AI융합연구원

AI신소재사업단

가. 사업단 비전 및 목표

□ 사업단의 목표

ㅇ 웨어러블 스마트 디바이스 내 ‘소프트웨어·센서·e-textile·디스플레이/에너지’ 에 적용할 수 있는 새로운 기능성 신소재 섬유를 개발하고 이를 통하여 의복, 신발, 가방 등 다양한 형태의 헬스케어, 스포츠/피트니스/wellness, 인포테인먼트(VR/AR), 서비스/보안/인증 관련 웨어러블 스마트 디바이스를 제작

ㅇ 새로운 기능성 신소재 섬유란 실제 웨어러블 제품에 사용되는 입력, 출력, 처리 등 다양한 기능을 할 수 있는 기능성 섬유이며, 더 나아가 신체를 보호하거나 행동을 보조할 수 있는 부분의 기능도 할 수 있는 새로운 섬유임.

 

ㅇ 본 사업단은 스마트 웨어러블 디바이스 관련 섬유 소재 기술을 다양하게 보유하고 있으며, 이를 연구할 수 있는 스마트 팩토리를 보유하고 있어 전도성, 기능성 섬유 제작 및 센서 개발, 디바이스 제작 및 상황별 액추에이팅 프로그래밍 까지 전부 가능함

 

나. 국내외 연구 동향

□ 웨어러블 입력기술 분야

 

- 일본 Tsukuba 대학에서는 FEELEX라는 프로젝터를 통하여 하나의 장치에서 컴퓨터 그래픽과 함께 촉감을 느낄 수 있는 기술을 개발

 

- 벨기에 iMec과 켄트대학 등에서는 스마트 콘텍트 렌즈를 개발 중이며, 망막에 바로 붙이는 콘텍트 렌즈 컴퓨터이며 증강현실을 바로 사람 눈앞에 보여줌

 

- 나이키+ 퓨얼밴드(FuelBand)는 활동추적 장치로 손목에 착용하며, ‘수치화된 자신’ 운동의 일환으로 착용자가 자신의 신체활동을 추적, 하루 동안 걷는 양, 소모한 칼로리 등을 측정

 

- 스위스 취리히 공대 (ETHZ)의 Wearable Computing Lab에서는 전도성 섬유에 대한 연구를 진행하여, 전도성 섬유를 이용한 직물형 안테나, 트랜지스터, 압력센서 등을 개발

 

- 한국과학기술연구원(KIST)는 의사소통이나 물리적 활동이 자유롭지 않은 사용자를 위한 주변 환경 및 상황 변화를 인식하여 청각, 시각, 촉각, 정보와 상호 변환 서비스를 제공하는 웨어러블 단말 인터페이스 기술을 개발 중

 

□ 웨어러블 출력기술 분야

 

- 접이식 디스플레이 기술의 경우 발광 소자 자체를 접는 기술은 아직 초기 발전 단계에 있어, 접이식 디스플레이 구현을 위해서는 획기적인 픽셀 구조의 디자인과 디스플레이 구현 방법 개발 등 지속적인 연구 개발이 필요한 상황

   

<삼성전자의 접이식 디스플레이 컨셉>

 

- 직물/의류 일체형의 디스플레이 기술은 기존의 무기 LED 나 LCD 디스플레이 기술이 의류에 내장된 형태의 기술이 주를 이루고 있으며 섬유 일체형으로 OLED나 TFT 등을 바탕으로 구현된 기술의 시제품은 전무

 

- 네덜란드 필립스 루마리브 (Philips Lumalive)는 유연 기판 상 RGB LED를 올려 어레이를 만든 후 섬유나 직물에 삽입시켜 20cm2 넓이에 14×14 픽셀 어레이를 가지는 fabric display를 구현

 

□ 융복합 응용기술 분야

 

- 조지아공대에서는 플라스틱 광학섬유를 거미줄 형태로 옷에 엮어 웨어러블 마더보드를 개발함. 가슴 부위에 센서를 달아 심박을 측정하고 옷에 가해지는 충격 등의 신호를 감지할 수 있음

 

- No-Contact사는 DuPont사가 개발한 전도성 아라미드 섬유를 사용하여 9V의전지로부터 8만V의 저전류 전압을 발생시키는 여성 보호용 다층성 의류 공개

<(좌)웨어러블 마더보드, (우)여성 보호용 다층성 의류>

 

 

□ 웨어러블 스마트 디바이스 제품 동향

ㅇ 스마트 밴드

 

- 스마트 밴드는 업체간 경쟁 심화로 수익성 악화가 염려되지만 저가격 및 운동에 특화된 사용성으로 인해 꾸준한 시장 유지가 기대

 

제조사	제품명	제품내용	제품이미지
Nike	Nike+ Sensor	iPod, iPhone의 App을 통해 거리, 소모칼로리 등 운동기록 체크 가능
Apple	Up by Jawbone	팔찌가 활동량과 수면 등을 체크하고 수치로 정량화해주면 스마트폰을 통해 확인이 가능
Adidas	miCouch	운동하는 사람의 심박수와 운동 거리를 측정하며, 음성으로 운동 페이스를 조절해 주는 기능을 탑재
LG전자	LifeBand	움직인 거리, 칼로리 소모량 등 활동량과 건강 상태를 주기적으로 확인할 수 있으며 OLED 터치 디스플레이를 채용
Fitbit	Force/ Flex/One/ Zip	일본 소프트뱅크 통신사는 핏빗(Fitbit)으로 측정된 데이터(운동량, 수면량 등)를 이용하여 전문 의료진과 상담 가능한 서비스 제공

 

 

ㅇ 스마트 의류

 

- 스마트 의류는 근육움직임, 심박, 땀, 체온 등의 신체 상태를 측정할 수 있어 건강관리용으로 많이 개발 중

제조사	제품명	제품내용	제품이미지
Lifelili Biotechnologies	First Warning Systems	내부에 탑재된 온도 센서를 통해 유방암 종양과 관련된 온도 변화를 지속적으로 모니터링함으로써 유방암을 조기에 진단
Corventis	PiiX	무선센서가 내장된 1회용 밴드 형태의 기기를 심장부위에 부착하여 실시간으로 심박수, 체온, 호흡 속도 등을 파악해 의사에게 전달하는 제품
ETRI	Bio-Shirt	심전도, 호흡, 운동량 등 생체신호를 모니터링 할 수 있는 바이오셔츠 개발
코오롱 글로텍	히텍스	이차 전지에서 전원을 이용하여 발열시키는 유연한 고분자 섬유 집합체를 아웃도어 자켓 등 다양한 제품에 적용한 발열섬유

 

 

ㅇ 스마트 슈즈

 

- 센서가 내장된 스마트 슈즈는 운동량 측정은 물론 게임기의 컨트롤러로 사용이 가능하거나 야간 운동시 바닥을 밝혀주는 LED를 탑재하는 등의 제품이 출시

 

제조사	제품명	제품내용	제품이미지
Google	Talking Shoes	스피커 및 압력센서, 지도, GPS등의 기능이 있으며, 스마트폰과 블루투스를 통한 음성메시지 전달 가능
언더아머	스마트 슈즈	운동량 측정은 물론 게임기의 컨트롤러로 사용이 가능하거나 야간 운동시 바닥을 밝혀주는 LED를 탑재

 

 

 

 

다. 연구․교육의 필요성

□ 스마트 웨어러블 분야의 중요성

 

ㅇ 맞춤형 서비스를 제공하는 스마트 라이프 서비스 필요성 증대

 

- 개인 맞춤형 서비스에 대한 요구가 증가함에 따라 휴대폰에서 착용형으로 스마트 기기로의 전환이 예상

 

- 현재는 IT기기 및 헬스케어 부분에 집중된 반면, 미래에는 인포테인먼트, 스포츠, 휘트니스, 웰빙 시장으로의 확대가 예상되는 산업

 

ㅇ 시장의 발전 가능성이 높고 파급효과가 큰 산업

 

- 단기적으로 사용자의 기존 디바이스(스마트폰, 태블릿등)와 연계･융합되어 활용성과 가치를 높이는 형태로 발전할 가능성이 많고, 다양한 디바이스가 상호 융합하여 발전하는 미래 IoT 인프라 환경에서도 큰 파급효과 창출

 

ㅇ 산업화 초기 단계에 따른 우리나라의 IT 기술을 바탕으로 한 시장 선점 가능

 

- 웨어러블 스마트 디바이스 산업은 시장형성 초기 단계로 우리나라가 이미 확보한 웨어러블 디스플레이, 섬유기술, 통신기술, 센서기술 등을 접목하여 세계시장 선도가 가능한 분야

 

□ 연구·교육의 필요성

ㅇ ICT 융합/스마트웨어러블용 기능성 섬유는 4차 산업혁명의 웨어러블, 스마트 산업의 핵심소재이면서 미래자동차/드론/헬스케어 등 미래 신산업의 소재부품으로 사용이 확대

 

- 세계적으로 ICT 융합섬유/스마트웨어러블용 기능성 섬유 분야는 2015년 300억 달러, 2026년 1500억 달러로 5배 이상 (IDTechEx, 2016) 성장률로 높은 증가가 예상되는 분야

 

- 구글(Google), 애플(Apple), MS, Toray 등 글로벌 기업들은 산학연 컨소시엄을 구성해 전자, 센서, 광분야의 섬유소자, 경량소재를 활발히 개발, 제품 시판 중

- 제품/생산/유통/산업 파급효과가 큰 미래 신성장 동력 산업

구분	현재	미래	비고
제품	- 기성복, 일반의류	- 스마트슈터, 가상피트 - 소비자 중심 맞춤(I-패션) - Wearable Device, 서비TM	글로벌 브랜드 육성
생산	- 대량, 노동집약 - 선제조 후판매	- CPS 맞춤생산, 지능형 공장 - 선주문 후생산 추가
유통	- off-line 매장, 2D인터넷 - 실물/데이터	- 쇼룸, 3D 인터넷, 모바일 등 - 3D 가상/빅데이터	온라인 유통육성
산업	- 장갑 등 생활안전소재 - 스포츠용품 경량소재	- IT 융합 생활 안전소재 - 4차 산업 연관산업의 의료, 에너지, 드론, 미래자동차 등	수요산업 동반성장

 

 

ㅇ 국내 ICT 융합/스마트웨어러블용 기능성 섬유 산업의 선진국과 기술격차 해소 및 글로벌 경쟁력 강화를 위해서 전문 인력의 양성이 시급한 상황이지만, 인력 공급은 매우 제한적인 상황임

 

- 4차 산업혁명의 기술 구현은 섬유패션 전문기술만으로는 구현이 어려우므로, ICT, 전자 등의 타분야와의 협력연구가 필요, 이에 대한 융합형 인재육성이 필수적임

 

- 섬유패션 관련 해외 글로벌 리더 기업(구글, 아디다스, 나이키, 스티치 픽스 등)들의 미래 4차 산업혁명에 대응하기 위해 섬유패션 융합 관련 전문인력 양성에 집중적인 노력을 하고 있는 것처럼 국내는 이에 대한 교육이 전무하여, 향후 융합 전문인력의 양성이 시급

 

- 관련산업의 인력수요는 2016년 3천명에서 2020년에 6천명으로 증대 전망

 

ㅇ 4차 산업혁명, 정부 국정과제, 산업정책방향에 부합

 

- 국정과제 38번 주력산업 경쟁력제고(제조업의 스마트화‧융복합화), 일자리 정책 5년 로드맵(첨단 화학소재(경량소재)), ‘19년 경제 정책방향(스마트공장), 제조업 활력회복 및 혁신전략(ICT섬유)에 부합

 

라. 파급효과

□ 웨어러블 디바이스 관련 신산업․신시장 창출

 

- 웨어러블 스마트 기기 산업은 섬유·패션, 헬스와 건강, 의료, 스포츠, 레저, 제조·생산, 홈 가전, 국방, 게임과 엔터테인먼트, 공공안전 등 다양한 분야를 포함

 

- 웨어러블 입력기술 : 신체정보센싱, 환경정보오감

 

- 웨어러블 출력기술 : 플렉시블 디스플레이, 투명 디스플레이

 

- 웨어러블 처리기술 : 유무선 송수신 디바이스, 센서, 메모리

 

- 웨어러블 응용기술 : 헬스케어, 의료, 패션, 국방, 엔터테인먼트, 방송 등

 

□ 25만개 이상의 새로운 일자리 창출 기대

 

- 웨어러블 시장 성장 및 타산업으로의 시장 확대 등으로 향후 5년간(‘18~’22) 국내 생산은 약 4.5조원으로 전망되며, 고용유발계수(전기기기분야)를 반영할 경우 27.6만명의 새로운 일자리가 창출될 것으로 기대

 

* 고용유발계수 : 산업연구원 주요산업동향지표(‘17.10)의 고용유발계수(6.2명/10억원) 활용

 

- 산업통상자원부 보고서(웨어러블 스마트 디바이스용 핵심부품 및 요소기술 개발사업 기획보고서, 2013년 12월)에 따르면 웨어러블 시장 확대에 따라 ‘18년부터 ’22년까지 26.3만명의 고용 효과가 나타날 것으로 분석

 

  가. ICT 융합/스마트 웨어러블용 기능성 신소재 섬유 개발

 

□ 연구주제 소개

◦ ICT융합/스마트웨어러블 섬유 소재 부품은 4차 산업혁명의 핵심산업인 드론, 전기자동차, 로봇, 전기전자 등에 사용되는 전․후방 섬유소재 및 부품을 총칭함. 미래 신성장 수요산업의 고부가가치화 및 경쟁력 향상을 위한 핵심소재임

 

【ICT융합/스마트웨어러블 섬유 소재 및 부품의 Supply chain】

◦ 주로, 고성능 경량소재인 섬유강화 복합재 형태로 사용이 되고 있으며, 경량, 에너지 저감, 환경 개선 등을 목적으로 드론, 미래자동차(수소, 전기), 로봇, 전기전자 등의 소재부품으로 사용이 확대될 것으로 전망됨

 

◦ 자본 집약도가 높은 산업구조로 독일, 일본 등 글로벌 선진기업들이 과점체제를 구축되어 있으며, 특히 고성능 경량소재인 섬유강화 복합재는 드론, 항공기 및 미래 자동차의 구조용 부품뿐만 아니라 토목‧건축용 자재까지 확대 적용되고 있음

【ICT 융복합/웨어러블용 섬유를 사용한 스마트의류·홈 제품으로의 변화】

 

◦ 스포츠․피트니스 융합제품

• 글로벌 스포츠 브랜드인 나이키, 아디다스, 언더아머 등은 스마트 스포츠․피트니스 융합제품 시장을 창출하고, 관련 상품들을 지속적으로 개발, 출시하면서 시장을 리딩하고 있음

 

• 스포츠웨어는 러닝․워킹 등 일반 스포츠용, 요가 등 인도어(Indoor) 스포츠용, 프로페셔널용(선수와 전문가용)으로 분류되는데 현재 등산복을 위시한 아웃도어 웨어 및 캐주얼하게 일상복으로도 착용할 수 있는 라이프스타일 웨어 시장 또한 급성장세를 보임

 

• 심박수 기록 스마트 셔츠로부터 운동량을 추적하는 지능형 밴드에 이르기까지 피트니스 모니터링 기능을 갖는 스마트의류에 대한 소비자 관심이 확대되고 있으며, 최근에는 스마트섬유 센서는 운동하는 동안 운동선수들의 근육으로부터 산소 및 젖산의 수준을 모니터링 할 수 있는 근적외선 분광기를 사용하는 단계까지 진화함

 

 

 

 

 

【세계 스마트의류 및 웨어러블 디바이스 출하량 전망 (IDC, 2017)】

구분	2017년 출하량 (백만대)	2017년 비중	2021년 출하량 (백만대)	2021년 비중	2017-2021 CAGR
손목밴드	45.0	39.8	47.7	21.5	1.5
베이식워치	29.9	26.4	78.0	35.1	27.1
스마트워치	31.6	27.9	71.5	32.1	22.7
스마트의류	2.4	2.1	11.5	5.2	48.7
이어웨어	1.7	1.5	10.6	4.8	58.5
기타	2.7	2.4	3.0	1.3	2.9
합계	113.2	100.0	222.3	100.0	18.4

 

 

◦ 메디컬․헬스케어 융합제품

 

• 의료기기+일상생활보조용품+패션용품+정보통신기기가 복합된 메디컬․헬스케어 융합제품은 액티브 시니어를 위한 핵심 아이템으로 자리매김할 것으로 전망되며, 스마트의류를 통해 신체활동 및 생체신호 데이터를 수집하고, 개인의 건강정보를 관리하는 제품 관련 기업들이 급성장하고 있음

 

• ECG, 혈압, 맥박, 당 등을 측정하거나 데이터를 전송하기 위한 RFID, NFC 및 블루투스와 같은 기술들이 이미 헬스 모니터링에 적용되고 있으며, 향후에는 환자의 실시간 관리를 위한 스마트 웨어 및 스마트 의료 가구나 일반인 및 영․유아의 건강 모니터링을 위한 제품들의 수요가 급증할 것으로 전망됨

 

◦ 스마트웨어 융합제품

• 패션분야의 다양한 디자이너 브랜드들이 LED와 같은 디스플레이를 사용한 제품을 선보이고 있고, 언더웨어 브랜드들은 의료 및 피트니스를 목적으로 속옷 및 의류에 센서를 집적하기 시작함

 

• 엔터테인먼트를 목적으로 와이파이, 지그비, 블루투스와 같은 다양한 통신 기술들이 사용 중이며, 멀티미디어 플레이어 및 다른 액세서리와 같은 장치들을 적용하여 향후 시장 성장을 견인할 것으로 예상됨

 

◦ 최근에는 침장, 침대, 소파 등 스마트 홈에 사용되는 섬유 제품의 영역으로 확장되는 추세임

 

- 전자섬유를 활용한 홈인테리어 분야의 침장구류, 침대 매트리스, 리클라이너, 소파, 의자 및 기타 섬유제품에 대한 기술개발이 증가하고 있으며, 점차 적용분야가 확대될 것으로 전망됨

 

□ 국내외 주요 추진 동향

◦ 국내 ICT융복합/스마트웨어러블 관련 기술은 산업부와 미래부 등 정부 주도로 연구개발을 추진한 다음, 이를 기반으로 민간 차원에서 핵심 및 요소 기술을 확보하고 지속적으로 개선해 나가고 있는 상황임

- 블랙야크에서는 심박 측정 및 발열 스마트섬유 기술의 요소 기술을 개발하였으며, 2년간의 사업화 기술 개발을 통해 심박 측정 스마트의류 및 발열 기능의 스마트의류를 출시, 사업화를 추진하고 있음

- K2는 2018년 발열 집업티를 시작으로 신체보호용 위치추적 디바이스 부착 자켓 등 매년 ICT융합 웨어러블 제품을 꾸준히 출시하고 있음

 

- 국내 중견 의류브랜드를 중심으로 스마트스포츠웨어, 스마트리빙웨어 제품을 중심으로 기술개발이 이루어지고 있으며, 스마트디바이스, IoT 등 커넥티드 환경에서의 운용 기능이나 능력을 보유한 제품의 사업화에 주력

분야	업체명 (국가)	소재부품	주요 기능 설명	수요자/ 수요기업
의류 패션 제품 (2019년)	㈜ 블랙 야크	야크온 (YAK ON)	아크온P : 자체 개발 은사(銀絲를)와 야크온 펄스(전용 블루투스 심박 측정 송수신기)를 통해 심박수를 스마트폰 야크온앱에 실시간 전송. GPS를 기반으로 한 운동거리 측정, 칼로리 소모 등 운동효과를 시각적으로 확인 가능 아크온H : 자체 개발한 발열 섬유와 함께 전원을 공급하고 의류 내부의 온도와 습도를 조절하는 휴대용 장치(Heating Control)로 구성. GPS 기반의 휴대용 장치는 사용자가 현재 위치한 장소의 날씨 등 외부 조건에 따라 발열 재킷의 온도를 컨트롤 기능 야크온B : 발광하는 광섬유와 조도(밝기 단위) 센서를 적용해 조도 변화에 따라 자동 점등 기능 보유	방한용 워크 웨어 소비자
	㈜ K2 코리아	히트 360 (Heat 360)	Heat 360 : 스마트 발열 의류로써 겨울철 도시와 아웃도어에서 액티비티를 즐기는 유저를 위한 제품 능동형 히팅 솔루션 제공, TPO에 따라 전용 의류 적용 및 단독 사용 가능 히터는 발열 밀도와 표면적을 넓히고, 일부 발열선의 단락이 있어도 단위면적당 동일한 발열량을 갖는 병렬 구조 형태로 개발 발열선 안쪽에도 균일한 메시 형태의 이중 병렬구조로 설계함	방한용 아웃 도어 소비자
	㈜ 더에스엔이	스마트 마스트	미세먼지 측정을 통해 공기 흡입 모터를 동작시키는 스마트 마스크 KN95 효율의 필터를 사용, 미세먼지 농도 높을 시, 필터를 통해 공기흡입 할 수 있도록 함	미세 먼지 대응 제품 소비자
	㈜ 테크웜	발열조끼 TC-1001	면상발열체(등,허리, 배) 삽입. 원적외선 복사열로 40~70℃ 열 발생	국방부 경찰청 기타 레저용
ICT 융복합/웨어러블용 섬유 소재 · 부품 (2019년)	㈜ 영풍 필텍스		도전성 소재를 활용한 전자파차폐, 정전기 방지 원단 정저기 방지 자전거 헬멧, 전자파차폐노트북 파우치 등에 활용	정전기, 전자파 대응 제품 소비자
	㈜ 우인 기연		스마트 인솔제조를 위한 압력 감응 전도성 원단 개발 세탁이 가능한 원단형 압력센서 부품으로 스마트 신발 제품에 적용	코오롱 데상트 코리아
	㈜ 피에스 솔루션		광섬유를 활용한 위해환경요소 감지용 웨어러블 센서제작 세탁성, 공기투과도가 확보된 출혈 감지 센서 부품으로 군사용, 레저용 의류 등 에 사용	코오롱 블랙 야크
	㈜ 디엘 에스		발광의류용 벨크로 LED 모듈 전도성 실을 이용하여 원하는 패턴을 먼저 작업하여 기 본 베이스 라인을 만들고 그 위에 일반 천을 덧대어 회로기판과 전도성 실이 전기적으로 통할 수 있게 제작	발광 의류 제조 기업
	㈜ 코리아 실크 로드		나노탄소입자를 이용한 보온/축열 다기능 원단	블랙 야크 K2 코리아
	㈜ 웰테크 글로벌		20회 이상의 높은 세탁 내구성을 가지는 고중량 고후도 전도성원단 및 터치용 장갑 제품	터치 장갑 소비자

◦ 드론, 전기자동차 등 IT 기기 섬유소재 부품인 고성능 경량소재에 대한 글로벌기술 트랜드는 1)고성능 슈퍼섬유의 극한 성능화, 2)원가혁신 및 섬유강화복합재의 고속화임

 

◦ 이와 관련된 고성능 소재인 탄소섬유는 도레이, 아라미드섬유는 듀폰과 데이진, 열방성 액정 폴리에스터 섬유는 쿠라레(Kuraray)가 기술 개발의 주도권을 확보한 가운데 EU, 한국, 중국 기업들이 추격 중

 

◦ 고성능 경량소재인 섬유강화복합재의 경우, 저가 탄소섬유, 하이브리드 섬유 프리폼, 초고속 성형용 수지와 성형공법, 고성능 수지 첨가제, 이종소재와의 복합성형, 접합, 보수, 리사이클, 설계 등 핵심기술에 대해 일본, 독일, 프랑스가 선도하고 있는 상황임

 

【해외 사례: ICT융합/웨어러블용 핵심소재 부품】

분야	업체명 (국가)	소재부품	주요 기능 설명	수요자/ 수요기업
ICT 첨단 핵심 소재	Syscom (일본)	은코팅 전도성사	전자 섬유 제품 적용을 위해 개발된 전도성 사 제품으로 나일론에 은이 코팅되었으며, 타사 제품에 비해 자수, 니팅, 봉제 등의 공정에 최적화	IT 기기 제조기업 (차폐용 등)   스마트의류 제조기업
	Dupon (미국)	회로용 전도성 잉크 전도성 복합재	은, 백금, 플래티늄, 금을 베이스로 하는 전도성 잉크 미세 회로 제조 용, 전도성 원단, 실 염색 용	IT 기기 제조기업 (회로 등)   전도성 원단 제조기업
	Soliani (이태리)	전도성 부직포	전자파 차폐 용 전도성 부직포 구리, 니켈 코팅 폴리아마이드계 섬유로 구성된 부직포 제품	IT 기기 제조기업 (차폐용, 전선차폐, 가스켓 등)
	Soleno (캐나다)		미세 금속 와이어와 합성 섬유로 구성된 전도성 부직포 제품 주로 히팅 제품에 사용	IT 기기 제조기업 (발열 등)

 

□ 선정사유

◦ ICT 융복합/스마트웨어러블 산업은 지능형 스마트섬유소재, 스마트의류, 스마트 기기용 섬유소재, 섬유패션 IT 융합 공정 등을 통하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하는 새로운 패러다임을 형성하며 기존의 섬유에 기술과 문화, 정보를 접목시켜 고부가가치의 지식산업으로써 발전하고 있음

 

◦ ICT 융복합/스마트웨어러블용 기능성 섬유 세계시장은 매출액 기준으로 2015년 약 4.3억 달러에서 2025년에는 약 55.5억 달러로 고도성장 전망되며, 북미와 유럽이 세계 시장을 주도할 것으로 예상됨

【ICT 융합섬유 시장전망(출처 : GVC 2019)】

 

- 스마트 의류를 포함하는 다양한 용도의 섬유 제품에는 여러 가지 형태의 전도성·반도체·유전성 원사와 직물 및 편물형태의 소재가 사용되고 있으며, 이들은 IoT시대를 이끌어갈 핵심 소재로 주목받으며 그 시장 또한 크게 확대될 것으로 전망되고 있음

 

- 전도성·반도체·유전성 섬유 소재들의 종류 및 범위가 다양해지고 있으며, 특히 고분자는 전자섬유 시장에서 독립적인 시장을 형성하고 전도성 잉크와 고분자를 갖춘 섬유 소재는 다른 소재에 비해 가격 경쟁력을 갖추고 성장세를 유지할 것으로 전망됨

 

- 미국 및 독일을 비롯한 여러 유럽 국가들은 활발한 연구개발과 제품화를 위해 많은 노력을 기울이며 현재도 다양한 형태의 제품들을 생산하고 있음. 또한 인접한 중국의 경우도 성능 및 내구성 등으로 일부 용도에서는 아직 제한적으로 사용되고 있으나 경제적 장점으로 세계 시장에서의 점유율을 조금씩 확대시켜 나가고 있음

 

□ 국내외 타 연구집단과의 차별성 및 우월성

◦ 숭실대학교 김주용 교수는 다년간‘전자섬유 부품’및‘의복형 웨어러블 디바이스’관련한 정부, 민간 용역과제 수행과 동시에, 논문 및 특허 출원 등의 성과를 달성하였고, 현재 제직 중인 숭실대학교 내에 ‘스마트 섬유 융합 공학과’를 설립하였으며, 전자섬유 전문 연구센터인 ‘패셔노이드 연구센터’를 개소한 국내 최고의‘전자섬유 전문가’이다. 또한 전자섬유 활용 생체신호 측정 의복 제조 업체인 ‘(주)알파클로’를 창업하여 대표이사를 겸임하고 있다.

 

- 관련 정부, 민간 용역과제(산업부, 중기청, 문광부, 현대자동차 등) 약 20여건 수행

- 최근 5년간 관련 국외 논문 게재 수 약 30여건, 특허 출원 및 등록 수 24건, 기술이전 수 4건

 

<최근 3년 간 등록 특허 및 기술 이전내역 (이 외 특허 14건 출원) >

특허명	출원/ 등록 여부	출원/ 등록번호	출원/ 등록일자
텍스타일형 슬라이드 제어장치	등록	10-1711753	2017.02.23
원단과 일체로 형성된 텍스타일형 제어 장치(기술이전)	등록	10-1711754	2017.02.23
슬링을 이용하여 작업 상태를 모니터링 하는 방법, 장치, 서버 및 컴퓨터 프로그램	등록	10-1747549	2017.06.08
연속형 전기전자 소자 및 그 제조 방법	등록	10-1769687	2017.08.11
텍스타일형 하이브리드 제어 장치	등록	10-1789876	2017.10.18
텍스타일형 인솔 및 그의 제어 방법과 제조 방법(기술이전)	등록	10-1822242	2018.01.19
섬유용 전기 커넥터(기술이전)	등록	10-1876088	2018.07.02
근육 활성도를 측정하기 위한 의복형 웨어러블 디바이스 및 제조 방법(기술이전)	등록	10-1877171	2018.07.04
듀얼 노즐을 사용하는 4D 프린팅 장치	등록	10-1885474	2018.07.30
단층의텍스타일형센서및그제조방법	등록	10-1904619	2018.09.27

- 국내 최초 전자섬유 및 웨어러블 디바이스 관련 학과 신설(2016년): 숭실대학교 스마트 섬유 융합 공학과

- 전자섬유가 장착된 생체신호 측정 의복 제조 전문기업 창업(2014년): (주)알파클로 (함침센서 대량 생산라인 개발)

- 전자섬유, 웨어러블 디바이스 전문 ‘오픈형 연구소’신설(2013년): 패셔노이드 연구센터

<연구센터 설립, 기업 창업 및 의복형 디바이스 제품 개발>

 

3. 대형과제 수주 전략 및 체계

가. 수주전략 및 체계

 

나. 대형 과제 수주 기대효과

 

다. 연도별 수주계획

 

라. 사업단 향후 3년간 대형 연구 과제 수주 계획

	(단위 : 건, 백만원)
항 목	향후 3년간 실적						평 균
	2020		2020 + 1 년		2020 + 2 년
	건수	액수	건수	액수	건수	액수	건수	액수
정부 연구과제 수주 총액	1	300	1	300	1	300	1	300
참여교수 1인당 정부 연구과제 수주 ※참여교수수(6명)

4. 사업단장 및 사업단 역량

가. 사업단장 인적사항

성 명	국 문	김주용	생년월일	1967.12.01
	영 문	Kim Joo young
직 장	기관명	숭실대학교	전 화	02-820-0631
	부 서	유기신소재파이버공학과	F A X	-
	직 위	교수	휴대전화	010-8720-0631
	주 소	서울시 동자구 상도로 369	E-mail	jykim@ssu.ac.kr
자 택	주 소	서울 양천구 목3동 롯데캐슬위너 107동 1203호	전 화	010-8720-0631

 

1) 학력

연 도	학교명	전 공	학 위	지도교수
1986 ~ 1990	서울대학교	섬유공학과	공학사	김노수
1990 ~ 1992	서울대학교	섬유공학과	공학석사	조원호
1994 ~ 1998	미국 NCSU	섬유고분자과학전공	공학박사	Moon Suh

 

2) 경력

연 도	기 관 명	직 위	비 고
1999 ~	숭실대학교 유기신소재파이버공학과	정교수
2013 ~	숭실대학교 패셔노이드 연구센터	창립센터장
2019 ~	숭실대학교 산학협력단	연구·산학협력처장
2014 ~	㈜알파클로	대표이사

 

3) 수상경력

연 도	수 상 명	수 상 내 용
2019	ICT 스마트섬유 기술파급 산업부장관 표창	ICT 스마트섬유 기술파급

 

 

 

4) 특허/프로그램 출원 ․ 등록실적

번호	특허/프로그램명	국가명	출원 등록일	출원 ․ 등록순번 / 출원 ․ 등록자수	비 고
1	듀얼 노즐을 사용하는 4D 프린팅 장치	대한민국	2018.07.30	1018854740000
2	근육 활성도를 측정하기 위한 의복형 웨어러블 디바이스 및 이의 제조 방법	대한민국	2018.07.04	1018771710000
3	텍스타일형 인솔 및 그의 제어 방법과 제조 방법	대한민국	2018.01.19	1018222420000
4	연속형 전기전자 소자 및 그 제조 방법	대한민국	2017.08.11	1017696870000
5	슬링을 이용하여 작업 상태를 모니터링 하는 방법, 장치, 서버 및 컴퓨터 프로그램	대한민국	2017.06.08	1017475490000

 

5) 정부출연 개발과제 수행실적

번호	프로그램명 (시행부처/기관)	과 제 명	총개발기간 (시작-종료일)	총사업비 (백만원)	비 고
1	산업통산자원부	산업용 섬유 공정 시스템 구축	2016.01 ~ 2018.12	21,016	완료
2	산업통산자원부	텍스타일 형태의 태양전지 소재 개발 아웃도어 응용 제품 개발	2015.06 ~ 2018.05	3,629	완료
3	서울산업진흥원	플렉시블 복합 인지 파이버 및 직물 개발	2015.10 ~ 2017.09	174	완료
4	산업통산자원부	PAFC 텍스타일 하이브리드 구조를 이용한 4D 스마트 섬유 패션 응용 기술 개발	2015.06 ~ 2020.05	644	완료

 

- 2020년 현재 연병균 연구비 단독 15억

 

 

 

 

 

나. 사업단 활성화 계획

 

1) 사업단 발전 의지

 

- 역량 있는 교수들 지원을 통한 수주 장려

- 사업단 중심 외부 네트 워크 (민관연) 강화 통한 대형 과제 수주

 

2) 사업단 운영 계획

 

- 외 부네트워크 강화를 통한 대형 과제 수주

- 글로벌 네트 워크 강화 통한 국제 협력 과제 수주

- 가족 기업과의 협력 강화를 통한 산학 렵력 과제 수주 강화

 

다. 사업단 운영 및 조직

- 유기신소재 파이버 공학과 교수 주축의 패셔노이드 연구센터(2019년 연구소 평가 3위)를 중심으로 전기전자, 기계, 전기, 화공 및 건축 전공 교수들중 신소재 관련 교수를 세부 책임자로 조직을 구성 예정

 

라. 사업단 참여 교수 3년간 연구 실적

 

연번	성 명	최근 3년간 연구실적
		국제저명 학술지	한국연구 재단 등재지	저서	특허		외부 연구과제
		건수	건수	건수	건수		총액
					국내	국제
1	김주용	15			10	5	3,000
2	정영진	10			5	3	1,500
3	곽영제	10			2	1	2,000
4	정재우	10			1	1	1,000
5	김봉훈	15			1	1	100
6	김지웅	15			1	1	70
1인당 평균		12 편	X 편	X 건	3.5 건	2건	년간 외부 연구과제 금액: 130백만원