Tuesday 26th September 2017,
최윤섭의 Healthcare Innovation

스마트 공기 측정기 ‘어웨어’: 사물 인터넷이 빅데이터 의료를 구현하려면

Yoon Sup Choi January 24, 2016 Big Data, Digital Healthcare, Precision Medicine Comments
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사물인터넷 (Internet of Things, IoT) 은 현재 세상을 바꾸고 있는 대표적인 기술 중의 하나로 손꼽힙니다. 통신기술, 소셜네트워크 등의 발달로 인해 사람과 사람은 이미 과거와 비교할 수 없을 정도로 더 폭넓고 긴밀하게 연결되고 있습니다. 이러한 연결성(connectivity)의 증가는 비단 사람과 사람 사이뿐만은 아닙니다. 이제는 사물들도 센서와 통신 기능이 내장되고 인터넷에 연결되면서 많은 변화들을 만들어내고 있습니다.

사물들이 인터넷에 연결되어 환경과 주변 상황을 인지하면 많은 것들이 가능해집니다. 아직까지는 개인 소비자 대상 서비스 보다는 산업 부문이나 공공 부문에 이런 기술이 활발하게 사용되고 있습니다. 각종 센서를 통해 공정을 분석하고 시설물을 모니터링해서 작업 효율과 안전을 제공한다던가, 오프라인 매장에서 소비자의 행동 패턴을 측정해서 마케팅 솔루션을 개발한다든지, 환경 오염이나 재난 상황을 예측하고 파악한다든가, 쓰레기통의 포화 상태를 측정해 수거 트럭에 정보를 송신하는 등을 예시로 들 수 있습니다.

소비자를 대상으로 한 사물인터넷의 사례는 커넥티드 카(connected car), 집 안의 각종 사물이 센서를 통해서 연결되고 제어되는 스마트 홈(smart home)을 들 수가 있겠지만, 그래도 가장 대표적인 사례는 역시 헬스케어 웨어러블 디바이스입니다. 신체에 착용하는 센서를 통해 심박수, 심전도, 혈당, 혈압 등 각종 수치를 측정하여 이를 질병 관리 등의 의료 서비스와 연계하는 것이지요. 또한 스마트 홈이나 커넥티드 카에서도 이렇게 헬스케어 웨어러블에서 측정된 데이터를 활용하는 것도 쉽게 상상해볼 수 있습니다.

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모든 것이 연결되는 사물인터넷 시대 (출처: IoT disruptions)

사물인터넷이 발전한 결과로 얻어지게 되는 것이 결국 빅데이터입니다. 수많은 센서들이 지속적으로 만들어내는 데이터의 양은 실로 막대한 양이 될 것입니다. 이 데이터를 어떻게 저장하고, 분석하고, 인사이트를 얻을 것인지는 또 다른 중요한 문제입니다만, 빅데이터가 가진 잠재력은 의심할 여지가 없습니다.

웨어러블은 주로 착용한 사용자의 신체 상태와 관련된 데이터를 측정하지만, 최근에는 사용자가 처한 환경의 데이터를 측정하는 사물인터넷 기기도 선보이고 있습니다. 사람의 건강은 유전정보 등 개인의 선천적인 특성의 영향을 받기도 하지만, 주변 환경과의 끝없는 상호작용을 통해서 변화하기도 합니다. 따라서 환경을 측정하는 것 역시 건강 관리를 위해서 중요한 부분이라고 할 수 있습니다.

환경을 측정하는 기기 중에서 대표적인 것은 역시 공기의 질을 측정하는 것입니다. 이번 포스팅에서 다루려고 하는 비트파인더의 어웨어(Awair)도 그 중 하나입니다.

 

공기 퀄리티 측정기, 어웨어

비트파인더는 한국인 기업가들이 실리콘밸리로 건너가 창업한 사물인터넷 기업으로 창업 초기부터 국내외에서 많은 주목을 받았던 기업입니다. 제가 퓨처플레이 등 아는 분들께서 직간접적인 투자를 하기도 했으며 스탠퍼드 MBA 출신이자, 제가 MBA를 준비할 때 (결국 저는 진학에 실패했습니다만..) 많은 도움을 주었던 친구 백산도 중요한 역할을 맡고 있는 기업이기도 합니다.

비트파인더가 만든 첫번째 기기인 어웨어는 공기의 질을 측정하는 사물인터넷 기기입니다. 어웨어는 외국에는 작년 중순에 출시한 것 같습니다만, 국내에서는 최근에 정식으로 출시를 준비하고 있습니다. 그 준비 과정의 일환으로 일종의 베타 테스트인 ‘인플루언서 프로그램’ 을 시작했고, 저를 인플루언서 중의 한 명으로 뽑아주셔서 이 기기를 먼저 접하는 기회를 갖게 되었습니다. (기기를 공짜로 받은 것은 아니고, 일단 사용해본 후에 반송하거나 할인된 금액으로 구입할 기회를 주는 방식이었습니다)

저는 1월 초에 이 기기를 배송 받고 이제 3주 정도 사용하여 보았는데, 이 자리를 빌어서 약간의 의견을 남겨볼까 합니다. 의견을 남기는 것이 인플루언서 프로그램의 의무 사항은 아닙니다만, 넓은 의미에서 볼 때 어웨어는 헬스케어 기기이기도 하기 때문입니다.

사람의 신체는 주위 환경과 끊임 없이 상호작용 합니다. 환경적인 요인은 건강을 유지하거나 질병에 걸리는 결정적인 원인이 되기도 합니다. 따라서 공기의 질 등 환경을 유지하는 것은 건강관리 측면에서도 중요합니다. 더 나아가 환경에 대해 측정한 빅데이터가 다른 사물인터넷 기기나 스마트 센서 등의 데이터와 통합되고, 인공지능 등을 통해 해석되는 것은 소위 빅데이터 의료 구현의 핵심이라고 할 수 있습니다.

 

어웨어의 기능 리뷰

일단 어웨어가 가진 기능을 간단히 살펴보겠습니다. 온도, 습도, 이산화탄소, VOC, 미세먼지 등의 다섯 가지 기준을 바탕으로 공기의 질을 측정해줍니다. 약간 생소한 VOC라는 수치는 휘발성 유기화합물을 의미하는 것으로 새집증후군 등을 유발하는 요인이라고 합니다. 이 다섯가지 수치는 막대 그래프 형태와 색으로 표현되는데, 높이 올라갈수록, 색이 푸른색에서 노란색으로 변해갈수록 공기의 질이 좋지 않은 것입니다.

이 수치들을 종합해서 총점인 ‘어웨어 스코어’를 제시해줍니다. 이 점수가 80점 이상이면 공기의 질이 양호한 것으로 평가해줍니다. 기기의 정면에는 다섯 가지 수치를 막대그래프로, 어웨어 스코어를 숫자로 밝게 표시해줍니다. 또한 앱에서는 타임라인 항목은 어웨어 스코어를 비롯한 다섯 가지 측정 항목들이 오늘 시간에 따라 어떻게 변화했는지를 보여줍니다.

앱을 위로 밀어 올리면 ‘어웨어 카드’ 라고 하는 사용팁들이 나옵니다. 현재의 공기상태를 개선하기 위해서 어떤 행동을 할 수 있는지 간단한 조언들을 받을 수 있습니다.

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앱과 기기 정면에는 다섯가지 측정 항목에 대한 점수와 총점인 어웨어 스코어가 표시됩니다 (출처: 어웨어)

   
스마트폰 앱으로 오늘 공기의 질이 어떻게 변화했는지도 볼 수 있습니다 (제 스마트폰 캡쳐)

 

사용자들에게 정말 필요한 제품인가

저는 모든 제품을 평가할 때에 해당 제품에 대한 고객의 니즈가 실제로 존재하는지, 그 니즈가 얼마나 큰지를 먼저 봅니다. 새로운 기술을 이용한 많은 제품이 저지르는 흔한 실수는 고객의 니즈를 고려하지 않는다는 것입니다. “좋은 기술이 있으니까 일단 제품을 만들면, 사람들이 기술을 알아보고 기꺼이 써줄 거야. 원래 없던 니즈도 생길 거야” 하는 제품은 결국 실패하는 경우가 많습니다.

즉, 어웨어에 대해서는 “우리가 집 안이나 직장의 공기의 질에 대해서 평소에 궁금했으며, 측정하고 싶어했는가?” 에 대한 답이 무엇인지를 생각해봐야 합니다.

이 질문에 대한 답은 개인별로 차이가 있을 것 같습니다. 솔직히 저는 그러한 니즈를 평소에 느끼지 못했습니다만, 모든 사람이 그러할 것이라고 생각하지는 않습니다. 그렇다면 공기의 질을 측정하려는 필요가 큰 사람들이 누구이며, 이들을 위한 기능이 잘 구현되어 있는지를 살펴보는 것이 중요하겠지요.

조금 생각해보면, 새 집에 이사와서 새집증후군을 걱정하는 사람들, 알러지나 천식 등의 호흡기 질환을 가진 환자들, 아기를 키우는 부모들이 공기의 질을 측정하고 싶어하는 사람들일 것 같습니다. (셋을 합치면 새집으로 이사온+천식을 가진+아기를 키우는 부부가 되는 것일까요…) 제 생각으로는 어웨어가 일반 소비자군 전체를 타겟으로 하는 것은 쉽지 않을 것이고, 이렇게 공기의 질 측정에 대한 필요가 큰 사용군에 특화된 기능을 추가하거나 마케팅을 집중하는 것이 좋지 않을까 합니다.

특히 새로운 컨셉의 기기를 만드는 경우 흔히 극복해야 하는 문제는 사용자들을 교육하고 행동을 변화시켜야 한다는 것입니다. 제가 지난 저서에도 상당한 분량을 할애해서 분석했던 수면 모니터링 기기 Zeo의 실패 사례가 떠오르는 부분입니다. Zeo의 실패 요인 중의 하나가 측정 성능은 우수했지만, 사용자들이 수면 모니터링의 중요성을 인지하지 못하고 있었던 것입니다. Zeo를 팔기 위해서는 먼저 소비자를 교육시키고 행동 패턴의 변화를 유도해야 했습니다. 이는 결코 쉬운 일이 아닙니다.

zeo수면 모니터링 기기 Zeo의 실패는 많은 시사점을 준다

 

공기를 측정해서 무엇을 할 수 있는가

이는 제가 생각하는 현재 어웨어의 가장 큰 단점입니다. 지금으로써는 공기의 질을 측정하더라도 별달리 할 수 있는 것이 없다는 것입니다. 이를 저는 “So What? (그래서 어쩌라고?)” 문제라고 부르며, 현재 시장에 나와 있는 많은 헬스케어 웨어러블의 경우에도 이 질문에 답을 못하는 경우가 많습니다. 마찬가지로 어웨어의 경우에도 “공기의 질을 측정해서 어떡할 건데?” 라고 질문을 던져보면 현재 버전으로서는 마땅한 답이 나오지 않는다고 봐야겠습니다.

예를 들어, 온도가 너무 낮거나 높으면 방의 보일러를 조절할 수 있고, 너무 건조하면 가습기를 틀며, 이산화탄소가 높거나 VOC 가 높다면 환기를 시켜야할 것입니다. 그런데 이런 부분들은 굳이 공기를 측정하지 않아도 우리가 기존에 적절히 하고 있는 일입니다. 일반 사용자들에게 공기를 측정함으로써 공기의 상태를 정량화하고 ‘환기를 시키는 것을 권장합니다’ 라는 메시지를 준다고 해도, 그 정도의 효용 때문에 사람들이 기꺼이 돈을 지불할지에 대해서는 의문이 있습니다.

하지만 그 ‘효용성’ 이라는 것 역시 사용자에 따라서 상대적일 수 있습니다. 앞서 언급한 새집증후군을 걱정하는 사람들, 알러지나 천식 환자들, 갓난 아기를 가진 부모들은 미세한 온도나 이산화탄소 등의 변화에도 민감하게 반응하며, 같은 메시지에도 큰 효용성을 느낄 수 있을 것입니다.

어웨어가 가진 또 한 가지의 한계점은 현재로서는 ‘환기를 시켜주세요’, ‘온도를 높여주세요’, ‘공기 청정기를 돌려주세요’ 하는 메시지를 받는다면, 지금은 사용자가 직접 몸을 움직여 이를 행동으로 옮겨야 한다는 것입니다. 즉, 아직은 어웨어가 온도 조절 장치, 창문, 환기구, 공기 청정기 등의 다른 사물들과 연결되어 있지 않습니다.

향후 이러한 다른 기기들과 연결되어 미세한 공기 변화에 따라서 공기의 퀄리티를 최상으로 유지할 수 있도록, 여러 사물이 자동으로 알아서 작동한다면 어웨어의 유용성은 보다 높아질 것입니다. 이 부분은 사실 너무 당연한 부분이라, 앞으로 다양한 사물들과 연결될 것으로 보입니다. 회사 홈페이지에도 오픈 API 를 통해 어웨어와 연결하는 것을 준비 중임을 알 수 있습니다.

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향후 어웨어가 다른 스마트 기기와 연동된다면 유용성은 더욱 높아질 것입니다

 

제품의 포지셔닝 문제

저는 어웨어의 제품 포지셔닝이 좀 어중간하다고 생각합니다. 반복해서 이야기하는 것이지만 이런 종류의 기기는 모든 사람에게 어필하기는 어렵습니다. 하지만 공기 측정기가 필요한 소수의 사람에게는 크게 어필할 수도 있다고 봅니다. 예를 들면, 가장 필요한 사람은 천식, 알러지 환자와 갓난 아기를 가진 부모가 될 것입니다. 이 고객군을 적극적으로 공략하면 좋겠지만, 지금의 제품 컨셉이나 마케팅은 너무 제너럴해 보입니다.

특정 고객군을 공략하기 위해서는 이에 대한 제품 기능, 측정 항목 등에 대하여 추가되어야 할 부분들이 보입니다. 만약 천식 등의 알러지 환자에 집중하겠다면, 현재 측정하는 온도, 습도, 이산화탄소, VOC, 미세먼지가 각각 천식 등 알러지 발병과 어떤 관계가 있을지에 대해서 검증이 필요합니다. 또한, 현재 측정하는 다섯 가지 항목 이외에도 천식 발병에 유의미한 수치가 있다면 이를 측정하는 기능을 추가하는 것도 필요하겠지요. 하지만 지금은 막연히 ‘이 수치들이 호흡기 질병들과 관계가 있다’ 정도로 이야기하는 것 같습니다.

이런 면에서 최근에 본 또 다른 공기 측정기 앨러센스(AlerSense)의 포지셔닝은 매우 명확합니다. 어웨어와 기능적인 측면에서는 크게 차이가 없어 보입니다만, 앨러센스는 일반적인 공기 측정이 아닌 알러지나 천식을 일으키는 요소에 집중하는 것으로 포지셔닝하고 있습니다.

창업자인 Sanzeri 자신이 평생동안 알러지로 고생해왔기 때문에 회사를 차렸다고 이야기 하고 있으며, 자신의 가장 큰 고민은 언제 알러지 발작이 일어날지 몰라서 두려웠다고 합니다. 기존의 공기 측정기에 대해서는 “우리는 알러지와 천식을 일으키는 것으로 알려진 입자와 독성 물질을 측정하는 알고리즘을 통해서 차별화하려고 한다 (We differentiate significantly in the fact that first, our algorithms are tested against particles and toxins that are known to cause allergies and asthma)” 고 언급하고 있습니다.

alersense-2스마트 공기 측정기 앨러센스는 일반적인 사용보다는
천식 등 알러지 질환의 유발 요소에 집중하는 것으로 포지셔닝하고 있습니다 (출처: AlerSense)

 

사물인터넷: 빅데이터 의료 구현의 핵심

사물인터넷 기기는 여러 분야에서 잠재적인 활용도가 높을 것으로 기대되고 있지만, 특히 미래 의료 분야에서는 빅데이터를 기반으로 정밀 의료 (precision medicine) 및 예측/예방 의료 (predictive/preventive medicine)의 구현에 도움을 줄 수 있습니다. 의료의 지향점을 이야기할 때 흔히 예방(preventive), 예측(predictive), 맞춤형(personalized), 참여형(participatory)의 4P 의료가 언급됩니다. 사물인터넷은 이러한 4P 의료 구현의 기반이 될 수 있습니다.

예를 들어, 만성 질환인 천식 환자에게 꿈 같은 일은 여러 사물인터넷 기기들의 연결과 이를 통해 얻은 빅데이터 분석을 통해 맞춤형, 예측 및 예방 의료를 제공받는 일입니다. 이를테면 아래와 같은 기기들의 조합으로 데이터를 측정하는 것을 상상해볼 수 있습니다.

  • 공기 질 측정기: 천식에 관련된 공기의 질과 오염 물질 변화를 지속적으로 모니터링
  • 스마트 흡입기(inhaler): 천식 환자가 흡입기를 사용한 시간, 빈도, 패턴, 장소 등을 측정
  • 스마트 알약: 천식 치료제를 언제 복용했는지를 기록
  • 스마트폰 폐활량 측정계: 스마트폰 마이크를 이용한 최대호기량 등의 폐기능 측정

이러한 다양한 사물인터넷 기기와 센서를 기반으로 환자와 환경에 대한 측정한 빅데이터를 축적하면, 그 특정 환자가 어떤 조건과 환경에서 급성 천식 발작이 발생하는지를 파악하고, 더 나아가서는 발작을 사전에 미리 예측하는 것도 가능할 것입니다. 천식 환자들마다 발작을 일으키는 환경의 미세한 조건은 다를 수 있습니다. 이러한 미세한 차이를 개인 환자에 대해서 분석하고, 발작을 조금이라도 미리 예측할 수 있게 해준다면 정말 개인화된 건강관리를 구현하게 됩니다. 이는 천식 환자의 삶 자체를 바꿔놓을 수 있습니다.


스마트 흡입기와 공기 측정기가 연결된다면? (출처: 프로펠러 헬스)

비슷한 개념의 서비스들은 이미 출시되고 있습니다. 최근 CES 2016에서 IBM 왓슨은 의료기기회사 메드트로닉(Medtronic)과의 협력을 통해 당뇨병 환자의 저혈당증을 미리 예측하는 앱을 개발했다고 발표했습니다. 메드트로닉은 인공췌장과 연속 혈당 측정계 (continuous glucose monitor) 등을 만드는 글로벌 의료기기사로 2015년 4월 IBM이 Watson Health 사업부를 독립하면서 존슨앤존슨, 애플 등과 함께 파트너십을 맺은 기업입니다.

IBM과 메드트로닉은 내부 연구 결과 600여명의 익명의 당뇨병 환자를 대상으로 연속혈당측정계로 얻은 데이터를 왓슨의 인공지능으로 분석한 결과 저혈당증을 최대 3시간 가까이 미리 예측하는데 성공한 것입니다 (내부 연구 데이터이며 논문이나 FDA 승인 등은 아직 진행하지 않았습니다). 추후 IBM은 GPS, 활동량 측정, 달력에 나오는 개인 일정 등의 데이터를 추가하여 예측력을 높이겠다고도 이야기 했습니다.

어웨어와 같은 공기측정기의 경우에도 환자와 환경에 대한 데이터를 측정하고, 통합한 후 인공지능 등의 분석을 통해 새로운 인사이트를 얻을 수 있다면, 환자에게 유의미한 가치를 제공할 수 있을 것입니다. 저는 이러한 방향이 결국 어웨어를 비롯한 사물인터넷 기기가 나아가야할 방향이라고 생각합니다.


IBM 왓슨과 메드트로닉이 개발한 혈당 관리 앱 데모 (출처: 워싱턴 포스트)

 

그 외 사소한 코멘트들

마지막으로, 어웨어가 측정하는 수치 및 이를 보여주는 방식에 대한 코멘트를 몇가지 해보려고 합니다.

수치의 정확성

어웨어가 측정하고 있는 수치가 정말로 정확한 것인지 어떻게 알 수 있을까 하는 생각이 들었습니다. 특히 일반인으로서는 생소한 VOC나 미세먼지 수치의 경우 정확성을 어떻게 담보할 수 있을지에 대해서 근거를 보여주면 좋을 것입니다. (어웨어가 의료기기는 아닙니다만) 새롭게 개발한 의료기기의 경우, 기존의 표준 기기 대비 동등성을 입증하기도 합니다. 어웨어도 성능을 비교할 측정기가 있다면 이와 대비한 정확도가 어떠한지 통계적으로 증명한 데이터가 있으면 좋겠다는 생각이 듭니다.

측정 결과의 디스플레이

타임라인을 보면 각각의 수치와 총점인 ‘어웨어 스코어’의 변화 추이를 보여줍니다. 하지만 지금은 오늘 하루의 수치 변화만 보여주는 것이 아쉽습니다. 일별, 주별, 월별 등 더 장기간의 공기의 질 변화를 보여준다면, 사용자가 더 많은 것들을 파악할 수 있을 것입니다. 예를 들어, 계절의 변화에 따른 공기의 질 변화나, 이사온 후, 혹은 특정 기기와 연동시킨 이후의 변화등을 파악하기가 용이해질 수 있겠습니다.

어웨어 스코어: 블랙박스

총점인 어웨어 스코어를 보여주는 것은 직관적으로 이해하기는 편하지만, 다른 한 편으로는 저 수치가 어떻게 나온 것인지 궁금하게 됩니다. 아마 이 수치를 계산하는 것이 영업 비밀이거나 특허를 받았을 수도 있을 것 같습니다만, 대략의 계산 방법 정도를 알려주면 사용자의 이해를 도울 수 있을 것입니다.

기기의 디스플레이

기기의 앞면에 다섯 가지 측정 항목이 점으로 이루어진 막대 그래프의 형태로 나타납니다. 이 막대가 올라갈수록 해당 항목이 악화된 것을 의미하는데요. 사실 이 순서를 다 외우지 않으면 각 항목이 순서대로 무엇을 의미하는지 금방 알기가 어렵습니다. 그렇다고 각 막대 그래프 아래에 ‘습도’, ‘온도’ 등을 써놓으면 또 디자인적으로 좋지 않을 것 같고… 막대그래프의 색깔을 달리해서 직관적으로 항목을 기억할 수 있도록 한다든지 하는 방법을 찾아보면 좋을 것 같습니다.

 

요약: 아직은 2% 부족하지만, 향후 중요한 역할이 기대되는 사물인터넷 기기

지금까지 스마트 공기 측정기 어웨어의 리뷰와 헬스케어 측면에서 가질 수 있는 몇가지 제언들을 남겨보았습니다. 짧게 쓰려고 했던 글인데 생각보다 많이 길어졌네요.

어웨어는 세련되고 심플한 디자인을 가지는 기기입니다. 하지만 아직까지는 효용성 측면에서는 약간 부족해보이며, 사용자 니즈를 공략하기 위한 측면에서도 포지셔닝이 다소 제너럴해보입니다. 향후 각종 스마트홈 기기 등 다른 사물인터넷 기기와 연동된다면 효용성은 더욱 올라갈 것입니다. 또한 일반 소비자 전체보다는 이 기기로부터 큰 효용을 가질 수 있으며 지불의사도 큰 천식 환자, 아기 부모 등 세부적인 시장을 공략하는 것이 더 좋지 않을까 합니다.

디지털 헬스케어 측면에서 환경에 대한 데이터를 측정하는 것은 매우 중요하며, 이는 다른 웨어러블 센서, 스마트 의료기기 등으로 측정한 데이터와 결합되고 인공지능을 통해 분석된다면 더욱 큰 위력을 발휘할 것입니다. 아직까지 환경을 측정하는 개인용 사물인터넷이 많지 않은 상황에서 향후 어웨어가 이런 선도적인 역할을 해주기를 기대합니다.

 

About The Author

IT와 헬스케어의 컨버젼스를 통해 사회적 가치를 창출하는 것을 화두로 삼고 있는 융합 생명과학자, 미래의료학자, 작가입니다. 포항공대에서 컴퓨터공학과 생명과학을 복수 전공하였고, 동대학원에서 전산생물학으로 이학박사를 취득했습니다. Stanford University 방문연구원, 서울대학교 의과대학 암연구소 연구조교수, KT종합기술원 컨버전스연구소 팀장, 서울대병원 의생명연구소 연구조교수 등을 역임하였습니다. 현재 최윤섭 디지털 헬스케어 연구소의 소장이며, 국내 유일의 헬스케어 전문 스타트업 엑셀러레이터 디지털 헬스케어 파트너스 (DHP)의 대표 파트너를 맡고 있습니다. 성균관대학교 삼성융합의과학원 디지털헬스학과 초빙교수이자, VUNO, Zikto, Promisope, Souling, 트랜스링크 캐피털, HB 인베스트먼트, 녹십자 홀딩스의 자문이며, 매일경제신문의 필진입니다.

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