삼성, AI 기반 ‘컴퓨테이셔널 디자인’으로 웨어러블 설계의 판을 바꾸다

삼성이 제품 디자인에서 가장 오래된 관행 중 하나인 주관적인 피팅 패널을 조용히 폐지하고, 객관적인 AI 기반 엔지니어링 파이프라인으로 대체하고 있다. 샌프란시스코에 위치한 삼성 디자인 이노베이션 센터(SDIC)는 실제 인체 데이터, 가상 디지털 트윈, 그리고 물리적 로봇 테스트를 융합하여, 더 많은 사람에게 단 한 번에 정확히 맞는 웨어러블 기기를 설계하는 컴퓨테이셔널 디자인 시스템을 구축했다 .

새롭게 출시된 갤럭시 버즈4 시리즈, 갤럭시 워치8, 갤럭시 링이 그 결실이다. 이 제품들의 형태, 각도, 접촉점은 디자이너의 직관이 아니라 수억 건의 인체 스캔 데이터, 제품당 1만 회가 넘는 시뮬레이션, 그리고 디지털 예측을 물리적으로 검증하는 로봇 테스트 장비에 의해 결정되었다 . 그 혁신적인 프로세스와 삼성이 그리고 있는 미래를 자세히 들여다본다.

‘컴퓨테이셔널 디자인’ 파이프라인의 작동 원리

페데리코 카살레뇨 SDIC 센터장은 이 과정을 실제 사람, 디지털 트윈, 로봇이라는 세 가지 축으로 이루어진 순환 구조라고 설명한다 .

1. 3D 및 4D 인체 스캐닝. SDIC는 전 세계 다양한 인구 집단을 대상으로 귀, 손목, 손가락의 고정밀 해부학적 스캔 데이터를 수집한다. 여기서 ‘4D’는 시간 요소를 추가하여, 신체 부위가 움직일 때 어떻게 변형되는지까지 포착한다는 의미다 .
2. 디지털 트윈 생성. 이 스캔 데이터는 테스트 환경 역할을 하는 고품질 가상 인체 모델(디지털 트윈)로 변환된다 .
3. AI 기반 시뮬레이션. 연구원들은 이 디지털 트윈을 바탕으로 이어버드 각도, 센서 위치, 접촉 압력 등의 요소를 조정하며 수천 건의 AI 물리 시뮬레이션을 실행한다. 갤럭시 버즈4 시리즈의 경우 무려 1만 회가 넘는 시뮬레이션을 거쳤다 .
4. 로봇 교차 검증. 시뮬레이션에서 살아남은 디자인은 맞춤형 로봇 테스트 장비로 물리적 성능을 최종 검증한다. 이 과정을 통해 기존의 주관적인 “착용감이 어떤가요?”라는 질문이 측정 가능한 공학적 지표로 바뀐다 .

컴퓨테이셔널 디자인이 각 웨어러블에 미친 영향

갤럭시 버즈4 시리즈: 그림이 아닌 공학으로 탄생한 ‘블레이드 디자인’

이어버드는 새로운 접근법의 가장 상세한 사례 연구 대상이다. 삼성은 수억 개의 귀 데이터를 분석하고(한 공식 자료에 따르면 전 세계 귀 모양 데이터 1억 건 이상), 1만 번 이상의 착용 시뮬레이션을 실행하여 새로운 ‘버즈 블레이드’라는 독창적인 디자인을 완성했다 .

데이터는 명확한 해답을 제시했다. 이어버드 본체를 약간 더 작게 만들고, 회전 각도를 미세하게 조정하라는 것이었다. 이러한 사소한 기하학적 변화가 훨씬 더 넓은 사용자층에게 안정감과 하루 종일 지속되는 편안함이라는 엄청난 이점을 가져왔다 . 그 결과, 격렬한 움직임에도 귀에서 빠지지 않는 초슬림 인체공학적 디자인이 나왔고, 이제 이 주장은 소수 인원의 주관적인 리뷰가 아니라 객관적인 로봇 테스트 데이터로 뒷받침된다 .

갤럭시 워치8 시리즈: 착용감이 곧 건강 센서의 정확도

스마트워치에게 착용감은 단순한 편안함을 넘어서는 문제다. 심박수, 수면, 스트레스 모니터링(워치8에 새로 탑재된 EDA 센서 포함), 운동 추적의 정확도를 결정짓는 핵심 변수다 .

SDIC는 동일한 4D 스캐닝과 AI 시뮬레이션 파이프라인을 적용하여 손목 접촉을 최적화했다. 데이터는 워치8 라인업 전체의 쿠션 디자인을 정교하게 다듬도록 이끌었다. 주요 기계적 결정 중 하나는 갤럭시 워치 울트라에 처음 도입된 ‘다이내믹 러그 시스템’을 모든 워치8 모델로 확장한 것으로, 이를 통해 시계 본체와 손목 사이의 간격을 최소화하여 센서 판독의 일관성을 개선했다 .

갤럭시 링: 수백만 개의 손가락을 위한 보편적 착용감

반지는 하나의 딱딱한 물체가 완전히 다른 모양의 손가락에 정확한 센서 접촉을 유지해야 하므로 본질적으로 까다롭다. 삼성의 컴퓨테이셔널 디자인 파이프라인은 이제 사용자 손가락의 디지털 트윈을 구축해 하루 종일 건강 모니터링을 위한 링 크기, 내부 곡률, PPG(광혈류 측정) 센서 위치를 최적화한다 .

이는 사용자가 직접 링 사이즈 측정 전문가가 될 필요 없이, 최대한 다양한 손가락 모양에서 심박수 및 수면 분석 등의 생체 측정이 정확하게 유지되도록 보장하는 것을 목표로 한다 .

삼성이 계획하는 미래: 새로운 웨어러블 카테고리와 AI 공장

삼성의 공식 인터뷰에서 밝힌 카살레뇨 센터장의 전망은 세 가지 구체적인 방향을 가리킨다 .

• 스스로 강화되는 데이터 우위. 삼성만의 독점적인 인체 데이터셋이 커질수록, 자체 개발한 AI 도구는 더 정확한 시뮬레이션과 심도 있는 인사이트를 도출할 것이다. 이는 더 적거나 다양하지 않은 학습 데이터에 의존하는 경쟁사와의 격차를 벌릴 수 있는 핵심 동력이다 .
• 완전히 새로운 웨어러블 카테고리. 카살레뇨 센터장은 이 방법론을 확장하면 “사용자 경험의 경계를 재정의할 수 있는 완전히 새로운 카테고리의 웨어러블”을 향한 “기하급수적인 혁신을 촉발할 수 있다”고 말했다 . 구체적인 형태를 밝히지는 않았지만, 귀, 손목, 손가락 데이터에 기반한 객관적 착용감 인프라는 이미 구축된 상태다.
• 연구실에서 공장으로. 이와는 별도로, 삼성은 2030년까지 전 세계 모든 제조 시설을 완전한 AI 기반 공장으로 전환하고, 디지털 트윈 기반 시뮬레이션을 전체 생산 체인에 통합할 계획을 발표했다 . 이는 오늘날 갤럭시 버즈를 설계하는 바로 그 디지털 트윈 방법론이 머지않아 생산 라인 공정까지 지배하게 될 것임을 시사한다.

삼성 SDIC 팀은 또한 축적된 데이터와 특화된 AI를 바탕으로 인체공학과 AI를 현재 제품보다 훨씬 깊게 결합한 웨어러블 제품을 선보이기 위해 디자인 프로세스 자체를 적극적으로 혁신하고 있다고 밝혔다 . 지금으로선 갤럭시 버즈4, 워치8, 그리고 링이 주관적인 피팅 패널이 객관적인 AI 검증 기준으로 대체되고 있음을 증명하는 첫 번째 물리적 증거다.