웨어러블의 미래? 스마트하고 편안한 의류

오늘날, 가전제품뿐만 아니라 옷까지도 스마트해지고 있습니다. 재킷, 양말, 장갑, 모자부터 브라에 이르기까지 거의 모든 의류가 우리의 활동과 활력징후를 추적하여 건강한 삶을 살 수 있도록 돕는 기술을 탑재하고 있습니다.

스마트 섬유의 새로운 트렌드는 스마트 워치와 동일한 기능을 수행할 수 있는 의류를 약속합니다. 이는 운동선수, 의료 제공자, 군대에 적용될 수 있습니다.

스마트 웨어러블 시장은 실제로 빠르게 성장하고 있습니다. 2024년, 전 세계 웨어러블 시장은 5억3400만 대를 초과했으며, 이는 전년 대비 5.4% 성장한 것으로, 국제 데이터 코퍼레이션(IDC) 전 세계 분기별 웨어러블 디바이스 트래커의 최신 데이터에 따르면 나타났습니다.

이 추세는 주로 스마트워치에 의해 주도되며, 지난해 4.5% 감소했습니다. 반면 헤어러블은 8.9% 성장했습니다. 앞으로도 이들뿐만 아니라 링과 안경도 지속적으로 성장할 것으로 예상됩니다.

스마트 의류도 증가가 예상되지만 속도는 더디습니다. 이는 스마트 의류가 아직 주로 개발 단계에 있기 때문입니다.

스마트 웨어러블의 발전은 센서 기술, 빅데이터 분석, 제조 공정의 혁신에 의해 촉진됩니다. 이러한 장치는 액세서리나 의류에 통합되어 생리적 및 환경 데이터를 모니터링, 추적 및 전송하여 건강, 피트니스 및 라이프스타일 관리에 유용한 정보를 제공합니다.

하지만 물론, 센서, 전자 장치 및 기타 스마트 부품을 일상복에 통합하는 것은 쉽지 않습니다. 이는 복잡할 뿐만 아니라 의류 비용을 상승시킵니다. 또한 정기적인 세탁 및 건조 과정을 거쳐도 기능을 유지해야 합니다.

내구성 외에도 편안함이 또 다른 과제입니다. 부피가 큰 전원 공급원과 딱딱한 센서는 스마트 섬유를 일상 착용에 불편하게 만듭니다.

스마트 텍스타일에 관해서는, 옷에 센서를 통합하는 방법이 최종 제품의 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.

전통적인 방법인 직조, 봉제, 또는 센서와 전도성 실과 같은 기능 부품을 직물에 직접 접착하는 방식은 다기능성을 제공하는 데 한계가 있습니다. 이러한 전통적 방법은 사용할 수 있는 재료 종류에도 제약을 받습니다.

따라서 연구자들은 전기 전도성 같은 향상된 특성을 가진 직물을 생산하는 다양한 방법을 개발했습니다. 예를 들어, 코팅을 통해 기능성 실을 만들고 섬유 방적을 통해 기능성 복합 섬유를 개발했습니다.

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3D 프린팅은 변혁적인 역량을 제공하지만 도전 과제도 있습니다

다양한 기술이 탐구되고 개발되는 가운데, 3D 프린팅은 변혁적인 기술로 부상했습니다.

3D 프린팅 또는 적층 제조는 지난 10년간 가장 파괴적인 기술 중 하나입니다. 이 제조 과정에서는 디지털 설계에 따라 재료를 층층이 적층하여 3D 객체를 생성합니다.

전 세계 3D 프린팅 시장 규모는 $19.33 billion in 2024로 평가되었으며, 2032년에는 $101.74 billion으로 성장할 것으로 예상되며 연평균 성장률(CAGR)은 23.4%입니다. 3D 프린팅 분야는 북미가 주도하고 있으며, 2024년에 41.4%의 시장 점유율을 차지했습니다.

복잡하고 맞춤형 부품을 효율적으로 생산하여 비용을 절감하고 생산 속도를 높이는 기술 능력에 힘입어, 3D 프린팅은 제조, 의료, 재료 과학, 소비재, 자동차, 항공우주 등 다양한 분야에 활용되고 있습니다.

스마트 웨어러블 및 텍스타일 분야에서 3D 프린팅은 다양한 재료를 처리하고, 정교한 패턴을 제작하며, 개별 요구에 맞게 디자인을 맞춤화하고, 생산 중 폐기물을 줄이며, 다기능성을 가능하게 합니다.

3D 프린팅에는 선택적 레이저 소결(SLS), 라미네이팅 오브젝트 제조(LOM), 디지털 라이트 프로세싱(DLP), 스테레오리소그래피(SLA), 직접 잉크 쓰기(DIW), 융합 증착 모델링(FDM) 등 다양한 방법이 포함됩니다.

이 기술들은 파우더 과립, 광경화성 수지, 점성 액체, 용융 폴리머 등 다양한 재료를 제공합니다.

복잡한 패턴을 만들고 다기능성 재료를 적용함으로써, 3D 프린팅은 동작 추적, 건강 모니터링, 화학 감지를 위한 정교한 스마트 웨어러블 시스템 제작을 촉진하고 있습니다.

폐기물 최소화 외에도, 소형 부품 생산 시간을 단축하고 에너지 효율성을 높입니다.

이 기술을 활용하여 연구자들은 탄성 기판 위에 기능성 충전재를 인쇄하고 이를 스트랩, 손목 밴드 또는 접착제로 피부에 부착해 센싱을 수행했습니다. 그러나 일부 접착제는 피부 자극을 일으킬 수 있고, 스트랩은 밀착성을 확보하기 어려워 웨어러블의 장기 사용을 제한합니다.

소비자 요구에 더 잘 부응하기 위해, 엔지니어와 연구자들은 회로, 전극, 센서와 같은 장치를 기존에 사용하던 직물에 직접 3D 프린팅하는 스마트 텍스타일을 개발하고 있습니다. 이는 지속적인 모니터링을 위해 일반 의류에 원활히 통합될 수 있게 합니다.

연구의 대부분은 텍스타일에 기술적 기능을 삽입하는 데 초점을 맞추었지만, 직물의 착용감, 느낌, 그리고 일상 사용 및 유지보수 시의 내구성에 대한 고려는 부족했습니다.

이는 상당한 진전이 있었음에도 불구하고, 접근 방식이 기능성 달성 및 일상 착용에서 요구되는 유연성, 세탁 가능성, 내구성을 확보하는 데 여전히 도전 과제가 남아 있음을 의미합니다.

이는 직물 층의 유연성과 신축성을 매치하는 인쇄층을 만들어 편안함을 제공하고 사용 중 벗겨지는 것을 방지해야 함을 의미합니다. 오래 지속되려면 인쇄층이 직물 층과 강한 결합을 가져야 합니다. 비용 효율성과 지속 가능성도 현대 제조에서 고려해야 할 요소입니다.

이 모든 특성을 달성하기 위해서는 3D 프린팅 기술, 기능성 인쇄 재료, 텍스타일 기판의 선택이 중요합니다.

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지속 가능한 3D 잉크 프린팅 방법은 편안함과 내구성을 제공합니다

스마트 섬유의 현재 과제를 해결하기 위해 워싱턴 주립대학 연구진은 반복 세탁 및 마모 후에도 성능을 유지할 수 있는 3D 잉크 프린팅 방법을 시연했습니다.

ACS Omega에 게재된¹ 이 논문은 내구성과 편안함을 제공하고, 보다 환경 친화적인 공정을 제시합니다. 이는 스마트 웨어러블을 현실화하는 데 큰 잠재력을 보여줍니다.

이 연구는 주 저자 Zihui Zhao의 박사 논문의 일부이며, 공동 저자인 Hang Liu는 의류, 머천다이징, 디자인 및 텍스타일 학과의 부교수입니다. 이 연구는 국립 과학 재단(National Science Foundation)의 지원을 일부 받았습니다.

Liu는 여러 해 동안 스마트 섬유의 다양한 요소를 연구해 왔으며, 몇 년 전에는 면의 유연성과 고분자의 전기 전도성을 결합한 섬유를 상세히 설명했으며, 이는 웨어러블 기술에 활용될 잠재력이 있습니다.

최근 연구에서 연구진은 DIW 방식을 사용해 직물에 전도성 물질을 인쇄했습니다. 이러한 물질은 전원에 연결될 경우 전자를 자유롭고 원활하게 흐르게 하여 전기를 전도합니다.

직접 잉크 쓰기(DIW)는 액체 ‘잉크’를 제어된 흐름 속도로 압출하는 3D 프린팅 방법이며, 주로 3D 배터리 및 슈퍼커패시터 전극을 제작하는 데 사용됩니다.

이는 FDM보다 높은 인쇄 해상도를 가지고 있으며, 다른 인쇄 기술보다 비용과 복잡성이 낮습니다.

DIW가 용액을 인쇄할 수 있는 능력은 스마트 웨어러블 개발에 큰 장점이며, 다양한 기능성 물질을 용매에 용해시켜 인쇄 잉크로 사용할 수 있습니다. 용액을 준비하는 과정은 FDM용 필라멘트를 준비하는 것보다 훨씬 간단합니다.

하지만 생성된 용액은 용융 폴리머보다 흐름성이 높아 인쇄된 용액과 직물 기판 사이에 복잡한 상호작용을 일으킬 수 있습니다.

용액의 점탄성, 직물 구조, 그리고 인쇄 재료와의 호환성은 모두 여기서 중요한 역할을 하며, 인쇄 과정과 인쇄된 직물의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

인쇄 기판으로 연구팀은 시중에서 구입 가능한 직물을 사용했으며, 탄소 나노튜브(CNT)를 폴리(부틸렌 석시네이트)(PBS) 용액에 용해시켜 전도성 3D 프린팅 직물을 개발했습니다. 폴리부틸렌 석시네이트는 천연 섬유와 호환되는 생분해성 폴리에스터입니다.

PBS를 용해하고 CNT를 분산시키기 위해, 연구진은 Cyrene이라는 바이오 기반, 생분해성, 무독성 용매인 디하이드로레보글루코세논을 사용했습니다.

일반적으로 사용되는 유독성 용매를 Cyrene으로 대체함으로써, 이 연구는 “녹색 화학 원칙 및 지속 가능한 제조 관행에 부합하며, 전체 연구의 친환경 접근을 더욱 강화한다”고 밝혔습니다.

팀은 두 가지 다른 직물에 다양한 농도의 인쇄 잉크를 사용해 용액의 성능을 테스트했습니다. 하나는 면 직물이고, 다른 하나는 폴리에스터/면 혼합 직물입니다.

인쇄된 직물은 뛰어난 기계적 강도, 전기 전도성, 게이지 팩터, 그리고 반복적인 변형에도 안정성을 보여 스마트 웨어러블 장치에 활용될 잠재력을 강조했습니다.

또한 2%와 5%의 작은 변형을 가했을 때, 100% 면 직물과 폴리에스터-면(65%-35%) 혼합 직물은 서로 다른 상대 저항 반응을 보여 스트레인 및 동작 센서 기술에 다양한 응용 가능성을 보여주었습니다.

한편, 용액이 실 사이에 침투하고 섬유와 결합하는 능력은 직물의 세탁 가능성과 마모 저항성을 향상시켜, 스마트 웨어러블용 텍스타일 기반 센서 개발에 DIW 프린팅 기술의 장점을 보여줍니다.

이 직물은 20번의 세탁 및 건조 사이클 후에도 성능이 유지되는 것으로 확인되었습니다. 또한 200번의 마모 사이클과 500번의 인장 사이클 테스트에서도 표면에 긁힘이나 균열이 발생하지 않았습니다.

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웨어러블 기술에 투자하기

웨어러블 기술 분야에서 이 영역을 선도하는 대표적인 기업은 바로 기술 거인 Apple (AAPL )입니다. 약 반세기 전 설립되어 소비자 전자제품 및 소프트웨어로 알려진 Apple은 지난 수십 년간 크게 성장했습니다.

오늘날 Apple은 스마트폰, 태블릿, 개인용 컴퓨터, 웨어러블 및 액세서리를 설계, 제조 및 판매합니다. Apple이 제공하는 제품에는 iPad, iPhone, Mac, 웨어러블, 홈, 액세서리가 포함되며, 소프트웨어 플랫폼으로는 iPadOS, iOS, macOS, visionOS, watchOS, tvOS가 있습니다.

Apple은 또한 클라우드 서비스, 결제 서비스, 디지털 콘텐츠, 광고, AppleCare 등 다양한 관련 서비스를 판매합니다. 디지털 콘텐츠는 Apple Music, Apple TV+, Apple Arcade, Apple News+, Apple Fitness+와 같은 구독 기반 서비스를 통해 제공됩니다.

Apple Inc. (AAPL )  

오늘 우리는 웨어러블에 대해 이야기하고 있으며, Apple은 2014년에 첫 Apple Watch를 출시하면서 이 시장에 진입했습니다. 최근 실적 발표 콜에서 CEO Tim Cook은 Apple Watch Series 10이 사람들의 건강 및 피트니스 여정에 필수적인 부분이 되고 있다고 언급했습니다.

Kevan Parekh 부사장 겸 최고 재무 책임자에 따르면, Apple Watch 설치 기반이 사상 최고치를 기록했습니다. 2025년 2분기에 Apple Watch를 구매한 고객 중 절반 이상이 신규 구매자였으며, Parekh는 다음과 같이 말했습니다,

“미국에서 Apple Watch에 대한 고객 만족도는 최근 95%로 측정되었습니다.”

Apple은 시장이 이미 기존 업체들로 포화된 상황에서 늦게 진입했지만, 스마트워치, AirPods, 헤드 마운트 디바이스(HMD)로 빠르게 시장을 장악했습니다.

수년간 Apple은 2015년 AR 기업 Metaio, 2017년 눈 추적 기술 기업 SensoMotoric Instruments와 증강 현실 헤드셋 스타트업 Vrvana, 그리고 2020년 VR 스타트업 NextVR와 Spaces를 인수하여 노력을 확대했습니다.

현재 IDC에 따르면 Apple의 2024년 4분기 웨어러블 시장 점유율은 23.8%입니다.

웨어러블 부문에서 Apple Watch, AirPods 및 액세서리 매출은 전년 동기 대비 5% 감소하여 75억 2천만 달러를 기록했습니다. 이는 전년 대비 Vision Pro 헤드셋 출시가 원인으로 꼽혔습니다.

VisionOS 2.4와 함께 Apple은 곧 Vision Pro 사용자에게 첫 AI 기능 세트를 제공할 예정이며, Spatial Gallery 앱을 통해 정기적으로 업데이트되는 공간 경험 컬렉션을 제공할 것입니다.

회사의 향후 웨어러블 로드맵에는 AI 기반 스마트 안경, 피트니스 링, 카메라가 탑재된 AirPods가 포함될 것으로 예상됩니다. Bloomberg는 두 제품 모두 탐색 단계에 있다고 보도했습니다.

Bloomberg의 Mark Gurman과 분석가 Ming-Chi Kuo의 보고에 따르면, Apple은 현재 AirPods뿐만 아니라 Apple Watch에도 시각 인텔리전스를 포함하는 방안을 테스트하고 있습니다. 이러한 웨어러블의 미래 버전에 작은 카메라가 탑재될 경우 2027년에 출시될 가능성이 있습니다.

세계에서 가장 가치 있는 브랜드 중 하나인 Apple은 시가총액 3조 1500억 달러를 보유하고 있으며, 현재 주가는 208.13달러로 연초 대비 15.64% 하락했습니다. EPS(TTM)는 7.08, P/E(TTM)는 29.84, ROE(TTM)는 152.55%이며, 배당 수익률은 0.49%에 불과합니다.

재무적으로, 5월 2일 Apple은 2025 회계연도 2분기(2025년 3월 29일 종료) 실적을 발표했으며, 매출은 954억 달러로 전년 대비 5% 증가했습니다.

이 중 iPhone 매출은 468억 4천만 달러, Mac 제품은 79억 5천만 달러, iPad 매출은 64억 달러이며, 서비스 매출은 266억 5천만 달러, 웨어러블 매출은 75억 2천만 달러를 차지했습니다.

“우리는 전년 동기 대비 Apple Vision Pro 출시와 지난해 출시된 Watch Ultra 2와의 비교가 더 어려웠다는 점을 기억해 주세요.”

– Parekh

하지만 주목할 점은 “높은 고객 충성도와 만족도 덕분에, 모든 제품 카테고리와 지역 부문에서 활성 기기의 설치 기반이 사상 최고치를 다시 기록했습니다.”

이번 분기의 희석 주당 순이익은 1.65달러로 전년 대비 8% 증가했습니다. Apple의 강력한 분기 실적은 서비스 부문의 두 자릿수 성장에도 불구하고 관세로 인한 불확실성에도 불구하고 나타났습니다.

관세가 비즈니스에 미치는 영향을 논하며, CEO Cook은 공급망 최적화 덕분에 영향이 “제한적”이라고 말했습니다.

“우리는 언제나처럼 신중하고 의도적인 결정을 통해 회사를 관리할 것이며, 장기 투자를 중시하고 혁신과 그 가능성에 전념할 것입니다. 앞으로도 우리는 자신감을 유지하고 있습니다.”

– Tim Cook on the earnings call

EPS 성장과 240억 달러의 영업 현금 흐름 덕분에 Apple은 주주에게 290억 달러를 반환했습니다. 또한 현금 배당금을 주당 0.26달러로 4% 인상했으며, 추가로 최대 1천억 달러 규모의 보통주를 재매입하는 프로그램을 발표했습니다. Cook은 다음과 같이 말했습니다:

“우리는 연간 배당금 인상을 지속적으로 계획하고 있습니다.”

흥미롭게도, Apple은 지난 10년간 탄소 배출량을 60% 감소시켰다고 보고했습니다.

결론

스마트워치는 가장 일반적이고 널리 사용되는 웨어러블 기술이지만, 연구자들은 의류와 같은 삶의 다른 요소에 센서를 통합하여 중요한 건강 지표를 모니터링하는 새로운 방법을 지속적으로 탐구하고 있습니다.

하지만 스마트 텍스타일은 편안함을 보장해야 할 뿐만 아니라 정기적인 사용 및 유지보수를 견디고 성능을 유지해야 하기 때문에 훨씬 더 어렵습니다. 최신 연구의 DIW 3D 프린팅은 유연성, 편안함, 내구성을 제공하면서도 센싱 성능을 손상시키지 않는 스마트 패브릭에 큰 전환점을 마련했습니다.

시간이 지나 기술이 더 나아지고 비용 효율적이며 확장 가능해지면, 스마트 티셔츠나 양말이 주류 채택을 받아 일상 생활의 일부분이 될 수 있을 것입니다.

투자할 상위 웨어러블 건강 추적 기업 목록을 보려면 여기를 클릭하세요.

참조 연구:

1. Zhao, Z., Liu, W., & Liu, H. (2025). 스마트 웨어러블을 위한 유연하고 내구성 있는 직접 잉크 쓰기 3D 프린팅 전도성 직물. ACS Omega, 10(14), 14138–14149. https://doi.org/10.1021/acsomega.4c11367