美 애리조나대, ‘엣지 AI’ 탑재 노인 전용 웨어러블 기기 개발

▲필립 구트루프 애리조나대 교수. (사진=애리조나대)

美 애리조나대(University of Arizona) 연구팀이 노인의 보행 패턴을 실시간으로 모니터링해 노쇠 징후와 낙상 위험을 감지할 수 있는 AI 기반 웨어러블 기기를 개발했다고 밝혔다.

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이번 연구 결과는 지난달 20일 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 발표됐다. (논문 제목:Wearable AI for on-device frailty assessment)

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2015년 ‘노인학 저널(Journals of Gerontology)’ 연구에 따르면, 낙상과 장애, 입원 위험을 높이는 ‘노쇠’ 증상은 65세 이상 미국 거주자의 약 15%에게 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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이번 연구를 주도한 필립 구트루프(Philipp Gutruf) 교수는 “이 장치를 통해 의료진은 환자의 상태에 조기 개입할 수 있으며, 막대한 사회적 비용이 발생하거나 위험한 결과가 초래되는 상황을 미연에 방지할 수 있다“고 말했다. 낙상이 발생한 뒤에 대처하는 ‘사후 대응’ 의료 체계에서, 위험 징후를 미리 포착해 개입하는 ‘예방 중심’의 체계로 패러다임을 전환할 수 있다는 설명이다.

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2인치 너비의 이 기기는 부드러운 메시(Mesh) 소재 슬리브(sleeve) 만들어졌으며, 허벅지 하단에 착용한다. 소형의 센서를 내장하고 있으며 3D 프린터로 제작 가능하다. 기존의 딱딱하고 불편한 웨어러블 기기와 달리, 일상생활 속에서 착용자가 거의 인지하지 못할 정도로 편안한 착용감을 제공하는 것이 연구팀 설명이다.

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이 웨어러블 기기는 ‘엣지 AI(Edge AI)’ 기술을 채택하고 있다. 기기에 내장된 AI가 사용자의 보행 가속도, 보행 대칭성, 보행 변동성 등 방대한 생체 데이터를 외부 서버로 보내지 않고, 독자적으로 처리 및 분석할 수 있다. 이를 통해 데이터 전송량을 99%까지 획기적으로 줄이고, 배터리 소모와 고속 인터넷에 대한 의존도를 크게 낮췄다. 이는 통신 인프라가 취약한 소외 지역이나 시골의 독거 노인들도 원활하게 건강 모니터링 서비스를 받을 수 있다는 의미다.

▲여성이 허벅지 하단에 엣지 AI 기반 웨어러블 기기를 착용하고 있다. (사진=애리조나대)

 

연구 논문 주요 저자인 박사과정 케빈 캐스퍼(Kevin Kasper)는 “지속적이고 정밀한 모니터링은 막대한 양의 데이터를 생성하는데, 이는 통상 몇 시간 만에 배터리를 방전시키고 데이터 업로드를 위해 고성능 인터넷 연결을 필요로 한다”며, “우리는 엣지 AI기술을 통해 이 문제를 해결했다”고 말했다.

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연구팀은 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 장거리 무선 충전 기술을 활용했다. 사용자가 번거롭게 충전 케이블을 연결할 필요가 없어, 기기 조작에 익숙하지 않은 고령층도 편리하게 이용할 수 있다.

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업계 전문가들은 이 기술이 피지컬 AI와 결합된 홈 케어 로봇이나 스마트 헬스케어 시스템의 핵심 기술이 될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 특히 개인별 맞춤형 보행 데이터를 축적함으로써, 재활 로봇의 보조 강도를 조절하거나 응급 상황 시 로봇이 즉각 출동하는 시스템 구축에도 기여할 전망이다.

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백승일 기자 robot3@irobotnews.com

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