March 22,2019

‘스마트 조명’ 미래 혁신기술로 주목

인간 및 활용 중심, 조명의 패러다임 변화

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스마트 조명(Smart Lighting)이 차세대 혁신 기술로 주목받고 있어 화제다. 스마트 조명이란 사물인터넷(IoT)을 이용한 조명 기술로, 일광 조건이나 움직임 여부에 따른 자동제어를 통해 에너지 효율 등을 높이는 조명 기술이다.

즉, 단순 조명과는 달리 조명에 센서를 부착하고 유/무선 통신 기능을 통해 스마트폰이나 태블릿 PC 등과 연결해 조명을 조절할 수 있다. 이에 따라 인공지능(AI) 스피커와 함께 스마트홈을 구축하려는 소비자들을 중심으로 스마트 조명의 인기가 높아지고 있다.

스마트 조명으로 구현할 수 있는 기능은 매우 다양하다. 스마트폰 등에 설치한 앱을 통해 불을 켜고 끌 수 있을 뿐만 아니라 개별 방에 있는 조명을 블루투스로 연결해 원격으로 제어할 수 있다.

4차 산업혁명의 대표기술인 센서, 사물인터넷, 인공지능, 네트워크 기술 등과 접목된 스마트 조명이 미래 조명시장을 이끌어나갈 것으로 전망된다. ⓒ Public Domain

4차 산업혁명의 대표기술인 센서, 사물인터넷, 인공지능, 네트워크 기술 등과 접목된 스마트 조명이 미래 조명시장을 이끌어나갈 것으로 전망된다. ⓒ Public Domain

기존의 백색광이 아닌 원하는 색상의 빛을 낼 수도 있다. 예를 들면 필립스라이팅 사에서 개발한 ‘휴(hue)’의 경우 안드로이드 또는 iOS 기반의 앱을 통해 1600만 가지 색상으로 조명을 자유자재로 제어할 수 있다.

또한 음악에 어울리는 분위기로 조명 세기를 설정할 수 있으며, TV를 볼 때는 TV 조명에 적합하게 자동으로 세기가 조정되기도 한다. 또한 잠자리에 들 때는 침실 등이 서서히 꺼지며, 아침이 되면 설정된 시간에 조명이 서서히 켜져서 알람시계 기능을 대신 수행하기도 한다.

이처럼 인간의 활동을 고려한 조명을 ‘인간 중심 조명(휴먼 센트릭 라이팅 ; human centric lighting)’이라 한다. 인간 중심 조명은 수면의 질이나 건강 등 신체 및 정신적인 부분에까지 조명이 미치는 영향을 고려한다.

인간의 활동을 우선으로 하는 휴면 센트릭 조명

예를 들면 생물학적으로 유용한 빛을 만들어 건강관리에 도움을 주는 식이다. 대표적인 사례가 인간의 망막에 영향을 미치는 파란색 빛의 단점을 최소화하는 기술이다. 스마트폰 등에서 발생하는 파란색 빛은 눈에 안 좋기로 유명한데, 이로 인해 황반변성 발병률이 급증하고 있는 것으로 알려졌다.

따라서 파란색 빛의 파장 중에서 망막에 손상을 일으키는 유해한 부분을 줄이는 대신 인지능력과 기분을 조절하는 파장은 살려 인체에 순기능을 하는 스마트 조명이 개발되고 있다.

스마트 조명은 인텔리전트 라이팅으로 전력 및 자원을 절약하는 기술로도 매우 유용하게 활용되고 있다. 일광 조건이나 사람의 움직임 여부에 따른 자동제어를 통해 에너지 효율을 높일 수 있기 때문이다.

실제로 한국토지주택공사(LH)의 경우  에너지 사용 절감을 위해 공공임대주택에 스마트 LED를 적용했다. 이런 기술은 스마트시티의 공공 조명 기술에도 매우 적합하다. 현재 스페인 마드리드, 네덜란드 암스테르담 등 세계 주요 도시들이 스마트시티 계획을 진행하고 있는데, 이에 따라 스마트 조명에 대한 수요 역시 급증할 것으로 예상된다.

스마트공장이나 스마트농장 등에서도 스마트 조명은 필수 기술이다. 스마트공장의 경우 작업 공정이나 상황, 개별 및 그룹별로 밝기를 제어해 에너지를 절감할 수 있으며, 스마트농장에서는 특정 파장의 빛을 내 식물 생장속도를 제어하고 영양분 함유량을 높이는 식물생장용 LED 조명이 혁신 아이템으로 손꼽히고 있다.

스마트 조명은 다른 기술과의 융합에도 매우 적합하다. 최근 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2019’에서 선보인 ‘드론 홈 보안시스템’이 좋은 예다.

‘선플라워 랩’이라는 스타트업이 개발한 이 시스템은 집안 곳곳에 설치된 전등이 움직이는 물체의 행동 패턴 등을 탐지해 침입자로 인식될 경우 드론이 이상 물체를 자율적으로 추적하며 영상을 촬영해 사용자의 스마트폰으로 전달하는 보안 기술이다. 이 스마트 조명에는 소리, 진동, 움직임 등을 탐지하는 다양한 센서가 내장돼 있다.

가정용에서 전 산업현장으로 시장 확대

기존의 조명 시장이 가정용 중심으로 성장했다면, IoT 기술과 융합한 스마트 조명은 이처럼 모든 산업현장으로 시장이 확대될 전망이다.

스마트 조명 기술의 발전에는 배경 기술도 한몫하고 있다. 대표적인 것이 자동조명 제어를 위한 무선통신 표준인 지그비(Zigbee)와 유선통신 표준인 달리(DALI)이다. 현재 스마트 조명에 주로 쓰이는 DALI는 해당 분야를 위해 따로 고안된 기술로 가장 큰 점유율을 나타낸다.

하지만 앞으로는 무선으로 센서 설치가 용이한 Zigbee가 이를 대체해나갈 것으로 예상되고 있다. 이외에도 속도, 적용범위 등 소비자의 요구사항에 따라 블루투스, 와이파이 등이 스마트 조명에 사용되고 있다.

그동안의 조명 시장은 대단위로 설치하는 ‘보급’ 중심이었는데, 스마트 조명 시장이 커짐에 따라 앞으로는 생체 리듬 및 설치 환경 등으로 구체화되는 ‘활용’ 중심으로 패러다임이 변할 것으로 전망된다.

또한 시각적 요소에만 한정되는 조명 기술이 앞으로는 감성 및 기능 구현, 인지능력 등의 비시각적 요소로 발전해나갈 가능성이 높다. 이에 따라 단순 조립 중심의 조명산업 구조도 스마트 조명으로 인해 고부가가치 산업으로 변화하는 추세다.

이처럼 미래 조명 시장은 4차 산업혁명의 대표기술인 센서, 사물인터넷, 인공지능, 네트워크 기술 등과 접목된 스마트 조명이 이끌어나갈 것으로 전망된다.

참고로 대한무역투자진흥공사(KOTRA) 미국 디트로이트무역관의 보고서에 의하면, 미국의 2017년 스마트 LED 전구의 시장규모는 약 46억 달러였으나 연간 성장률 95%를 기록해 2020년에는 134억 달러 규모의 시장으로 성장할 것으로 예상된다.

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