1. 서 론
1.1 연구의 배경
실내 화재 사망사고는 화재에 의한 불길보다 유독가스 등에 의한 질식사가 대부분이다. 따라서 피해를 최소화하기 위해서는 유독가스로 인한 피해가 발생하기 전에 최대한 안전한 곳으로 대피해야 한다[17]. 그런데 현재 설치된 소방 유도등의 경우, 법규상 벽 매입으로 보행 거리 20m 마다 1룩스의 밝기로 설치하도록 규정하고 있어서 즉각적인 피난 대피로의 유도 안내에 한계가 있다[16].
또한, 시민의 안전에 대한 지자체의 인식이 높아지면서 바닥조명장치가 다양한 공익적 메시지를 전달하는 광고의 도구로 활용되는 사례도 늘고 있다. 세종시에서는 공익광고로 활용하고 있으며, 다른 지자체도 치안은 물론, 횡단보도의 안전 및 다양한 사고 예방을 위해 바닥광고 조명을 활용하고 있다[1]. 이처럼 옥외용 바닥광고 조명이 다양한 메시지 전달의 도구로 활용되면서 지자체의 중요한 광고의 도구로 그 영역을 확대하고 있다. 그런데, 현재 사용자는 광고나 홍보용 효과에 대해서는 관심이 많지만, 재난에 대한 안전성 확보에는 관심이 부족한 실정으로 시민의 안전이 확보되면서 사용자의 목적에 부합할 수 있는 장치 개발의 필요성이 대두되고 있다. 또한, 옥외용 바닥광고 조명은 방수 및 고출력 발열과 전원연결에 따른 전문가 시공 등의 한계가 있다. 그리고 현재 공공재인 도로에 사익을 목적으로 한 길바닥 광고는 옥외광고물법에 의해 불법이다[15]. 또한, 옥외광고물의 경우, 도로 점용에 따른 사용료를 갑지 기준 1㎡/년 101,650원을 지불해야 한다[14]. 이는 빛 공해 관점에서의 광고 조명 설치․관리 기준의 제정이 필요한 미국 및 유럽의 6개국의 광고물 조명에 관한 설치 관련 기준 및 지침에 관한 내용에서도 나타나고 있다[8].
이에 따라 본 연구에서는 안전성과 효율성을 확보하고 광고 및 재난 상황에서도 활용 가능한 실내용 바닥광고 조명장치를 개발하고자 한다. 실제로 도심이나 실내에서 대형 사고가 발생할 수 있으며, 사람들의 접근이 많은 장소에 메시지를 제시해야 광고효과도 높다. 따라서 실내용 바닥광고 조명은 실내 위험 발생 시 시민의 안전을 확보할 수 있는 가이드 역할을 하며, 사용자의 다양한 메시지 전달에도 효과적으로 활용할 수 있을 것이다. 또한, 현재에는 지자체에서 이를 많이 활용하고 있지만, 효율적이고 안전한 바닥광고 조명은 실내에서 다양한 마케팅을 시도하는 기업의 광고 활동과 안전 확보의 도구의 역할도 수행할 수 있을 것이다.
1.2 연구의 목적
본 연구의 목적은 고가의 옥외용 제품에 대응하여, 실내 환경에 최적화시켜 평상시에는 광고 및 정보 안내용도로 활용하고, 재난 발생시 자동으로 피난 안내 표시로 전환하여 인적 물적 피해를 최소화시키는 듀오 라이트(Duo Light) 를 개발하는데 있다. 현재, 실내에서도 고출력 및 고가의 옥외용 제품을 사용함으로 인해 불필요한 손실이 발생하고 있다. 실내용을 옥외용 대비 1/10 수준의 밝기로 낮춘다면, 소형 경량화로 저 소비 전력의 저 출력 발열로 온도도 낮아 진다. 이는, 설치후 문제 발생시 고가의 수리 비용 또는 수리의 어려움으로 폐기되는 사례가 있어, 손쉬운 제품 수리를 통해 환경친화적으로 조성해야한다는 주장에도 부합한다[13]. 이를 통해, 평상시 정보 및 홍보 안내용으로, 유사 시 대피 안내용 표시를 통해 시너지 효과를 발휘할 수 있다. 이로써 재난 발생시 빠른 대피를 위한 즉각적 피난 유도로 표시로 인명 피해를 최소화 할 수 있다. Song et al.[18]은 안전 부문의 선제적 대응으로 예방 차원의 모니터링을 지원해야 한다고 한다. 무엇보다도 제한적으로 사용 중인 바닥광고조명을 합법적인 실내 사용의 유도는 물론 재난 상황에도 접목하여 폭넓은 활용을 통한 광고 시장의 확대와 함께 재난 발생시 빠른 대피 유도를 통해 국가적인 피해를 최소화하는데 본 연구의 목적을 둔다.
2. 특허 비교 분석
2.1 특허 검색
검색 조건으로 전세계 유료 특허 검색 엔진인 키워트 (Keywert)의 데이터베이스(DB)를 대상으로 한국(KR), 일본(JP), 미국(US), 유럽(EP: European)으로 검색하였다. 대상기간은 1973년 01월부터 2021년 11월까지이다. <Figure 1>에서의 특허 검색과 같이 특허 및 실용신안의 등록 및 공개 자료로 총 4,670건으로 검색식은 다음과 같다.(비상* 대피*안내* emergen* evacu* guid*) AND(조명* light* 라이트* 빛* LED* 엘이디*전등* lamp* 음향* sound* 방송* bell*) AND(배터리*battery* 비상전력* 보조전원*).
<Figure 2>의 특허 동향과 같이 전체 시장국은 2017년도 최대 출원이후 감소하는 경향이나 아직 활발한 출원이 진행 중이다. 한국의 경우, 2016년도 최대 출원 후, 최근까지 감소세이다. 대피 경로 안내를 위한 안내 조명 출력 장치 및 이를 포함하는 대피 경로 안내 시스템 관련 기술 분야의 국가별 특허 동향을 살펴보면, 미국(US)이 2,128건 (45.57%)으로 가장 높은 점유율을 나타냈으며, 그 뒤를 이어, 한국(KR) 1,164건(24.93%), 유럽(EP) 1,028건(22.01%), 일본(JP) 350건 (7.49%)의 점유율을 나타낸다.
2.2 연관 특허 분석
본 연구에서는 바닥광고조명과 관련한 연관 특허 비교를 통하여 분석을 진행하였다. 특허 분석 실시를 통해 아 이디어를 도출하여 이를 기술사업화로 연계하여 국책 과제로 제안된 사례도 있다[2].
연관 특허 선행 기술을 살펴보면, 조명, 광고 및 재난을 키워드(Keyword)로 확인할 수 있으며, “조명과 재난” 또는 “조명과 광고”는 각각 특허로 보호받고 있으나, 조명을 광고와 재난 겸용으로 활용한 특허는 아직 확인되지 않고 있다. <Table 1>은 조명을 매개로 재난과 접목한 특허를 나타낸다.
<Table 2>는 조명을 매개로 광고와 접목한 특허를 나타낸다.
따라서, 본 연구의 사업포지셔닝은 <Figure 3>과 같이 바닥광고조명을 매개로 광고와 재난을 접목한 복합기술로 볼 수 있다. 조명과 재난 연계를 공공은 선호하지만, 시장성에는 한계를 보이며, 조명과 광고 연계는 안전 대응에는 미흡하다. 따라서, 조명을 중심으로 재난과 광고를 모두 연계시키는 특허 기술이 필요하여 등록 완료하였다(등록번호:10-2492973 “대피 경로 안내를 위한 안내조명장치 및 이를 포함하는 대피 경로 안내시스템”). 또한, 패밀리 특허도 추가 출원하였다(출원번호: 10-2022-0175075 “음성 인식에 기반하여 정보 제공을 수행하는 이미지 투사 장치 및 이를 이용한 정보제공방법”). 이는 Cho et al.[5]의 연구에서도 특허 등의 무형고정자산의 가치평가로 R&D의 성과 및 효율 측정을 해야 한다는 주장과 맥을 같이한다.
3. 사례 분석
3.1 시중 제품 분석
시중에 판매 중인 80W 제품의 온도를 측정한 결과, <Figure 4>의 정격인 60℃를 넘어 특정 부위가 과열된 상태로 안전에 위협이 있음을 알 수 있다.
이러한 문제점 해결을 위해, 본 연구에서 제시하는 개발 품의 사양을 기존 제품과 비교․분석하였다.
3.2 옥외용 제품 분석
<Table 3> 옥외용 제품 비교에서 보는 바와 같이 사양은 다음과 같다. 전원은 휴대폰 충전기 USB C-Type의 5V 2A로 하고, 구동 방식은 단일 전원에서 배터리를 내장하여 정전 감지 시 보조전원으로 활용한다. 출력은 옥외용의 대표 사양인 80W 고출력에서 실내용 저전력의 8W급 출력으로 온도 감소와 소형 경량화를 구현한다. 이미지 제작은 기존 유리(Glass)에 컬러 레이저 각인시 컬러1도 당 3만 원으로 풀-컬러의 경우, 약 10만원인데 비해 투명 아크릴 에 UV프린트를 채택하여 기존 대비 약 1/100의 가격 경쟁력을 실현하였다.
3.3 휴대용 제품 분석
<Table 4> 휴대용 제품 비교에서와 같이 단순 홍보 및 광고로 사용하던 기존 제품과 달리 대용량 배터리로 정전을 즉각 감지하여 20분 이상의 피난 대피 표시 및 경보가 가능하다.
4. 제품 설계
4.1 블록다이어그램 및 동작 원리
전원이 AC어댑터를 통해 USB C-Type으로 공급된다면 평상시로 판단하고, 상단의 고휘도 LED만 동작하며, 하단의 오디오 앰프는 차단된다. <Figure 5>는 개발 제품의 Block Diagram을 보여준다.
정전, 즉 AC가 차단되면, 내장 보조전원으로 전환되며, 비상시로 판단하여, 하단부의 고휘도 LED가 동작하며, 오디오 앰프를 통한 85dB 이상의 경보음을 출력한다. <Figure 6>은 3D Modeling으로 작업한 개발 제품의 형태를 보여준다.
4.2 “듀오 라이트” 시제품 제작
“화재 발생시 정전이 된다“는 가설을 기준으로 정전 감지로 재난을 판단한다. AC전원, 즉 평상시 “Welcome”등 표시를 하며, 전원이 차단된다면, 즉 정전 시에는 피난 대피로 표시를 나타낸다. <Figure 7>에서는 개발 제품의 작동 내용을 보여준다.
보조 전원으로 리튬이온 배터리를 내장하며, 평상시 상시 충전한다. <Figure 8>과 같이, 외함은 방열 효과를 위한 재질로 하며, 내부 방열판을 통한 열의 추가 분산을 유도 한다. 전원 스위치는 불필요한 동작의 비활성화를 위해 장착하였다. 경보용 스피커는 병원 등 민감한 장소로 선택적이다.
4.3 현장 환경 조사
<Figure 9>에서와 같이, 밝기 사전 검토를 통한 실내 사용 환경의 확인과 현장의 고객 목소리 청취를 바탕으로 실험을 통해 성능을 검증하였다.
실내 밝기는 80W 대비 1/10 수준인 8W로 적정하며, 정전 감지는 0.5초 이내에 감지가 되어야 한다. 내장 보조전원으로 표시 가능한 시간은 소방법상 20분 이상이며 경고음 출력 시간도 소방법상 20분 이상이 필요하다[16]. 경고음 레벨은 실내로 85dB가 적정하지만, 재난을 감안한다면 100dB까지는 필요하다고 판단된다. 이를 위해 <Figure 10>과 같이 자체 테스트를 통해 성능을 검증하였다.
<Table 5>에서 보는 바와 같이, 자체 테스트에서 1m거 리에서 동일 조건으로 10회 평균값으로 측정하였다. 출력 은 7.32W로 정전 감지는 0.5초 이내로 경고음 레벨은 96dB였다. 정전 시 배터리로 피난 대피로 안내 표시 시간은 피난 대피를 위해 요구되는 20분 이상으로 경고음도 같이 20분 이상 유지되었다.
4.4 제품의 고도화
고도화 제품으로 “휴대폰 앱 연동 재난 감지 및 원격제어 IoT 저전력 실내용 바닥광고조명장치”를 제안한다. <Figure 11> 고도화 제품의 예와 같이 IoT센서로 온습도, 진동, 미세먼지 감지 등의 센서 부착이 가능하며, 재난시 관리자 휴대폰으로 정보 전송 및 원격 제어가 가능하다. Bae[3]은 사물인터넷(IoT)은 현재 군의 관리체계에도 적용 하고 다양한 IoT 시범사업을 추진하고 있다고 한다. 이에, IoT센서 장착과 더불어 쉬운 이미지 교체용 필름 제조 방 법의 채택과 저전력 LED로 시인성 높은 바닥 조명 기술을 개발한다. 전원과 통신을 일체화한 PoE(Power of Ethernet) 적용으로 케이블 일체화의 간편 설치도 구현한다.
4.5 제품의 확장성
본 개발품은 2021년 기준 45,817개소의 실내 다중복합 이용시설의 폭넓은 확장성을 가진다. 구체적으로는 공공 기관 340개 및 교육기관으로 대학교가 336개, 어린이집이 35,352개 그리고 유치원은 8,705개 등이 있다. 실내용으로 백화점 및 병원에 사용이 가능하고, 전국에 백화점은 67 개, 병원은 98,225개가 있으며, 영화관은 스크린 수로는 3,079개이며 그리고 실내 공연장은 1,029개로 확장성을 가 지고 있다. <Figure 12>처럼, “피난 대피로” 대신 “서브 이 미지”를 활용한다면 실내 광고시장에서 보다 확장성있는 시장 수요에 대응할 수 있다.
4.6 기술 로드맵
향후 KOLAS 공인인증기관의 시험성적서를 통한 신뢰 성을 확보할 예정이다. 국책과제를 통한 제품 개발로 다양성을 확보하며, <Figure 13>과 같이 2024년은 Trio 또는 Multi Light 개발로 여러 가지 광고의 표현이 가능한 제품 개발을 예정한다. 2025년에는 고정 이미지가 아닌 동영상 라이트를 개발할 예정이다.
5. 기술사업화의 타당성 분석
5.1 기술사업화의 타당성
Kwak and Kim[10]의 연구에서는 Jolly 이론의 5단계와 TRL 시스템의 9개 수준을 비교하여 중소기업의 기술사업화 과정을 기술 역량과 실증 역량으로 체계적으로 파악하였다. 이를 바탕으로 본 연구는 Jolly’s Model의 5단계 분석과 스타트업에 적합한 Lean Canvas의 9가지 구성 요소에 대한 분석으로 기술사업화의 타당성을 살펴보고자 한다.
5.2 Jolly’s Model 분석
Jolly’s Model은 신기술의 가치 구축 과정의 기술사업화 5단계 및 이해관계자의 충족 및 자원 동원의 4단계 전이 과정을 나타낸 것이다.
<Figure 14>에서 Jolly’s Model의 기술사업화의 단계로 볼 때, 본 연구에서 제안된 개발품은 기술사업화 5단계 중 2단계인 보육에 해당하며, 4단계 전이 과정 중 보육에서 시연으로 전이되는 단계이다.
<Table 6>에서 Jolly’s Model의 단계적 개발 측면에서 본다면, 본 연구는 기술개발 측면에서의 보육 단계는 시제품 제작이며, 사업개발 측면에서는 사업계획 작성에 해당된다.
<Table 7>에서는 이해관계자별 실적 현황을 나타내고 있다. 대표자는 산업현장 26년의 고경력 연구개발경험자이며, 구성원들 또한 현장 경력 10년 이상 개발자 4명으로 구성되어 기술개발 측면에서의 기술사업화 가능성을 높였다. 이는 경영주역량은 사업화 역량에 긍정적인 영향을 미친다고 주장하는 관점과 Jolly’s Model을 통해 기술사업화 관점에서의 실증 역량은 기술 역량과의 상호 작용을 통해 기술사업화 성과와 긍정적인 관계를 나타내고 있다고 주장하는 내용과 일치한다[7, 10]. 이해 관계자의 충족 및 자원 동원을 위한 국가 R&D 연구 과제 등에 있어서도 다수의 실적 보유로 기술사업화 가능성을 높였다. 이러한 내용으로 볼 때, Hwang and Lee[6]이 시장지향성과 기술지향성은 융합역량에 정(+)의 영향을 미친다고 주장하는 내용과 같다.
5.3 Lean Canvas Model
Lean Canvas는 스타트업에 특화된 방법론이다. Lean Canvas 창시자인 Ash Maurya는 검증되지 않은 사업계획 과 가설들로 기존 비즈니스 모델 캔버스를 스타트업과 창업자에게 맞춰 최적화하려는 목적으로 만들었다. Kim and Nam[9]의 연구에서, Lean Canvas는 가치를 중심축으로 9 가지 구성 요소를 제품(Product)과 시장(Market)으로 나누어 상호 궁합을 찾는 것을 목표로 하고 있다.
Lee[11]의 연구는 국내 IT 기반 유니콘 기업인 쿠팡, 우아한형제들, 비바 리퍼블리카를 Lean Canvas로 분석하여, 성공 요인을 제시하고 고찰한 사례이다.
Lee and Park[12]의 연구는 9가지 구성 요소에 맞춰 삼성서울병원 모바일 기반 환자 교육 서비스인 스마트설명 서비스를 적용한 사례이다.
Choi and Kim[4]의 연구에서 소비자는 만족과 불만족 사이의 범위가 서비스 개선의 영향력이 매우 큰 폭으로 나타난다고 한다. 따라서, 본 연구에서도 <Table 8>에서와 같이, Lean Canvas 기반의 세분화된 고객 세그먼트 분석을 통해 병원 및 백화점등 얼리 어댑터의 실질적 구매 고객을 타겟으로 구체화하였다. 잠재고객과의 채널을 명확히 하였다. 이로 인해, 새로운 광고 문화 정착을 통한 저품질 외국산의 국산화로 기술사업화의 타당성을 제시하였다. 비즈니스가 많은 경쟁자 분석을 명확히 하여, 실내 사양 최적화를 통한 광고 효과와 빠른 대피 안내로 인적 피해 최소화의 문제점 해결을 통한 검증으로 리스크를 최소화하여, 성공요인을 분석하고 제시하였다.
6. 결 론
본 연구에서는 광고 및 홍보에 사용 중인 옥외용 제품의 고출력으로 인한 발열, 방수, 고가 및 안전 등의 문제점과 한계점을 살펴보았다. 대안으로서 광고 및 재난 상황에 적용 가능한 실내용 바닥광고 조명장치의 개발과 사업화에 대한 실현 가능성을 확인하였다. 그리고, 바닥광고조명과 재난상황 대응기능을 접목한 기술사업화 연구 프로세스를 제시하였다. 본 연구를 통해, 옥외용의 실내용 개발로 실내 오프라인 광고시장의 선점 효과와 시장 지배력을 통한 진출 교두보를 마련할 수 있다. 고객은 목적지를 빨리 찾고 싶어하고, 건물주는 자주 바뀌는 레이아웃 공사에 대응해야 하며, 광고주는 보지도 않는 온라인 광고에 투자하는 실정이다. 이러한 요구사항을 Jolly’s Model과 Lean Canvas 기반으로 이해관계자별 실적 현황과 고객 세그먼트의 세분화된 분석을 통해 기술사업화 관점에서 접근하였으며, 옥외용을 실내용 사양으로 최적화하였다. 기존 80W 대비 60%의 가격 절감 및 소형경량화, 간편 설치로 가격 경쟁력 및 듀얼 이미지의 기술적 노하우를 활용하여 멀티 표시와 동영상 가능 제품을 제시함으로써 다양한 기 회를 확보할 수 있다.
본 연구를 통한 기술사업화로 재난 발생시, 빠른 대피 안내를 제시하여 연기 및 유독가스 흡입에 대처함으로써 인명피해를 최소화할 수 있다.
본 연구의 한계점으로는 병원 등 특수 건물에서는 산소 호흡기의 비상발전기 가동으로 화재 발생에도 정전 감지가 되지 않는 등 다양한 설치 현장의 확인을 통해 적합한 감지 장치가 필요하다. 또한, 고가의 컬러 레이저 각인기 대비 UV프린트 방식의 필름 제작은 많은 경쟁력이 있으나, 보다 고품질의 확보 방안을 고려할 필요가 있다. 추후 과제로 현장에 적합한 IoT센서가 부착된 다양한 감지장치로 원격제어가 가능한 제품 개발을 고려할 수 있다. 향후 계획으로는 소방보조장치로 조달청 등을 통한 공공기관에 초기 설치한 후 민간영역으로 확대할 예정이다.
본 연구결과의 활용은 광고 및 재난상황에 실내용 바닥 광고조명을 통해 실내 광고효과도 높이며 재난시 효과적인 대응으로 인명피해 감소에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
