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현대 패션은 첨단 기술의 발전에 따라 다양한 ICT 기술의 융합이 시도되고 있으며, 의복의 용도 및 특성에 따라 패션과 디지털 기술이 접목된 스마트 의류 제품이 개발되고 있다.

최근에는 패션분야를 비롯한 여러 예술분야에서 소프트웨어 전문가의 특성 기술에 대한 의뢰없이 스스로 ICT 기술을 다루어 자신의 작품에 활용하려는 시도가 이루어지고 있다, 이로 인하여 예술 작품이나 디자인 제품들에서 손쉽게 접근 가능한 ICT 기술이 각광받고 있으며, 다양한 작품과 제품에서 활용 범위가 점차 확대되고 있는 추세이다. 예술작품에 적용되는 ICT 기술 가운데 아두이노 기술은 센서나 부품 등의 연결과 호환성이 높고 사용과 학습이 쉬워 그 기술을 사용하는데 있어서 누구나 접근이 가능한 장점을 가지고 있어 ICT 의류 제작의 활용도가 높게 나타난다.

아두이노는 2005년 이탈리아 인터렉션 디자인 이브레아 전문 대학원(Interaction Design Institute Ivrea)에서 사람이 제품이나 서비스를 이용하면서 상호 작용을 보다 편리하게 하는 인터렉션 디자인(interaction design) 작품을 만들기 위한 시도로부터 출발한 것으로(Banz, 2011), 컴퓨팅 작업에 익숙하지 않은 학생들이 자신들의 작품을 손쉽게 제어할 수 있는 예술과 IT의 융합 작업이 필요한 인터렉션 디자인 작품과 피지컬 컴퓨팅을 위하여 고안된 것으로부터 시작되었다(‘Arduino’, 2019b).

아두이노는 단일 보드 마이크로콘트롤러(Microcontroller)로 완성된 보드(상품)와 그와 관련된 개발 도구 및 컴퓨팅 플랫폼 개발 환경을 의미하는 것으로써 오픈소스 프로그램을 기반으로 하고 있다(‘Arduino’, 2019a). 오픈소스는 누구나 소프트웨어를 무료로 다운받아 사용하고 변경할 수 있도록 공개한 소프트웨어로부터 명명된 것으로 하드웨어의 설계 및 결과물뿐만 아니라 그것을 구동할 수 있는 소프트웨어의 소스 결과물까지 무료로 공개되는 기술이다(‘Internet of Things’, 2019). 아두이노는 하드웨어뿐 아니라 하드웨어 구동 프로그램인 통합개발환경(IDE: Integrated Development Environment)을 오픈소스화하여 디지털 지식이 없는 디자이너나 아티스트도 전자와 센서에 대한 기초 지식을 얻을 수 있고, 아주 작은 노력만 들이고도 프로토타입을 만들 수 있는 기회를 제공할 수 있다(Jung, 2015).

아두이노 보드는 다양한 스위치나 센서들에서 입력값을 받아들여 여러 전자장치를 컨트롤하여 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들기에 용이한 마이크로컨트롤러 장치이다<Fig. 1>. 마이크로 컨트롤러는 마이크로프로세스와 입출력 모듈을 단일 칩으로 구성하여 정해진 기능을 실현할 수 있도록 만들어진 초소형 컴퓨터를 일컫는다(‘Microcontroller’, 2019). 아두이노 보드는 아트멜(Atmel) 사의 마이크로컨트롤러와 프로그래밍 및 여러 서킷(Circuit)들이 결합할 수 있도록 구성된 부속품들로 이루어져 있으며, 5V 리니어 레귤레이터와 16MHz 크리스털이 내장되어 있다. 아두이노는 일반적인 컴퓨터에 비하여 매우 낮은 사양의 메모리로 구성되어 있어 간단한 조작으로 작동이 가능하고 매우 낮은 전압으로도 구동이 가능한 디바이스이다(‘Arduino system’, 2019). 아두이노는 마이크로컨트롤러의 구조상 특징으로 인하여 <Table 1> 에서 볼 수 있는 것처럼 필요한 용도에 따라 보드가 구분되어 있으며, 그에 따른 툴과 기능에 대한라이브러리가 제공된다.

<Fig. 1> 
Aduino Board(https://store.arduino.cc)

Type	Aduino Device
Aduino board
Lilypad board
Proto shield

아두이노이 장점은 첫째, 다른 마이크로컨트롤러 플랫폼에 비하여 저렴하다. 아두이노 보드의 비용은 적게는 약＄10부터 많게는 약＄50까지로 비교적 저렴한 가격에 다양한 보드가 판매되고 있으며, IDE(소프트웨어 개발을 위한 통합개발환경) 프로그램인 소프트웨어는 무료로 다운받을 수 있고, 온라인커뮤니트를 통하여 교육자료가 제공되고 있다. 둘째, 아두이노 소프트웨어는 크로스 플랫폼으로 윈도우즈, 맥OSX, 리눅스 운영체제 모두에서 작동하여 호환성이 높다. 셋째, 간단하고 명확한 프로그래밍 환경으로 유연성을 제공한다. 아두이노는 IDE가 제공하는 펌웨어(특정 하드웨어 상에서 동작하는 소프트웨어)를 업로드 하기 쉽고, 간단한 입출력 보드에 프로세싱 프로그램밍 언어를 사용하기 때문에 독립형 인터렉티브 장치로 활용할 수도 있고 다른 컴퓨팅 장치들과도 연동할 수 있다(Jung, 2015). 넷째, 아두이노는 기술과 지식을 공유하는 오프 소스로서 누구에게나 개방되어 있기 때문에 스스로 회로를 설계하여 자신만의 모듈을 만들고 개선할 수도 있고, 고급 프로그래머들이 작성한 확장 소프트웨어 라이브러리를 활용할 수도 있다.

아두이노 장치는 감지, 제어, 통신, 작용, 신호처리와 같은 디지털 기능을 의복에 적용하기에 적합하여, 의복과 전기신호 및 데이터를 외부 컴퓨팅 단말에 연결하여 여러 분야의 의복에 활용할 수 있다.

아두이노 보드를 의복에 적용하는 것에는 특별한 제한이 없다. 그렇지만 부드러운 재질과 사람이 착용하는 의복의 특징상 크기가 큰 아두이노를 활용하는 것은 무리가 있을 수 있다. 이러한 점을 고려하여 개발된 것이 릴리패드 보드이다. 이 보드는 텍스타일용 보드로써 디지털 기술과 의류 기술이 결합의 범위를 넓혀 주었다고 볼 수 있다. 릴리패드는 크기가 작고 매우 얇은 컴퓨터 아두이노 마이크로 컨트롤러 보드로써 메인보드는 전선으로 연결하지 않고 전도성 실로 봉제하여 전원장치와 센서를 부착할 수 있는 장점이 있다(Go & Shim, 2015). 이러한 봉제의 유용성으로 릴리패드는 직물에 빛이나 소리 및 진동 등을 표현할 수 있는 가능성을 열어주게 되었고 <Table 2>처럼 스마트 의류나 악세서리로 활용되고 있다. <Fig. 2> 에서 볼 수 있듯이 릴리패드는 누구나 쉽게 활용할 수 있도록 기트(Kit)로도 판매되고 있어 유아부터 성인까지 스마트 웨어러블 의류의 접근을 용이하게 한다.

Type	Application
Music clothing
LED clothing
Accessory

<Fig. 2> 
Lilypad Sewable Electronics Kit(http://www.ntrexgo.com/archives/33705)

아두이노 하드웨어와 소프트웨어를 활용하면 환경과 상호작용이 가능한 전자 장치 출력을 제어할 수 있는 디지털 기술이 결합된 의류를 개발할 수 있다. 디지털 장치의 하나인 LED 전자장치는 아두이노의 출력을 제어하는 활용도가 높은 디바이스의 하나로 본 연구에서는 릴리패드를 활용하여 LED 장치의 출력을 제어함으로써 LED 빛을 통하여 의복 착용자의 진행 방향을 알려주는 장치를 적용하려고 한다. LED 빛은 높은 시인성을 가지고 있기 때문에 라이딩시 라이더의 움직임을 잘 나타낼 수 있다. 이때 LED 빛의 발광 조작은 on/off의 조작장치에 의하여 제어되는 기능을 설정할 수도 있으며, on/off의 조작과 동시에 스마트폰을 연계하여 조작할 수 있는 장치를 추가할 수 도 있다.

라이딩(Riding)은 본래 승마 즉 말을 타는 것으로부터 유래된 용어로써 현대에는 승마 자세처럼 올라타는 말타기의 자세로 탈 수 있는 것을 모두 포함한다고 볼 수 있다. 라이딩을 위한 탈 것으로 자전거나 오토바이가 대표적이고 일반적인 도구이지만, 최근에는 전통적인 승마 자세를 너머 서핑까지 그 용어의 사용이 확대되고 있는 추세이다. 그렇지만 일반적으로 라이딩이라 함은 승마와 유사한 자세가 유지되도록 기구나 동물을 타는 것을 의미한다고 볼 수 있다. 라이딩의 범위는 매우 넓지만 본 연구를 위한 라이딩의 범위는 일반인들에게 친숙한 자전거 라이딩에 초점을 맞추고자 한다.

자전거 라이딩은 오토바이나 보드 등의 다른 라이딩에 비하여 전문적인 기술을 요하지 않고 위험성이 적은 스포츠인 동시에 레저 활동이다. 자전거 라이딩은 관절에 무리가 적은 유산소 운동으로 다리의 움직임으로 동력을 만들어 하체 근육을 단련시킬 수 있으며, 좁은 안장에 앉아 균형을 잡기 때문에 허리 근육이 튼튼해지고, 라이딩시 칼로리가 소비되므로 체중감량의 효과가 있으며 심폐기능을 강화하는데 도움을 주는 장점을 가지고 있다(Jung & Lee, 2013). 이와 같은 자전거 라이딩의 장점으로 남녀노소를 불문하고 누구나 부담없이 즐길 수 있는 스포츠로 자리 잡았다. 자전거는 전문적인 스포츠나 레저의 목적에 활용되는 운동 기구인 동시에 일상의 생활에서 편리한 이동수단으로 활용되는 기구이기도 하다. 최근 전기자전거가 개발되어 전기에너지를 동력으로 움직이기도 하지만 일반적으로 자전거는 사람의 하체를 이용하여 페달을 밟아 움직이기 때문에 비용이 소모되지 않아 사람들에게 금전적으로 부담을 주지 않는 장점이 있다. 이처럼 자전거 활용의 편리성과 용이성에 따라 일반적인 사람들이 다양한 목적으로 자전거를 이용할 수 있다는 점을 고려한다면 자전거 이용자를 위한 의복 개발이 지속적으로 이루어져야 할 것이며, 라이딩시 운행자의 안전성을 보강시켜 줄 수 있는 장치에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

라이딩웨어(Riding-wear)란 넓은 범위에서 생활 속에 스포츠를 즐기기 위한 의류로 자전거를 포함하여 인라인스케이트, 보드, 스케이트 등을 즐길 때 이용하는 패션의류를 포함하지만(Lee & Eum, 2012), Shin & Eum(2016)의 연구와 같이 다수의 연구에서는 좁은 범위인 자전거용 의복으로 그 범위를 한정지은 경우를 찾아 볼 수 있다.

자전거 라이딩을 위한 의복은 사이클 경기를 위한 전문 스포츠 라이딩웨어와 도심에서 자전거 라이딩을 즐기거나 출퇴근용으로 착용하는 바이시클 커뮤팅웨어(Bicycle-commuting wear) 또는 도심형 라이딩웨어(town riding wear)로 구분할 수 있다. 도심형 라이딩웨어는 시티라이딩웨어(City Riding Wear)로 도심을 터전으로 여기는 생활 속에서 스포츠웨어를 타운웨어 스타일로 변형하여 스포츠와 함께 일상에서 착용하는 의복으로 변형한 시티스포츠웨어 스타일이다. 다시 말하면 시티라이딩웨어는 스포츠웨어의 요소와 새련된 도심의 시티웨어 요소를 포함한 자전거 라이딩을 위한 비즈니스용 시티 스포츠웨어를 의미할 수 있다(Shin & Eum, 2016).

본 연구에서 초점을 맞춘 자전거 라이딩웨어는 스포츠와 레저의 목적부터 도심의 일상생활에서 일반인이 착용할 수 있는 도심형 라이딩웨어이다.

아두이노를 활용한 방향지시 라이딩웨어 개발을 위한 수요조사는 강릉시에 거주하는 20대 대학생을 대상으로 설문조사하였다. 본 연구에 사용된 질문지는 인구통계적 특성 2문항, 자전거의 이용실태 1문항, 라이딩웨어 선호 아이템 1문항, 라이딩웨어 선택시 선호도 2문항, 라이딩웨어 착용시기대효과 1문항, 라이딩웨어 스마트 기능 관련 1문항으로 구성되었으며, 각 문항은 리커트(Likert) 5점 척도로 구성하였다.

질문지는 선행연구(Lee, 2016; Hong, 2017)를 참고로 문항을 추출하였다. 조사기간은 2017년 9월부터 2017년 10월까지로 하였다. 설문지는 총 170부를 배포하였으나 총 153부가 회수되었으며, 회수된 설문지 가운데 회피내용이 포함되었다고 판단되거나 불성실한 답변이라고 판단되는 46부를 폐기하여 총 124부를 실증 분석에 이용하였다. 본 수요조사의 설문자료 유효표본은 통계 프로그램 SPSS 25.0을 이용하여 빈도 분석과 기술통계를 시행하여 분석하였다.

설문 조사에 따른 결과 및 고찰은 다음과 같다.

<Table 3>의 결과에 따른 인구 통계적 특성은 여성이 58.7%, 남성이 40.3%로 설문 응답자는 여성이 남성보다 높은 비율을 차지하였다.

일상에서 자전거를 이용하는가에 대한 결과를 살펴보면 <Table 4>처럼 일상에서 자전거를 이용하는 경우는 39.5%로 나타났고, 이용하지 않는 경우는 60.5%의 결과를 보여 일상에서 자전거를 이용하는 경우가 낮은 결과를 보였다.

라이딩웨어의 구입 및 구입 의사가 있는 경우 선호하는 의류 품목의 선호도를 살펴보면, <Table 5> 과 같이 점퍼(26.6%), 조끼(21.0%), 티셔츠(19.4%), 하의(17.7%), 이너웨어(9.7%), 재킷(5.6%)의 순으로 나타났다. 이는 라이딩웨어를 구입할 경우 이너웨어 보다는 아웃도어웨어를 선호하며, 하의보다는 상의를 선호하는 결과가 나타났다. 이러한 결과는 라이딩웨어의 개발시 하의류 보다는 점퍼나 조끼류 같은 아웃도어 상의류 개발이 보다 요구되고 있다는 것을 시사하는 결과라 볼 수 있다.

라이딩웨어를 선택하거나 선택하려고 할 때 고려하는 점은 <Table 6>의 결과에서는 확인할 수 있다. 라이딩웨어를 선택할 때 디자인이 4.28, 색상이 4.25, 사이즈 및 패턴이 4.15, 활동성이 4.22, 신축성이 4.15, 착용감이 4.19로 다른 항목들보다 높은 평균값을 보여, 라이딩웨어를 선택할 경우 디자인성과 착장성이 실용성이나 관리성의 측면보다 중요하게 여겨지는 것으로 나타났다. 특히 디자인성의 측면에서는 디자인과 색상을 가장 고려하는 것으로 나타났으며, 사이즈와 패턴 또한 고려의 요인이 되는 것으로 나타났다. 착작성의 측면에서는 활동성과 착용감이 라이딩웨어 선택에서 가장 고려의 요인으로 작용하는 결과를 보였으며, 신축성 또한 고려의 요인으로 작용하는 것으로 나타났다. 더불어 가격의 평균값은 4.31로 문항들 가운데 가장 높은 값을 보여 20대 대학생들의 라이딩웨어 선택시 반드시 중요한 선택 요인으로 작용하는 결과를 보였다.

이러한 결과에 따라 라이딩웨어 개발시 디자인 요소와 함께 착장성과 가격에 대한 요인이 반드시 고려되어야 함을 시사하는 것으로 볼 수 있다.

라이딩웨어 선택시 선호하는 소재와 색상에 대한 선호는 <Table 7>와 같이 검증되었다. 라이딩웨어 소재는 우븐 고어텍스 소재가 40.3%, 져지 면소재가 24.2%, 우븐 폴리에스테르 소재가 18.5%, 져지 폴리에스테르 소재가 12.1%, 우븐 면 소재가 4.8%의 순으로 선호도의 결과를 보여, 라이딩웨어 개발시 소재의 선정에 있어서 기능성 소재에 대한 적용을 고려해야 하는 것을 알 수 있었다.

라이딩웨어 선호 색상은 비비드칼라가 74.2%로 가장 높은 비율을 보여 선명하고 밝은 색상을 가장 선호 것으로 나타났으며, 다음으로는 무채색이 12.9%, 믹스칼라가 파스텔칼라가 각각 4.8%, 기타가 3.2%의 순으로 나타났다.

라이딩웨어에 필요한 스마트 기능에 관한 설문결과는 <Table 8>과 같이 나타났다. 체온, 심박수, 협압 등 건강 상태를 측정하는 건강기능이 32.3%, 야간 주행 시 라이더의 보호를 위한 발광기능이 탑재된 안전보호 기능이 29.8%로 높은 결과를 보였으며, 다음으로는 MP3, 핸드폰 등 오락적 기능이 탑재된 오락적 기능이 16.1%, 편리를 위한 GPS나 카메라 등이 탑재된 편의적 기능이 12.1%, 날씨변화, 미세먼지, 자외선 등 신체를 보호할 수 있는 신체보호 기능이 9.7%의 순의 결과를 보여, 라이딩웨어 개발시 건강상태를 체크할 수 있는 기능 및 이용자의 안전성을 확보 할 수 있는 기능을 요구하는 것을 알 수 있었다.

<Table 8>의 결과로부터 라이딩웨어 개발에 가장 요구되는 스마트 기능은 건강 상태를 확인할 수 있는 헬스케어 관련 기능으로 나타났다. 그렇지만 Kim(2019)의 생체 신호 모니터링 스마트 의류 연구, Koo(2008)의 심전도를 중심으로 한 생체신호 센싱 스마트 의류 연구, Kim(2015)의 온도 제어 스마트 의류 연구, Cho(2007)의 센서 기반 헬스 케어 스마트 의류 연구 등과 같은 다수의 선행연구에서 생체신호를 측정 의류에 관한 연구가 이루어졌다는 점을 고려하여, 본 연구에서는 아직까지 연구가 미흡한 안전 보호 기능에 초점을 두어 연구의 진행 방향을 설정하였다.

디자인 설계에서 설정한 20대의 여성용 아두이노를 활용한 방향지시 라이딩웨어 점퍼와 베스트 제작을 위한 인체치수는 ‘제7차 한국인 인체치수조사’의 20세∼29세 여성의 평균치수(Korean agency for technology and standards, 2015)를 참고하여 라이딩웨어 패턴을 위한 치수를 설정하여 패턴에 적용하였다. 패턴 제작을 위한 활용된 치수(소숫점 첫째자리 반올림 치수)는 가슴둘레 85㎝, 허리둘레 72㎝, 어깨너비 38㎝, 등길이 40㎝, 엉덩이 길이 21㎝, 유장 25㎝, 유폭 17㎝, 팔길이 55㎝를 적용하여 실물 패턴으로 설계하였다. 라이딩웨어 기본 패턴 설계는 디자인 설계에서 선정된 점퍼와 조끼의 디자인에 따라 기본 원형을 사용하여 수작업 도식화에 따라 패턴을 제도하고 완성된 패턴은 YUKA PATTERN CAD 프로그램을 활용하여 완성하였다<Table 13>.

Item	Design of pattern
Jumper
Vest

봉제는 Brother S-7100a-403 자동사절미싱을 활용하였으며, 땀수 3㎜, 바늘 14호, 실은 폴리에스터 2합 30’s 봉제사를 사용하였다.