KISTI의 과학향기

미래 사회를 그린 SF 영화의 주인공들은 왜 다 똑같은 옷을 입고 있을까? ‘스타트랙’, ‘가타가’, 최근의 ‘다이버전트’와 같은 미래 영화 속 주인공들은 몸에 착 달라붙는 민망한 디자인에 유니폼처럼 똑같은 모양의 옷을 입고 있다. 지구 환경이 파괴된 디스토피아나 우주선 생활이 배경이니 그럴 수도 있다 싶지만 지금의 화려한 패션산업을 볼 때는 쉽게 그려지지 않는 미래다. 반면 최근 몇 년 간 아웃도어 기능성 의류 시장의 급성장을 생각해보면 기능에 대한 욕구가 패션을 앞설 가능성도 배제할 순 없다.

미래의 패션은 어떤 모습일까? 과학기술은 패션을 어떻게 바꿔 놓을까? 로버트 저메키스 감독의 1990년 작 ‘백 투 더 퓨처2’는 2015년의 근 미래가 배경인데, 영화 속 2015년은 운동화 끈이 자동으로 묶이고, 옷 크기가 사람 몸에 맞춰 자동으로 조절된다. SF 소설 속엔 그보다 더한 상상이 그려진다. 착용자의 의지에 따라 옷 색깔이나 무늬가 자유롭게 변하거나 바깥 날씨에 따라 방한, 방수 기능이 조절되는 등 한 벌로 만능인 옷들이 등장한다. 그런 옷이 있으니 미래 사회를 그린 영화 속 주인공들은 한 벌 신사 숙녀로 그려지는 모양이다.

2015년에 사는 우리에겐 여전히 먼 미래다. 그렇지만 가능성의 문은 열려있다. 영화나 SF 소설 속 설정에는 뒤지지만 착용하거나 부착하는 IT기기인 ‘웨어러블’ 기기 개발 소식이 속속 들려온다. 웨어러블 기기는 입는 옷이나 시계, 신발처럼 착용하는 도구, 혹은 피부에 부착하거나 삽입하는 형태의 기기들을 말한다. 즉 손에 기기를 휴대하지 않고, 두 손이 자유로운 상태에서 이용할 수 있는 기기들을 말한다.

스마트폰처럼 다양한 기능을 탑재한 시계 종류의 제품들 외에 가장 관심을 끄는 것은 건강관리 기능이 있는 제품들이다. 손목에 착용하는 밴드 형태 기기 일색이던 것이 최근 양말, 신발, 속옷, 벨트, 보석 등으로 다양해졌다. 양말이 직물에 부착된 압력 센서를 통해 운동량이나 달리기 습관을 파악하거나, 신발 깔창을 통해 체중, 자세, 운동량 등을 측정한다. 심장 박동 수를 실시간으로 확인할 수 있는 브래지어, 앉으면 늘어났다 일어서면 다시 조여지는 벨트 등 가지각색이다.

옷이며 양말, 신발, 액세서리 등이 신체 각 부위를 읽어주는 센서가 된다는 얘기다. 이 센서들은 온도, 압력, 움직임과 속도, 땀과 습도 등 인체의 모든 활동을 측정할 수 있다. 관건은 이 센서를 어떻게 더 작고 가볍게 만들 것인가, 어떻게 부담 없이 착용하게 할 것인가에 있다.

피부에 부착하거나 삽입하는 형태의 전자 기기에 대한 관심도 뜨겁다. 반창고나 파스처럼 피부에 착 달라붙는 센서는 단순 건강관리를 넘어 의료용 기기로 활용도가 높을 걸로 예상된다. 박막형 센서를 피부에 부착해 24시간 내내 심전도, 혈압, 맥박, 혈당, 체온 등 중요 정보를 확인할 수 있다면 병원에서 환자를 모니터링하고 질병을 관리하는 방법도 크게 달라질 게 분명하다.

초박형 센서에 대한 연구 성과는 속속 나오고 있지만 실용화되기 까지는 넘어야 할 산이 많은데, 그중 배터리 문제가 크다. 얇고 작기 때문에 편리하지만 동력을 저장하기 어렵기 때문이다. 배터리를 자주 충전해야 한다면 장점이 반감될 수밖에 없다. 그래서 무선 충전 기술이나 새로운 에너지 생산 방식이 필수적이다. 피부에 부착해 장시간 사용하는 기기의 경우는 체온, 땀, 움직임 등 인체 활동에서 에너지를 얻는 방식에 대한 연구가 진행되고 있다.

이 부문에서 우리나라 연구팀이 주목할 연구 성과를 냈다. 조병진 KAIST 전기및전자공학과 연구팀은 2014년 4월 ‘웨어러블 발전소자 기술’ 개발에 성공했다. 체온과 바깥 온도와의 차이를 이용해 전기를 생산하는 기술로 착용 가능한 형태의 소자로 개발된 것은 처음이었다. 이 기술은 유엔교육과학문화기구(유네스코)가 주최하는 2015년 넷엑스플로(Netexplo) 포럼에서 세계 10대 정보통신(IT) 혁신기술 1위를 차지했다. 연구팀은 기존 세라믹기판 소자에 비해 14배 많은 전력 생산이 가능하며, 앞으로 자동차, 공장, 항공기 등 폐열이 발생하는 다양한 곳에 적용이 가능하리라 기대한다.

내 몸의 체온이나 움직임을 이용해 전력을 생산하고 그 힘으로 작동하는 기기. 더 얇고 더 가벼우면서 배터리도 충전도 필요 없는 기기라니 기대되지 않는가.

물론 해결해야 할 과제들은 산적해 있다. 착용하는 형태의 기기들은 디스플레이 공간이 작고 가시성이 떨어진다. 또 간단한 버튼 외에 정보를 직접 입력할 수 있는 키보드를 두기 어렵다. 가장 먼저 떠오르는 대안은 음성 인식 기능이다. 또 다른 형태의 정보 입력 방안도 가능하다. 올해 2015년 CES(Consumer Electronics Show, 세계 가전 전시회)에서는 반지 형태의 웨어러블 기기가 등장했는데, 끼고 허공에 글자를 써서 컴퓨터에 입력할 수 있는 기능이 있었다. 오케스트라의 지휘자처럼 우아한 손동작으로 내가 착용한 기기를 조작하고 정보를 관리하는 날이 올지 모른다.

웨어러블 기기는 아직 얼리어답터들의 ‘값비싼 장난감’ 수준에 머물러 있다. 기대를 모았던 ‘구글 글래스’는 화제를 낳았지만 실적은 저조했고, 결국 판매가 중단됐다. 아직 착용하는 기기들은 호기심의 대상이지 인터넷이나 스마트폰처럼 필수품의 자리를 차지하지는 못했다. 하지만 많은 이들이 웨어러블 기기를 모바일을 이을 새로운 기술 혁명의 파도로 지목한다.

우리에겐 아직 ‘웨어러블 기기’를 부를 마땅한 용어가 없다. ‘착용 컴퓨터 기기’라는 말을 쓰기도 했으나 두 손이 자유로워지는 이 혁명적 변화를 지칭하기엔 적당치 않아 보인다. 상상의 지평을 넓힐 수 있는 그런 용어는 없을까?

글 : 이소영 과학 칼럼니스트