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스마트워치 칼로리 오차, 체지방 높을수록 최대 100% 급증
위키트리
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스마트워치는 건강과 운동 상태를 확인하는 대표적 웨어러블 기기로 자리 잡았다. 미국 성인 중 스마트워치를 보유한 인구는 약 1억 명으로 전체의 40%에 가까우며, 전 세계 착용자는 약 5억6000만 명으로 추정된다.
미국 플로리다 인터내셔널대(FIU) 메디컬 포토닉스 연구실 연구팀은 애플워치·가민·삼성·핏빗 등 인기 스마트워치 4종의 칼로리 측정 정확도를 실험했다. 그 결과 체지방률이 높을수록 오차가 커진다는 사실이 확인됐다. 연구 결과는 국제학술지 PLOS One에 게재됐다.
네 기기 모두 실제 소모 칼로리보다 많은 값을 표시하는 경향을 보였고, 오차폭은 평균 15~25%에 달했다. 체지방률이 높은 참가자일수록 오차는 50~100%, 심한 경우 그 이상으로 벌어졌다.
연구팀은 마이애미에 거주하는 히스패닉계 성인 58명을 모집했다. 참가자들의 나이대는 18~50세였고 평균 연령은 23세였다. 연구팀은 체지방률과 피부색 범위를 다양하게 구성해 개인차에 따른 오차 변화를 살필 수 있게 했다.
참가자들은 애플워치 시리즈8, 가민 포러너955, 삼성 갤럭시워치5, 핏빗 센스2를 양쪽 손목에 두 대씩 나눠 찼다. 착용 위치에 따라 측정값이 달라질 가능성을 배제하기 위해 위치를 무작위로 정했는데, 실제로는 위치 차이에 따른 영향은 발견되지 않았다.
참가자들은 리컴번트 자전거에서 중강도와 고강도 운동을 번갈아 하며 10분간 페달을 밟았고, 운동 전후로 5분씩 휴식했다. 이 과정에서 코스메드(COSMED) K5 대사분석기로 들이마시고 내뱉는 호흡 가스를 측정해 실제 에너지 소비량을 계산했다. 운동과학 분야에서 이 방식은 칼로리 소모를 측정하는 가장 신뢰할 수 있는 방법으로 꼽힌다.
실험 결과 네 기기 모두 대사분석기 실측값과 상당한 차이를 보였다. 평균 오차는 애플워치 약 21.6kcal, 갤럭시워치5 약 56.8kcal, 가민 포러너955 약 68.6kcal로 나타났다.
애플·가민·삼성 세 기기는 모두 실제보다 많은 칼로리를 소모한 것처럼 표시하는 체계적 과대추정 경향을 보였다. 이 중 애플워치의 평균 오차가 가장 작았고, 가민과 삼성은 상대적으로 더 큰 폭으로 과대추정했다.
핏빗 센스2는 다른 양상을 보였다. 데이터 품질이 낮은 결과를 제외한 뒤 평균 오차는 3.1kcal로 가장 작게 나타났지만, 이는 오차가 없다는 의미가 아니었다. 측정값 가운데 7건은 대사분석기 측정치의 450%를 초과하는 등 명백히 비현실적인 값을 내놓았고, 어떤 세션에서는 아예 칼로리 값을 산출하지 못했다. 연구팀은 이런 극단값들을 기기 오류로 분류해 별도로 처리했다.
연구팀이 가장 주목한 대목은 체지방률과 오차 사이의 강한 상관관계였다. 체지방률이 높아질수록 네 기기 모두에서 칼로리 측정 오차가 커졌으며, 이 경향은 브랜드에 따라 정도만 다를 뿐 공통적으로 나타났다. 특히 핏빗과 가민에서 이 상관관계가 두드러졌다.
체지방률이 높은 참가자의 경우 일부 기기에서는 오차가 50%에서 100% 이상까지 벌어졌다. 대사분석기가 실제 100kcal 소모를 측정했다고 가정하면, 50% 과대추정 시 워치는 약 150kcal로, 100% 과대추정 시에는 약 200kcal로 표시된다는 뜻이다.
반면 피부색은 오차에 유의미한 영향을 주지 않았다. 광혈류측정(포토플레티스모그래피) 방식을 쓰는 광센서가 피부색에 따라 다르게 측정될 수 있다는 우려가 있었지만, 이번 실험 조건에서는 그런 연관성이 확인되지 않았다.
연구를 이끈 재슨 카스트르나는 왜 체지방률이 높을수록 오차가 커지는지에 대해 아직 명확한 답을 갖고 있지 않다고 밝혔다. 그는 보도자료를 통해 “기업들이 이런 알고리즘을 개발할 때, 테스트 데이터가 어디서 나온 것인지 우리는 알 수 없다”고 말했다.
연구팀은 체지방률이 높은 사람들이야말로 체중감량을 위해 웨어러블 기기의 칼로리 데이터를 가장 적극적으로 활용하려는 이들이라는 점을 지적했다. 그런데 정작 이들이 받는 칼로리 추정치의 정확도가 가장 낮게 나온 것이다.
카스트르나는 “표시되는 칼로리 소모량 숫자를 정확한 값으로 받아들일 수는 없다, 실제로 정확하지 않기 때문”이라고 말했다. 한 차례 운동에서 50~100kcal 안팎의 오차라도 여러 주에 걸쳐 누적되면 상당한 차이로 벌어질 수 있다고 덧붙였다.
연구팀은 그렇다고 스마트워치가 쓸모없다는 뜻은 아니라고 강조했다. 칼로리 수치는 정밀한 측정값이 아니라 대략적인 참고치로 받아들이고, 특히 체지방률이 높은 사용자라면 여유분을 두고 해석하는 편이 낫다는 조언이다. 동시에 부정확한 숫자에 맞춰 식사량을 지나치게 줄이는 것도 경계해야 한다고 지적했다.
칼로리보다는 심박수, 특정 심박 구간에서 머문 시간, 수주에서 수개월에 걸친 장기 추세 데이터가 더 유용할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다. 카스트르나는 “시간을 두고 자신만의 트렌드를 관찰하라”고 권했다.