프랑스의 스타트업 에어로스케일(Aeroscale)이 라이딩 중의 에너지 손실을 측정해 알려주는 ‘웨이스티드 와트 트래커(WASTED WATTS TRACKER)’를 선보였다. 에어로스케일은 ‘지금까지는 라이더들이 자신이 만들어내는 와트에 대해서만 알고, 공기저항이나 구름저항 등으로 인해 버려지는 와트에 대해서는 알지 못했다’면서, 웨이스티드 와트 트래커가 이러한 상황을 완전히 바꿔놓을 혁신적인 시스템이라고 말한다.
자전거의 핸들바와 시트포스트에 장착하는 온보드 시스템이 실시간으로 낭비되는 와트를 측정하여 보여주기 때문에, 사용자는 실제주행 환경에서 자세와 장비 그리고 경기력을 최적화할 수 있도록 도와준다.
2020년 프랑스 이제르주 메일랑에 자리 잡은 에어로스케일은 최첨단 계측 서비스를 개발하는 것으로 시작됐다. 로드와 트랙, 그래블, 산악자전거 등 모든 자전거 종목에서 레이스 조건과 일반 도로 주행 시 발생하는 공기역학적 항력과 구름 저항을 측정했다. 독자적인 센서와 특허 기술을 사용하여 모든 마찰 요소(공기역학, 구름 저항, 구동계)를 실시간으로 분석하는데, 이미 프랑스 월드 투어 팀과 프랑스 여자 국가대표팀, 프랑스 장애인 사이클 연맹 등이 에어로스케일의 공기역학 및 구름 저항 분석 진단을 진반을 받았으며, 실질적인 경기력 향상으로 이어졌다.
그동안 엘리트 선수들에게만 제공되었던 이 기술이 곧 모든 사이클리스트가 이용할 수 있는 제품인 ‘웨이스티드 와트 트래커’로 출시된다.
낭비되는 와트(Wasted Watts)란 끊임없이 ‘새어나가는’ 에너지의 일부를 의미하며, 이는 라이더의 속도를 저하시킨다. 운동 에너지(속도)나 위치 에너지(고도)처럼 ‘저장’할 수 있는 에너지 형태와는 달리, 낭비되는 와트는 즉각적이고 회복 불가능한 에너지 손실을 나타낸다. 웨이스티드 와트 트래커는 이론적인 모델이 아니라, 실제 환경에서 측정된 데이터를 즉각적으로 분석하여 에너지 손실을 추적하도록 설계되었다. 간단하게는 ‘손실되는 에너지를 감지하는 센서’라고 할 수 있다. 윈드터널과 같은 실험실에서만 가능했던 분석을 이제 실제 도로에서도 수행할 수 있게 된 것.
에어로스케일은 웨이스티드 와트 트래커가 주는 즉각적인 피드백을 통해서 라이더는 낭비되는 와트(원시값 또는 정규화된 값)를 확인하고, 이를 바탕으로 속도와 효율성을 향상시킬 수 있는 실질적인 데이터를 확보하여 모든 라이딩을 성능 최적화의 기회로 만들 수 있다고 말한다.
웨이스티드 와트 트래커는 다음과 같은 세 가지 핵심 기술로 기존 솔루션과 차별화된다.
- RTK GPS 기술
- 데이터 동기화 및 지연 시간 관리
- 자체 보정 알고리즘 및 확장성
실시간 최적화와 낭비되는 총 와트 측정
웨이스티드 와트 트래커는 호환되는 파워미터를 장착한 자전거를 타고 페달링을 시작하면 7초 이내에 낭비되는 와트를 보여주기 시작한다. 측정을 위해서 특정 경로를 달리거나, 일정한 속도로 달릴 필요도 없다.
웨이스티드 와트 트래커를 사용하면 그룹 라이딩 중 최적의 위치를 찾거나, 가장 효율적인 자세를 찾거나, 최적의 주행 라인을 선택하는 것이 쉬워진다. 시스템은 즉각적으로 반응하여 손실된 파워를 표시하며, 정확도는 ±2% 이내다.
웨이스트 와트 트래커는 핸들바와 안장 아래에 장착되는 두 개의 모듈식 유닛으로 구성된다. 이 중 후면 RTK(Real-Time Kinematic 실시간 운동학) GPS 모듈이 시스템의 핵심인데, 이 모듈은 에너지 보존 법칙을 적용하여 물리적 방정식을 온보드 측정 도구로 변환하는 역할을 맡는다. 버려지는 총 와트 수를 계산하기 위해서, 라이더의 기계적 에너지(파워 미터로 측정)와 운동 에너지 및 위치 에너지의 합인 에너지 저장량의 변화를 비교한다.
웨이스트 와트 트래커는 항공우주 등급의 계측 장비를 사용하기 때문에 기존의 기압계나 ANT+ 속도 센서보다 훨씬 뛰어난 측정 정확도 자랑한다. 속도와 가속도는 뒷바퀴에 장착된 유선 자기 센서를 통해 측정되며, 이 센서는 회전의 미세한 변화까지 마이크로초 단위로 감지한다. 고도와 경사도는 RTK GPS를 사용하여 센티미터 수준의 해상도로 측정하는데, 이는 일반 GPS보다 최대 200배, 고급 기압계보다 약 20배 더 정확한 것이다. 높은 정확도는 데이터 평활화를 크게 줄여 기압 기술을 사용한 시스템보다 분석 지연 시간을 1/10로 단축시킨다.
피토 모듈이라고도 불리는 전방 모듈은 공기 속도를 정확하게 측정하여 공기역학적 분석 및 데이터 정규화를 수행한다. 이 모듈은 총 손실 전력(Gross Wasted Watts)을 정규화된 손실 전력(Normalised Wasted Watts)으로 변환하는데, 이는 서로 다른 풍속 조건에서 수행된 테스트 결과를 비교하는 데 필수적이다.
공기역학적 손실은 풍속의 제곱에 비례하여 증가해서, 서로 다른 속도에서 원시 값을 비교하는 것은 과학적으로 의미가 없기 때문이다. 그래서 에어로스케일은 오차 범위가 1와트 미만인 고정밀 정규화 방법을 개발했다. 유연하게 설계된 이 프로토콜 덕분에 라이더는 완벽하게 일정한 속도로 달릴 필요 없이, 목표 속도 주변의 속도 범위(예: 40㎞/h ± 2.5㎞/h)로 달리면서 테스트를 수행할 수 있게 됐다.
피토 모듈은 풍속 데이터를 실시간으로 후방 RTK 모듈로 전송하고, 후방 RTK 모듈은 테스트가 정확히 목표 속도(예 : 38.4㎞/h가 아닌 40㎞/h)에서 수행된 것처럼 손실을 재계산한다.
WASTED WATTS TRACKER의 다양한 활용도
에어로스케일은 웨이스트 와트 트래커의 활용도가 무궁무진하다면서, 모든 것은 자전거 위에서 최적의 자세를 찾는 것에서 시작된다고 말한다.
트라이애슬론 선수 : 결승선까지 완주할 수 있도록 공기역학적 효율(Da)과 생체역학적 편안함 사이의 최적의 균형점, 즉 ‘티핑 포인트’를 정확하게 파악할 수 있다.
로드 사이클리스트 : 핸들바 하단에 손을 얹는 자세, 드롭바에서 ‘에어로’ 자세(팔을 90° 또는 쭉 뻗은 자세) 또는 편안한 자세 등 각 자세의 이점을 정확하게 정량화할 수 있다.
자전거 피터 : 기존의 생체역학 데이터와 실제 공기역학적 효율 측정값을 현장에서 결합하여 자세 분석을 개선할 수 있다.
장비의 경우 느낌이 아닌 정확한 과학적 분석을 통해서 성능 평가가 가능해진다.
헬멧 및 의류 : 장비의 실제 효과(공기역학적 헬멧과 통풍 헬멧의 효과 비교) 또는 의류(전신 슈트의 장점, 공기역학적 양말 및 팔토시의 영향 등)의 효과를 검증할 수 있다.
어드벤처 및 그래블: 프레임백, 안장가방 등의 짐이 공기역학에 미치는 영향을 정량화하여, 장거리 또는 그래블 라이딩에 최적화된 적재 방식을 구현할 수 있다.
타이어 및 공기압: 실제 노면(아스팔트, 비포장도로, 자갈길 등)에서 타이어 공기압이 성능(구름 저항)에 미치는 영향을 측정할 수 있다.
휠 : 실제 주행 환경에서 휠의 성능을 즉시 평가할 수 있다.
에어로스케일의 CEO 겸 창립자인 마누엘 셀리에(Manuel Sellier)는 웨이스트 와트 트래커에 대해서 다음과 같이 설명했다.
“웨이스트 와트 트래커는 자전거 이용 시 에너지 효율에 대한 이해를 획기적으로 변화시킬 독창적인 기술 솔루션입니다. 궁극적으로는 자동차부터 마이크로모빌리티에 이르기까지 모든 교통수단에 적용되어 에너지 효율을 이해하고 최적화하는 새로운 시대를 열 것입니다. 웨이스트 와트 트래커의 상용화는 이를 위한 첫걸음입니다.”
웨이스트 와트 트래커는 2026년 5월 중 크라우드펀딩 플랫폼인 킥스타터를 통해서 출시되며, 소비자가격은 2200유로 이하(배송비 별도)로 책정될 예정이다.
■ 웨이스티드 와트 트래커 www.wastedwatts.com
■ 에어로스케일 www.aeroscale.fr
