수면 데이터에서 설계 데이터로: 체압 맵을 넘어선 3D 접촉면 기반 설계의 시대

작성자:

3–4 minutes

기존 체압 중심 설계의 한계와 새로운 질문

오늘날까지 침대와 매트리스 설계는 주로 체압 분포 데이터를 중심으로 이루어져 왔습니다. 특정 부위에 압력이 집중되는지를 측정하고, 이를 기반으로 편안함과 지지력을 평가하는 방식이 대표적입니다. 이러한 접근은 오랜 시간 동안 제품 개발의 기준으로 활용되어 왔으며, 일정 수준의 객관적인 평가 지표로서 기능해 왔습니다.

그러나 실제 수면 환경은 단순한 압력 값으로 설명되기에는 훨씬 복잡한 특성을 가지고 있습니다. 사람은 누워 있는 동안에도 미세하게 움직이며, 체형과 자세에 따라 신체가 접촉하는 면적과 형태는 계속해서 변화합니다. 동일한 체압 값이라 하더라도 접촉하는 면의 형태, 체중이 분산되는 방식, 그리고 연부조직의 변형 정도에 따라 실제 체감되는 편안함은 크게 달라질 수 있습니다. 이러한 이유로 최근에는 단순한 압력 수치가 아닌, **“어디에 얼마나 닿고 있는가”**라는 질문이 설계의 핵심으로 떠오르고 있습니다. 즉, 체압은 결과일 뿐이며, 그 결과를 만들어내는 근본적인 원인은 접촉면과 인체 형상의 관계라는 인식이 확산되고 있습니다.

Tekscan Conformat surface pressure measurement

접촉면 3D 데이터가 바꾸는 매트리스 설계 기준

이러한 변화 속에서 주목받고 있는 것이 바로 3D 접촉면 데이터 기반 설계입니다. 이는 단순히 압력을 측정하는 것을 넘어, 인체의 곡률, 체적, 단면 형태와 같은 3차원 형상 데이터를 기반으로 신체가 매트리스와 어떻게 접촉하는지를 정밀하게 분석하는 접근 방식입니다. 사람은 누웠을 때 인체는 평면이 아닌 복잡한 곡면 구조를 형성합니다. 특히 등, 허리, 골반, 허벅지와 같은 주요 부위는 각기 다른 곡률과 체적을 가지며, 이로 인해 접촉 면적과 압력 분포가 달라집니다. 이때 중요한 것은 단순히 압력을 줄이는 것이 아니라, 신체 곡면과 자연스럽게 맞닿는 접촉 구조를 설계하는 것입니다.

또한 인체는 고정된 구조가 아니라 연부조직의 특성에 따라 눌리고 변형되는 유연한 시스템입니다. 따라서 동일한 체형이라 하더라도 재질, 자세, 시간 경과에 따라 접촉면은 지속적으로 변화합니다. 이러한 변화를 반영하기 위해서는 정적인 데이터가 아닌, 형상 기반의 3D 데이터와 변형 데이터가 필수적으로 요구됩니다. 결과적으로 매트리스 설계의 기준은 “얼마나 눌리는가”에서 “어떻게 닿고 어떻게 변형되는가”로 이동하고 있으며, 이는 설계 패러다임 자체의 변화를 의미합니다.

BodyMAP – Jointly Predicting Body Mesh and 3D Applied Pressure Map for People in Bed

수면 환경을 재현하는 디지털 시뮬레이션의 등장

3D 접촉면 데이터의 확장은 자연스럽게 디지털 시뮬레이션 기반 설계로 이어지고 있습니다. 과거에는 실제 샘플을 제작하고 테스트를 반복하는 방식이 일반적이었다면, 이제는 가상 환경에서 다양한 체형과 자세를 적용하여 설계를 검증하는 방식이 빠르게 확산되고 있습니다. 디지털 시뮬레이션 환경에서는 다양한 체형군, 연령대, 성별을 반영한 인체 모델을 기반으로 수면 자세를 재현할 수 있으며, 각 조건에서의 접촉면 변화와 체압 분포를 동시에 분석할 수 있습니다.

특히 수면 중 발생하는 미세한 움직임까지 반영한 동적 분석이 가능해지면서, 보다 현실에 가까운 설계 검증이 가능해지고 있습니다. 이러한 접근은 단순히 제품의 편안함을 개선하는 것을 넘어, 의료용 침대, 재활 장비, 헬스케어 디바이스 등 다양한 분야로 확장되고 있습니다. 실제로 체압과 접촉면 데이터는 욕창 예방, 체위 변화 분석, 장시간 사용 환경에서의 피로도 감소와 같은 의료적 목적에서도 중요한 역할을 하고 있습니다. 결국 수면 데이터는 더 이상 단순한 측정 데이터가 아니라, 제품 설계와 사용자 경험을 연결하는 핵심 설계 데이터로 전환되고 있는 것입니다.

Measure correctly, lie correctly – How the lying simulator finds the ideal mattress

움직이는 인간을 설계 데이터로 바꾸는 컴포랩스

이러한 변화의 중심에는 단순한 치수 데이터가 아닌, 3D 형상·자세·움직임을 포함한 휴먼데이터를 설계에 직접 연결하는 기술이 자리하고 있습니다. 컴포랩스는 이러한 흐름 속에서 움직이는 인간을 설계 가능한 데이터로 전환하는 전문 기업으로서 역할을 수행하고 있습니다. 컴포랩스의 SIZE LAB 플랫폼은 정적인 신체 치수 데이터를 넘어, 곡률·단면·체적과 같은 3D 형상 데이터와 실제 움직임 데이터를 결합하여 다양한 산업에서 활용 가능한 데이터 구조를 제공합니다.

이를 통해 매트리스와 같은 접촉 기반 제품에서도 단순한 체압 분석을 넘어, 접촉면 형상, 변형 패턴, 체형별 반응 차이까지 정밀하게 반영한 설계가 가능해집니다. 또한 디지털 시뮬레이션 환경과의 연계를 통해, 실제 제품 제작 이전 단계에서 다양한 사용자 조건을 반영한 설계 검증이 가능하며, 이는 개발 시간 단축과 제품 완성도 향상으로 이어집니다. 특히 헬스케어, 웨어러블, 모빌리티, 가구 설계 등 다양한 산업에서 인간 중심 설계를 구현하는 핵심 기반으로 활용되고 있습니다. 앞으로의 제품 설계는 더 이상 평균적인 사용자를 기준으로 하지 않습니다. 각기 다른 체형과 움직임을 가진 인간을 이해하고, 이를 데이터로 설계에 반영하는 것이 경쟁력이 되는 시대입니다. 컴포랩스는 이러한 변화를 선도하며, 휴먼데이터 기반 설계의 새로운 기준을 만들어가고 있습니다.

컴포랩스의 뉴스레터를 구독해보세요.

인체공학, 인체데이터, 에르고디자인에 관한 다양한 지식과 정보를 정기적으로 공유드립니다.