체중 감량을 위해 스마트워치의 칼로리 소모량만 믿고 식단이나 운동 계획을 세웠다가는 큰 낭패를 볼 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
대부분의 스마트워치는 손목에서 빛을 쏴 혈류 변화를 측정하는 ‘광용적맥파(PPG)’ 센서와 가속도계 등을 이용해 운동 중 심박수와 움직임을 측정한다. 이후 자체 알고리즘을 통해 사용자가 운동 중 에너지를 얼마나 소비했는지 추정치를 제시한다.
체중 감량을 목적으로 운동을 하는 사용자들은 이 추정치를 참고해 식단 계획을 짜는 사례가 흔하다. 스마트워치가 400 칼로리를 소모했다는 추정치를 제공하면, 이를 근거로 운동 직후 식단은 400 칼로리 이하로 구성하는 식이다.
스마트워치 칼로리 오차, 생각보다 크네
이와 관련, 미국 플로리다국제대 연구팀은 18~50세 성인 58명을 대상으로 스마트워치의 칼로리 소모량 추정치와 실제 에너지 소비량을 비교하는 연구를 진행했다.
연구 참가자들은 애플의 ‘애플워치 8’, 구글의 ‘핏빗 센스 2’, 삼성의 ‘갤럭시워치 5’, 가민의 ‘가민 포러너 955’ 등 네 개 종류의 스마트워치를 착용한 후 운동을 진행했다. 운동은 실내용 자전거를 활용해 10분간 중~고강도 운동을 반복하고, 운동 전후 5분 동안 휴식을 취하는 방식으로 이뤄졌다.
연구 결과, 대부분의 스마트워치는 참가자들의 소모 열량을 실제보다 많다고 추정하는 경향이 나타났다. 가민의 스마트워치는 참가자들이 평균 68.6 칼로리를 더 소모했다고 추정했고, 갤럭시워치의 추정치는 실제보다 56.7 칼로리, 애플워치는 21.6 칼로리 과대평가됐다.
구글 핏빗의 추정치는 실제값과의 차이가 평균 3.14 칼로리로 네 개 제조사 중 가장 뛰어난 것처럼 보였지만, 측정 결과 중 7건에서 실제값의 네 배가 넘는 비정상적 추정치를 제시하는 등 극단적인 오류를 제시했다.
체지방률 높을수록 오차 심해진다
스마트워치 추정 칼로리 소모량의 오차는 참가자들의 비만도에 따라 달라졌다. 오차의 범위는 체지방률이 높은 참가자들에게 더 크게 나타났던 것이다.
구체적으로 보면 참가자들의 체지방률이 1%p 올라갈 때마다 가민의 오차는 평균 2.58 칼로리, 삼성은 2.56 칼로리, 핏빗은 2.1 칼로리, 애플은 1.72 칼로리 늘어났다.
연구팀은 이런 결과가 나타난 이유로 스마트워치의 구조적 한계를 제시했다.
스마트워치는 칼로리를 직접 측정하는 것이 아니라, 심박수와 움직임, 신체 정보 등을 바탕으로 에너지 소비량을 추정하는 기기다. 특히 PPG 센서는 빛을 피부에 비추고 되돌아오는 신호를 읽는데, 비만 상태에서는 피부와 피하조직의 두께, 혈류 특성 등이 달라지면서 센서가 받는 광학신호가 약해질 가능성이 있다.
또 체지방률이 높을수록 시계를 착용하는 손목 주변 연조직 움직임이 커져 정확한 추정를 방해한 것으로 보인다. 스마트워치의 칼로리 소모량 추적 알고리즘 자체가 정상 체중의 사용자를 위주로 보정되어 있을 가능성 역시 유력한 원인으로 지목됐다.
연구팀은 “지난달에 비해 이번 달 활동이 줄었는지 늘었는지를 확인하기 위한 용도로 스마트워치를 사용하는 것은 여전히 효과적일 수 있다. 그러나 스마트워치가 500 칼로리를 소모했다고 추정하는 것을 그대로 받아들이면 다이어트가 실패할 위험이 크다”고 설명했다.
다만 연구팀은 △참가자가 58명으로 다소 적은 점 △히스패닉계 성인만을 대상으로 실험한 점 △실내 자전거라는 운동만으로 측정한 점 △스마트워치가 사용자의 데이터를 장기간 학습해 맞춤화하는 방식을 고려하지 못한 점 등 이번 연구가 가지는 명확한 한계를 인정하기도 했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 《플로스 원(PLOS One)》에 지난 7월 29일 게재됐다.
