삼성전자는 ‘세계 수면의 날(World Sleep Day)’을 맞아 서머타임이 수면에 미치는 영향을 알아보기 위해 서머타임 전후 동안 미국과 캐나다, 그리고 40개 이상 유럽 국가 대상으로 삼성 헬스 사용자^[2]의 수면 패턴을 살펴봤다. 그 결과, 서머타임으로 인해 한 시간 일찍 일어나는 것이 대수롭지 않게 보일 수도 있지만, 수면 패턴에 몇 주간 영향을 미치는 파급 효과를 초래하며, 특히 젊은 층이 가장 타격을 받는 것으로 나타났다.

서머타임이 수면 패턴에 미치는 영향, 20대가 가장 취약

서머타임이 시작되는 날 밤의 수면 패턴을 분석한 결과, 사람들은 평소보다 잠드는 데 어려움을 겪는 것^[3]으로 나타났다. 서머타임 시행 전날 밤에 비해 평균 33분 늦게 잠들고 19분 일찍 일어난 것이다. 모든 연령층이 서머타임의 영향을 받았지만, 특히 20대가 가장 늦은 시간인 새벽 1시 28분에 잠든 것으로 확인했다.

한편, 수면 패턴의 일관성, 수면 중 깸, 수면 주기 등을 종합적으로 파악해 수면의 질을 평가하는 지표인 ‘수면 점수(Sleep Score)’ 또한 서머타임 이후 몇 주 동안 나쁜 수준을 보였고, 20대가 가장 큰 영향을 받은 것으로 확인됐다. 서머타임 이후 일주일 간의 회복 속도를 살펴보면, 20대가 가장 느리게 회복한 것으로 나타난 것이다. 취침 및 기상 시간을 조절하지 못하면서 전반적으로 수면 패턴과 수면 일관성이 무너진 것으로 분석된다. 서머타임 이후 모든 연령대에서 수면 점수가 이전만큼 안정적으로 회복되기까지는 평균적으로 약 3주 이상이 소요된 것으로 나타났다.

업데이트된 삼성 헬스 앱으로 스마트한 수면 관리

서머타임은 모든 연령대의 수면 패턴에 장기간 영향을 미치지만, 특히 젊은 세대에게 그 영향이 큰 만큼 체계적인 수면 관리가 중요하다. 세계 수면의 날을 맞아 수면 패턴과 습관을 이해하고, 더 나은 수면을 취하는 데 도움이 되는 유용한 팁을 공유한다.

• 숙면을 위해서는 적절한 수면 환경을 조성하는 것이 매우 중요하다. 3월 말 삼성 헬스 앱 업데이트를 통해 수면 품질에 영향을 미치는 주요 요인인 온도, 습도, CO2, 조도를 분석한 ‘수면 환경 리포트(Sleep Environment Report)’^[4]를 삼성 헬스 앱에서도 받아볼 수 있다. 수면 환경 요소에 대한 분석 및 가이드를 제공함으로써 사용자가 보다 편안하고 최적화된 방 안 컨디션을 조성해 숙면을 취할 수 있도록 지원한다.
• 사용자가 하루 동안 어느 수준의 에너지를 사용할 수 있을지 정밀하게 분석해 알려주는 ‘에너지 점수(Energy Score)’ 기능도 한층 강화됐다. 이번 업데이트에서는 심박수와 수면 외에도 활동의 세부 요소인 ‘활동 규칙성(Activity Consistency)’ 이라는 새로운 지표가 추가되어 최근 일주일 활동량을 지난 4주 간의 활동량과 비교, 분석하고 사용자가 자신의 건강 상태를 보다 면밀히 파악할 수 있도록 돕는다.
• 이외에도 삼성전자는 고도화된 센서 기술과 강력한 연결 경험을 통해 사용자가 자신의 수면 상태를 정확히 파악하고, 적절한 조치를 취할 수 있도록 지원한다. 또한, 사용자의 수면 습관 유형을 직관적으로 보여주는 8개의 수면 동물 기반 수면 코칭 프로그램을 제공해 일상 속 습관 변화로 수면의 질을 개선할 수 있도록 돕는다.

‘세계 수면의 날’은 우리가 수면의 중요성에 대해 다시 한번 되새길 수 있는 뜻 깊은 날이다. 더욱 강력해진 삼성 헬스와 갤럭시 생태계를 통해, 보다 체계적이고 편리하게 수면을 관리하며 건강하고 균형 잡힌 일상을 만들어가자.

이 기능을 개발하기 위해 삼성리서치^[2]는 미국 조지아 대학 신체운동학과 패트릭 오코너(Patrick O’Connor) 교수 연구팀과 협력했다. 향상된 디지털 헬스케어 경험을 위해 새롭게 탄생한 에너지 점수에 대해 알아보자.

일상의 효율성, 피로와 밀접한 관련이 있는 에너지. 하지만 이를 객관적으로 수치화하는 것은 쉽지 않다. 삼성리서치와 오코너 교수 연구팀은 개인의 ‘에너지’를 가능한 한 과학적으로 정의하고 측정하기 위해 뜻을 모았다.

오코너 교수는 수면, 활동, 카페인 섭취 등이 인지 능력과 피로에 미치는 영향을 연구하는 운동 심리학(Exercise Psychology) 분야의 최고 권위자 중 하나다. 그는 삼성 헬스의 에너지 점수 개발을 자문하며 운동학 이론과 신경학 이론을 결합한 ‘종합적 수용 능력(Overall Capacity)’ 개념을 제안했다.

기존의 서비스는 대부분 신체적 요인만 고려해 에너지를 산출했지만, 종합적 수용 능력은 신체적 요인과 정신적 요인을 모두 고려한다. 스트레스를 받으면 잠을 뒤척이고 피곤해지는 현상에서 알 수 있듯이, 정신적 요인도 에너지에 영향을 주기 때문이다.

즉, 에너지란 자신의 평소 종합적 수용 능력에 대비해 현재 얼마나 집중해서 활동할 수 있는가 하는 개념이다. 평소 수준을 넘어서는 신체적 또는 정신적인 부하가 발생한 경우엔 집중력이 감소하게 되고, 이를 단기적인 에너지의 감소로 해석할 수 있다. 예를 들어, 평소에 하루 30분 저강도 운동을 하던 사람이 전날 갑자기 중강도 이상으로 1시간 운동을 했다면 다음날의 에너지 점수는 낮아지게 된다.

꾸준한 운동 등을 통해 종합적 수용 능력을 향상시킬 수도 있다. 평소 활동 수준이 증가하면 동일한 활동 부하에도 더 높은 에너지 점수가 나올 수 있다.

▲평소 수준을 넘어서는 신체적·정신적 부하는 에너지 감소의 요인이 된다. 하지만 꾸준한 운동 등을 통해 ‘평소 수준’ 자체를 향상 시킬 수도 있다.

에너지 점수는 웨어러블에서 측정되는 ▲활동 ▲수면 ▲수면 중 심박수 ▲수면 중 심박 변이도를 기반으로 산출된다. 삼성리서치는 이 지표들과 에너지의 연관성을 검증한 과학적 문헌과 임상 연구를 바탕으로 에너지 점수를 개발했다.

‘활동’ 지표는 신체적 수용 능력과 관련이 깊다. 전날의 운동 기록을 평소 활동 수준과 비교해 오늘의 에너지를 예측하는 데 활용된다. 이는 장기 운동량과 단기 운동량의 비교를 통해 피로를 예측하는 ‘급성 만성 훈련 부하 비율(Acute:Chronic Workload Ratio)’ 개념을 도입한 것이다.

‘수면’ 지표는 주로 정신적 수용 능력과 연관된다. 7일 간의 평균 수면 시간, 수면 시간 규칙성, 취침·기상 시각 규칙성 등 수면 패턴이 에너지에 미치는 영향을 종합적으로 분석하는 데 쓰인다. 이는 잠과 피로, 인지 수준에 관한 이론 중 ‘수면으로 얻는 에너지(Reservoir)’라는 개념을 적용, 수면 시간과 생체 리듬에 따른 에너지의 증감을 계산하는 것이다.

‘수면 중 심박수’와 ‘수면 중 심박 변이도’의 경우 신체적·정신적 수용 능력 모두와 관련이 있다. 최근 데이터를 과거 장기 패턴과 비교해 에너지를 예측하는 데 활용된다. 특히, 수면 중 안정적인 상태에서의 심박수와 심박 변이도를 사용해 정확도를 높였다.

▲에너지 점수 계산에 사용되는 요소. 활동은 신체적 수용 능력, 수면은 정신적 수용 능력과 주로 연관되고, 수면 중 심박수와 심박 변이도는 신체적·정신적 수용 능력 모두와 연관된다.

삼성리서치는 에너지 점수에 각 요소의 중요도를 반영하기 위해 연령과 성별을 고려한 데이터를 기반으로 최적의 가중치도 연구했다. 한편 오코너 교수 연구팀은 인지 활동 실험과 설문을 통해 사용자들의 에너지를 알아보는 실험을 진행했다. 그 결과, 삼성리서치의 개발 모델로 산출한 에너지 점수와 연구팀이 조사한 임상 데이터는 유의미한 상관관계를 나타냈다.

삼성 헬스의 에너지 점수는 단순히 수치만 보여주는 것이 아니다. 수면 시간 평균, 전날 활동 등 에너지 점수에 영향을 주는 7가지 요인별 현황과 함께 건강 가이드도 제공한다.

삼성리서치는 이를 위해 최적화 AI와 생성형 AI를 접목했다. 우선, 에너지 점수 모델은 최적화 AI를 통해 점수에 가장 높은 영향을 준 요인을 찾아 사용자의 오늘 에너지와 최근 생활 패턴의 변화를 분석하고 이를 기반으로 한 개선점을 확인한다. 또, 온디바이스 생성형 AI를 활용해 개인정보 유출 우려 없이 사용자에게 개인화된 맞춤형 메시지로 인사이트를 알려준다.

사용자들은 맞춤 건강 가이드를 통해 에너지 점수를 구체적으로 이해하고, 오늘의 적절한 활동 수준과 휴식 등을 관리할 수 있다. 나아가, 매일 자신의 에너지 점수에 영향을 주는 요인에 관심을 갖고 생활 습관 개선에 활용하면 더욱 좋다.

▲에너지 점수와 개인별 맞춤 건강 가이드. 생성형 AI 기반의 메시지를 통해 건강한 일상을 위한 인사이트를 확인할 수 있다.

오코너 교수는 “에너지 점수의 신뢰성과 타당성을 높이기 위해 삼성 개발자들과 협업하면서 많은 연구를 진행했다”며 “과학적 관점에서 에너지 점수는 ‘스마트 기기 센서에서 한 주 동안 수집된 데이터를 바탕으로 간단한 주의력 테스트 수행 능력이 어떻게 변화하는지 예측’한다는 의미다”라고 밝혔다.

삼성리서치 데이터인텔리전스팀장 이윤수 상무는 “오코너 교수와의 협업을 통해 이번 과제를 과학적으로 의미 있게 풀어낼 수 있었다”며 “삼성전자의 다양한 기기들이 사용자들의 건강한 삶에 더 널리 쓰이도록 데이터와 AI 기술 개발에 힘쓰겠다”고 말했다.