인공지능으로 치매 노인·장애인 ‘안전 보행’ 시스템 개발

광주과학기술원, 17일 "관련 RGB-D 단일 센서 고안해 개발 마쳐"

단일센서 보행문석 시스템. 사진제공=광주과학기술원

[아시아경제 김봉수 기자] 인공지능(AI)를 이용해 치매나 각종 질병으로 몸의 균형 감각을 상실한 노약자들이 굴곡지거나 구덩이가 있는 도로도 안전하게 걸을 수 있는 보행 분석 시스템이 개발됐다.

광주과학기술원(GIST)는 헬스케어로봇센터 김문상 교수(융합기술학제학부) 연구팀이 이같은 기능을 가진 인공지능 기반 보행분석 시스템을 개발하는데 성공했다고 17일 밝혔다.

이 시스템은 적외선 빔을 송출한 후 반사되어 돌아오는 시간을 통해 대상의 깊이 정보를 획득할 수 있는 RGB-D 센서를 이용했다. 기존의 신발 센서나 바닥 압력 센서 혹은 모션 캡쳐 시스템의 단점인 가격과 정확도 등을 보완했다.

질병 원인의 분류 및 장기적 질병의 변화 상황을 개발된 인공지능 기술을 통해 정확하게 예측할 수 있고 특히 노약자들에게 크게 우려되는 낙상 가능성을 사전 예측할 수 있다.

연구팀은 획득한 3차원 골격 정보를 순환신경망 알고리즘(Recurrent Neural Networks)에 입력하는 딥러닝 기반의 빅데이터 분석을 통해 6종 병적 보행에 대한 95% 이상의 분류 정확도를 실현했다. 지능로봇에도 부착하여 로봇에 의한 자율적 서비스도 가능한 최첨단 시스템으로 개발됐다.

대상자가 정해진 경로를 자연스럽게 걷는 동안 RGB-D 센서가 신체의 모든 부위의 움직임을 정교하게 측정한다.

이로 인해 연구팀은 기존의 광주고령친화센터에 설치·운영한 6대의 RGB-D 센서를 이용한 시스템을 이번 연구를 통해 궁극적으로 하나의 센서로 대체하여 실용화하는데 성공했다.

연구팀은 올해 3월부터 부산 고신대병원에 이 시스템을 설치해 향후 3개월 간 200명 이상의 전정기관 이상 환자와 정형외과 환자의 데이터 수집을 통한 실증데이터를 분석할 예정이며, 완료 후에는 관련 기업에 기술 이전 할 예정이다.

김문상 GIST 교수는 “지역 및 타 지역 관련 병원 등에도 추가 설치해 광주시에서 추진하는 인공지능 산업단지 구축사업 내 헬스케어 R&D 분야에 기여하고 싶다”고 소감을 밝혔다.

이번 연구 성과는 지난 4년간 진행된 산업통상자원부 ‘경도인지장애 및 치매환자의 정서 행동 안정 및 인지기능 증진을 위한 로봇 기술 개발’ 사업의 결과다. 2020년에 국내 및 PCT특허가 출원됐으며, 2편의 관련 SCI 논문이 출판됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr