 구현하기 위해 갤럭시 기어S2
스마트워치의 회전형 베젤을 활용함. 드로잉 어플리케이션이 가진 기본적인 툴로 Brush, Color, Eraser을 Control 할 수
있음. 붓은 1px~30px까지 선택이 가능하고, 컬러는 기본 24색과 명도를 조절하면 추가로 색을 만들어 사용할 수 있음.
확장된 원형 UI로 팔레트 내에서 화면 이동을 최소화함.
| 그림 14. Take Out [18] |

② ‌WearLove
- ‌웨어러브는 연인끼리 사랑을 표현하고 사랑을 키워가는 감성 웨어러블 밴드와 스마트폰 앱을 포함하는 IoT기반
웨어러블 밴드임. 팔찌형태 웨어러블 밴드의 햅틱 장치를 이용하여 사랑을 많이 표현할 수록 아름답게 성장하고
서로에게 소홀할 수록 시들어 가는 LoveTree로 시각화 피드백을 제공함. 웨어러브는 사용자 간 Emotion Care를
추구하기 위해서 Love Touch, Emotion Sharing, LoveTree 기능이 있음.
| 그림 15. 웨어러브의 세 가지 기능 [21] |
③ ‌ChefWatch (요섹남)
- ‌셰프워치는 스타 셰프들의 특별한 레시피를 알려주는, 스마트워치 및 스마트폰 연동 실시간 요리 가이드 앱으로 누구나
샘킴, 백종원과 같은 요리사가 될 수 있음. 셰프워치는 스마트워치를 이용하여 아이콘 형태의 레시피와 제스처 및
음성으로 메뉴 넘김, 조리시간 타이머 같은 기능에 심플하고 편한 사용성을 제공함. 또한 스마트폰 앱과 연동한 다양한
기능을 확장하여 상세 조리법 영상, 완성 요리 포스팅 ‘좋아요’, 셰프 배지 보상 등을 제공함.
| 그림 16. Chefwatch (요섹남) [16] |
Expression
Love Touch
연인의 손목을 만지는 듯한
슬라이드 터치 방식
Love U 터치로 하트 전송,
“사랑해/ 쪽” 음성 전송 가능
Sharing
Emotion Sharing
터치 방식으로 현재의
감정 상태 공유
Sliding - Love U, 사랑해
Long Press- Hate U, 미워
Growth
LoveTree
함께 키워가는 사랑의 나무!
Love U를 많이 할 수록
나무가 크고 아름답게 성장

3-2 헬스 케어
① ‌Healthy Tableware
- ‌그림 17에 소개된 Healthy Tableware[14]는 야채에 대한 거부감이 최고조에 이르는 4~5세 영유아들의 야채 식습관
개선을 위한 교육용 인터랙티브 서비스임. 동기 부여를 위해서 뚜렷한 목표 의식과 보상체계 등의 요소를 제시함.
부모와 함께 그날 도전할 야채의 종류와 양을 선택하면 선택한 야채의 효능을 애니메이션을 통해 학습하게 되고, 식판
위의 야채를 한 조각 먹을 때마다 식판의 중량센서와 수저의 제스처가 앱 서비스 상의 야채 캐릭터와 실시간으로
연동되어 자동으로 몸 속의 세균이나 변비를 해결하는 것을 보여주는 방식의 게임화 플랫폼 시스템임.
| 그림 17. Healthy Tableware [14] |
‌아이는 자신이 방금 먹은 야채가 몸 속에서 어떻게 작용하는지 실시간 애니메이션을 통해 재미있게 학습할 수 있고
야채를 먹어야 하는 목적의식을 거부감 없이 가지게 됨. 또한 식탁에서 부모와 자녀간의 대화에도 변화를 줄 수 있음.
이전에는 많은 부모들이 자녀의 야채섭취를 일방적으로 강요하거나 직접 떠먹여 주는 방식을 사용했지만, 본 게임화
플랫폼을 통해 자녀의 야채섭취 의사와 먹을 양을 스스로 결정할 수 있도록 유도하여 아이가 능동적으로 야채먹는 습관을
형성할 수 있게 도와 줄 수 있음.
② ‌Slowee
- ‌Slowee[15]는 그림 18과 같이 목과 턱 부분에 센서를 밀착시키는 형태의 웨어러블 기기로 환자의 먹는 속도를 측정하고,
이를 조명형태의 오브제를 통해 시각적 피드백을 제공하며, 손목에 찬 밴드로 진동 피드백을 제공하여 식도암 환자가
식사하는 동안 실시간으로 피드백을 받아 식사속도를 조절하도록 하는 시스템임. 천천히 먹으면 더 적은 양으로
포만감을 느낄 수 있고, 소화도 더 잘됨. 또한 천천히 먹는 습관은 역류성 식도염, 비만 등의 예방에도 도움이 됨.

| 그림 18. Slowee [15] |
- ‌잘못된 식습관은 식도암 환자의 위험을 증가시킴. Maslow의 인간욕구 단계의 가장 하위단계인 물리적 욕구단계에서
음식 섭취는 삶의 질을 향상시키기 위한 가장 기본적인 행동임. 식도암 수술 후에는 정상적인 삶을 영위하기가
어려워지므로 그러한 환자는 식사 습관을 고쳐서 음식물을 천천히 먹어야 함.
③ ‌Wdiary
- ‌폐경기 이행단계 진단과 단계에 따른 건강상태 및 위험요인 관리를 위한 시스템으로 중년여성들이 폐경 단계를
거치면서 발생하는 신체 및 정신건강의 변화를 관찰하고 만성질환의 발생과 원인을 규명해 줌. 여성의 폐경 단계별
전환 시점을 명확히 파악하는 데 주안점을 두고 있으며, 여성의 월경 주기에 대한 명확한 데이터를 추출함. 이를 통해
사용자의 폐경 단계를 폐경 전, 이행기 전기, 이행기 후기와 같이 3단계로 진단할 수 있음. 이를 통하여 폐경에 대한
정확한 지식을 갖게 하고, 기존의 폐경기 중년 여성들이 폐경에 대해 갖는 부정적인 태도와 인식을 긍정적으로 바꿀 수
있다는 결론을 얻음.
| 그림 19. Wdiary [21] |

④ ‌플라워 아바타(Flower Avatar)
- ‌플라워 아바타는 그림 20과 같이 FSR, 근접센서, 플라워 아바타 및 앱으로 구성된 자세 교정 시스템으로(10-2014-
0163600 특허등록) 자세를 측정하여 플라워라는 시각적 메타포를 통해 자세를 교정하도록 도와 주는 스마트
디바이스임. 사용자의 앉은 자세가 나쁘면, 사용자 등이 굽은 정도에 따라 디스플레이상의 꽃의 줄기도 휘어지고,
줄기의 컬러가 바뀌면서 사용자의 자세가 좋지 않음을 경고함.
- ‌기존의 자세교정 시스템은 자세 위치를 센싱하기 위하여 EMG, Accelerometer, 자이로 센서, Strain 게이지 센서를
사용하며 햅틱, 시각, 촉각 피드백을 제공함. 그러나 진동 및 터치와 같은 햅틱을 이용해서 자세 교정에 대한 피드백을
주는 방법은 외부적인 동기를 제공하지만 사용자의 작업 흐름을 방해하기 때문에 부정적인 사용자 경험을 제공함.
따라서 플라워 아바타는 디지털 아바타와 같은 형태를 사용하여 긍정적인 사용자 경험을 제공하며, 심리적인 동기 유발
요소로 게임화 디자인을 적용함.
| 그림 20. 플라워 아바타[19] |
⑤ ‌릴리 키키(Lily Kickkee)
- ‌릴리 키키는 임산부복에 부착된 릴리 패드 아두이노, 전도성 실, 압력 센서, LED를 사용하여 태아의 움직임을 감지하고,
그 상태를 시각적으로 보여주는 웨어러블 디바이스임. 태아의 움직임은 초음파기에 의해서 7~8주 후에 감지되며,
18~20주가 되면 산모가 그 움직임을 감지할 수 있음. 그러한 태아의 움직임은 태아와 부모 간의 결속뿐 아니라
태아의 건강상태를 알 수 있는 주요한 역할을 담당함. 따라서 태아의 움직임을 시각화하여 부모와 감성적 결속(MFA :
Maternal Fetal Attachment)을 늘리기 위해 개발된 웨어러블 기기임.
| 그림 21. 릴리 키키(Lily Kickkee) [22] |

4. 결론
‌본고에서는 1) 디자인 휴매니어링, 2) 체화된 인지, 3) 사용자 경험, 4) 행동경제학, 5) 게임화의 다섯 가지 기술요소를
통해 사용자에게 감성적 결속감과 즐거움을 주면서 사용자의 자발적인 행동변화를 유발하는 동기를 제공하는, 높은
수준의 사용자 경험을 제공하는 스마트 디바이스 UX 디자인 방법에 대해 알아 보았음. 또한 이와 같은 방법론을 사용한
성균관대 휴먼ICT융합학과 H-랩에서 수행한 인터랙션 디자인 사례들을 살펴 보았음. 결론적으로, 몸에 부착하는 웨어러블
형태 또는 책상이나 벽 등 실내공간에 설치할 수 있는 텐저블(Tangible) 한 형태의 IoT 디바이스들, 그리고 그 디바이스들
사이에서 교류되는 감성적 스토리텔링을 통해서 사용자들의 라이프 스타일의 혁신을 유도할 수 있을 것으로 생각됨.
‌한편 산업부는 제조업의 경쟁력 강화 지원정책의 일환으로 제조업 소프트파워 강화를 위한 RD 사업을 전개하고 있음.
특히, 선진국 대비 기술 경쟁력 향상이 시급한 국내 디자인 산업의 역량 강화를 위하여 인지·감성·UX 등 창의적인 선진
디자인 기술 및 도구개발과 보급·확산을 지원하고 있음.
1) ‌지식서비스 부문은 인지·감성·UX 등 비정형적 디자인 요소들의 과학적인 측정·공유·활용 기술과 체계적인
창의적 디자인 지원도구의 개발 및 보급·확산을 지원하고 있음. 2015년부터 ‘제조기업 대상의 사용자 경험(UX) 평가
프로세스 지원 서비스 플랫폼 개발’ 사업과 ‘인지 및 감성정보 기반의 제품설계 지원 시스템 개발’ 사업을 진행하는
한편, 2016년에도 창의적 디자인의 기술적 실현 가능성 제고를 위한 ‘중소기업의 신상품 개발을 위한 발명·디자인
아이데이션 협업지원 서비스 시스템 개발’ 사업을 진행하고 있음.
2) ‌디자인 부문은 중소 제조 및 서비스 기업들의 디자인 개발을 지원하는 사업을 전개하고 있음. 중소·중견기업의
新시장 창출을 견인할 디자인 전문기업의 역량개발과 제품 및 서비스디자인 기술개발 지원을 목적으로 2015년부터
‘디자인혁신역량강화사업’ 으로 개편하여 진행중임. 내역사업으로는 크게 4가지로 구분하여 지원하고 있음.
① ‌디자인전문기술개발사업:경쟁력 있는 중소·중견기업의 유망기술 및 BI를 바로 사업화하기 위한 디자인기술개발 지원
② ‌글로벌디자인전문기업육성사업:중소·중견기업의 디자인 혁신을 견인할 글로벌 디자인 전문기업으로 도약하기 위한
핵심기술 개발 지원
③ ‌차세대디자인핵심기술개발사업:중소·중견기업의 제품개발 시 차용할 수 있는 다양한 Concept의 실험적인 미래 선행
및 융합디자인 기술개발 지원
④ ‌서비스 디자인기반 제조업 신생태계 구축사업:서비스 디자인을 활용하여 서비스 확장이 가능한 제품기반의 新서비스
생태계 구축 지원

[참고문헌]
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Shime, Jundong Cho, Slowee : A Smart Eating-Speed Guide System with Light and Vibration Feedback, CHI 2016,
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박기혁(기계공학), 김진황(정보통신), H-Lab, 휴먼ICT융합학과
17. ‌Bertalan Mesko, The Guide to the Future of Medicine: : Technology and The Human Touch, 2014
18. ‌2015년 행자부 주관 글로벌해커톤 WEARABLE CHALLENGE 최우수상 수상, 이광재(의료IT), 이만경(생명공학),
천혜림,김주희(S/W), 노우리(시각디자인), H-Lab, 휴먼ICT융합학과
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Can Raise and Customize with Your Current Posture, ISWC 2015, Osaka, Japan, September, 2015
20. ‌Yeong Rae Joi, Beom Taek Jeong, Jin Hwang Kim, Ki Hyuk Park, Taehyun Lee, Jundong Cho, WearLove: Affective
Communication via Wearable Device with Gamification, CHI PLAY 2015, London, United Kingdom, Oct. 2015
21. ‌Mirim Lee, Bon-chang Koo, Hee-seok Jeong, Joongsin Park, Juhee Cho, Jun-dong Cho, Designing mHealth
intervention for Women in Menopausal Period, 9th International Conference on Pervasive Computing Technologies for
Healthcare, May 20-23, 2015 | Istanbul, Turkey
22. ‌Been Jeon, Ji Hwan Ryu, Jaewon Cho, Byung-Chull Bae, Jun-Dong Cho, Smart Maternity Clothes for Visualizing Fetal
Movement Data, ISWC 2015, Osaka, Japan, September, 2015
′

( 저자소개 )
조준동 교수
●학력 및 경력
1993 전산학박사 Northwestern University, IL
1987 - 1994 삼성반도체통신㈜ 연구원
2010 - 2011 미국 IBM T.J. Watson Research Center 초청과학자
1995 - 현재 성균관대학교 정보통신대학 전자전기공학부 교수
2013 - 현재 성균관대학교 정보통신대학 휴먼ICT융합학과 학과장 (H-랩 지도교수)
2016 - 현재 성균관대학교 삼성융합의과학원 디지털헬스학과 교수
2012년~현재 한국연구재단 비상근 PM
2012년 지식경제부장관상 (반도체 헬스케어 기술 개발 유공자)
2013년 미래창조과학부 장관상 (융합우수사례 휴먼ICT융합학과)
2013년~현재 한국디자인학회 이사
●휴먼ICT융합학과 소개
휴먼ICT융합학과(H-랩)는 2013년 산업자원통상부의 산업융합 특성화 인재양성사업의 지원으로 설립된 일반대학원 학과임.
ICT, 디자인, 인문·사회, 공학 융합의 초학제적 프로젝트 수행을 통하여 차세대 리더(휴매니어)를 양성하고 있음. 특히 IoT
시대의 라이프스타일과 스마트 헬스케어 UI/UX의 새로운 가치를 만들어 내는 연구를 진행하고 있음.
●연구분야 키워드
Human Computer Interaction, Healthcare, Wearable Device, User eXperience, Tangible Interaction Design, Emotional Design

ｌ저자ｌ 김종현 PD / KEIT 조선PD실
김봉재 수석연구원 / 삼성중공업
SUMMARY
심해 해양플랜트 계류시스템의 설계, 설치 엔지니어링 국내 자립화 진행 중
‌최근의 해양플랜트 프로젝트는 엔지니어링, 구매, 건조와 함께 설치까지 EPCI 턴키 계약으로 발주되는
추세이며, 이에 따라 계류시스템의 설계 뿐만 아니라 설치 엔지니어링의 국내 수요도 증가하고 있음.
‌국내 해양플랜트 프로젝트에서 계류시스템 엔지니어링 부분은 자체 기술과 경험 부족으로 해외
엔지니어링사에 전량 외주를 주고 있으며 국내 조선업계의 수익성 약화의 원인임과 동시에 해외 의존도가
높음으로 인한 설계, 건조 공정상의 큰 리스크 요인이 되고 있음.
‌계류시스템 엔지니어링 기술 역량 확보가 정부 지원, 대기업 주도의 연구개발 과제로 활발히 진행 중임.
시사점 및 정책제안
‌계류시스템 엔지니어링 기술 확보를 통해 해양플랜트 산업의 국가적 이익을 극대화 할 필요가 있으며,
해양플랜트 EPCI 공사의 계류시스템 설계 및 설치엔지니어링을 대형 조선소와 중소엔지니어링사가 직접 혹은
공동, 위탁 수행하는 산업 생태계 조성 필요.
‌해외 엔지니어링사가 시장을 독점하고 있는 현 상황에서 단기적으로는 기술 역량과 실적 확보를 통한 시장
진입을 꾀하고, 기자재 및 설치 관련 후방 산업의 육성과 함께 중장기적으로는 초심해 해양플랜트 등 신규
시장의 주도권 선점을 위한 선행 기술 개발을 추진하는 전략적 접근이 필요함.
심해 계류시스템 설계 설치 엔지니어링 동향

1. 개요
‌지속적인 에너지 수요 증가와 연근해 자원 생산 감소로 인하여 점진적으로 심해에서의 시추 및 원유/가스 생산이 시도
되고 있음. 심해에서의 혹독한 해양 환경 조건 하에서 다양한 작업 공정을 포함하는 해양플랜트는 수심에 따른 고정식
플랫폼의 설치비용이 급격히 증가하므로 대부분 부유식으로 설계됨.
‌부유체의 운동에 직접적인 영향을 미치는 계류시스템은 해양플랜트의 안정성과 작업 성능 확보를 위한 핵심 장치로
인식되고 있음. 그러나 국내 해양플랜트 산업은 하부 선체 건조 분야에 집중되어 있고, 고부가가치 영역인 계류시스템
설계 및 설치 등은 주로 해외 엔지니어링 업체에 의존하고 있는 실정임.
‌본 보고서에서는 심해 계류시스템의 설계, 설치 엔지니어링 항목들을 열거하고 본 기술 분야의 국내외 동향 및 시장 전망,
그리고 이에 연관된 RD 정책 제안에 대하여 기술하고자 함.
2. 계류시스템 설계 기술
‌계류 해석
‌부유식 해양구조물의 해상 위치 유지를 위해 바람, 조류, 파도 등의 해양 환경에서 견딜 수 있도록 계류시스템이 설계,
제작되어야 함.
‌계류 해석은 주어진 환경 조건에서 선박 및 해양구조물이 안정한 위치 유지를 할 수 있는 계류시스템을 설계하고
검토하기 위한 엔지니어링 항목임.
| 그림 1. 부유식 해양구조물의 계류시스템 |
‌계류시스템 설계를 위한 환경하중 기준을 선정하고, 계류삭의 제원, 개수 및 배치 등을 결정, 부유체의 이격거리와
계류삭의 장력이 허용범위 내에 있는지를 극한 환경조건 및 운용조건에서 확인, 계류삭 손상조건에 대해서도 안전한지
평가함.

‌피로 해석
‌피로 파괴는 반복적인 하중 작용에 의한 손상 누적으로 구조가 파단되는 현상임.
‌T-T(Tension-Tension) 피로는 해상에 설치된 해양구조물의 거동에 따라 계류선에 작용하는 장력(tension)의 변화로부터
유발되는 현상임.
- ‌계류시스템이 경험하게 되는 설치해역의 모든 해상 상태, 각 해상 상태별 계류선의 장력변화 그리고 실제 시험을 통해
장력 크기별 수명을 도출한 피로선도(T-N curve) 등을 종합하여 설계된 계류선의 피로수명 적절성 여부를 검토함.
‌OPB(Out of plane bending) 피로는 부유체의 거동에 따른 계류선 간의 굽힘 변형으로 인해 유발되는 현상임.
- ‌2001년에 설치된 Girassol 해양구조물의 계류선이 설치 8개월 만에 파괴되면서 OPB 피로라는 문제가 처음 대두됨.
- ‌오일메이저, 엔지니어링사, 건조사 등의 장기간에 걸친 검토를 통해 OPB 피로해석 방안이 제안되었으며, 각 해상상태별
유발되는 계류선 간의 굽힘 변화, 굽힘에 따른 응력변화, 피로시험을 통해 응력크기별 수명을 도출한 피로선도(S-N
curve) 등을 종합하여 OPB 피로수명을 도출함.
| 그림 2. 계류삭의 피로 파괴: T-T 피로, OPB 피로 |
‌모형 시험
‌해양구조물의 정도 있는 설계를 위해서는 해석과 시험이 병행되어야 하는데, 수심 1,000m 이상에 투입되는 구조물의
경우는 실제 수심 전체를 모사하는 실험은 수조의 수심 제약으로 인해 한계가 있음.
‌따라서 계류시스템의 특성을 실제 수심과 동일하게 유지하면서 그보다 얕은 시험수조의 수심에서 실험할 수 있는
truncation 기법이 필요함.
장력(tension)변화
T-T 피로 OPB 피로
굽힘(bending)변화
INTERLINK FRICTION
Out of Plane Bend

1. 개요
| 그림 3. 모형시험 |
(a) 심해구조물 (original depth) (b) Truncation 모델
| 그림 4. 구조물 및 모델[1] |
‌앵커 설계
‌해양구조물을 계류선에 연결하여 해저에 고정하기 위한 앵커 시스템의 설계는 크게 지반설계, 구조설계, 방식설계로
구분할 수 있음.
- ‌지반설계에서는 계류삭의 매설 영향을 고려하여 산정된 앵커의 설계하중과 현장지반조사로부터 얻은 지반특성을
바탕으로 앵커의 직경, 길이, Padeye 깊이 등을 결정함. 결정된 앵커 형상으로 계산된 인발력은 설계하중을 견딜 수
있어야 하고 설치공법에 따른 관입력을 추정하여 설치 가능성도 검토함.
- ‌앵커의 구조적 안전성을 평가하기 위해 운반/인양/하강/관입에 대한 FE해석을 수행함. 특히, 목표심도까지 설치된
앵커에 대한 극한강도 및 피로강도를 평가하여 설계하중을 견딜 수 있는지 검토함.

- ‌또한, 설치된 앵커 및 계류삭의 부식을 방지하기 위한 방식(Cathodic Protection) 설계를 통해 부착되는 anode의 크기,
수량, 위치 등을 결정함.
| 그림 5. 앵커 형상, 관입 해석 |
3. 계류시스템 설치 설계 기술
‌Pre-laying analysis
‌조선소에서 건조된 부유식 해양구조물은 예인 선박으로 견인되어 계획된 설치 지점으로 이동된 후 계류삭으로 연결하여
해양 설치 작업을 마치게 되는데, 해양 설치 시간을 줄이기 위하여 해양구조물이 도착되기 전에 계류삭을 미리 해저면에
설치함.
‌사전 설치(Pre-laying) 단계는 계류시스템의 앵커가 해저면에 설치된 이후 앵커와 계류삭을 연결하고, 해저면 계류삭 배치
계획에 따라 설치선의 위치 유지와 계류삭 장력 조절 기술이 동반되어야 정확한 계류삭 해저면 배치가 가능함.
‌사전 설치 해석에서는 해저면으로 포설되는 계류삭의 정확한 접점 계산과 함께 향후 수행될 인양 연결(hook-up) 단계를
대비한 계류삭 배열 계획을 검토, 결정함.
| 그림 6. 계류삭 사전 설치(Pre-laying) 예시 도면 |

‌Mooring line hook-up analysis
‌건조된 해양구조물은 설치 해역으로 예인된 후 사전 설치된 계류삭이 충분한 개수로 연결될 때까지는 예인선의 도움을
받아야 위치 유지를 할 수 있음.
‌인양 연결(Hook-up) 해석은 해양구조물이 도착하기 전, 해저면에 사전 설치된 계류삭을 집어 올려 해양구조물에
연결하기 위한 제반 기술적 검토를 목적으로 함.
‌일반적인 작업 절차는 해양구조물로부터 연결 작업을 위한 안내줄을 설치선으로 건네고, 설치선은 해저면에서 집어올린
계류삭을 안내줄과 연결한 후 다시 해양구조물로 계류삭을 전달하는 순서임.
‌인양 연결 해석에서는 해상에 떠있는 두 부유체간 계류삭을 전달하는 과정에서 하중 전달에 어떤 문제가 있는지
시뮬레이션을 통해 검토함.
| 그림 7. 계류삭 인양 연결(Hook-up) 시뮬레이션 예시 |
Storm safe mooring analysis
‌해양구조물은 보통 20년 전후의 수명이 다할 때까지 장기간에 걸쳐 해양에 설치되어야 하기 때문에 다수 개로 이루어진
대용량 계류삭에 연결하여 설치됨.
‌이러한 계류삭은 해양구조물이 현장에 도착하여 하나씩 차례로 인양 연결되는데, 계류삭이 일정 개수 이상 연결이 되면
해양구조물은 위치유지를 돕는 예인선 없이 자체적으로 계류됨.
‌Storm safe mooring 해석은 해양구조물이 설치되는 과정에서 맞이할 수 있는 극한 환경(Storm condition) 조건에서
예인선의 도움 없이도 안전한 위치 유지가 가능한 계류삭의 연결 개수를 밝혀내는 작업임.
‌해양구조물 생애주기를 견디는 계류삭의 설계 개수보다 작은, Storm safe mooring을 위한 계류삭의 개수를 구하기
위해서는 기준이 되는 환경 조건을 정한 뒤, 극한 및 손상 상태 각각에 대한 최대허용장력과 이격거리를 산출하고,
계류삭의 해저면 접촉 상태를 검토함.

| 그림 8. 계류삭 개수에 따른 해양구조물의 이격거리 검토 예시 |
Position keeping analysis
‌해양구조물 건조가 완료된 뒤에 설치해역까지 해양구조물을 인양하는 예인선은 설치에 필요한 계류시스템이 연결될
때까지 해양구조물 위치를 유지하는 역할을 맡게 됨.
| 그림 9. Position keeping simulation 예시 |
Operational Environmental Condition - Taut Leg Mooring Line
Intact Maximum Vessel Offsets
(% Wellhead Water Depth)
8 lines - Water Depth = 2,000m
Operational Environmental Condition - Taut Leg Mooring Line
Damaged Maximum Vessel Offsets
(% Wellhead Water Depth)

‌추진 동력을 가진 예인선은 해양구조물과 로프로 연결되어 일정 거리 떨어져 있으므로, 다양한 해양환경에서 예인선의
추력, 해양구조물에 대한 상대 위치 등이 매우 중요한 검토 요소가 됨.
‌위치 유지(Position keeping) 해석에서는 각각의 예인선이 제한된 범위 내의 특정각도로, 해양구조물을 끌어당기는 힘의
크기, 그리고 그 합력이 해양구조물을 일정한 위치에 유지시킬 수 있는 지를 검토하며 이를 통해 설치 작업에 동원되는
예인선의 대수와 추진 및 예인 장비의 사양을 결정함.
Anchor pile lifting and lowering analysis
‌부유식 해양구조물을 해역에 계류하기 앞서 가장 먼저 앵커를 해저면에 설치하게 됨.
‌앵커는 수십~수백 톤의 무게가 되는데, 이 앵커를 해저면에 무사히 내려놓기 위해서는 2 가지의 해석을 반드시 수행해야
함.
- ‌Lifting 해석: 앵커는 제작이 되면 barge선에 의해 설치해역으로 이동하여 설치선에 접안을 하게 되고 이후 설치선에
있는 크레인을 이용하여 앵커를 들어 올리는데, 이 때 안전한 작업을 위해 크레인의 용량과 와이어의 장력에 대한
해석이 필요함.
- ‌Lowering 해석: 앵커를 해저면에 설치를 하기 위해 해수면에서부터 해저면까지 와이어로 내리게 되는데 해상의 경우는
육상과 달리 파도와 해류에 의한 설치선의 상하방향의 운동이 존재함. 이에 대한 설치 공사 안정성을 확보하기 위해
상하운동 보상장비(Heave Compensator)를 보유한 설치선을 활용하며, Lowering 해석은 이 장비의 사양과 설치 작업이
가능한 해상조건을 결정하는 해석임.
| 그림 10. Heave compensator를 이용한 lowering 개념도 |
Main
Winch
Motion
Reference
Unit
Moog Digital
Controller
Moog Valve
Passive Cylinders
Active Cylinders
Deck
Load

4. 국내외 동향 및 전망
국내 연구개발 동향
‌국내에서는 해양플랜트에 대한 관심이 높아진 2010년 이후, 미래산업선도기술개발사업, 산업융합원천기술개발사업,
산업기술혁신사업 등 정부지원 사업으로 해양플랜트 EPCI 프로젝트를 수행하는 대기업 주도의 관련 연구개발이 진행되고
있음 [표 1.]
‌현재 진행되고 있는 계류시스템 관련 국내 연구 개발은 국제적인 기술 수준을 따라잡기 위한 “기술 확보”가 목표인
경우가 대부분이며 독창적이고 혁신적인 기술의 신규 개발은 활성화되어 있지 못함.
연구기관명 프로젝트명
개요
(계류관련 항목만)
연구기간
대우조선해양
심해 석유 생산망 FEED 설계 및
부유체 핵심 기술 개발
Turret mooring type의 계류시스템
설계 기술 개발
2012.07-2016.09
(미래산업선도기술개발사업)
현대중공업
심해자원 생산용 해양플랜트 진출을
위한 해저장비 및 URF 설치용
3,000m급 심해설치 공사기술 개발
Subsea URF 및 해저 기초 설치
기술 개발 및 실증
2012.07-2018.09
(미래산업선도기술개발사업)
삼성중공업
설계 유의파고 15m 해역의 Oil Gas
생산을 위한 100만 배럴급 FPSO용
Turret system 설계 기술 개발
Turret 설계와 관련된 계류해석
기술 확보
2012.06-2017.05
(산업융합원천기술개발사업)
삼성중공업
심해용 부유식 해양플랜트의 다점
계류시스템 설계, 설치 핵심 기술 및
설계 패키지 개발
Spread mooring type의 계류
시스템 설계 및 설치 기술 개발
실 설계 수행, 검증 및 Track
record 확보
2015.12-2018.12
(산업기술혁신사업)
| 표 1. 계류시스템 설계 설치 관련 국내 연구개발 과제 |
국외 기술 동향
‌지금까지 설계되었고, 현재 진행 중인 해양 프로젝트의 계류시스템 설계와 설치 엔지니어링은 MCS Kenny, McDermott,
Heerema, DORIS, SOFEC, SBM Offshore, InterMoor 등의 소수 해외 엔지니어링사에서 독점하고 있음.
‌해양플랜트의 설치 영역이 점차 심해로 확대되는 점을 감안하여, 심해 계류시스템 관련 산업 기술을 선점하고자 세계
각국은 적극적인 연구개발 투자를 하고 있음.
- ‌미국에서는 심해 유정 개발을 위한 선행기술 공동개발 국제 컨소시엄인 DeepStar 프로젝트[2]를 1991년에 시작하여
매 2년마다 지속적으로 갱신, 현재 Phase XII 단계임. 오일 메이저와 엔지니어링사, 기자재업체들의 공동연구로 심해
해양플랜트 기술 개발을 선도하고 있음.
- ‌노르웨이도 Deepwater RD 프로그램을 20년 이상 지속, 심해 해양플랜트 기술을 축적하고 있으며, 현재는 Ultra-
Deepwater RD를 진행 중임.

계류시스템 엔지니어링 시장 동향 및 전망
‌Offshore Mooring System 시장은 2014년 928 백만불에서 지속적으로 성장하여 2021년 1,160 백만불 규모 예상[3]. 이
중 엔지니어링 시장은 2,500억 규모로 추정됨.
‌계류시스템의 설계 및 설치 엔지니어링 비용은 프로젝트 당 약 50억~100억이며 국내 대형 조선사들의 수요는 연간
400억 규모(3~4기)임. 최근에는 시기적으로 개발 정체 추세이나 중장기적으로 필연적 유정 개발이 기대되며, 시황이
개선된 후 2021년에는 연간 1,000억 규모로 성장 전망.
5. 시사점 및 정책 제언
국내 계류시스템 엔지니어링 시장 육성 필요
‌최근의 해양플랜트 프로젝트는 구매, 건조와 함께 설치까지 EPCI 턴키 계약으로 발주되는 추세이며, 이에 따라
계류시스템의 설계 뿐만 아니라 설치 엔지니어링의 국내 수요도 증가하고 있음.
‌국내 해양플랜트 프로젝트에서 계류시스템 엔지니어링 부분은 자체 기술과 경험 부족으로 해외 엔지니어링사에 전량
외주를 주고 있으며 국내 조선업계의 수익성 약화의 원인임과 동시에 해외 의존도가 높음으로 인해 설계, 건조 공정상의
큰 리스크 요인이 되고 있음.
‌계류시스템 엔지니어링 기술 확보를 통해 해양플랜트 산업의 국가적 이익을 극대화 할 필요가 있으며, 해양플랜트 EPCI
공사의 계류시스템 설계 및 설치엔지니어링을 대형 조선소와 중소엔지니어링사가 직접 혹은 공동, 위탁 수행하고 관련
기자재는 국내 업체를 육성하여 조달하는 산업 생태계 조성 필요.
중장기 로드맵에 따른 체계적 육성 정책 필요
‌보수적인 시장 특성 상, 소규모 연구개발을 통한 중소 업체의 진입이 어렵고 대형 실증 프로젝트를 통한 기술 개발과 실적
확보가 필요함.
‌해외 엔지니어링사가 시장을 독점하고 있는 현 상황에서 단기적으로는 기술 역량과 실적 확보를 통한 시장 진입을
꾀하고, 기자재, 설치 관련 후방 산업의 육성과 함께 중장기적으로는 초심해 등 신규 시장의 주도권 선점을 위한 선행
기술 개발을 추진하는 전략적 정책이 필요함.
[참고문헌]
1. ‌Byoung Wan Kim, Hong Gun Sung, Jin Ha Kim and Sa Young Hong, “Comparison of linear spring and nonlinear FEM methods in
dynamic coupled analysis of floating structure and mooring system,” Journal of Fluids and Structures, Vol.42, pp.205-227, 2013
2. ‌DEEPSTAR - Technology Development for Deepwater Research, http://www.deepstar.org
3. ‌Offshore Mooring System Market - Global Industry Analysis, Size, Share, Growth, Trends and Forecast 2015 - 2021),
Transparency Market Research, 2015.

ｌ저자ｌ 김익수 PD / KEIT 섬유의류PD실
양회창 교수 / 인하대학교 유기응용재료공학과
장미 박사 / 포항공과대학교 소프트 일렉트로닉스 연구단
SUMMARY
목적
‌미래 성장동력 산업으로 주목받고 있는 텍스트로닉스(전자섬유 ; Textronics)의 현황을 살펴보고 기술개발
프레임을 제시
텍스트로닉스 섬유 시장과 기술
‌세계시장은 2014년 31억$에서 2020년 208억$로 연평균 25.2% 증가할 전망
‌텍스트로닉스 사업의 핵심 성공요소는 ① 전자·S/W·섬유소재·제품디자이너의 긴밀한 사업협력, ② 고객
가치 창출 Biz. Model 개발, ③ 표준 및 평가인증 체계 구축, ④ 산업간 기술간 융합RD
‌소재, 소자, 부품, 모듈 등 표준 정번품과 고객 맞춤형 텍스트로닉스 패션 완제품으로 제품시장이 이원화 될
것으로 예상되며, 텍스트로닉스를 활용한 서비스 산업이 크게 성장할 것임
‌텍스트로닉스 소재 핵심기술은 성능, 내구성, 내세탁성, 신축·유연성, 접합·연결 신뢰성, 양산성, 보수
용이성, 편안한 착용감을 갖춘 전도성 섬유, 트랜지스터 섬유, 발광섬유, 센서섬유 등
‌텍스트로닉스 부품 또는 모듈 제조 핵심기술은 ① 유연하고 집적화된 회로기술, ② 접합·연결기술, ③ 소자와
부품을 고정시키는 실장기술
‌선진국과 한국의 텍스트로닉스 소재와 제조기술 수준 차이는 매우 작음
시사점
‌실리콘 반도체기반 전자기기 산업이 유연하고 얇으며 가벼운 텍스트로닉스 신산업으로 진화될 가능성이
높으므로 고객가치ㆍ시장기반의 산업전략과 투자계획 수립 및 실행이 시급
‌세계적으로 상품화 시작단계이고 선진국과 기술격차가 작으므로 민간부문이 고객가치 창출 지식서비스
사업개발과 섬유ㆍ전자산업 융합 기술 및 제품개발을, 공공부문이 의료 및 개인정보보호 관련 기술과 제도
보완을 추진한다면, 텍스트로닉스 산업은 미래 주력수출 산업으로 성장할 가능성이 높음
텍스트로닉스 섬유(전자섬유)의 동향과 기술개발 방향

1. 텍스트로닉스의 개요
‌“텍스트로닉스(Textronics, 전자섬유)”란 전기 또는 광(Light) 신호를 생산, 저장, 전달할 수 있는
섬유형태의 전기전자 소재, 부품 및 제품을 일컬음
‌실, 직물, 편물, 부직포 형태의 섬유소재는 신축성, 구김 복원성, 유연성 등이 금속, 세라믹, 필름·시트에 비해 월등히
우수하므로 다양한 모양·용도·색상의 전기전자 제품을 제공
‌섬유소재 고유의 감성과 착용감, 전자소자 구현을 위한 전기·광 신호의 생산, 저장, 전달 등의 기능성을 갖춘 섬유제품
| 그림 1. 섬유기술과 전자기술의 융합; 텍스트로닉스 |
‌텍스트로닉스 기술은 섬유기반의 전자소자, 회로, 접합·연결, 실장, 콘텐츠로 구성
| 그림 2. LED 소자, 회로, 접합·패키징 기술이 구현된 광기능성 섬유제품 |

‌센서, 발광, 스피커, 마이크, 트랜지스터, 저항, 컨덴서, 반도체, 광전소자, 안테나, 전도성 소재 등 섬유기반의 소자 설계,
제조기술
‌소자 - 전원 - 입출력 - 처리장치를 연결하는 회로설계 제작기술
‌부품·소자를 연결하여 시스템을 만드는 접합·패키징기술
‌디자인과 응용 콘텐츠 S/W
‌의류, 침장, 인테리어 등 의류·생활용 웨어러블 스마트 섬유제품과 서비스가 미래 성장동력
산업으로 주목
건강, 안전, 위험 대응, 스포츠·레저, 여행, 엔터테인먼트, 광고, 교육훈련 등이 유망 수요 분야
| 그림 3. 건강관리용 웨어러블 스마트 패션제품 |
memory
monitoring vital sign
signal processing
piezoelectric generator
battery

2. 텍스트로닉스의 시장전망
‌세계시장은 2014년 31억$에서 2020년 208억$로 연평균 25.2% 증가할 전망
※출처 : IDTechEx, 2014
| 그림 4. 텍스트로닉스 제품 및 서비스 공급망 |
‌21세기에 진입하면서 텍스트로닉스에 대한 기대가 임계점을 돌파하면서 경쟁적인 연구개발·사업화 투자가 이루어
졌으나, 섬유산업과 전자산업의 융합이 미흡했고 킬러상품과 건실한 Biz. Model을 개발하지 못해 상업적으로는 기대에
미치지 못함
센서, 입출력 단말장치 등 소자·부품 시장과 헬스케어, 피트니스 의류 등 고부가가치 전문시장으로 분할
초연결 및 고령화 사회로의 변화가 가속화됨에 따라 텍스트로닉스 시장이 급속히 성장
‌건강관리, 전쟁과 전투, 안전 및 범죄예방, 각종 수송기기와 기계장비 모니터링, 통신 등 주요 시장에서 텍스트로닉스를
활용한 글로벌 대형 서비스 사업개발이 예측되며 AI(인공지능)기술 발전이 시장성장을 촉진
‌텍스트로닉스 사업의 핵심 성공요소는 ① 전자·S/W·섬유소재·제품디자이너의 긴밀한
사업협력, ② 고객가치 창출 Biz. Model 개발, ③ 표준 및 평가인증 체계 구축, ④ 산업간 기술간
융합RD
‌주요 상품개발 분야로는 ① 헬스케어, 피트니스, 스포츠레저, 취미생활과 관련한 소비재, ② 의료, 안전보호,
자동차·항공기, 건축·토목, 기계 등의 산업자재, ③ 패션, 디자인, 엔터테인먼트, 이벤트 관련 맞춤제품
원사업체 제·편직업체 IT 및 모듈 업체 IT·섬유·패션업체의 완제품 및 서비스
전도사 전도사직물편성 e-Fabric 모듈 의료 및 서비스산업
의류 및 패션산업
스포츠 아웃도어산업 안전 복지산업
전자패션
디지털의류
ICT 섬유
헬스
케어
일상
생활
안전
보안
산업
환경
직물 결합형
웨어러블
Ag
Av
Cu
전도사 삽입 3D 직물 편성 기술
전도사 삽입이 가능한
완편기/횡편기 제조 기술

‌소재, 소자, 모듈은 표준 인터페이스 아래 대량생산 품목으로, 웨어러블 스마트 패션제품은 고객
맞춤형 제품으로 진화할 것으로 예상됨
‌웨어러블 스마트 패션의류는 정보화 기기를 장착할 수 있는 제품, 헬스케어 의류, MP3 의류, 방한복 등 의류뿐만 아니라
인테리어, 산업자재 섬유로 품목 확대
‌글로벌기업이 주도하는 인터페이스 표준 환경을 따르는 전도성 섬유소재, 센서 및 전자 기능성 섬유 모듈, 섬유형태의
입출력 모듈, 통신 및 정보처리 모듈 등이 기존 전자부품 시장을 잠식하는 것과 함께 신규수요 창출 가능성 높음
‌특히, 스포츠, 피트니스, 헬스케어, 안전보호 분야에서부터 먼저 수요시장이 형성될 것이며, 2021년부터는 건축분야에서도
센서를 내장한 건자재, 발열재, 안전보안 바닥재 등이 상품화
‌2021년에는 의류/헬스케어 분야가 패션소품/엔터테인먼트 분야를 제치고 가장 큰 시장을 차지할 것으로 예상되며,
텍스트로닉스를 활용한 진단과 약물주입 의료서비스가 나타날 것으로 예측됨
‌소비자는 표준 플랫폼 기반의 텍스트로닉스 모듈을 활용하여 데스크 탑 컴퓨터와 같이 벽지, 바닥재, 침장, 타올, 패션의류,
가방 등을 만들거나 서비스 공급자의 앱(App)으로 맞춤형 가치를 창출
‌섬유·전자·정보 기술이 융합된 텍스트로닉스 생활용품이 보편화
‌또한, 텍스트로닉스 기술은 제조, 유통, 공공서비스, 통신, 국방, 교육훈련, 장애자의 커뮤니케이션과 생활도구 등 다양한
제품과 서비스를 제공
3. 텍스트로닉스의 기술현황
‌텍스트로닉스 섬유제품은 편리, 안전, 패션, 유비쿼터스(Everywhere Technology, Every Wear
Technology!)를 추구
‌기존 전기전자제품의 구리선 역할을 하는 전도성 섬유는 텍스트로닉스 제품의 기본 소재이므로
내구성과 전도성 향상 기술개발이 시급
‌전도성섬유는 ① 금속(혹은 전도성)섬유와 절연성 섬유를 Core-Sheath 형태로 연사 또는 커버링, ② 금속(혹은
전도성)소재와 절연성 소재를 Core-Sheath 복합방사, ③ 금속(혹은 전도성)섬유 표면에 절연막을 코팅, ④ 나일론 등
일반섬유의 표면에 은, 니켈 등 금속 피막과 절연막을 순차적으로 코팅하여 제조
| 그림 5. 전도성 섬유 |

‌전도성 섬유를 제직, 편직 및 자수법으로 직편물과 부직포 위에 도전성 회로를 구현
‌전도성 고분자인 PEDOT:PSS로 만든 섬유는 내구성과 전도성이 낮고, 그래핀이나 금속 나노와이어를 분산시킨 섬유는
품질 수율 확보를 위해 고도의 생산기술이 요구되나 망상구조의 CNT 집합 섬유는 전도성이 우수하며 상업화 가능성이
높음
‌텍스트로닉스 부품 또는 모듈 제조기술은 ① 유연하고 집적화된 회로기술, ② 접합·연결기술,
③ 소자와 부품을 고정시키는 실장기술로 구성
‌(회로기술) 텍스트로닉스 회로는 전도성 섬유를 제직, 편직, 자수하거나 전도성 잉크를 프린트하여 제작되며 신축 및
구김변형에서 전도도 변화가 거의 없어야 하고 소자·부품의 연결부위가 파손되지 않아야 함
- ‌(제직회로) 2차원 또는 3차원 제직으로 전자회로 구현이 가능하나 인장강도 1.2gf/de 이상, 신도 5% 이상의 기계적
물성을 갖추고 제조공정 중 마찰과 꼬임 등 외력에 견딜 수 있는 전도성 섬유가 필요
- ‌(편직회로) 신축성이 높은 텍스트로닉스 회로에 적합하지만 제조과정에서 전도성 섬유가 하나라도 끊어지면 전후
부분을 분리하여 사용해야 함
| 그림 6. 직물 및 편물회로 |
- ‌(자수회로) 컴퓨터자수기를 사용하여 다양하고 정밀한 전자회로를 비교적 쉽게 만들 수 있으며, 공정 자동화가
유리하며 픽셀방식의 텍스트로닉스 제품 제작이 용이
- ‌(프린트회로) 전도성 또는 반도체성 잉크를 직물·부직포 표면에 인쇄하여 전자회로 패턴을 제작하므로 잉크가 잘
흡수되고 번지지 않으며 내열성이 좋은 섬유소재가 요구됨
| 그림 7. 텍스트로닉스 회로기술 |
전자섬유 원사 전도성사 자수기법 전도성 잉크, 자수 직물회로보드
스크린 프린팅 다중 직물 회로보드 동박전사 기법 직물전사소자 패키징

‌(텍스트로닉스 소자·부품) 최근, 섬유기반으로 트랜지스터, 메모리, 센서, 콘덴서, 액츄에이터, 발전기, 배터리 등의
부품개발, 전도성 섬유를 이용한 전극, 데이터 송수신을 위한 버스라인, RFID 통신용 안테나 개발이 활발
- ‌센서 : 광센서, 비접촉 정전용량(Capacity)센서, 압전센서, 온도 및 습도센서
- ‌전원 : 태양전지(OPV), 열전지, 마찰(압전)전지, 배터리
- ‌통신 및 시스템 기술 : 수 kbps ~ 10Mbps의 근거리 무선통신 기능이 필요
‌(연결기술) 전도성 섬유와 소자·부품을 접합·연결(Interconnection)하는 기술은 착용성, 유연성, 내구성, 조립 작업성을
확보하는 핵심요소이나 연구개발이 미흡한 분야임
- ‌솔더링, 본딩, 리본커넥팅, 플랫케이블, 재봉, 자수, 스냅 단추, 지퍼 등의 연결기술들이 적용되고 있으나 착용성,
내세탁성, 신축성, 양산성을 향상하는 기술개발이 필요
| 그림 8. 소자·부품과 전도성 섬유의 연결기술 |
- ‌미국 조지아공대에서는 직물형 인터페이스를 개발하였고, 카네기멜론 대학에서는 ATM 및 자동차 대쉬보드에 적용이
가능한 버튼 인터페이스를 개발
‌(실장기술) 실, 직물, 편물, 부직포 등의 섬유회로에 소자, 센서, 액추에이터 등의 부품을 고정시키는 기술로 기존
소자·부품을 초소형화 하거나 섬유소재기반의 소자·부품 개발이 필요
| 그림 9. 직물조직 내에 실장된 다양한 전자부품 예시 |
-‌‌독일 Fraunhofer IZM 연구소는 소자·부품을 직물에 집적화하는 SoT (System on Textile) 연구를 진행 중 ‌
a b c

‌(콘텐츠) 서비스 Biz. Model에 따른 텍스트로닉스 제품개발
- ‌미국은 30개 이상의 생체신호를 모니터링 하는 셔츠, 직물 키패드가 부착된 재킷, 온도조절 카시트, 운동량 모니터링 및
자세교정 신발 등을 개발
- ‌미국은 2016년 MIT에 3.2억$를 투자하여 섬유 반도체를 비롯한 텍스트로닉스 원천기술 개발을 추진하는 Advanced
Functional Fabrics of America Institute를 설립
- ‌유럽은 미아방지용 아동복, 영유아의 돌연사 방지를 위한 생체신호 모니터링 Vest, 유방암 진단 브라, 발열복,
텍스트로닉스 패션제품 등을 개발
- ‌독일은 2013년부터 3년간 DFKI(독일인공지능연구센터)에 60억원을 지원하여 클라우드 컴퓨팅 기반의 웨어러블
스마트 의류를 개
- ‌일본은 생체신호 모니터링 셔츠, 노령자 또는 장애인의 보행보조 타이즈, 디스플레이 기능의 의복, 세계 최고 수준의
각종 섬유센서와 텍스트로닉스 부품을 공급
4. 텍스트로닉스 기술개발 방향
‌기술개발의 기능성 목표는 세탁 내구성, 신축·유연성, 접합·연결 신뢰성, 양산성, 내구성과
보수 용이성, 편안한 착용감, 사용 후 리사이클 용이성
‌소비자 가치 창출 Biz. Model 수립, 섬유·전자·디자인 기술융합, 스트림·이업종간 사업
협력을 통한 기술 개발
‌사회변동과 산업발전 예측을 바탕으로 소재·부품기술개발 전략을 수립하여 장기적이고
체계적인 지원
‌사업화 코디네이터를 중심으로 정부지원 연구개발 컨소시엄을 운영

[참고문헌]
1. ‌KEIT PD 이슈리포트 2012-08호, 2012, 2016-03호, 2016
2. ‌“웨어러블 컴퓨팅 환경에서의 센서의 역할 및 활용방향”, 정보통신기술진흥센터, 2014
3. ‌Kyung Cheol Choi, et. als, “High Luminance Fiber-Based Polymer Light-Emitting Devices by a Dip-Coating Method”,
Adv. Electron. Mater. Vol 1, 2015
4. ‌Leah Buechley et. als, “Textile Messages: Dispatches From the World of E-Textiles and Education”, Peter Lang, 2013
5. ‌Gerhard Troster et. als, “Woven Thin-Film Metal Interconnects”, IEEE Electron. Dev. Lett. Vol 31,p 740~742, 2010
6. ‌www.izm.fraunhofer.de
7. ‌www.ethlife.ethz.ch
8. ‌www.newscientist.com
[국내 주요 기술개발 현황]
연구기관명 프로젝트명 개요 연구기간
전자부품 연구원
·‌특수복(소방, 경찰, 국방,특수작업복)용
직물형 플렉시블 플랫폼 기술 개발
·‌소방, 경찰, 국방, 특수작업 등
특수복용 전자 섬유 기술 개발
2012-2016
한국패션산업연구원
·‌섬유기반 센싱 기술 및 인터페이스
기술 개발
·‌기능성 섬유 기반 센서 기술 및
인체친화적 인터페이스 기술 개발
2009-2011
ETRI
·‌생체정보 기반의 웨어러블 시스템 기술
개발
·‌생체 신호 감지 센서 기술 및
웨어러블 시스템 기술 개발
2007
인하대학교
·‌직물형 집적회로 구현을 위한 섬유형
트랜지스터 개발
·‌섬유 기반 트랜지스터 및 직물형
소자 어레이 기술 개발
2015-2020

ｌ저자ｌ 박영호 PD / 산업기술평가관리원
임성신 전임 / 산업기술평가관리원
이정익 부장 / 한국전자통신연구원
SUMMARY
목적
‌Society for Information Display(SID)에서 주관하여 개최한 Display Week 2016은 세계 각국 디스플레이
전문가들이 한자리에 모이는 행사로 RD 및 산업동향의 전반적인 상황을 유추해 보고자 함
주요현황
‌미국에서 개최된 `SID 2016'에는 최근 이슈가 되고 있는 OLED, Flexible Display, AR/VR 디스플레이,
Wearables, Digital signage를 포함한 융복합 디스플레이 등 다양한 응용분야, 신기술에 대한 300여 편의
구두발표와 200편 이상의 포스터 발표, 다양한 신제품을 확인해 볼 수 있는 전시회가 함께 개최됨
시사점 및 정책제안
‌‌주요 메이저업체의 전시 키워드는 ‘초고해상도’, ‘OLED’와 ‘3차원 디스플레이’로, LCD의 고부가가치화,
OLED의 산업화, 디스플레이의 다양한 응용에 대한 제품들이 소개되었으며, 중국 디스플레이 산업의 역량 및
경쟁력을 이번 SID 2016을 통하여 확인할 수 있었음
‌‌디스플레이산업의 ‘융합’ 트렌드로서, SID2015와 마찬가지로 자동차, 의료/건축 분야에 이어 가상·증강현실
기기에 디스플레이를 접목시킨 융·복합 제품들을 볼 수 있었음
‌‌우리나라는 기존 디스플레이 산업의 경쟁력을 바탕으로 중국과의 경쟁에서 우위를 점할 수 있는 새로운
모멘텀으로 ‘융·복합 디스플레이’, ‘미래디스플레이(Stretchable 디스플레이 등)’ 핵심기술 확보 및 시장
확대를 꾀하는 정책지원이 필요함
SID 2016(Display Week)를 통해 본
디스플레이 산업동향

1. SID(Display Week) 2016 개요
‌행사개요
• 행 사 명 : Society for Information Display(SID) Display Week 2016
• 일시 및 장소 : 2016. 5. 22(일) ~ 5. 27.(금) / 미국 San Francisco / Moscone Center
• 주관기관 : ‌Society for Information Display(SID)
• 프로그램 : ‌Exhibition, Business Conference, Short Course, Seminar, Keynote, Investors Conference, Symposium(81개의
세션에서 291개의 구두 발표와 211개의 포스터 발표)으로 구성되어있음
2. 기조연설 및 심포지엄
‌기조연설 주요내용
‌Display Week 2016의 첫 번째 기조연설은 Microsoft의 Steven Bathiche가 “Devices of Today and the Future”라는
주제로‘컴퓨터와 이에 특화된 디바이스’라는 컴퓨터와 인터랙션을 하는 다양한 디바이스에 대해 발표하였다.
- ‌컴퓨터는 새로운 디스플레이와 인터랙션의 조합으로 혁신을 이루어 왔고, 컴퓨터의 다양화가 증가하고 있으며 동시에
특화된 디바이스는 서로의 상호작용으로 부가가치를 창출한다고 하였다. 마이크로소프트의 대화형 표면 컴퓨팅
플랫폼인 PixelSense를 이용한 Surface Table과 Surface Book은 16:9 디스플레이에 필기구인 연필 대신 펜으로
자연스럽고 종이와 같은 느낌을 가지는 하드웨어와 글씨와 그림을 보정해주는 소프트웨어로 구성되어 정보 입력과
인터넷을 결합하여 자료 검색 등을 통해 데이터 처리를 할 수 있는 기술을 선보였다.
| 그림 1. Microsoft의 Steven Bathiche가 Pen으로 컴퓨터와 Interaction 시연모습 |
- ‌이외에도 마이크로소프트는 다양한 디바이스를 개발하고 있으며, 예를 들어 84”디스플레이에서의 PixelSense,
스마트워치(SmartWatch), 홀로렌즈, 이미지 센서 등을 활용하여 모든 surface가 디스플레이, 컴퓨터가 되는 세상을
꿈꾸고 있다.

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