스마트워치는 작동에 필요한 기본 하드웨어 외에도 수면, 건강 및 활동, 스트레스, 제스처, 위치 등을 추적하는 몇 가지 중요한 센서를 탑재하고 있습니다. 여기에는 자이로스코프, 가속도계, GPS, 심박수 센서 등이 포함됩니다. 이 글에서는 스마트워치에 탑재된 모든 센서와 그 장단점에 대해 살펴봅니다.
스마트워치 내부에 있는 센서에 대한 모든 것
목차
하리아나 주 야무나 나가르 출신의 34세 남성, 불만 에너지 저하와 가슴 통증에 대해 불평했습니다. 일반적인 상황이라면 누구나 휴식을 취해 기분이 나아지기를 바랄 테지만, 그는 Apple Watch를 소지하고 있었습니다. 그는 즉시 심전도 센서를 사용해 이상 징후를 감지하고 의료진의 도움을 요청했고, 나중에 동맥이 99% 막혔다는 사실을 알게 되었습니다.
이 사례는 웨어러블 기술이 얼마나 발전했는지를 보여줍니다. 눈에 보이는 것은 화려한 미학이지만, 그 속을 들여다보면 센서가 혁신의 원동력입니다. 다음은 시중에 판매되는 스마트워치에서 볼 수 있는 몇 가지 중요한 센서와 그 작동 방식입니다.
시작하기 전에 모든 시계에 모든 센서가 있는 것은 아니라는 점에 유의하세요. 시계의 가격, 대상 고객, 제조업체의 의도에 따라 다릅니다. 제조업체의 웹사이트, 제품 목록 페이지 또는 사용 설명서에서 스마트워치에 어떤 센서가 있는지 확인할 수 있습니다.
1. 가속도계
대부분의 피트니스 밴드와 웨어러블은 기본적으로 가속도계로 작동합니다. 가속도계는 다음과 같은 기능을 하는 센서입니다. 몸의 움직임을 추적하는 센서입니다. 일정 기간 동안 걸은 걸음 수를 세어 몸의 움직임을 추적합니다.
동시에 이 센서는 수면도 추적합니다. 이 센서는 수면 중 사용자의 움직임을 추적합니다. 그런 다음 수면 패턴에 대해 자세히 알아보고 수면 습관을 효과적으로 개선할 수 있는 정보를 제공합니다.
가속도계는 움직임이나 기울이기 동작으로 인한 중력에 의한 가속도를 감지하거나 측정하는 MEMS 기반 회로입니다. 부착된 기기의 가속도 또는 이동 속도를 측정할 수 있습니다. X, Y, Z 축의 움직임을 측정할 수 있습니다.
유일한 단점은 정확성이 의심스럽다는 것입니다. 괜찮은 품질의 웨어러블 기기를 사용하지 않는 한 말이죠. 연구에 따르면 수면 트래커의 정확도는 78%에 불과한 것으로 나타났습니다. 그리고 사람들이 잠드는 데 걸리는 시간을 추정할 때는 정확도가 38%에 불과했습니다.
2. 자이로스코프
스마트워치의 자이로스코프 센서 각속도를 측정합니다.. 즉, 직선 모션 감지를 넘어 다른 모든 움직임까지 고려합니다. 3축 자이로스코프와 3축 가속도계 센서를 결합하여 6도 모션 트래킹 시스템을 구현합니다.
두 센서는 몸의 움직임, 중력, 속도를 추적하여 다음을 수행합니다. 동작과 제스처를 감지합니다.. 자이로스코프는 동작을 감지하고 정확하게 추적하는 데 사용됩니다. 자이로스코프는 한 활동을 다른 활동과 구분하는 데 매우 유용합니다.
예를 들어, 스마트워치의 대부분의 활동 감지 기능은 자이로스코프를 사용하여 사용자의 활동을 감지한 다음 조깅 중인지 달리기 중인지 식별합니다. 시계가 어떻게 손의 움직임만 활동으로 감지하지 않는지 궁금한 적이 있다면 자이로스코프 때문입니다.
3. 자력계 또는 나침반
자력계는 자력계의 다른 이름일 뿐입니다. 나침반. GPS 좌표와 연동하여 현재 서 있는 정확한 위치와 방향을 파악할 수 있습니다.
자기장의 크기(강도)와 방향을 모두 감지하여 좌표 공간에서 사용자의 정확한 위치를 감지합니다.
4. 기압 센서
기압 센서는 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 고도 감지 고도를 감지할 수 있습니다. 이 데이터는 하이킹이나 등산과 같은 활동을 할 때 매우 유용합니다.
고도 데이터는 시계에서 측정한 다른 데이터와 함께 사용되어 상태를 파악하고 필요한 정보를 제공합니다. 예를 들어, 기기는 이 센서를 사용하여 더 높은 고도로 이동할 때 SpO2 수치가 감소하는지 확인할 수 있습니다.
5. 체온 센서
스마트워치의 체온 센서는 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 피부 온도 측정. 이는 체온의 미세한 변화를 감지하는 데 사용됩니다. 이를 통해 열이 나기 직전인지 여부에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 이 센서는 생리 주기를 감지하는 데도 도움이 될 수 있습니다.
온도 센서가 있는 스마트워치는 현재 피부의 온도만 측정할 수 있습니다. 내부 체온을 측정하는 능력은 아직 제한적입니다. 피부 온도를 측정하더라도 외부 요인이 측정값에 영향을 미칠 수 있습니다.
이 기능은 최근에 저가형 스마트워치에 추가되었기 때문에 대부분의 일반 브랜드와 OEM은 가짜 온도 센서를 포함하여 이 기능을 활용합니다.
6. 심박수 모니터
심박수 모니터는 스마트 워치가 불티나게 팔리는 주요 이유입니다. 이름 그대로 맥박을 감지하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 스마트워치는 광혈류 측정법(PGP) 센서를 사용할 수 있습니다. 작동 방식에 대한 간단한 설명은 다음과 같습니다:
녹색광은 우리 혈액의 색인 빨간색에 강하게 흡수됩니다. 맥박이 혈액의 양에 리드미컬한 변화를 일으키면 피부의 붉은 기에도 변화가 생깁니다. 따라서 녹색 불빛은 반사되는 빛의 양을 측정하여 혈액의 변화를 감지합니다. 이것이 바로 맥박이 감지되는 방식입니다.
물론 최고급 스마트 워치의 정확도는 매우 높지만 가슴에 착용하는 심장 모니터만큼 정확하지는 않습니다.
Apple Watch와 같은 기기는 낮은 심박수나 높은 심박수 또는 불규칙한 심장 박동을 식별하여 심장 건강에 이상이 있는 것을 감지합니다. 이 장치는 정보를 제공할 뿐 의료 전문가를 방문하도록 제안할 뿐 추론은 제공하지 않습니다.
7. 산소 포화도 측정 센서
팬데믹이라는 매우 불행한 시기에 필수품으로 여겨지지만 대부분의 가정에서 발견되는 의료 기기가 하나 있다면 바로 맥박 산소 측정기입니다. 이 센서는 다음을 이해하는 데 도움이 됩니다. 혈중 산소 농도 스마트워치를 통해 확인할 수 있습니다.
헤모글로빈은 산소를 운반하는 적혈구에 존재하는 단백질입니다. 헤모글로빈에는 포화 헤모글로빈(산소로 가득 찬 상태)과 불포화 헤모글로빈(산소가 부족하여 가득 차 있지 않은 상태)이 있습니다. 포화 헤모글로빈과 불포화 헤모글로빈은 서로 다른 양의 적색광을 흡수합니다.
시계를 손목에 차고 있으면 시계는 가시광선인 적색광과 적외선을 피부를 통해 투과시킵니다. 이제 두 가지 헤모글로빈 ‘유형’의 빛 흡수 비율을 측정하고 비교합니다. 따라서 이 비율 비교를 통해 혈중 헤모글로빈이 얼마나 포화 상태인지, 얼마나 포화되지 않았는지 파악할 수 있습니다.
그러나 특히 의료적 조치가 필요한 상황에서는 스마트워치에서 제공하는 기능에만 의존하지 말고 의학적으로 인증된 맥박 산소 측정기를 함께 휴대하는 것이 좋습니다.
8. 주변 광 센서
스마트폰과 마찬가지로 스마트 워치에는 주변 광 센서가 포함되어 있습니다. 디스플레이의 밝기를 자동으로 조정합니다.. 이 센서는 주변 조명을 감지하여 화면의 밝기를 적절한 수준으로 조정합니다.
이는 기기의 배터리를 절약하는 데도 도움이 됩니다. 하지만 무엇보다도 이 센서는 어두운 환경에 있을 때 화면의 빛이 눈을 찌르는 것을 방지합니다! Moto 360은 주변광 센서를 탑재한 최초의 Wear 스마트워치입니다.
9. 고도계 센서
고도계 센서는 높이의 변화를 감지하는 데 도움이 됩니다. 여기에는 주로 사용자가 계단을 오르거나 경사면을 내려가는 경우가 포함됩니다. 이 센서는 다음에도 도움이 됩니다. 고도 변화 감지 를 사용하면 칼로리 소모율이 크게 향상됩니다.
이와 같은 센서는 거리, 속도, 방향과 같은 기본 데이터만 계산하지만 고도 데이터와 같은 세부적인 정보를 제공합니다.
10. 생체 임피던스 센서
생체 임피던스 센서는 피부가 제공하는 저항을 측정합니다. 모든 양의 전기에 대해. 소량의 전류는 시계 하단에 있는 배터리 충전 전극을 통해 피부로 전달됩니다.
이러한 전류에 의해 구동되는 측정값은 수면, 심박수 및 호흡 데이터를 측정하는 데 사용됩니다. 활동량이 적거나 무기력하다는 알림을 받으면 생체 임피던스 센서의 탓으로 돌리세요. 시계에 물 알림 기능도 함께 제공된다면 생체 임피던스 센서가 있기 때문에 가능한 일입니다.
모르는 분들을 위해 삼성 갤럭시 워치 4에는 혈압, 불규칙한 심장 박동(AFib), 혈중 산소 및 체성분 측정에 도움이 되는 BIA 센서가 함께 제공됩니다.
11. 근접 센서
근접 센서는 사용자가 장치를 사용하고 있는지 여부를 시계에 알려줍니다. 다음과 같은 기능을 제공합니다. 물체 감지 또는 멀리서 손을 대지 않고도 감지할 수 있습니다.
장치를 사용하지 않을 경우 이 센서는 배터리를 절약하고 시계를 절전 모드로 전환하는 데 도움이 됩니다. 이 센서는 화면을 끄거나 켜는 데도 사용됩니다. 손을 흔들어 전화를 받거나 거절하고, 화면을 끄는 등의 일부 제스처는 스마트워치의 근접 센서를 사용합니다.
12. 방향 센서
오리엔테이션 센서는 주로 기기의 방향을 주로 감지합니다.. 이 센서는 스마트워치를 올바른 방향으로 착용할 수 있도록 도와주는 매우 기본적인 센서입니다. 그렇지 않은 경우 이 센서는 방향과 관련하여 디스플레이 내용을 자동으로 수정하는 데 도움이 됩니다.
13. 보수계
모든 웨어러블 디바이스에 탑재된 가장 기본적인 센서는 만보계입니다. 만보계는 가속도계 데이터를 사용하여 사용자가 걸은 걸음 수를 계산하므로 하루가 끝날 때 걸음 수를 제공합니다.
10,10,000보 걷기는 개인에게 건강한 습관으로 간주되는 경우가 많은데, 만보계는 이를 달성하는 데 도움을 줄 수 있습니다!
14. 칼로리 카운터
칼로리 카운터는 가속도계가 감지한 신체의 움직임을 사용하는 스마트 워치의 보조 구성 요소입니다. 칼로리 데이터는 활동의 효과를 파악하는 데 매우 중요합니다.
이는 체중 관리나 가장 효율적인 활동을 선택하는 데 큰 도움이 됩니다. 이러한 스마트 워치의 일부 컴패니언 앱을 사용하면 체중 목표를 설정하고 주로 칼로리 데이터를 사용하여 동기를 부여하고 목표를 향해 나아갈 수 있습니다!
15. 심전도 센서
심전도 또는 심전도는 심장의 리듬과 전기적 활동을 확인하기 위한 간단한 검사입니다. 검사 결과는 심장에 문제가 있을 수 있는 경우 정보를 제공할 수 있습니다. 이러한 문제에는 흉통, 관상동맥 질환 또는 심장마비 가능성이 포함됩니다.
손가락 끝을 전극에 대면 손가락에서 심장, 그리고 손목으로 이어지는 폐쇄 회로가 만들어집니다. 이 폐쇄 회로를 통해 시계는 심장 박동을 일으키는 모든 전기 자극을 기록할 수 있습니다. ECG 센서는 Apple Watch의 핵심 판매 포인트입니다.
심전도 센서의 정보는 매우 중요할 수 있으며, 이상적으로는 즉각적인 의료 지원을 받아야 합니다. 따라서 오경보를 방지하기 위해 Apple Watch의 ECG 센서는 데이터 일관성을 위해 불규칙성을 여러 번 확인합니다.
유일한 단점은 심전도 센서가 있는 스마트워치는 가격이 비싸서 더 많은 비용을 지불해야 한다는 것입니다! 심전도 기능이 있는 인기 있는 스마트워치는 Apple Watch 시리즈 7, 삼성 갤럭시 워치 4, 핏비트 차지 5 및 센스 등이 있습니다.
16. 제스처 센서
스마트 워치는 다음과 같은 몇 가지 멋진 기능도 제공합니다. 제스처를 감지하여 제어 음악 재생 및 전화 수락 또는 거부를 제어할 수 있습니다. 이는 스마트워치에 제스처 센서가 있기 때문에 가능합니다. 일부 스마트워치는 제스처 센서를 사용하여 사용자 지정 제스처 컨트롤을 추가할 수 있는 옵션도 제공합니다.
17. 자외선 센서
일부 스마트 워치는 노출되는 햇빛이 유해한지 여부를 감지하는 데 도움을 줍니다.
이러한 센서에는 주로 포토다이오드라고 하는 빛에 민감한 소자가 있습니다. 센서에 빛이 입사되면 포토다이오드가 전자를 여기시켜 전류를 발생시킵니다. 전류 반응은 빛의 세기에 정비례합니다.
18. 전극 활동 센서(EDA)
EDA(전기 피부 활동) 센서는 핏비트 스마트워치에 가장 최근에 추가된 기능입니다. It 스트레스 측정에 도움을 줍니다. 심전도, 피부 온도, 심박수 센서의 데이터를 결합하여 스트레스를 측정할 수 있습니다. 일부 스마트워치는 수면 데이터도 고려합니다.
피부의 땀 수준에서 발생하는 미세한 전기적 변화를 감지하여 스트레스 수준을 파악하는 데 도움을 줍니다. 따라서 전류가 감지된 다음 디지털 출력으로 변환됩니다.
19. 피부 전도도 센서
피부 전도도 센서는 다음과 같은 것을 계산하는 데 도움이 됩니다. 갈바닉 피부 반응 – 주로 땀에서 볼 수 있는 발달을 감지하여 감정적 스트레스 수준을 인식하는 데 도움이 됩니다. 또한 하루 동안 소모한 칼로리 수를 계산하는 데에도 사용됩니다.
시계의 전극은 피부의 이러한 변화에 매우 민감하기 때문에 이러한 센서는 땀샘 내의 변화를 감지합니다.
20. 스마트워치의 GPS 센서
요즘은 스마트워치에서도 GPS 센서를 사용할 수 있습니다. 휴대폰과 마찬가지로 활동 중 방향을 안내하고 거리를 측정하는 데 도움이 됩니다. 스마트워치가 독립적으로 내비게이션 데이터를 제공하는 기능은 많은 사람들에게 매우 편리합니다.
GPS 스마트워치가 있으면 달리기, 걷기, 자전거 타기, 등산 등의 활동을 하는 동안 경로, 이동 거리, 속도를 추적하고 지도를 만들 수 있습니다. 또한 하이킹이나 트레킹 중 고도를 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.
일부 스마트워치는 고도계를 사용하여 다양한 높이에서 기압 변화를 측정하여 실시간 고도 변화를 제공하고 위치를 정확하게 추적합니다. 또한 경로의 3차원 지도를 만드는 옵션도 있습니다.
마무리
스마트워치에 가장 많이 사용되는 20가지 센서를 소개했습니다. 이 기사가 유익하고 흥미로운 정보가 되었기를 바랍니다. 센서에 대해 더 자세히 알아보려면 위에 링크된 관련 기사 및 자세한 내용을 모두 읽어보세요. 앞으로도 웨어러블 기술 분야의 최신 소식을 놓치지 마세요.
