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국립한국교통대학교(총장 윤승조)는 미래융합대학 이상도 교수연구팀이 과학기술정보통신부와 행정안전부가 공동주관하는 ‘2023년도 과학기술활용 주민공감 지역문제 해결사업’ 공모에 최종 선정되었다고 밝혔다.
이번 과제는 충북 제천시에 ‘다중생체신호 기반 인지건강 공유케어 플랫폼’을 구축하는 것으로 총 6억 원(과학기술정보통신부 3억 원, 행정안전부 1.5억 원, 제천시 1.5억 원)의 사업비가 배정되었으며, 연구기간은 2024년 7월까지이다.
2022년 기준 국내 65세 이상 노인 인구는 897만여 명이다. 이 중 치매 병상자 수는 92만4870명으로 치매 유병률이 10.31%며, 2050년에는 약 300만명으로 증가할 것으로 추정되어 치매환자와 관리비용에 대한 대책 마련이 시급하다.
특히, 제천시는 65세 이상 노인이 전체의 24.7%를 차지하여 전국 평균 노인 인구 비율인 17.9%보다 훨씬 높은 비율을 차지하고 있으며 고령층 중에서 85세 이상 노인인구가 10.32%로 5년 전 대비 56.1%가 증가하여 치매 발병율이 매우 높은 상황이다.
또한, 제천시의 치매환자는 매년 증가하여 지난 3년간(‘19~’21) 총 치매환자 수가 110% 증가하였고, 유병률도 평균 5% 상승하여 경도인지장애 조기 발굴 및 관리시스템 구축이 절실하다.
그러나 치매를 근본적으로 억제할 수 있는 치료제 개발은 난항을 겪고 있으며, 성공확률이 매우 낮아 의약품으로 치료효과를 기대하기 어렵다.
치매는 무증상 기간이 3~20년이며, 증상 발현 시점은 질환이 이미 진행된 상태이므로 인지기능의 변화를 조기에 발견하는 것만이 사실상 치매문제를 해결하는 유일한 대안으로 여겨지고 있다.
이에 제천시는 지역사회의 치매 조기발견 및 예방을 위해 ‘2023 주민공감 현장문제 해결사업’에 과제를 제출하였고, 한국교통대학교 이상도 교수연구팀이 최종 연구책임자로 선정되었다.
이상도 교수연구팀은 목소리와 심박변이도 등 다중생체신호를 기반으로 인지건강 및 우울증의 위험도를 예측하고 추적관리하는 기술을 적용하여 위험도에 따라 대상자를 스크리닝하고 맞춤형 서비스가 제공될 수 있도록 플랫폼을 구축하는 방안을 제시하였다.
핵심 내용으로는 ▲ 15초 동안의 말소리 검사로 치매 및 우울증 위험도 예측을 통해 일반집단과 위기집단을 구분하고 ▲ 위기집단에 ‘바이탈링’을 추가 지급하여 심박변이도 등 생체신호를 추적관리함으로써 표적집단을 선별하여 치매안심센터와 공동으로 집중케어를 하는 플랫폼을 구축하는 것이다.
특히, 음정과 톤, 단어선택, 구문 및 문법 등의 패턴 감지로 인지기능의 변화를 확인할 수 있는 음성인식 기반 AI엔진을 개발하여 15초 동안의 말소리 검사로 정확도 92%의 인지건강 위험도를 예측할 수 있다.
말소리 검사는 기본적으로 스마트폰 앱 형태로 개발되지만, 스마트폰이 없는 노인들을 위해 별도의 ‘AI 케어콜’을 개발하여 인지건강 및 우울증 등 정신건강의 변화를 추적관리 할 예정이다.
위기집단에 제공되는 바이탈링은 호흡과 체온, 심박변이도를 측정하여 스트레스 강도와 수면패턴 등을 추적관리하고, 시니어 헬스 정보를 24시간 모니터링하여 응급상황에 대응할 수 있다.
인지기능 및 우울증에 관한 생체신호의 패턴변화가 감지되면 복지관 사회복지사 및 치매안심센터 직원에게 전달되어 조기에 개입하고 대상별 맞춤형 서비스를 제공하게 된다.
이상도 교수연구팀은 본 과제를 개발하기 위해 2022년 12월부터 2023년 3월까지 제천시 지역사회 전문가들로 구성된 ‘스스로해결단’과 함께 리빙랩을 운영해왔으며, 1개월간 실증을 통해 서비스 모델을 개발했다.
또한 복지․경영학과의 성인학습자들과 ‘디지털 복지와 미래사회’라는 과목을 진행하면서 UX/UI 및 서비스 경험 디자인이 반영된 앱을 함께 개발하고 있으며, 참여연구원인 성인학습자가 추후 관련 기술을 기반으로 창업/창직할 수 있도록 지원할 계획이다.
연구책임자인 이상도 교수는 “치매를 조기에 발견하고 대응할 수 있도록 디지털 기술을 활용한 다양한 시스템이 개발되어야 한다”며, “이번 연구를 통해 최소한의 센싱과 인공지능 기술로 인지기능과 우울증 등의 변화패턴을 조기에 예측하여 지역사회 정신건강 문제 해결에 도움이 될 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
한편, 과학기술 활용 주민공감 해결사업은 지역주민과 연구자가 문제정의, 기획단계부터 기술개발․적용까지 함게 참여하는 지역 맞춤형 문제해결 지원사업으로 과기정통부와 행안부 간 협업을 통해 기술개발(R&D) 및 적용․확산(非R&D)을 동시에 지원하는 사업이다.
