배너
닫기

테크노트

배너

[기고] 안전한 세상을 위한 무선 기술의 진화

URL복사
[무료 웨비나] 빠르고 직관적인 강력한 아날로그 시뮬레이션 'MPLAB® Mindi™ 아날로그 시뮬레이터' 왜 주목받고 있을까요?? (5/23)


개요

 

뉴스를 통해 전해지는 수많은 사건, 사고들로 인해 누구나 안전에 대한 문제를 인식하고 있을 것이다. 우리는 더 오래, 더 건강하게 살기를 바라지만, 경제적 불확실성이나 정치적 불안정성, 기후 변화로 인한 실존적 위협은 물론, 개인의 신체적 피해에 대한 두려움에 이르기까지 많은 위험 요소가 우리 일상에 내재해 있다. 안전은 삶을 영위하기 위한 가장 기본 조건이다. 생존은 물론, 삶을 발전시키기 위한 필수 조건이다. 

 

가정과 직장, 여가활동에서 우리를 안전하게 지켜주는 것은 골목길의 CCTV나 차량의 에어백 또는 백신뿐 아니다. 개인용 무선 기기에서 스마트 시티 전반의 인프라에 이르기까지 유비쿼터스 연결을 제공하는 ‘IoE(Internet of Everything)’는 이전과는 전혀 다른 방식으로 우리를 보호할 수 있는 기술적 안전망을 구축하고 있다.

 

가정에서의 안전

 

가정의 안전을 위해서는 우선적으로 보안 시스템을 구축하고, 침입자를 차단하는 것이 중요하다. 최근 수십 년 동안에는 물리적인 전화 및 유선 연결을 통한 경보 시스템이 보편적인 솔루션이 됐다. 그러나 이러한 시스템은 설치 및 업그레이드가 까다롭고, 비용 또한 상당히 소요되는 데다, 능숙한 범죄자에게는 손쉬운 타깃이 되기도 했다.

 

오늘날에는 무선 기술이 발전하면서 홈 보안에 대한 민주화도 널리 확산되고 있다. 시장조사기관의 데이터에 따르면, 구글 홈 및 아마존 에코와 같은 개인 비서 솔루션과 스마트 TV와 같은 엔터테인먼트 솔루션의 이면에 내장된 홈 보안 기능은 스마트 홈 기술을 이끄는 원동력으로 분석되고 있다. 

 

스마트 홈 기기 시장에는 스마트폰 앱으로 완벽하게 제어 및 프로그래밍이 가능하고, 간단하면서도, 사용이 편리하며, 설정이 용이한 무선 보안 시스템으로 넘쳐나고 있다. 예를 들어, 스마트 잠금 장치의 경우, 원격 및 무선으로 잠금 및 잠금 해제가 가능하고, 귀중한 열쇠나 비밀번호를 공개하지 않고도 외부인의 임시 출입권한을 부여할 수 있다. 또한 소유자가 전 세계 어디서나 잠금 장치의 조작 여부를 알림을 통해 확인할 수도 있다.

 

스마트 홈 기술의 확산을 지연시키는 요인으로 표준화 및 상호운용성 문제가 걸림돌로 작용하기도 했지만, 통합 연결 표준인 매터의 등장으로 이러한 문제는 해소됐다. 예를 들어, 매터는 소비자가 편리하고 간단하게 아마존 에코 기기로 타사 스마트 보안 제품이나 다른 매터 기반 스마트 홈 기기를 제어할 수 있도록 보장한다. 이러한 상호운용성은 커넥티드 보안을 촉진시키는 기능으로도 작용하게 될 것이다. 

 

스마트 보안 시스템 외에도, 가정에서 우리를 안전하게 지켜주는 무선 기술이 있다. 2021년 허리케인 ‘아이다’가 뉴욕시를 강타했을 때, 단일 시간 최대 강수량 기록을 경신하며 도심 전역이 침수되면서 수억 달러의 피해가 발생했고, 13명이 목숨을 잃었다. 

 

이후, 뉴욕시 감사원장인 브래드 랜더(Brad Lander)는 주정부가 일산화탄소 감지기와 연기 경보기, 역류 방지기 설치를 의무화하고, 조기 홍수경보를 위한 개선된 데이터 시스템을 구축해야 한다고 지적했다. 아이다 이후 2년 만에 셀룰러 IoT 연결 기능을 갖춘 기기로 실시간 데이터에 대한 접근성이 향상됨에 따라 뉴욕시는 상황 인식을 개선하고, 자연재해로 인한 영향을 완화하게 됐다. 

 

직장에서의 안전

 

팬데믹으로 인해 촉발된 재택근무의 확산에도 불구하고, 그리고 안전하고 편리한 가정 내 스마트 홈 시스템이 있음에도 불구하고, 우리 중 대부분은 직장에 나가 생계를 유지하기 위해 여전히 매일 집을 나서야 한다. 특히 작업장에서 혼자 일하는 사람의 사고 위험은 높을 수밖에 없으며, 갑자기 무기력 상태에 빠지게 되면, 경고를 보낼 수조차 없게 된다. 이와 같은 상황에서는 낙상 감지 센서와 무선 연결 기능을 갖춘 웨어러블 기기를 이용해 응급구조대와 가족에게 구조 요청을 보낼 수 있다. 

 

응급구조 대원도 이러한 기술 혜택을 누린다. 2018년, 데이터소프트 코퍼레이션은 치안유지 및 군사용 ‘맨다운(man-down)’ 조끼에 내장된 블루투스 LE 연결 무선 센서를 공개했다. 세계 최초의 웨어러블 총상 감지 시스템으로 평가받는 이 센서는 총알, 칼, 파편 등이 착용자 방탄복 전면이나 후면에 관통되는 사고를 감지하고, SMS를 통해 지정된 기관의 후방부대에 자동으로 긴급 경보를 보내거나 파견팀 콘솔의 인터넷 위치로 직접 알림을 보낸다. 이러한 응급 알림에는 의료진이 잠재적인 부상의 긴급성과 심각성을 평가하도록 충격이 발생한 조끼의 위치 및 연결된 기기의 GPS 위치 정보와 사용자 이름, 개인 의료정보까지 포함된다. 

 

 

블루투스 LE 무선 연결은 자동 로딩 디지털 매니페스트로 평가되는 비콘 태그인 아이큐태그에 적용돼 항공, 산불, 광산 및 인력 운송 애플리케이션 전반의 원격 작업 현장에서 재난을 방지하는데 도움을 준다. 작업복이나 화물에 태그를 할당하고 부착하면, 노르딕 세미컨덕터(이하 노르딕)의 nRF52832 SoC 기반 모듈에서 제공되는 블루투스 LE 연결로 해당 승무원과 화물, 승객 이름 및 무게 등을 온보드 앱으로 브로드캐스팅하도록 각 태그를 신속하게 구성 및 프로그래밍한다. 

 

이는 조종사와 운항 관리팀이 추정에 기반해 무게 및 균형을 계산할 필요 없이 항공기에 탑승한 승객이나 화물에 대한 실시간 가시성을 제공하며, 자동으로 생성된 적하 및 탑승자 목록으로 지상 작업에 대한 가시성도 확보한다. 

 

아이큐온보드 빈센트 후그(Vincent Hoog) CEO는 “이 시스템은 승무원과 화물, 승객 및 총 탑재량을 실시간으로 확인할 수 있어 무선 호출 의존도를 줄이고 통신을 개선하는 동시에, 수동 계산 및 데이터 입력이 필요하지 않다”고 설명했다. 잘못된 적하물 목록은 심각한 결과를 초래할 수도 있다.

 

2015년, 미국 내무부와 농무부가 산불 작전을 지원하기 위해 계약한 헬리콥터가 외부 적재 작업을 수행하던 중 파괴됐다. 다행히 조종사와 항공기 근처에 있던 소방관 모두 부상을 입지 않았다. 사고 원인은 양식에 기록된 하중 목록보다 더 무거운 적재물이 탑재됐고, 조종사에게도 잘못된 정보가 무선으로 전달됐기 때문이며, 이는 사람의 실수로 잘못 작성된 적재물 목록으로 인해 발생한 것이었다. 

 

무선 기술은 광산이나 곡물 저장고, 또는 고의 사고가 유발될 수 있는 차량 등과 같은 불안정한 환경에서도 사람을 대신해 보호망을 구축한다. 예를 들어, 광물이 함유된 암석을 파괴하기 위해 폭발물을 사용하는 광산의 작업 현장에는 유독 가스가 상당 시간 지속될 수 있다. 웨어러블 환경 센서를 이용하면, 작업자가 안전할 때까지 폭발 현장에 재진입하지 않도록 하면서도, 가동중단 시간을 최소화한다. 마찬가지로 지하 굴착 장비와 시추 기계 등에서 배출되는 배기가스도 가스 감지기와 입자 센서로 모니터링해 제한 범위 이내로 유지한다. 

 

노르딕의 도구 및 기계부품 사업개발 매니저인 클레이 하인(Clay Hine)은 “전 세계적으로 셀룰러 IoT 인프라가 안정화함에 따라 점차 많은 채굴 작업 현장에 이러한 기술을 이용하게 됐다”며, “셀룰러 IoT 기술은 블루투스 LE 기기 그룹의 데이터를 클라우드로 전달하는 게이트웨이나 종단간 IP 연결 기반의 센서를 확장시킨다. 이 기술은 기지국을 통해 수만 개의 셀룰러 IoT 연결을 지원하며, 양방향성과 견고성, 신뢰성 및 안전성을 갖춘 통신이 가능하다”고 말했다.

 

이어 그는 “NB-IoT는 다른 무선 IoT 기술보다 더 깊은 지하까지도 서비스를 제공한다. 다양한 요인으로 거리는 달라질 수 있지만, 지표면 근처를 모니터링하는 컨베이어 모터나 엘리베이터와 같은 고정 장치를 지원할 만큼 충분한 깊이를 커버한다”고 설명했다. 

 

농장의 경우, 일반적으로 가축 사료를 보관하는 곡물 저장고의 잔여량을 확인하는 작업은 최대 90m 높이에 달하는 저장고 꼭대기에 올라가 내부를 들여다보는 수동 방식이었다. 이러한 방식은 추락 위험은 물론, 분진 배출이나 젖은 곡물에서 발생하는 가스 흡입으로 상당한 피해를 입을 수 있으며, 광산과 마찬가지로 폭발과 화재 위험도 내재돼 있다. 

 

LTE-M 셀룰러 연결을 이용하면, 원격지에 있는 농장 탱크의 레벨 센서를 통해 무선으로 데이터를 얻으며, 농부는 스마트폰이나 태블릿 또는 컴퓨터를 이용해 클라우드 플랫폼으로 전송된 데이터를 기반으로 사료와 연료, 물 또는 비료 잔여량 등을 모니터링한다. 이러한 기술은 안전을 향상시키는 것은 물론, 이동시간 및 관련 배기가스 배출량을 감소함으로써 생산성을 향상시킨다. 

 

여가생활에서의 안전

 

무선 기술은 근무자에게 출입관리, 환경 모니터링, HVAC 및 조명 등과 같은 다양한 방법으로 안전과 편의성을 제공한다. 또한, 집이나 직장 밖에서도 다양한 형태로 일과 삶의 균형을 누리도록 해주며, 안전이 보장되도록 지원한다. 

 

지난 5년 동안 안전 장치 역할을 하는 웨어러블 기기가 두 배 가량 급증했다. 최근에는 초소형화한 SoC와 SiP로 설계자가 팔찌나 목걸이와 같은 형태의 기기에 무선 연결 기능을 내장해 비상 버튼을 구현하게 됐다. 만약 착용자가 밤에 혼자 걷다가 위협을 느낄 경우, 목걸이의 버튼을 누름으로써 스마트폰의 경고 기능이 트리거돼 미리 지정된 안전 연락처로 착용자의 위치가 전송된다. 

 

 

미국에 기반을 둔 리틀버드는 부모가 어린 자녀를 보모에게 맡길 때 안심할 수 있는 유아 추적 장치를 지난해 출시했다. 이 기기는 노르딕의 nRF52840 SoC를 통합해 아이와 보모 간의 무선 ‘밧줄’과도 같은 역할을 한다. 아이나 보모가 블루투스 LE 범위를 벗어나 연결이 끊어지면, 이 기기는 노르딕 nRF9160 SiP에서 제공하는 LTE-M 무선 연결을 이용해 부모와 보모의 스마트폰에 자동으로 경고를 전송한다. 또한, GNSS 좌표를 기반으로 아이의 마지막 위치 정보도 경고와 함께 전송된다. 

 

이 아이디어는 리틀버드의 CEO이자 창립자인 모니카 플래스(Monica Plath)가 집 안의 스마트 보안 카메라를 통해 자신의 아이를 집에 둔 채 집을 떠나는 베이비시터에 대한 경고를 받았을 때 시작됐다. 플라스는 “어떤 부모도 겪어서는 안 될 공포의 순간이었다”며, “그 즉시 인터넷을 검색해 보호자가 아이의 존재를 소리나 눈으로 볼 수 없는 상황이 발생하면, 이러한 정보를 알려주는 기기를 구입하고자 했지만, 아무것도 없었다”고 말했다. 이후 플라스는 리틀버드의 케어트래커 개발에 착수했다. 

 

한편, 스포츠는 실제로 많은 위험이 도사리고 있다. 콜 드 바르(Col de Vars)를 시속 100km로 질주하는 투르 드 프랑스(Tour de France) 대회 참가자를 생각해보자. 우리 중 상당수는 이러한 속도의 사이클 경주에 참가하고 싶지 않겠지만, 사이클링은 매년 5100만 명 이상의 미국인이 즐기는 인기 있는 여가활동이다. 2020년, 미국 소비자 제품 안전 위원회가 공개한 보고서에 따르면, 자전거로 인해 응급실에서 치료를 받은 사고는 약 42만6000건에 달하며, 예방 가능한 자전거 운행으로 인한 사망자 수는 지난 10년 동안 44% 증가한 것으로 나타났다. 

 

무선 자전거 안전 기술을 보유한 스페셜라이즈드는 2019년, 실시간 GPS 트래커와 충돌 감지 및 안전 비콘으로 자전거 헬멧을 변모시키는 블루투스 LE 센서 기반 기기를 출시했다. 스페셜라이즈드의 자전거 핼멧에 부착된 ANGi(Angular and G-Force indicator)는 자전거 운전자가 라이딩을 시작하면서 이를 활성화하면, 내장된 가속도계와 자이로스코프를 통해 일반적으로 자전거 충돌 시 자전거 운전자의 머리에 가해지는 선형 및 회전력을 측정해 사고 위험 가능성을 감지한다. 

 

 

ANGi는 라이딩 중 심각한 사고 가능성을 감지하면, 해당 스마트폰 앱에 카운트다운 알림을 발송한다. 라이더가 부상을 입지 않은 경우, 수동으로 카운트다운을 취소할 수 있다. 그러나 라이더가 부상을 입어 카운트다운을 취소할 수 없는 경우, 앱은 사용자가 지정한 비상연락처로 사고 가능성을 알리는 문자를 보내게 된다. 또한, ANGi 기기에 가장 마지막으로 업로드된 GPS 좌표를 통해 확인된 라이더의 위치도 모든 연락처로 즉시 전송된다. 

 

이는 무선 기술로 스마트하게 진화하는 일반적인 여러 스마트 안전 장치 중 일부다. 오늘날의 최신 SoC 및 SiP를 사용하면, 훨씬 더 적은 전력으로 더 많은 작업을 수행하는 더 작은 폼팩터의 커넥티드 기기를 구현해 이러한 연결 기능을 보편화할 수 있다. 세상은 위험할 수 있지만, 무선 기술은 수십억 명의 일상 생활을 더 간편하고, 안전하며, 건강하게 만들고 있다. 

 

헬로티 서재창 기자 |










배너









주요파트너/추천기업