정 기 수
한국생산기술연구원
섬유소재본부 스마트섬유팀
디지털 가먼트시대가 열리다

몇 해 전에 개봉된 '마이너리티 리포트,라는 영화는 미래사회를 주요 소재로 다루어 사람들의 관심을 집중시켰다. 흥미로운 사실 중 하나는 영화 속에서 등장하는 미래 도시의 모습이 최근 IT산업의 트렌트를 설명하는 키워드로 급부상하고 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 기초로 하고 있다는 점이다. 어디에나 존재한다는 뜻의 라틴어 '유비쿼터스(Ubiquitous)'와 '컴퓨팅 (Computing)'이 조합된 이 말은 1988년 미국 제록스사, Palo Alto Research Center(PARC)의 Mark Weiser 박사가 처음으로 사용하였다. 그는 컴퓨터를 단순히 개인용 컴퓨터(PC) 및 대형 컴퓨터에 한정하지 않고, 마이크로 프로세서와 기본 메모리 등을 탑재한 지능형 기기 전체를 일컫는 광의의 개념으로 보았다. 따라서 유비쿼터스 컴퓨팅이란 말은 도처에 편재해 있는 광의의 컴퓨터가 네트워크로 연결되어 있어서 언제 어디서든지 접속이 가능한 컴퓨팅 환경을 의미한다.

유비쿼터스 컴퓨팅이 가능한 유비쿼터스 공간에서는 자동차, 도로, 다리, 터널, 건물의 벽과 천장, 가구, 화분, 냉장고, 컵 등 도시공간을 구성하는 수많은 환경과 대상물에 컴퓨터 칩과 센서가 심어져 있고 네트워크로 연결되어 있어서 서로 간에 정보를 주고받을 수 있다. 물리적으로는 떨어져 있지만, 무선 네트워크를 통해서 창출되는 유비쿼터스 공간에서는 삶을 풍요롭게 만들어 주는 다양한 서비스가 제공되면서 인간이 쾌적하게 생활할 수 있도록 지원해 준다.

미래의 주거공간인 유비쿼터스 홈을 예로 들면 다음과 같을 수 있다. 현관에 들어서면 먼저 가정 내 네트워크와 연결된 카메라 내장형 도어폰을 만나게 된다. 이 도어폰은 어느 방에서든 방문자를 확인할 수 있고, 집에 아무도 없을 때는 거주자에게 방문자의 모습과 함께 음성메시지가 전송된다. 거실에는 네트워크로 연결된 디지털 TV, 디지털 오디오 등이 설치되어 있어 좋아하는 영화, 드라마, 음악 등을 방송시간에 구애받지 않고 청취할 수 있다.

뿐만 아니라 지능화된 공조시스템은 자동 창문 개폐시스템 및 냉난방 시스템과 연동하여 집안의 공기 및 온도 상태를 항상 최적으로 유지시켜 준다. 따라서 이러한 서비스를 유비쿼터스 공간에서 제공받기 위해서는 인간이 언제, 어디로 이동하더라도 인간의 의식과 상관없이 실시간으로 네트워크에 접속해 있어야 한다.

이러한 기능을 제공할 수 있는 단말기로 핸드폰, PDA, 노트북 등이 언급되고 있지만, 손을 자유롭게 만들어 주면서 의식하지 않더라도 인간의 움직임과 항상 함께할 수 있는 것으로는 입고 다닐 수 있는 의복(garment)보다 더 적합한 것은 없다. 이 때문에 유비쿼터스 시대에 언제 어디서나 네트워크에 접속하여 정보를 공유할 수 있는 정보통신이 가능한 디지털 가먼트(digital garment)를 개발하고자 세계 각국에서 연구를 진행하고 있다.
디지털 가먼트를 생산하는데 있어서 가장 중요한 것이 정보통신이 가능하도록 만들어 주는 디지털 사(絲) (digital yarn)다. 현재 개발되고 있는 디지털 사 또는 전기전도성 섬유, 즉 디지털 사의 성능을 향상시키기 위해서는 두 가지 방법을 병행해야 한다.

▲전기저항 최소화▲대용량 데이터 전송

주어진 용량의 밧데리를 가능한 최대한으로 사용할 수 있도록 하기 위해서는 전력소모를 최소화 시켜야 하기 때문에 디지털 사 자체의 전기저항 을 최소화시켜야 한다. 이와 함께 유비쿼터스 시대에는 음성정보 뿐만 아니라 영상정보도 송수신해야 하기 때문에 대용 량의 정보를 처리할 수 있는 고성능 디지털 사의 개발이 요구된다. 우리나라에서 구축하고자 하는 고속무선LAN IEEE802.11b, 2.4GHz)의 경우 전송거리가 200 M일 경우 전송속도가 최대 11 Mbps 이다. 고속으로 이동하더라도 실시간으로 대용량의 정보를 실시간으로 처리하기 위해서는 10 Mbps 이상의 디지털 사의 개발이 요구된다.

한국생산기술연구원에서 개발한 디지털사는 코어부분이 10μm 직경의 구리 필라멘트 3∼7 가닥으로 구성되어 있다. 전자파 차폐를 위해서 미세박막코팅을 하고 절연을 위해서 수지로 코팅을 하며 마찰 및 후속공정의 작업효율을 높이기 위해서 염색된 일반 실로 커버링을 해 준다.

편직기로 제작한 심전도 측정용 디지털 가먼트의 경우 일반 실과 같은 색상으로 디지털사를 커버링을 하게 되면, 실의 굵기에 있어서 약간 차이가 있지만 색상이 동일하기 때문에 거의 구별하기 어렵다. 디지털 사의 구리 필라멘트로 구성된 코어부분이 마이크로 단위이기 때문에 센서와 결합시키 는 것이 매우 어렵기 때문에 실수를 감안하여 센서 1개당 디지털 사 5가닥을 삽입하였다. 그래서 디지털 사 15가닥이 모이는 부분에서 눈에 띄게 표 시가 난다. 센서와 디지털사를 1:1로 접합시키는 기술이 개발되면 이런 문제가 해결될 것으로 보인다.

지금까지 개발된 웨어러블 컴퓨터관련 가먼트들은 등산복의 형태나 운동복 의 형태를 지니면서 MP3나 기타 기능을 집어넣었지만, 통신을 위해서 전자 모듈간의 연결을 위해서 전선을 이용하였다. 수십 가닥의 전선연결을 수작업으로 진행하여야 하기 때문에 생산단가가 높아지고 대량생산을 할 수 없 는 단점이 있었다. 그러나 한국생산기술연구원 스마트섬유팀에서 연구개발하고 있는 디지털 가먼트 생산기술은 편직기술을 이용하여 대량생산이 가능한 기술이다. 2007년 상반기에는 최대 300 가닥의 통신라인이 필요한 디지털 가먼트를 대량생산기술을 개발할 예정이다. 또한 2007년 상반기까지 100가닥 이하의 통신라인을 필요로 하는 의료용 디지털 가먼트 (medical digital garment)를 상품화할 예정이다.

특별히 정보통신부 차세대 PC그룹에서는 올 해 11월에 일산에 있는 KITEX 전시관에서 웨어러블 컴퓨터 관련 전시회를 개최할 예정이다. 전시회 기간동안에 웨어러블 패션쇼를 진행할 예정인데 이전까지는 말그대로 패션쇼였지만, 올해부터는 현장에서 직접 작동되는 것을 보여줄 수 있는 기능성 위주의 웨어러블 패션쇼될 예정이다. 특별히 패션쇼를 진행하는 모델 자신의 심전도를 한국생산기술연구원에서 제작한 심전도 측정용 디지털 가먼트를 통해서 패션쇼 현장에서 직접 무선으로 전송하여 컴퓨터 화면상으로 보여주는 것이 가능할 것으로 예상이 된다. 유비쿼터스 시대에 정보통신의 핵심역활을 하게 될 디지털 가먼트는 섬유패션을 주 (主)기술로 하고 디지털 하드웨어 및 소프트웨어 기술을 종(從)기술로 한다. 센서 및 무선송수신 기술이 이미 개발되었지만, 섬유패션기술의 부재로 인하여 이 기술들을 상품화할 수 없었다.

2004년부터 한국생산기술연구원에서 집중적으로 연구를 진행하고 있는 디지털 사 분야와 편직기술분야에서 상당한 기술적 진보를 이루었다. 편직기 술분야에서는 2007년부터 상품화가 시작될 수 있을 것으로 예상이 되지만, 형태안전성이 떨어지는 것이 이 기술의 한계점이다. 편직기술을 보완할 수 있는 유일한 기술이 자수기술(embroidery technology) 이다. 현재의 자수기로는 사용이 불가능하고 별도로 디지털 가먼트용으로 개발을 하여야 한다. 디지털 가먼트용 자수기가 개발될 경우, 형태안전성이 뛰어난 원단에 직접 자수하여 통신라인을 만들 수 있기 때문에 상품화하기에 용이한 다양한 형태의 디지털 가먼트를 생산할 수 있다. 특별히 유니폼, 정장류 및 스포츠복 분야에서 자수기술에 의한 디지털 가먼트가 강세를 보일 것으로 생각된다.

발 췌 : 한국섬유신문 2006년 8월 24일