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제레마 개발 과정 - Prologue

Updated: Sep 20, 2019

2017년 어느 봄날, 이전부터 알고 지내던 한 대표님이 메모리폼 베개 제조회사를 소개해 주셨다.

좋은 인연이 될 것 같아 그 회사 대표님에게 연락을 하고 미팅을 하였다.

몇 차례 미팅 후 베개 회사 대표께서 우리에게 목과 머리의 부분 압력을 측정할 수 장치를 만들어 달라는 요청을 하셨다.

이에 압력 측정기를 만들어 드렸고 결과에 만족해하시며 차기 공동 제품에 대해 자연스럽게 이야기가 나오기 시작했다.

하지만 여러 수많은 우여곡절 끝에 그 회사와의 공동 개발은 성사되지 못했고 자체적으로 베개 개발을 하기로 마음먹었다.


"그래, 우리가 세상에서 가장 편한 베개를 만들자”



1. 기존 베개의 문제점 조사


나는 중학교 때부터 목 관절이 건강하지 못했다.

항시 목 근육에 통증이 있었으며 관절을 힘을 주어 움직이면 ‘우두득’하는 소리가 발생하였다.

자주 숙면을 취하지 못했었고 이로 인하여 수업 시간에 자주 졸다 보니 학업에도 지장이 있었다고 생각이 든다.

어렸을 적 살던 집의 수면환경이 좋지 못해 숙면을 취하지 못했을 수도 있지만 가장 의심이 되는 부분은 베개였다.

소싯적 사용하던 베개는 높이가 높고 딱딱하였으며 옆으로 누우려 해도 움직임이 자유롭지 못하여 답답하였다.

인터넷과 논문을 통한 조사 결과 다음과 같은 조건의 베개가 좋은 베개라고 요약할 수 있었다.

목을 완만한 ‘C’ 자 곡선을 만들어 주는 알맞은 높이

수면 중 자연스럽게 움직임이 가능한 구조와 경도

신체 변화(몸무게 변화, 노화)에 따른 높이 조절 가능

우리는 위와 같은 조사내용을 바탕으로 제품을 Lean 방식으로 개발을 진행하고자 결정했다.



2. MVP(Minimum Viable Product) 제작


조사한 베개 문제점을 개선하기 위해 다음과 같은 기능을 지닌 제품 기획을 하였다.

> 필요한 기능

    . 목덜미와 뒤통수의 압력을 측정하여 자동으로 높이를 조절

    . 수면 중 지속적으로 압력 변화에 따른 높이 조절

    . 코골이를 감지하고 이에 따라 베개 높이를 조절하여 코골이 멈추게 함

최소기능을 갖춘 제품(MVP)을 구현하기 위한 필요한 기초 기술을 정하고 재료들을 구매하여 테스트를 시작했다.

아래는 높이를 조절하기 위한 실험 장치이다.

발 마사지기에서 분리한 에어포켓과 여기에 공기를 넣어 줄 모터펌프, 그리고 공기를 얼마나 넣었는지 알 수 있는 센서인 기압 센서를 결합 후에 시중에서 판매하는 전자기판(PCB)에 연결하여 모터를 제어하며 실험을 시작했다.

그리고 베개에 들어가는 에어포켓을 만들기 위해 응원도구인 풍선 막대를 개조하여 사용하였다.



에어포켓을 동작시키는 기초 실험 구성과 막대풍선을 이용한 에어포켓 제작

메모리폼은 3D 프린팅이 불가능하여 기존 메모리폼 베개를 칼로 썰고 접착제로 붙여 원하는 모양의 베개를 만들었다.

이렇게 조금씩 썰어 붙이다 보니 편안한 높이를 찾는데 많은 시간을 단축할 수 있었다.


메모리폼을 썰어 만들 베개 내부

3. 관련업계 전문가 검토


우리 제품에 관심이 있는 침구 유통 업체 사장님 및 관계자들 분께서 방문하셔서 우리가 제작한 MVP 에 대한 검증을 해주셨다.

> 장점 : 높이조절과 더불어 경도가 조절되어 편하다는 느낌이 있다.

> 단점 : 

베개의 높이 조절시 동작소음이 상당히 크다.

솔레노이드 밸브 작동 소음이 상당히 커서 자다가 깰 것 같다.

메모리 폼에서 유기화학성 냄새가 난다.

베개 위 덮개의 두께가 얇아 안의 내용물이 느껴지고 뒤통수 부분은 바닥에 닿는 느낌이 난다.

모 유통업체 사장님께서 가감이 없는, 듣는 입장에서는 독설에 가까운 피드백을 주셨다.

문제가 많을 것으로 예상은 했지만 점수로 따지면 거의 낙제점 수준이여 마음의 적지 않은 상처를 받았다.


"갈 길이 멀다"



4. 프로토타입 개발 시작


기초 실험과 함께 검토 내용을 바탕으로 본격적인 프로토타입 개발을 시작했다.

프로토타입의 조건은 다음과 수립하였다.

> 메모리폼

   . 경도 : 30~50대 여성, 남성들이 선호하는 쿠션

   . 높이 : 최소 5 cm에서 10cm까지 높이 조절 가능

   . 통기성 : 공기순환이 되어 여름에도 시원하고 땀이 차지 않아야 함

   . 냄새 : 구입 초기 발생하는 VOC 냄새가 거의 나지 않아야 함

   . 기타 : 온도에 둔감하여 추운 겨울에도 딱딱해 지지 않아야 함

> 에어포켓

   . 성인 몸무게의 압력으로 터지거나 늘어나지 않아야 한다. (80 kg)

   . 시간 및 온도에 따른 늘어남이 적어야 함

> 프레임

   . 에어포켓을 탄탄하게 지탱해야 함

   . 높이를 높지 않게 해서 베개 높이가 전반적으로 낮아야 함

> 내피

   . 방수가 되어야 함

> 외피

   . 공기가 잘 통해야 함

   . 잦은 세탁에도 천이 많이 닳지 않아야 함

> PCB 기판

   . 전자파 발생이 거의 없어야 함

위와 같은 조건 중 지킬 수 있는 것을 선정하여 1차 프로토타입을 만들었다.


프라스틱 구조물(프레임)을 덮고 에어포켓을 조립한 모습

에어포켓 위에 센서를 결합한 모습

메모리폼을 결합한 모습

외피를 씌우고 프로필 사진 촬영

높이조절 반복 시험하는 장면

베개 내부의 프레임(플라스틱 구조물)은 3D 프린팅을 하여 제작을 하였고 메모리폼 및 에어포켓은 간이 금형을 만들어 샘플을 제작하였다.

이와 같이 제작한 베개를 조립하고 깔끔한 베개커버를 씌어 제품 프로필 사진도 촬영하였다.

한편으로는 동작시 문제점을 발견하기 위해 푸우를 눕혀놓고 높낮이를 반복 동작 시키는 실험을 진행하였다.

아직 프로토타입 첫 번째 버전인지라 소음, 조립물 간의 유격 등 적지 않은 문제점이 발견되었고 이에 대한 해결책을 마련하려 2차, 3차, 4차의 계속된 개선 버전을 만들어 나갔다.


5. 수면시험 


프로토타입의 지속적으로 개선하여 사용성 검증을 겸한 수면 시험을 진행하였다.

중소형 병원의 수면다원검사실과 동일한 장비(뇌파 측정 장비 등)를 갖추고 베개에 대한 수면 유효성 검증이 목적이었다.

또한 실험 시작 전에 피실험자에게 베개의 높이, 감촉, 경도 등에 대한 설문을 받았고 이에 대한 경향성을 파악하여 다음 버전 설계 시 적용하고자 했다.


수면실험실 장비 셋팅 장면

수면 실험은 베개로 측정한 수면 데이터와 뇌파로 측정한 수면 데이터의 정확성을 비교 분석하고, 차이 발생 시 이를 교정하는 작업을 진행하였다.


수면 시험을 위한 계측장비 착용 완료 장면


6. 문제점 개선 및 마지막 프로토타입 제작


수면시험을 진행하며 개선이 필요하다는 것을 피실험자 설문조사를 통해 알게 되었다.

스마트 베개이지만 기본적으로 그 어떤 베개보다 편안해야 한다는 대전제를 아직 도달하지 못했다는 생각이 들었다.

문제점은 다음과 같다.

  . 체구가 작은 사용자들은 낮은 설정에서도 너무 높음

  . 경도가 너무 높아 누었을 때 편하지 않음

  . 오랜 시간 누워있을 때 뒷통수와 목덜미 부분이 답답하게 느껴짐

  . 옆으로 자유로이 움직이며 편안하게 눕기에는 폭이 다소 짧음

이와 같은 문제점들을 해결하고자 메모리폼을 open cell foam으로 변경하고 대신에 경도를 더욱 낮추어 편안함과 안락함을 갖도록 했다.

Open cell foam과 closed cell 구조 (출처 : Frel - Insulation 홈페이지)

메모리폼, 에어포켓, PCB 및 기타 부속들을 제작 요청하고 베개 내부 기구물 들은 3D 프린터로 출력하여 최종 프로토타입 외형을 완성하였다.


최종 프로토 타입 외관

접혀진 베개 모양

마지막 프로토타입의 특징은 반으로 접을 수 있다는 장점을 가지고 있다.

또한 내부 사출 구조물의 크기와 메모리폼 타입을 변경해서 무게도 상당히 줄일 수 있었다.

당연한 결과이어야 하겠지만 지금까지 개선해온 것 중에 가장 편한 베개가 되었다.

이러한 결과물들을 기반으로 양산 준비를 하고 있으며 2019년 9월에 시제품 제작, 2019년 11월에 시양산을 하려 한다.


"세상에서 가장 편한 베개를 만들수 있을 것 같다”


<참고 자료>

http://www.izolacje-frel.pl/en/pur-foams/types-of-polyurethane-foam.html