스마트폰으로 얼굴 영상 찍어 심박수 잰다

구글, 웨어러블 기기 대체 기술 개발 피부에서 반사되는 빛의 변화
AI로 분석해 맥박 신호 계산

스마트워치나 스마트링 같은 웨어러블 기기가 없어도 스마트폰 카메라만으로 심박수를 측정할 수 있는 기술을 구글 연구팀이 개발했다. /AI 생성 이미지

스마트워치나 스마트링 같은 웨어러블 기기가 없어도 스마트폰 카메라만으로 심박수를 측정할 수 있는 기술이 개발됐다.

사용자가 스마트폰을 잠금 해제하면 카메라가 8초간 얼굴 영상을 촬영하고, 피부에서 반사되는 빛의 미세한 변화를 분석해 심박수를 산출하는 방식이다.

구글 리서치 연구팀이 1일 국제 학술지 네이처에 발표한 이 기술은 일상적인 스마트폰 사용만으로 심장 건강 지표를 장기적으로 추적할 가능성을 보여줬다는 점에서 주목된다.

연구팀이 겨냥한 주요 지표는 심혈관 건강과 사망 위험을 보여주는 생체 지표인 ‘안정 시 심박수(RHR·Resting Heart Rate)’다. 이를 지속적으로 측정하려면 일반적으로 스마트워치 같은 웨어러블 기기가 필요하지만, 아직 보급률이 높지 않다는 한계가 있다. 이에 연구팀은 일상적으로 사용하는 스마트폰에 주목했다.

핵심 원리는 카메라로 얼굴 피부에 반사되는 빛의 미세한 변화를 읽어내는 것이다. 심장이 뛸 때마다 얼굴 모세혈관의 혈류량이 조금씩 달라지고, 이에 따라 피부에서 반사되는 빛도 미세하게 변한다.

사람 눈으로는 구별하기 어렵지만, 스마트폰 카메라와 AI(인공지능)가 이 변화를 분석해 맥박 신호를 계산하는 방식이다.

연구팀은 485명에게서 수집한 영상 19만2353개로 측정 모델을 개발하고, 211명의 영상 16만2546개로 성능을 검증했다. 그 결과, 이번 기술의 심박수 측정 오차율은 실험실 환경에서 5.65%, 일상생활 환경에서 6.09%로 집계됐다.

이번 기술은 밝은 피부, 중간 피부, 어두운 피부 그룹 모두에서 미국 소비자기술협회(CTA) 기준인 오차율 10% 이하 기준을 충족했다.

다만 이는 유효한 신호가 잡힌 경우의 정확도다. 실제 생활 환경에서 촬영된 영상 중 유효한 심박 측정값을 얻은 비율은 밝은 피부 58%, 중간 피부 45%, 어두운 피부 25%로 차이가 있었다.

상용화를 위해서는 해결해야 할 과제도 남아 있다. 이번 연구는 배터리 소모 문제를 본격적으로 고려하지 않았고, 어두운 조명이나 심한 움직임, 얼굴 가림이 있는 상황에서는 측정이 어려울 수 있다.

얼굴 영상이라는 민감한 정보를 활용하는 만큼 사전 동의, 기기 내 처리, 얼굴 인증 연동 같은 개인정보 보호 방안도 중요하다.

출처: 곽수근 조선일보 기자