손목시계 찼는데,
내 혈압이랑 스트레스를 안다고?

운동할 때나 일상생활에서 손목에 스마트워치나 밴드를 차고 다니는 모습을 쉽게 볼 수 있다. 손목시계 모양을 한 이 작은 기기는 단순히 시간을 보여주는 데 그치지 않는다. 내가 오늘 몇 걸음을 걸었는지, 심장이 1분에 몇 번 뛰는지, 심지어 내 스트레스 지수와 체지방이 얼마인지까지 화면에 숫자로 선명하게 띄워준다.

신기한 점은 피를 뽑아 검사한 것도 아니고, 몸속을 해부해 본 것도 아닌데 이 조그만 기기는 어떻게 내 피부 위에서 내 몸속 건강 상태를 귀신같이 알아낸다는 것. 손목 위에서 24시간 나를 감시하는 빛과 전기의 비밀을 알게 되면 이해할 수 있다.

연구 참여자가 갤럭시 워치를 착용한 채 생체 신호 데이터를 측정하고 있는 장면 [사진=삼성전자]

빛으로 혈관의 춤을 읽는 PPG 센서

스마트워치를 차고 있다가 시계 뒷면을 살짝 들여다보면, 피부와 닿는 유리 표면에서 쨍한 초록색 불빛(LED)이 찌릿찌릿 번쩍이는 것을 본 적이 있을 것이다. 이 초록 불빛이 바로 심장 박동을 세는 핵심 파수꾼이다.

이 기술의 원리는 중학생 미술 시간에 배우는 '보색(반대되는 색) 관계'를 생각하면 아주 쉽게 이해할 수 있다. 우리의 피가 붉은색으로 보이는 이유는 피 속의 붉은 피옥구(헤모글로빈)가 붉은빛은 튕겨내고 초록색 빛을 가장 많이 흡수하는 성질을 가졌기 때문이다.

심장이 '쿵쾅' 하고 뛸 때마다 손목 피하 혈관 속으로 피가 솟구쳐 지나가며 혈관이 두꺼워졌다가 얇아지기를 반복한다. 이때 스마트워치 뒤에서 초록빛을 피부 안으로 쏘면, 피가 많이 몰릴 때는 초록빛을 많이 흡수해 돌아오는 빛의 양이 줄어들고, 피가 빠져나갈 때는 돌아오는 빛의 양이 늘어난다.

스마트워치 내부의 빛 감지 센서가 이 돌아오는 빛의 양이 파도처럼 출렁이는 주기를 계산해 "아, 심장이 1분에 70번 뛰고 있구나!" 하고 심박수와 혈압의 변화를 알아내는 것이다.

산업 현장에서 '스마트싱스 프로 안전관리 솔루션'과 연동된 '갤럭시 워치'를 통해 폭염경보 알림을 확인하는 모습 [사진=삼성전자]

체지방을 계산하는 미세 전기 탐험대