[논문]유아 돌연사 증후군 방지를 위한 모니터링 시스템

정경권; 현교환; 김주웅; 오정훈; 조형국; 엄기환

유아 돌연사 증후군 방지를 위한 모니터링 시스템
A Monitoring System for Sudden Infant Death Syndrome Prevention 원문보기

정경권 (한림대학교) , 현교환 (동국대학교) , 김주웅 (동국대학교) , 오정훈 (대덕대학) , 조형국 (동국대학교) , 엄기환 (동국대학교)

유아 돌연사(SIDS)는 생후 한달에서 일년 사이의 건강한 아기가 원인불명으로 사망하는 것을 말한다. 본 논문에서는 유아 돌연사를 방지하기 위해 유아의 움직임을 감지하는 유아 모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 움직임 센싱 부분과 동작 인식 부분으로 구성된다. 움직임 센싱 부분은 3축 가속도 센서를 사용하며, 동작 인식 부분은 LVQ 알고리즘을 사용하였다. 제안한 시스템은 유아가 위험상황인 특정 위치가 되면 부모에게 모니터링 및 경고 알람을 보내게 된다. 실험을 통해서 제안한 모니터링 시스템의 성능을 평가하였다.

Sudden infant death syndrome (SIDS) is the leading cause of unexplained death of an apparently healthy infant aged one month to one year. This paper presents a infant monitoring system which detects the movement of infants to prevent SIDS. The proposed system is composed of an movement sensing part and a motion detecting part. The movement sensing part uses a tri-axis accelerometer. The motion detecting part is based on the LVQ algorithm. The proposed monitoring system connects to an alarm for alerting a parent when an infant is in a predetermined position. We evaluated the performance of the monitoring system through experiments.

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문제 정의

본 논문에서는 엎어서 자는 것을 피하여 유아 돌연사를 방지하기 위해 신경회로망을 이용한 유아 모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 움직임 센싱 부분, RF 부분, 모니터링 및 알람 부분으로 구성된다.
본 논문에서는 유아가 엎드려 자므로 생기는 유아 돌연사를 방지하기 위하여 신경회로망을 이용한 유아 모니터링 시스템을 제안하였다. 제안한 시스템은 움직임 3축 가속도 센서를 사용하여 유아 위치에 대한 중력가속도를 측정하여 LVQ 알고리즘으로 유아의 움직임 동작을 5가지(FU, FL, FR, FD, TS)로 분류하고, 각 동작을 부모에게 모니터링하며, 특히 유아가 위험상황인 특정 위치 (FD)가 되면 부모에게 모니터링 및 경고 알람을 보낸다.

제안 방법

제안한 시스템은 움직임 3축 가속도 센서를 사용하여 유아 위치에 대한 중력가속도를 측정하여 LVQ 알고리즘으로 유아의 움직임 동작을 5가지(FU, FL, FR, FD, TS)로 분류하고, 각 동작을 부모에게 모니터링하며, 특히 유아가 위험상황인 특정 위치 (FD)가 되면 부모에게 모니터링 및 경고 알람을 보낸다. 유아의 위치에 따른 가속도를 측정하여 5 가지의 기준 패턴을 구성하고, LVQ는 기준 패턴에 맞추어 입력 뉴런은 2개, 출력 뉴런 5개, 서브 클래스 1개로 설계하여 학습하였다.
제안한 SIDS시스템의 성능을 확인하기 위하여 아기 인형에 제작한 시스템을 장착하여 실험을 하였다. 제작한 시스템의 3축 가속도 센서는 freescale사의 MMA7260Q를 사용하였으며, 마이크로컨트롤러는 RF 트랜시버와 8051이 내장된 TI 사의 CC₁₀10을 사용하였다.
제안한 시스템은 움직임 3축 가속도 센서를 사용하여 유아 위치에 대한 중력가속도를 측정하여 LVQ 알고리즘으로 유아의 움직임 동작을 5가지(FU, FL, FR, FD, TS)로 분류하고, 각 동작을 부모에게 모니터링하며, 특히 유아가 위험상황인 특정 위치 (FD)가 되면 부모에게 모니터링 및 경고 알람을 보낸다. 유아의 위치에 따른 가속도를 측정하여 5 가지의 기준 패턴을 구성하고, LVQ는 기준 패턴에 맞추어 입력 뉴런은 2개, 출력 뉴런 5개, 서브 클래스 1개로 설계하여 학습하였다.
모니터링 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 움직임 센싱 부분, RF 부분, 모니터링 및 알람 부분으로 구성된다. 움직임 센싱 부분은 3축 가속도 센서를 사용하며, RF는 저전력으로 동작한다.

대상 데이터

제작한 시스템의 3축 가속도 센서는 freescale사의 MMA7260Q를 사용하였으며, 마이크로컨트롤러는 RF 트랜시버와 8051이 내장된 TI 사의 CC₁₀10을 사용하였다. 실험 결과 5가지 동작에 대해서 99%의 동작 인식률을 얻었으며, 특히 유아가 위험상황인 특정 위치(FD) 인식율은 100% 이다.

성능/효과

제작한 시스템의 3축 가속도 센서는 freescale사의 MMA7260Q를 사용하였으며, 마이크로컨트롤러는 RF 트랜시버와 8051이 내장된 TI 사의 CC₁₀10을 사용하였다. 실험 결과 5가지 동작에 대해서 99%의 동작 인식률을 얻었으며, 특히 유아가 위험상황인 특정 위치(FD) 인식율은 100% 이다.

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