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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 이를 보완하기 위해 수면장애 측정 및 진단뿐만 아니라 장애의 요인을 분석하여 사용자에게 제공하는 멀티센서를 이용한 수면장애 개선 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 멀티센서인 비트컴퓨터의 드림슬립v1을 이용하였다.
제안 방법
- 멀티센서를 이용한 수면장애 개선 시스템의 결과의 정확도를 테스트하기 위해 시나리오를 작성하여 상태에 따른 수면 장애 요인 값을 변화시키며 테스트하였다. 테스트 결과, 예측 결과와 실제 추론되어 나온 결과가 일치함으로써 본 논문에서 제안하는 수면장애 개선시스템이 정상적으로 동작함을 확인했다.
- 본 논문에서 제안한 시스템의 온톨로지는 필요에 따라 서로 imports 하여 사용되며 유기적으로 동작하게 구성하였다. 시스템 전체 온톨로지 구성도는 그림 3과 같다.
- 본 절에서는 논문에서 구현한 수면장애 개선 지원시스템을 평가하기 위해 시나리오를 구성하여 상황에 따른 수면 장애 요인 값을 변화시키며 추론 결과의 정확도를 검증하였다.
- 본 논문에서 제안하는 수면장애 개선 지원시스템의 전체 동작절차는 그림 4와 같이 설계하였다. 사용자는 수면장애 개선 시스템을 이용하기 위해 가속도, 온도, 습도, 마이크로폰 센서로 구성된 측정 장치를 복부에 착용하여 측정을 한다. 측정 된 데이터는 측정 장치에서 모바일 애플리케이션으로 블루투스를 이용하여 주기적으로 전송이 되고 데이터는 임시적으로 모바일 애플리케이션에 저장된다.
- 수면 무호흡증과 코골이는 정도의 차이가 있을 뿐 같은 요인에 의해 발생한다고 판단하여 무호흡에 대해서만 시나리오를 작성하고 진행하였다. 시나리오는 수면 무호흡증의 요인에 대한 추론 결과가 정상적으로 출력이 되는지를 확인하기 위해 수면 무호흡증의 상태에 따른 요인 값에 변화를 주며 생성하여 테스트하였다.
- 수면장애 개선 시스템을 설계하기 위해 시스템의 물리적인 구성을 스마트폰, 측정 장치, 응용 서버, 데이터 베이스, 추론 엔진, 온톨로지 저장소로 구성하였다. 온톨로지 기반으로 설계한 추론부의 온톨로지 모델은 총 4개의 자원, 시간, 이벤트, 상황 온톨로지로 구성하였다.
- 수면 무호흡증과 코골이는 정도의 차이가 있을 뿐 같은 요인에 의해 발생한다고 판단하여 무호흡에 대해서만 시나리오를 작성하고 진행하였다. 시나리오는 수면 무호흡증의 요인에 대한 추론 결과가 정상적으로 출력이 되는지를 확인하기 위해 수면 무호흡증의 상태에 따른 요인 값에 변화를 주며 생성하여 테스트하였다. 표 7의 데이터는 시나리오에 사용된 데이터의 예이다.
- 시나리오는 실제 상황에 대해 각 요인의 총 개수별로 대표되는 상황 하나씩만 추려 냈으며 무호흡의 호전, 악화 상태에 따라 총 4개씩이다.
- 수면장애 개선 시스템을 설계하기 위해 시스템의 물리적인 구성을 스마트폰, 측정 장치, 응용 서버, 데이터 베이스, 추론 엔진, 온톨로지 저장소로 구성하였다. 온톨로지 기반으로 설계한 추론부의 온톨로지 모델은 총 4개의 자원, 시간, 이벤트, 상황 온톨로지로 구성하였다.
- 이를 통해 수면 시 무호흡 횟수, 무호흡 시간, 코골이 횟수, 코골이 시간, 코골이 강도 데이터를 습득한다. 이렇게 습득한 데이터들을 이용하여 전처리부에서 등급화 후 추론부에서 요인 분석을 한다. 추론 결과는 무호흡 및 코골이가 어떤 요인에 의해 정도가 악화되고 개선되는지를 사용자에게 제공하여 댁내 수면 환경을 변화하는 등의 사용자의 의사 결정에 도움을 줄 수 있다.
- 본 논문에서 제안한 수면장애 개선 시스템의 추론부는 온톨로지 기반으로 구현되어 정보의 재사용이 가능하며 추후에 다른 센서들을 추가하기 쉽고 시맨틱 웹에서 데이터 융합이 가능하다. 측정부는 센서 데이터를 수신하기 위해 별도의 리시버를 이용하지 않고 홈 게이트웨이 역할에 스마트폰을 사용하였다. 이는 측정 장치만 구비하면 일반인들도 가정에서 쉽게 이용할 수 있다.
대상 데이터
- 본 논문에서 제안하는 시스템의 추론부는 추론엔진과 온톨로지 저장소로 구성된다. 트리플 번역기, 쿼리 핸들러, 리즈너는 추론엔진에 위치한다.
- 따라서 본 논문에서는 이를 보완하기 위해 수면장애 측정 및 진단뿐만 아니라 장애의 요인을 분석하여 사용자에게 제공하는 멀티센서를 이용한 수면장애 개선 시스템을 제안한다. 본 논문에서는 멀티센서인 비트컴퓨터의 드림슬립v1을 이용하였다. 이를 통해 수면 시 무호흡 횟수, 무호흡 시간, 코골이 횟수, 코골이 시간, 코골이 강도 데이터를 습득한다.
- 본 논문에서는 멀티센서인 비트컴퓨터의 드림슬립v1을 이용하였다. 이를 통해 수면 시 무호흡 횟수, 무호흡 시간, 코골이 횟수, 코골이 시간, 코골이 강도 데이터를 습득한다. 이렇게 습득한 데이터들을 이용하여 전처리부에서 등급화 후 추론부에서 요인 분석을 한다.
- 본 논문에서 제안하는 수면장애 개선 시스템의 물리적인 구성은 여섯 부분으로 구성되어 있다. 측정 장치, 스마트 폰, 응용 서버, 추론 엔진, 데이터베이스 그리고 온톨로지 저장소이다. 측정 장치는 비트컴퓨터의 드림 슬립v1을 사용한다.
성능/효과
- 이는 측정 장치만 구비하면 일반인들도 가정에서 쉽게 이용할 수 있다. u-헬스케어 측면으로 무지각, 무자각적인 측정장치를 사용하여 모니터링이 가능하며 수집된 데이터들의 연관성 분석결과 제공을 통해 수면장애 조기진단 및 지속적인 관리가 가능하다.
- 표 10과 같이 본 논문에서 제안하는 시스템이 모든 시나리오에서 예상했던 대로 실제 결과를 얻었다. 따라서 본 논문의 수면장애 개선 시스템이 정상적으로 동작함을 확인하였다.
- 본 논문에서 제안한 수면장애 개선 시스템의 추론부는 온톨로지 기반으로 구현되어 정보의 재사용이 가능하며 추후에 다른 센서들을 추가하기 쉽고 시맨틱 웹에서 데이터 융합이 가능하다. 측정부는 센서 데이터를 수신하기 위해 별도의 리시버를 이용하지 않고 홈 게이트웨이 역할에 스마트폰을 사용하였다.
- 멀티센서를 이용한 수면장애 개선 시스템의 결과의 정확도를 테스트하기 위해 시나리오를 작성하여 상태에 따른 수면 장애 요인 값을 변화시키며 테스트하였다. 테스트 결과, 예측 결과와 실제 추론되어 나온 결과가 일치함으로써 본 논문에서 제안하는 수면장애 개선시스템이 정상적으로 동작함을 확인했다.
후속연구
- 향후에는 좀 더 다양한 센서들로부터 데이터를 수집하여, 이를 분석한다면 사용자에게 더 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이다.
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