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(시장상황에 대한 분석)
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:Table 3
 
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:● '''HidrateSpark'''
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::● '''HidrateSpark'''
:: HidrateSpark 사는 센서 및 배터리 종류에 따라서 제품군을 분류하고 있으며, PRO 모델의 경우 1회 충전 시 14일 이상 사용이 가능한 충전식 배터리를 사용하고 로드셀 센서로 수분 섭취량을 측정한다. 일반 모델(HidrateSpark 3)의 경우, 동전 배터리(CR2477)를 사용하며 배터리의 지속 시간은 사용 환경이나 빈도에 따라 달라지나 일반적으로 한 달 이상 사용 가능하다. 이 두 제품군은 모두 스마트폰 뿐만 아니라 스마트워치 어플리케이션도 제공하고, 센서부에 대한 방수는 지원하지 않아 세척 시 분리하여 세척해야 한다. 해당 사는 비교 제품군 중 가장 합리적인 가격을 제시하며, 소비자에게 제품의 분류에 따른 선택권을 제공한다.
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::: HidrateSpark 사는 센서 및 배터리 종류에 따라서 제품군을 분류하고 있으며, PRO 모델의 경우 1회 충전 시 14일 이상 사용이 가능한 충전식 배터리를 사용하고 로드셀 센서로 수분 섭취량을 측정한다. 일반 모델(HidrateSpark 3)의 경우, 동전 배터리(CR2477)를 사용하며 배터리의 지속 시간은 사용 환경이나 빈도에 따라 달라지나 일반적으로 한 달 이상 사용 가능하다. 이 두 제품군은 모두 스마트폰 뿐만 아니라 스마트워치 어플리케이션도 제공하고, 센서부에 대한 방수는 지원하지 않아 세척 시 분리하여 세척해야 한다. 해당 사는 비교 제품군 중 가장 합리적인 가격을 제시하며, 소비자에게 제품의 분류에 따른 선택권을 제공한다.
  
:● '''8CUPS'''
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::● '''8CUPS'''
:: 8CUPS 사는 비교 제품군 중 유일하게 생활방수를 지원한다, 정확한 IPX 등급은 제품 상세 제원에 명시되어 있지 않으나, 센서가 텀블러 내부에 위치해 있어 원천적으로 물과의 접촉이 차단된다. 해당 제품의 배터리는 무선 충전을 지원하며, 또한 해당 제품은 설거지 모드를 지원하여 해당 모드에서는 텀블러가 수분 섭취량을 기록하지 않는다. 사용자의 수분 섭취량 측정은 8CUPS 사에서 특허로 출원한 적외선 수위 측정 센서로 이루어진다. 해당 제품은 99,000원으로 높은 가격대를 형성하지만, 런칭 당시 도전 과제를 통해 사용자에게 최대 20,000원을 환급해주는 프로모션을 진행하였다.
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::: 8CUPS 사는 비교 제품군 중 유일하게 생활방수를 지원한다, 정확한 IPX 등급은 제품 상세 제원에 명시되어 있지 않으나, 센서가 텀블러 내부에 위치해 있어 원천적으로 물과의 접촉이 차단된다. 해당 제품의 배터리는 무선 충전을 지원하며, 또한 해당 제품은 설거지 모드를 지원하여 해당 모드에서는 텀블러가 수분 섭취량을 기록하지 않는다. 사용자의 수분 섭취량 측정은 8CUPS 사에서 특허로 출원한 적외선 수위 측정 센서로 이루어진다. 해당 제품은 99,000원으로 높은 가격대를 형성하지만, 런칭 당시 도전 과제를 통해 사용자에게 최대 20,000원을 환급해주는 프로모션을 진행하였다.
  
:●'''EQUA'''
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::●'''EQUA'''
::EQUA 사의 제품은 155,000원으로 비교 제품군 중에서 가격대가 가장 높다. 또한 무게도 726g으로 무거워 외부 활동 시 휴대하기에는 적합하지 않다. 하지만 이 제품은 현재 별도의 특허로 존재하지 않는 독자적인 수분 섭취 추적 센서를 사용한다. 해당 수분 섭취 추적 기술의 정확도에 대한 사용자들의 평가는 긍정적이나, 텀블러의 외부 재질이 벗겨지는 등 고질적인 문제에 대한 부정적 평가도 이어지고 있다.
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:::EQUA 사의 제품은 155,000원으로 비교 제품군 중에서 가격대가 가장 높다. 또한 무게도 726g으로 무거워 외부 활동 시 휴대하기에는 적합하지 않다. 하지만 이 제품은 현재 별도의 특허로 존재하지 않는 독자적인 수분 섭취 추적 센서를 사용한다. 해당 수분 섭취 추적 기술의 정확도에 대한 사용자들의 평가는 긍정적이나, 텀블러의 외부 재질이 벗겨지는 등 고질적인 문제에 대한 부정적 평가도 이어지고 있다.
  
 
:■'''수분 섭취량 추적 어플리케이션'''
 
:■'''수분 섭취량 추적 어플리케이션'''
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*'''나. 마케팅 전략'''
 
*'''나. 마케팅 전략'''
 
:■'''시장 조사'''
 
:■'''시장 조사'''
:●'''HidrateSpark社 펀딩 동향'''
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::●'''HidrateSpark社 펀딩 동향'''
 
:Figure 12
 
:Figure 12
::위 도표는 2014년부터 2020년까지 HidrateSpark 사에 유치된 투자 금액 기록으로 막대 위 숫자는 해당 년도까지의 총 투자 금액을 나타낸다. 투자 금액은 2014년 2만 8천 2백 달러를 시작으로 점진적으로 증가하다 2018년과 2019년에 각각 2백 십만 달러, 2백 2십만 달러를 달성했다. 2020년에는 전 년도의 3분의 1인 7십만 7천 달러로 감소했으나 코로나 팬데믹 상황으로 인한 투자 시장의 전체적인 침체와 텀블러 시장의 지속적인 성장세를 고려했을 때, 스마트 텀블러 시장의 성장 역시 긍정적으로 전망된다.
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:::위 도표는 2014년부터 2020년까지 HidrateSpark 사에 유치된 투자 금액 기록으로 막대 위 숫자는 해당 년도까지의 총 투자 금액을 나타낸다. 투자 금액은 2014년 2만 8천 2백 달러를 시작으로 점진적으로 증가하다 2018년과 2019년에 각각 2백 십만 달러, 2백 2십만 달러를 달성했다. 2020년에는 전 년도의 3분의 1인 7십만 7천 달러로 감소했으나 코로나 팬데믹 상황으로 인한 투자 시장의 전체적인 침체와 텀블러 시장의 지속적인 성장세를 고려했을 때, 스마트 텀블러 시장의 성장 역시 긍정적으로 전망된다.
  
 
:■'''SWOT 분석'''
 
:■'''SWOT 분석'''
:● '''Strengths'''
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::● '''Strengths'''
::프로젝트를 통해 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 추가적인 전용 텀블러 구매 없이 사용자가 기존에 보유하고 있는 텀블러에 부착하여 사용할 수 있다. 또한, 전용 스마트 텀블러를 제작하는 데 소요되는 비용보다 낮은 비용으로 텀블러 부착 모듈을 제작할 수 있으므로 가격면에서 높은 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.  
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:::프로젝트를 통해 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 추가적인 전용 텀블러 구매 없이 사용자가 기존에 보유하고 있는 텀블러에 부착하여 사용할 수 있다. 또한, 전용 스마트 텀블러를 제작하는 데 소요되는 비용보다 낮은 비용으로 텀블러 부착 모듈을 제작할 수 있으므로 가격면에서 높은 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.  
  
:● '''Weaknesses'''
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::● '''Weaknesses'''
::3D 프린터를 이용하여 텀블러 부착 모듈을 출력하고자 한다. 하드웨어 제작에 사용할 수 있는 재료에는 제약이 있으므로 내구도 문제와 파손 가능성이 있을 수 있다. 따라서 2가지 이상의 프로토타입을 제작하고 성능 평가와 보완을 반복하여 내구도 문제를 개선하고자 한다.  
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:::3D 프린터를 이용하여 텀블러 부착 모듈을 출력하고자 한다. 하드웨어 제작에 사용할 수 있는 재료에는 제약이 있으므로 내구도 문제와 파손 가능성이 있을 수 있다. 따라서 2가지 이상의 프로토타입을 제작하고 성능 평가와 보완을 반복하여 내구도 문제를 개선하고자 한다.  
::부착 장치로 인해 외관상 보기 안 좋다고 생각할 수 있고 부착 메커니즘에 따라 번거롭다고 느껴질 수도 있다. 이러한 점들을 고려하여 부착 메커니즘으로 사용할 수 있는 다양한 기술들을 조사하고 모델링하여 비교하여 최적의 메커니즘을 선정할 것이다. 또한, 텀블러 바닥과의 크기 차이가 작도록 하드웨어의 크기를 소형화 하고자 한다.  
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:::부착 장치로 인해 외관상 보기 안 좋다고 생각할 수 있고 부착 메커니즘에 따라 번거롭다고 느껴질 수도 있다. 이러한 점들을 고려하여 부착 메커니즘으로 사용할 수 있는 다양한 기술들을 조사하고 모델링하여 비교하여 최적의 메커니즘을 선정할 것이다. 또한, 텀블러 바닥과의 크기 차이가 작도록 하드웨어의 크기를 소형화 하고자 한다.  
  
:● '''Opportunities'''
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::● '''Opportunities'''
::현재 수분 섭취량을 관리하기 위한 스마트 텀블러과 같은 특허는 일부 존재하고 있으나 텀블러에 부착하여 사용하는 모듈에 대한 특허는 없는 상황이다. 또한, 맞춤형 헬스 케어에 대한 관심이 증가하고 IoT에 대한 투자도 증가하고 있으므로 가격이 낮은 텀블러 부착 모듈은 기존 스마트 텀블러 시장에서 경쟁력이 있을 것으로 예상한다.
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:::현재 수분 섭취량을 관리하기 위한 스마트 텀블러과 같은 특허는 일부 존재하고 있으나 텀블러에 부착하여 사용하는 모듈에 대한 특허는 없는 상황이다. 또한, 맞춤형 헬스 케어에 대한 관심이 증가하고 IoT에 대한 투자도 증가하고 있으므로 가격이 낮은 텀블러 부착 모듈은 기존 스마트 텀블러 시장에서 경쟁력이 있을 것으로 예상한다.
  
:● '''Threats'''
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::● '''Threats'''
::경쟁 상품으로 스마트 텀블러와 연동 어플리케이션이 있다. 경쟁사 대부분 2010년 대부터 제작을 시작하여 높은 기술력을 가지고 있으므로 기존 스마트 텀블러에 비해 정확도와 성능 면에서 부족할 수 있다. 또한, 스마트 텀블러에 대해 관심을 가지고 있는 사람이 적어 구매 수요를 확인하는 것에 어려움이 예상된다.
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:::경쟁 상품으로 스마트 텀블러와 연동 어플리케이션이 있다. 경쟁사 대부분 2010년 대부터 제작을 시작하여 높은 기술력을 가지고 있으므로 기존 스마트 텀블러에 비해 정확도와 성능 면에서 부족할 수 있다. 또한, 스마트 텀블러에 대해 관심을 가지고 있는 사람이 적어 구매 수요를 확인하는 것에 어려움이 예상된다.
  
 
:■ '''STP 전략'''
 
:■ '''STP 전략'''
:● '''Segmentation'''
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::● '''Segmentation'''
::인구 통계적 구분과 행동적 구분을 기준으로 시장을 세분화하였다. 인구 통계적으로 시장을 세분화하면, IoT와 전자기기 사용에 능숙한 20~30대 세대와 전자기기 사용에 어려움이 없는 40~50대 세대를 고객층으로 설정할 수 있을 것이다.  
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:::인구 통계적 구분과 행동적 구분을 기준으로 시장을 세분화하였다. 인구 통계적으로 시장을 세분화하면, IoT와 전자기기 사용에 능숙한 20~30대 세대와 전자기기 사용에 어려움이 없는 40~50대 세대를 고객층으로 설정할 수 있을 것이다.  
::행동적 구분을 바탕으로 시장을 세분화하며, 건강 관리에 관심이 많은 사람, 텀블러 사용자, 수분 섭취 어플리케이션 사용자를 고객층으로 설정할 수 있다.
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:::행동적 구분을 바탕으로 시장을 세분화하며, 건강 관리에 관심이 많은 사람, 텀블러 사용자, 수분 섭취 어플리케이션 사용자를 고객층으로 설정할 수 있다.
  
:● '''Targeting'''
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::● '''Targeting'''
::부분 시장을 구체화하면, 건강 관리에 관심이 많고 전자 기기를 사용하는 것에 어려움이 없으며 텀블러를 자주 사용하는 사람을 대상으로 하는 시장과 수분 섭취량 추적 어플리케이션을 사용해 본 경험이 있는 사람을 대상으로 하는 시장으로 선별할 수 있다. 선별된 세분시장에 대해 차별화 전략 활동을 전개할 것이다.
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:::부분 시장을 구체화하면, 건강 관리에 관심이 많고 전자 기기를 사용하는 것에 어려움이 없으며 텀블러를 자주 사용하는 사람을 대상으로 하는 시장과 수분 섭취량 추적 어플리케이션을 사용해 본 경험이 있는 사람을 대상으로 하는 시장으로 선별할 수 있다. 선별된 세분시장에 대해 차별화 전략 활동을 전개할 것이다.
  
:● '''Positioning'''
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::● '''Positioning'''
::Figure 13
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:::Figure 13
  
::현재 텀블러 부착 모듈을 판매하는 브랜드는 없는 상황이므로 기존 스마트 텀블러 시장을 나타냈다. 기존 브랜드는 8만원에서 15만원까지의 가격대를 형성하고 있으며 대부분 수분 섭취량 관리 어플리케이션을 함께 제공하고 있다. 또한, LED를 이용하여 사용자에게 수분 섭취할 시간을 알려주는 기능을 한다. 각 제품의 제공 기능, 무게, 장단점을 바탕으로 종합 성능을 비교했을 때 모두 비슷한 수준의 성능을 보인다고 판단하였다.  
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:::현재 텀블러 부착 모듈을 판매하는 브랜드는 없는 상황이므로 기존 스마트 텀블러 시장을 나타냈다. 기존 브랜드는 8만원에서 15만원까지의 가격대를 형성하고 있으며 대부분 수분 섭취량 관리 어플리케이션을 함께 제공하고 있다. 또한, LED를 이용하여 사용자에게 수분 섭취할 시간을 알려주는 기능을 한다. 각 제품의 제공 기능, 무게, 장단점을 바탕으로 종합 성능을 비교했을 때 모두 비슷한 수준의 성능을 보인다고 판단하였다.  
::대부분의 소비자가 가격은 낮지만 성능은 좋은 제품을 원할 것으로 예상할 수 있다. 프로젝트에서 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 기존 스마트 텀블러에서 사용할 수 있는 기능들을 제공할 수 있다. 따라서 성능은 유사하지만 낮은 가격을 책정하여 기존 스마트 텀블러 시장에서도 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.  
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:::대부분의 소비자가 가격은 낮지만 성능은 좋은 제품을 원할 것으로 예상할 수 있다. 프로젝트에서 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 기존 스마트 텀블러에서 사용할 수 있는 기능들을 제공할 수 있다. 따라서 성능은 유사하지만 낮은 가격을 책정하여 기존 스마트 텀블러 시장에서도 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.  
::기존 스마트 텀블러 보다 저렴한 가격으로 동일한 기능을 제공하는 제품으로 업그레이드할 수 있음을 강조하는 방향으로 마케팅을 진행하고 연동 어플리케이션의 편의성과 만족도를 높여 어플리케이션 사용자가 텀블러 부착 모듈을 구매하도록 유도할 것이다.
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:::기존 스마트 텀블러 보다 저렴한 가격으로 동일한 기능을 제공하는 제품으로 업그레이드할 수 있음을 강조하는 방향으로 마케팅을 진행하고 연동 어플리케이션의 편의성과 만족도를 높여 어플리케이션 사용자가 텀블러 부착 모듈을 구매하도록 유도할 것이다.
 
 
 
 
내용
 
*마케팅 전략 제시
 
내용
 
  
 
===개발과제의 기대효과===
 
===개발과제의 기대효과===

2021년 12월 20일 (월) 05:46 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 수분 섭취량 추적 관리를 위한 텀블러 부착 모듈 및 어플리케이션 개발

영문 : Development of a tumbler attachment module and application for tracking and managing hydration

과제 팀명

Dys'son

지도교수

이수일 교수님

개발기간

2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 기계정보공학과 20164300** 박*호(팀장)

서울시립대학교 기계정보공학과 20164300** 박*산

서울시립대학교 기계정보공학과 20164300** 백*은

서울시립대학교 기계정보공학과 20164300** 이*하

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

본 과제를 통해 다양한 규격의 텀블러에 탈 부착 가능하고 수분섭취량을 측정하여 전송할 수 있는 하드웨어 모듈(이하 텀블러 부착 모듈)을 설계한다. 또한, 텀블러 부착 모듈과 연동되는 어플리케이션을 개발하여 수분 섭취량을 추적하고 관리할 수 있는 기능을 제공하고자 한다. 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 보유하고 있는 텀블러에 장착할 수 있으므로 새로운 전용 텀블러 제작에서 발생하는 환경 오염과 낭비를 줄일 수 있고 연동 어플리케이션을 통해 경쟁력 또한 확보할 수 있다.

개발 과제의 배경

  • 배경

2020년 발표한 보건복지부의 ‘물 충분 섭취자’의 비율을 보면, 2018년 기준 39.6%이며 3년간 감소 추세를 보이고 있다. 또한, 청소년들의 물 충분 섭취자의 비율은 WHO 권장 기준의 약 1/3 수준에 그친다. 반면에 당류가 포함된 음료를 섭취하는 비율은 점점 증가하는 추세이며, 부족한 수분을 음료로 채우게 되면 이뇨 작용을 통해 더 심한 체내 수분량 감소 및 당분 과다 섭취로 인한 당뇨 등의 문제가 발생할 수 있다. 부족한 물 섭취는 당장은 큰 문제를 일으키지 않지만, 이러한 탈수 상태가 오래 유지하는 경우 만성 탈수 상태가 되거나, 고지혈증, 암, 콩팥 결석 등 심각한 질환으로 이어질 가능성이 높아진다. 또한, 물을 일일 권장량보다 과다하게 섭취할 경우, 저나트륨증으로 인한 두통, 호흡 곤란 및 심각한 경우 호흡곤란, 폐부종 등이 발생할 가능성 또한 존재한다. 이러한 문제 때문에, 현재 한국영양섭취기준에서 제시하는 일일 권장 물 섭취량은 순수한 물 섭취를 통해 정확한 양을 보충하는 것을 권장하고 있다.

Figure1

IT 기술의 발달로 인해 스마트폰 어플리케이션을 통해 건강관리가 대중화되면서 이러한 일일 권장 물 섭취량에 맞는 물의 음용을 위해 스마트폰을 이용해 일일 권장 물 섭취량을 기록할 수 있는 ‘물 마시기 어플’이 여럿 등장하며, 좋은 평가를 받고 있다. 정부에서도 한국수자원공사(K-water) 산하 My Water 홈페이지를 통해 ‘물 마시기 앱’을 홍보하는 등 문제 해결을 위해 IT 기술을 접목시키는데 관심이 뜨거운 상황이다. 이에 더 나아가, 미국의 킥스타터 ‘HydrateSpark’, ‘Equa’ 및 한국의 ‘8Cups’는 IoT 기술을 접목시켜 부착된 센서를 통해 음용량을 자동으로 측정하는 전용 텀블러를 개발해 크라우드 펀딩을 성공시키며 IoT를 활용한 물 섭취 관리 서비스의 지평을 열었다.

Figure2

하지만, 현재까지 시중에 등장한 기술은 1세대로 평가받으며, 많은 개선점이 존재한다. 첫 번째로, 전용 텀블러를 사용하는 데 대한 단점이 존재한다. 현재까지 발표된 스마트 기기는 전용 텀블러만을 사용해서 물을 마셔야 하고, 해당 텀블러에 다른 음료를 담을 수 없으며 온전히 물을 마시는 데만 사용된다는 것이다. 이는 사용자의 불편뿐만 아니라, 이미 보유하고 있는 컵이나 텀블러를 활용하지 못하고 전용 텀블러를 따로 사야 하기 때문에 환경 오염 및 경제적인 부분에서 문제가 있다. 두 번째로, 센서를 통한 측정 문제가 있다. 해당 텀블러의 센서가 물의 양을 측정하는 방식은 텀블러 내부에 바닥에서부터 올라오는 긴 수위 센서를 통해 수심을 측정하는데, 이 센서가 텀블러에 가운데에 길게 있다 보니 오작동 사례가 많은 것으로 조사되었다. 마지막으로, 앱스토어의 사용자 평가를 기준으로 분석해 보았을 때, 어플리케이션의 사용 편의성 및 UI, 연동성 문제 등 사용자 친화적인 부분에서 개선해야할 사항들이 다수 존재함을 확인하였다.

  • 기대효과

본 프로젝트를 통해 기존 1세대 기기에 대한 개선 사항을 적용한 수분 섭취량 측정 IoT 하드웨어 모듈 및 전용 어플리케이션을 제안한다. 제안하고자 하는 개선된 하드웨어 측정 모듈은 전용 텀블러가 필요하지 않고 기존 사용하던 텀블러나 컵에 부착 가능한 모델이다. 이 모델은 새로운 전용 텀블러 제작에서 발생하는 환경 오염을 방지할 수 있다. 또한, 가볍고 작은 크기와 기존에 사용하던 컵과 텀블러에 대한 호환성을 통해 경량성과 모듈성의 장점을 확보할 수 있다. 또한, UX를 고려한 어플리케이션 디자인을 통해 다양한 계층의 소비자들에 대한 편의성을 제공한다면, 본 프로젝트에서 제안하는 수분 섭취량 측정 모듈 및 전용 어플리케이션은 IoT를 사용한 건강 모니터링 상품으로서의 충분한 시장 경쟁성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

개발 과제의 목표 및 내용

  • 목표

다양한 규격의 텀블러에 탈 부착할 수 있고 수분섭취량을 측정하여 전송할 수 있는 하드웨어 모듈을 설계할 것이다. 텀블러에 안정적으로 부착할 수 있도록 경량화 하여 설계한다. 또한, 텀블러 부착 모듈과 연동하여 사용할 수 있는 어플리케이션을 개발하여 수분 섭취량을 추적하고 관리할 수 있는 기능을 제공하고자 한다.

  • 내용

1) 텀블러에 부착 가능하며 수분 섭취량을 계산할 수 있는 모듈 제작

탈부착 메커니즘
일반적으로 텀블러의 바닥 지름은 6.5~7.5cm로 다양하다. 다양한 규격의 텀블러에 안정적으로 부착할 수 있도록 여러 메커니즘 고려하여 설계할 것이다. 또한, CAE 구조 해석을 통해 가장 안전계수가 높은 메커니즘을 선정하여 텀블러 탈 부착 모듈을 구현하고자 한다.
Figure 3, 4
용량 측정 및 데이터 전송
용량 측정 방법
사용자가 섭취한 수분량을 추적하기 위해 텀블러 부착 모듈에서는 주기적으로 텀블러 내의 용량을 측정해야 한다. 내용물의 용량 측정에는 수위 센서, 압력 센서, 로드셀 무게 센서 등을 이용할 수 있다. 여러 종류의 센서 중에서 크기와 가격, 정확도를 고려하여 가장 효율적인 센서로 선정하여 설계하고자 한다. 또한, 수분 섭취 중인 상황과 일반적인 상황을 판단하기 위해 3축 가속도 센서를 이용하는 것을 고려하고 있다.
데이터 전송 방법
텀블러 부착 모듈에서 측정한 수분 섭취량을 저장하기 위해 어플리케이션과 통신이 필요하다. 텀블러의 특성 상 잦은 배터리 충전이 어렵고 완충 시 오랜 시간동안 사용할 수 있어야 사용자의 편의성이 높아진다. 따라서 연결이 간편하고 전력 소모량이 낮은 저전력 블루투스 (Bluetooth Low Energy, 이하 BLE)를 사용할 예정이다.
Figure 5

2) 부착 모듈과 연동할 수 있는 어플리케이션 개발

사용자 수분 섭취량 추적
사용자의 일일 권장 수분 섭취량을 사용자가 직접 설정할 수 있고 일일 수분 섭취량을 모니터링할 수 있다. 수분 섭취량 추적은 자동 및 수동으로 이루어진다. 자동 수분 섭취량 추적은 텀블러 부착 모듈을 활용하여 측정된 섭취량을 기반으로 관리된다. 텀블러 부착 모듈로 측정이 되지 않은 수분 섭취에 대해서는 사용자가 직접 입력할 수 있다.
수분 섭취 알림
사용자가 원하는 주기로 수분 섭취 알림을 설정할 수 있다. 사용자에게 부족한 수분 섭취량을 알려주고 능동적으로 수분 섭취를 할 수 있도록 보조한다.
사용자 수분 섭취 통계
사용자의 주간, 월간, 연간 수분 섭취량 통계를 확인할 수 있다. 또한 사용자의 개인 목표 혹은 기본 목표를 바탕으로 목표 달성 배지 등을 표시하여 사용자에게 수분 섭취에 대한 동기 부여를 제공한다.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

  • 가. State of the art
수분 섭취량 자동 측정 텀블러
현재 실제 시장에 출시되어 있는 스마트 수분 측정 텀블러는 전부 수분 측정 기록을 위해 Bluetooth 연동 애플리케이션이 필요한 전용 측정기기이다. 또한, 스마트 텀블러 내부의 수위 센서 및 배터리 등 측정을 위한 전자제품은 모두 built-in 방식으로, 제공되는 텀블러에 내장형이다. 이 방식은 컵 내부에 센서들과 원활한 통신 가능 및 다양한 센서를 사용할 수 있고, 물을 담는 컨테이너의 크기가 미리 정의되어 있으므로 물의 양 측정이 용이하다는 장점을 가지고 있다.
적외선 센서 사용
텀블러 내부 컨테이너에 적외선 발광부와 수광부를 평행하게 설치해서 물이 있을 경우 수광부에서 받아들이는 빛의 세기가 약해지는 것을 이용해서 물의 높이를 측정하는 기술을 사용한 텀블러이다. 이는 텀블러 내부에 물에 직접 닿는 센서가 없기 때문에 비교적 침수로부터 안전하다는 장점이 있다.
Figure 8
센서 스틱 이용
텀블러 내부 중앙에 물이 닿는 곳에 긴 센서 스틱을 설치해서 이를 통해 수위를 측정하고, 물의 양을 계산하는 방식이다. 이러한 방식은 텀블러의 뚜껑 및 바닥 두 부분 중 선택해서 설치할 수 있고, 측정이 직관적이고 정확하다는 장점이 있다. 하지만, 센서 부분이 물에 직접 닿는 방식이므로 방수가 완벽하지 않으면 센서부가 침수될 수 있다는 단점이 있다.
Figure 9
로드셀 이용
텀블러 하단에 설치된 로드셀 센서를 이용해 물의 무게를 측정해서 물의 양을 측정한다. 수위를 측정하는 다른 제품들과 달리 무게를 측정하는 비교적 간단한 방법으로 물의 양을 측정하고, 무게가 작용하는 하단만 측정하면 되기 때문에 사용하는 센서의 개수를 줄여 크기를 작게 만들 수 있는 것이 장점이다.
Figure 10
어플리케이션
사용자 기록형
전용 기기가 필요하지 않고, 애플리케이션 독립적으로 사용 가능하며, 사용자가 직접 통합 헬스케어 어플리케이션 혹은 수분 섭취 기록 어플리케이션에 수분 섭취량을 물을 섭취할 때마다 기록한다. 보통 1컵(0.25L) 혹은 1병(0.5L) 단위로 기록하며, 기록양은 커스터마이징이 가능하다. 목표 물 섭취량의 경우 사용자가 설정하거나 사용자의 체중, 신장 등의 정보를 입력하면 자동으로 목표를 설정해 주는 기능을 선택할 수도 있다. 또한, 사용자가 꾸준히 물을 마실 수 있도록 목표 달성 시 보상을 설정해 동기부여를 제공한다.
연동 스마트기기와의 자동 동기화형
수분 섭취 자동 측정 텀블러에 연동되는 전용 애플리케이션으로, 해당 텀블러를 통해 물을 섭취하면 자동으로 섭취량이 기록된다. 또한, 연동된 전용 기기의 장점으로, 섭취한 수분이 부족하거나 물을 마실 시간이 되면 기기의 led를 점등하는 등 사용자에게 알리는 기능이 있다. 이외에는 다른 헬스케어 어플리케이션과 동일하게 작동하지만, 사용자가 물을 마실 때 마다 앱에 기록해야 하는 번거로움이 줄어든다. 반면, 연동된 기기의 센서 성능에 따라 사용자 기록형 보다 낮은 정확도를 보이는 것이 단점이다.


  • 나. 기술 로드맵

Figure 11

Bluetooth LE
2010년에 발표된 Bluetooth 4.0에서 처음으로 Bluetooth low energy 프로토콜이 포함되었다. 대폭적으로 소비 전력을 낮춰 Bluetooth SIG (Special Interest Group) 공개자료에 의하면 버튼형 전지 1개만으로도 수년간 구동이 가능하다. 가전제품 등에 탑재된 센서와의 데이터 통신을 염두에 두고 만들어진 사양이다. 이후 마이너 버전 업데이트에서는 기존 성능을 개선시키고 장래 사물 인터넷을 위한 특징들을 포함시켰다.

2016년, 사물인터넷 기술에 초점을 맞춘 Bluetooth 5가 발표되었다. 사물인터넷 기술 외에 데이터 전송 성능도 향상되었다. 이후 2019년, 2020년 마이너 버전 업데이트를 발표하며 지속적으로 성능이 개선되고 있다.

헬스케어 & ICT 융합
아래 표는 헬스케어 & ICT 융합 기술의 동향 변화이다.
Table1
스마트 보틀
센서를 기반으로 수분 섭취량을 추적할 수 있는 스마트 보틀은 2016년도부터 등장하기 시작했다. 수위 센서, 적외선 센서 등을 활용해 수분 섭취량을 계산하고 어플리케이션과의 연동을 통해 수분 섭취량을 추적한다.



  • 다. 특허조사

Table 2

  • 라. 특허전략
현재 수분 섭취량을 자동으로 추적할 수 있는 스마트 텀블러 및 연동 어플리케이션에 관한 특허는 존재하나 해당 특허들은 모두 수분 섭취량 추적 기능이 텀블러에 내장되어 있다. 본 프로젝트에서는 수분 섭취량 추적 기능만을 수행하는 부착 모듈과 연동 어플리케이션을 개발함으로써 사용자가 기존에 사용하던 텀블러와의 결합을 통해 스마트 텀블러의 기능을 그대로 사용할 수 있기 때문에 신규성을 충분히 얻을 수 있다고 판단된다.

시장상황에 대한 분석

  • 가. 경쟁제품 조사 비교
스마트 텀블러(기기)
Table 3
HidrateSpark
HidrateSpark 사는 센서 및 배터리 종류에 따라서 제품군을 분류하고 있으며, PRO 모델의 경우 1회 충전 시 14일 이상 사용이 가능한 충전식 배터리를 사용하고 로드셀 센서로 수분 섭취량을 측정한다. 일반 모델(HidrateSpark 3)의 경우, 동전 배터리(CR2477)를 사용하며 배터리의 지속 시간은 사용 환경이나 빈도에 따라 달라지나 일반적으로 한 달 이상 사용 가능하다. 이 두 제품군은 모두 스마트폰 뿐만 아니라 스마트워치 어플리케이션도 제공하고, 센서부에 대한 방수는 지원하지 않아 세척 시 분리하여 세척해야 한다. 해당 사는 비교 제품군 중 가장 합리적인 가격을 제시하며, 소비자에게 제품의 분류에 따른 선택권을 제공한다.
8CUPS
8CUPS 사는 비교 제품군 중 유일하게 생활방수를 지원한다, 정확한 IPX 등급은 제품 상세 제원에 명시되어 있지 않으나, 센서가 텀블러 내부에 위치해 있어 원천적으로 물과의 접촉이 차단된다. 해당 제품의 배터리는 무선 충전을 지원하며, 또한 해당 제품은 설거지 모드를 지원하여 해당 모드에서는 텀블러가 수분 섭취량을 기록하지 않는다. 사용자의 수분 섭취량 측정은 8CUPS 사에서 특허로 출원한 적외선 수위 측정 센서로 이루어진다. 해당 제품은 99,000원으로 높은 가격대를 형성하지만, 런칭 당시 도전 과제를 통해 사용자에게 최대 20,000원을 환급해주는 프로모션을 진행하였다.
EQUA
EQUA 사의 제품은 155,000원으로 비교 제품군 중에서 가격대가 가장 높다. 또한 무게도 726g으로 무거워 외부 활동 시 휴대하기에는 적합하지 않다. 하지만 이 제품은 현재 별도의 특허로 존재하지 않는 독자적인 수분 섭취 추적 센서를 사용한다. 해당 수분 섭취 추적 기술의 정확도에 대한 사용자들의 평가는 긍정적이나, 텀블러의 외부 재질이 벗겨지는 등 고질적인 문제에 대한 부정적 평가도 이어지고 있다.
수분 섭취량 추적 어플리케이션
Table4
  • 나. 마케팅 전략
시장 조사
HidrateSpark社 펀딩 동향
Figure 12
위 도표는 2014년부터 2020년까지 HidrateSpark 사에 유치된 투자 금액 기록으로 막대 위 숫자는 해당 년도까지의 총 투자 금액을 나타낸다. 투자 금액은 2014년 2만 8천 2백 달러를 시작으로 점진적으로 증가하다 2018년과 2019년에 각각 2백 십만 달러, 2백 2십만 달러를 달성했다. 2020년에는 전 년도의 3분의 1인 7십만 7천 달러로 감소했으나 코로나 팬데믹 상황으로 인한 투자 시장의 전체적인 침체와 텀블러 시장의 지속적인 성장세를 고려했을 때, 스마트 텀블러 시장의 성장 역시 긍정적으로 전망된다.
SWOT 분석
Strengths
프로젝트를 통해 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 추가적인 전용 텀블러 구매 없이 사용자가 기존에 보유하고 있는 텀블러에 부착하여 사용할 수 있다. 또한, 전용 스마트 텀블러를 제작하는 데 소요되는 비용보다 낮은 비용으로 텀블러 부착 모듈을 제작할 수 있으므로 가격면에서 높은 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.
Weaknesses
3D 프린터를 이용하여 텀블러 부착 모듈을 출력하고자 한다. 하드웨어 제작에 사용할 수 있는 재료에는 제약이 있으므로 내구도 문제와 파손 가능성이 있을 수 있다. 따라서 2가지 이상의 프로토타입을 제작하고 성능 평가와 보완을 반복하여 내구도 문제를 개선하고자 한다.
부착 장치로 인해 외관상 보기 안 좋다고 생각할 수 있고 부착 메커니즘에 따라 번거롭다고 느껴질 수도 있다. 이러한 점들을 고려하여 부착 메커니즘으로 사용할 수 있는 다양한 기술들을 조사하고 모델링하여 비교하여 최적의 메커니즘을 선정할 것이다. 또한, 텀블러 바닥과의 크기 차이가 작도록 하드웨어의 크기를 소형화 하고자 한다.
Opportunities
현재 수분 섭취량을 관리하기 위한 스마트 텀블러과 같은 특허는 일부 존재하고 있으나 텀블러에 부착하여 사용하는 모듈에 대한 특허는 없는 상황이다. 또한, 맞춤형 헬스 케어에 대한 관심이 증가하고 IoT에 대한 투자도 증가하고 있으므로 가격이 낮은 텀블러 부착 모듈은 기존 스마트 텀블러 시장에서 경쟁력이 있을 것으로 예상한다.
Threats
경쟁 상품으로 스마트 텀블러와 연동 어플리케이션이 있다. 경쟁사 대부분 2010년 대부터 제작을 시작하여 높은 기술력을 가지고 있으므로 기존 스마트 텀블러에 비해 정확도와 성능 면에서 부족할 수 있다. 또한, 스마트 텀블러에 대해 관심을 가지고 있는 사람이 적어 구매 수요를 확인하는 것에 어려움이 예상된다.
STP 전략
Segmentation
인구 통계적 구분과 행동적 구분을 기준으로 시장을 세분화하였다. 인구 통계적으로 시장을 세분화하면, IoT와 전자기기 사용에 능숙한 20~30대 세대와 전자기기 사용에 어려움이 없는 40~50대 세대를 고객층으로 설정할 수 있을 것이다.
행동적 구분을 바탕으로 시장을 세분화하며, 건강 관리에 관심이 많은 사람, 텀블러 사용자, 수분 섭취 어플리케이션 사용자를 고객층으로 설정할 수 있다.
Targeting
부분 시장을 구체화하면, 건강 관리에 관심이 많고 전자 기기를 사용하는 것에 어려움이 없으며 텀블러를 자주 사용하는 사람을 대상으로 하는 시장과 수분 섭취량 추적 어플리케이션을 사용해 본 경험이 있는 사람을 대상으로 하는 시장으로 선별할 수 있다. 선별된 세분시장에 대해 차별화 전략 활동을 전개할 것이다.
Positioning
Figure 13
현재 텀블러 부착 모듈을 판매하는 브랜드는 없는 상황이므로 기존 스마트 텀블러 시장을 나타냈다. 기존 브랜드는 8만원에서 15만원까지의 가격대를 형성하고 있으며 대부분 수분 섭취량 관리 어플리케이션을 함께 제공하고 있다. 또한, LED를 이용하여 사용자에게 수분 섭취할 시간을 알려주는 기능을 한다. 각 제품의 제공 기능, 무게, 장단점을 바탕으로 종합 성능을 비교했을 때 모두 비슷한 수준의 성능을 보인다고 판단하였다.
대부분의 소비자가 가격은 낮지만 성능은 좋은 제품을 원할 것으로 예상할 수 있다. 프로젝트에서 제작하고자 하는 텀블러 부착 모듈은 기존 스마트 텀블러에서 사용할 수 있는 기능들을 제공할 수 있다. 따라서 성능은 유사하지만 낮은 가격을 책정하여 기존 스마트 텀블러 시장에서도 경쟁력을 가질 수 있을 것이다.
기존 스마트 텀블러 보다 저렴한 가격으로 동일한 기능을 제공하는 제품으로 업그레이드할 수 있음을 강조하는 방향으로 마케팅을 진행하고 연동 어플리케이션의 편의성과 만족도를 높여 어플리케이션 사용자가 텀블러 부착 모듈을 구매하도록 유도할 것이다.

개발과제의 기대효과

가. 기술적 기대효과

내용

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

내용

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

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관련사업비 내역서

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완료작품의 평가

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향후계획

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특허 출원 내용

내용