[리서치] 1/60 가격, 1/130 무게 - 정밀도는 그대로

PACER는 어떻게 CPET를 간편하고도 정밀하게 수행하는가?

유산소 운동에서의 CPET(Cardio-Pulmonary Exercise Testing) 중요성은 이미 널리 알려져 있습니다. VO₂max, 젖산역치, 러닝 이코노미, Fatmax 같은 지표들은 단순한 숫자를 넘어, 퍼포먼스 향상과 부상 방지를 위한 과학적 기준점이 됩니다. 하지만 지금까지는 아무도 PACER처럼 간편하면서도 정밀한 CPET 디바이스를 만들지 못했습니다. PACER는 기존 장비 대비 가격은 1/60, 무게는 1/130에 불과하지만, 실험실 장비 수준의 정밀도로 VO₂max, 젖산역치, 자세 안정성 등을 계산할 수 있습니다. 그동안 이 같은 웨어러블 CPET 개발이 어려웠던 이유는 명확합니다. 모든 기존 CPET 장비에는 ‘가스센서’가 반드시 탑재되어야 했기 때문입니다. 가스센서는 호흡 중 산소(O₂)와 이산화탄소(CO₂)의 농도 차이를 측정하기 위한 것이지만,

• 장비를 크고 무겁게 만들고
• 높은 초기 비용 뿐만 아니라 연간 $1000 수준의 교체 비용을 요구하며
• 매 테스트마다 반복적인 가스 캘리브레이션 과정이 필요합니다. 이러한 요건들은 결국 CPET의 실용성과 접근성을 크게 제한해왔습니다.

PACER는 이 구조적 한계를 근본적으로 해결했습니다. 바이오시그널 사이의 깊은 상관 관계를 바탕으로, 딥러닝 기술을 활용함으로써 산소 섭취량(VO2)과 이산화탄소배출량(VCO2)를 정확히 계산해 낸 것입니다. CPET의 한계를 규정하는 요소, 기존의 가스센서를 배제하는 것은 패러다임의 전환이었습니다. PACER 팀은 운동생리학자, AI 엔지니어, 생체신호 공학자, 유체역학·공기역학 전문가, 국가대표 트레이너, 인체공학 기반 디바이스 설계자 등 다양한 분야의 전문가들과 함께 완전히 새로운 방식의 CPET 시스템을 개발했고, 정확도는 유지한 채, 비용과 사용 난이도를 극적으로 낮추는 데 성공했습니다. 이제부터, PACER가 어떻게 이 기술적 전환을 실현했는지, 그 원리를 소개합니다.

Neumafit AIR Chain™

PACER는 기존의 CPET 장비들과 달리, 가스센서 없이도 VO₂max, 젖산역치, RER, Fatmax, 러닝 이코노미 같은 핵심 대사 지표를 정밀하게 계산합니다. 그 중심에는 바로 Neumafit AIR Chain™이 있습니다. Neumafit AIR Chain™은 Active Integrated Respiration Chain의 약자로, PACER에 내장된 센서들, 사용자 입력 정보, 스마트폰 센서 데이터 등 20종 이상의 생체 및 운동 데이터를 종합적으로 처리하여, 운동 대사 반응을 정밀하게 계산하는 Neumafit 고유의 기술 체계입니다. 이 시스템은 다변량 생리 모델링과 AI 기반 신호 처리 기술을 기반으로, 기존 가스 분석 장비 없이도 VO₂, VCO₂, RER 등의 핵심 지표를 높은 정밀도로 계산할 수 있도록 설계되었습니다.

Step 1. 다양한 고정밀 센서로부터 실시간 데이터 수집

PACER는 마스크 내부에 탑재된 세 가지 핵심 센서를 통해 호흡과 신체 반응을 정밀하게 측정합니다.

• Flow Sensor: 유량 센서를 통해 사용자의 호흡 데이터를 실시간 측정
• PPG Sensor: 얼굴 피부 혈관에서 심박 데이터를 감지
• IMU Sensor: 착용자의 움직임과 자세(진동, 수직 반동, 케이던스 등)를 분석
• VOCs Sensor: 호흡속의 휘발성 유기 화합물의 농도를 실시간 측정

여기에 스마트폰의 GPS 데이터와 사용자 입력 정보(나이, 성별, 키, 체중 등)가 결합되어, 총 20종 이상의 데이터를 동기화해 분석에 사용됩니다.

Step 2. AIR Chain™ 기반 AI 분석 프로세스

수집된 모든 데이터를 PACER의 모바일 앱과 연동된 분석 엔진이 실시간으로 처리합니다. 이 분석 엔진은 Neumafit이 독자 개발한 AIR Chain™ AI 알고리즘을 기반으로 다음과 같은 고차원 계산을 수행합니다:

• 호흡량과 패턴의 변화를 통한 대사 상태 추정
• 심박 반응의 시간적 흐름 분석을 통한 피로 누적 감지
• 운동 속도, 자세 안정성과 결합하여 러닝 이코노미 계산
• 호흡률과 환기량의 비율 추정으로 VO₂max, RER, Fatmax 도출
• 심박-호흡-운동 페이스 연계를 기반으로 LT1, LT2 계산

Step 3. 정밀도, 실험실 수준으로 끌어올리다

이러한 AIR Chain™ 시스템은 단순히 많은 데이터를 모아 분석하는 것이 아닙니다. PACER는 각 사용자의 체형, 호흡 습관, 운동 유형에 따라 개인 맞춤형 분석 가중치를 실시간으로 적용하여, 기존 고가 실험 장비와의 비교 실험에서도 평균 97.5% 이상의 정밀도를 기록했습니다. 특히, 가스센서가 없는 구조임에도 불구하고, VO₂/VCO₂/RER 곡선의 흐름, 젖산역치의 변곡점, 지방/탄수화물 대사 구간(Fatmax)의 계산까지 거의 동일한 양상을 구현해냅니다.

PACER는 무엇을 바꿨는가

기존 CPET 장비는 너무 크고 비쌌습니다. 휴대용 CPET 장비는 수kg 의 구성품을 착용한 상태로 운동할 것을 요구했고, 측정마다 수작업 캘리브레이션이 필요하고 실내 장비 환경에 의존해야 했습니다. PACER는 AIR Chain™ 기술을 통해 이 모든 장벽을 극복했습니다:

• 무게는 1/130, 가격은 1/60
• 야외 운동 중에도 정확한 대사 분석 가능
• 다양한 온/습도에서의 안정성 확보
• 캘리브레이션 불필요, 자동 보정 AI 적용
• 착용 후 바로 측정, 누구나 쉽게 사용 가능

CPET를 더 이상 전문가만의 도구로 남겨두지 않기 위해, Neumafit은 AIR Chain™을 통해 그 진입장벽을 기술적으로 해체했습니다. 정밀하게 측정하고, 정확하게 분석하고, 의미 있게 피드백하는 것. 이것이 PACER가 만드는 새로운 기준입니다.