아이폰 수면분석 원리 - aipon sumyeonbunseog wonli

현대인의 피로 원인 중 하나로 적절하지 못한 수면 패턴을 언급할 수 있다. 수면은 우리의 피로에 중요한 요소이지만, 스스로 파악하는 것이 어렵다. 이에, 수면 패턴을 스스로 분석하고 사용자에게 보여줄 수 있는 다양한 '수면 앱'이 등장했다.

글로벌 테크 기업 애플도 모바일 기기에 수면 패턴 분석 앱을 기본적으로 탑재해둘 정도로 매우 큰 인기를 끌고 있다.

그런데, 수면 상태를 알려주는 앱은 어떤 원리로 우리의 수면 패턴을 분석하는 것일까? 그리고, 수면 앱의 패턴 분석 정확도는 어느 정도일까? 함께 알아보도록 하자.

1) 수면 앱의 원리
수면 앱의 원리는 ‘흔들림’에 있다.

우리가 사용하는 스마트폰에는 가속도 센서가 존재한다. 가속도 센서는 사용자의 움직임을 감지하여 그에 맞는 다양한 반응을 수행할 수 있도록 설계되었다.

수면 앱은 배게 아래나 그 주변에 휴대폰을 둔 상태에서 실행하게 된다. 이때, 휴대폰에 탑재된 가속 센서와 마이크를 기반으로 사용자의 뒤척임에 따라 가속도 센서에서 데이터를 만들어낸다. 그리고, 이 과정에서 생성된 데이터를 이용해 수면 패턴을 분석한다. 더불어 최근에는 코 고는 소리도 감지해 수면 패턴을 파악하기도 한다.

이 모든 데이터를 갖고 앱이 자체적으로 딥러닝을 통해 수면 패턴을 분석하게 된다.

2) 뒤척임과 수면의 질은 상관관계가 있을까?
결론부터 말하자면, 상관이 있다.

우리가 흔히 수면 연구를 할 때 ‘수면 다원 검사’를 진행한다. 수면 다원 검사는 아래 사진과 같이 수많은 센서를 부착한 채로 검사를 진행해, 검사 과정이 제법 번거롭다.

이 때문에 수면 시 뒤척임을 분석한 수면 패턴 분석 방법이 등장했다. 수면 다원 검사의 번거로움을 없애면서 근사한 결괏값을 추정하는 방법이다.

이후, 우리가 스마트폰이나 기타 디바이스로 손쉽게 측정할 수 있는 모션 데이터로 수면의 질을 어느 정도 파악할 수 있다는 것을 과학적 연결고리가 탄생했다. 현재까지 많은 수면 앱이 이를 활용한다.

3) 신뢰할 만한가?
2019년 5월 25일 자 KBS 뉴스 보도에 따르면, 아주대병원 연구진이 뇌파로 수면 상태를 정확하게 측정하는 수면 다원 검사와 수면 앱 7개를 비교 분석했다. 분석 과정에서 수면 앱이 측정한 수면 시간은 거의 정확한 것으로 확인됐다.

그러나 잠이 깬 상태를 일컫는 ‘각성 시간’은 수면 앱에 실제보다 평균 35분 짧게 기록됐다는 결과가 나왔다. 이는 곧 각성 시간을 절반 가까이 놓친 셈이다.

다시 말해, 수면 앱이 얕은수면 상태는 제대로 잡아내지 못한다는 의미이다. 실험에서 얕은 수면 시간 80%를 놓쳤고, 깊은 수면을 실제보다 길다고 측정했다. 얕은 수면일 때도 뒤척이는 등의 움직임이 없으면 수면 앱은 깊은 잠으로 인식하기 때문이다.

또, 코골이 측정도 정확하지 않았던 것으로 확인되었다.

실제 코골이 시간은 평균 160분이었지만, 수면 앱이 측정한 시간은 67분에 불과했다. 스마트폰이 사용자와 멀리 떨어져 있을 때, 코 고는 소리를 제대로 감지하지 못한 탓이다.

결론적으로 수면 앱을 전적으로 신뢰하기 어렵다고 볼 수 있다. 수면 앱은 휴대폰에 내장된 센서로 우리의 뒤척임을 예측한다.

만약, 사용자가 침대를 사용하지 않고 바닥에서 잔다면, 앱으로 우리의 수면 질을 정확히 측정하는 것이 거의 불가능하다. 따라서 수면 앱이 높은 신뢰성을 갖고 있다고 보기에는 어렵다.