초록 ▼

1. 연차목표
가. 개요: 개발 추진 방안과 연차별 목표
본 과제는 치매환자를 위한 VR 간병시스템을 만드는 것으로 응용연구 및 개발, 사업화 추진에 있어 1차년도와 2차년도의 연차목표는 다음과 같이 설정

나. 타당성 검토
1) 감정관련 뇌파분석에 대한 연구자료 리서치
2) 감정관련 뇌파분석 알고리즘의 선정
3) 치매노인을 위한 VR시스템에 적합한 상용센서, VR HMD에 대한 적합모델 선정
4) 정상노인과 치매노인의 콘텐츠 반응 차이를 탐구하기 위한 임상설계

다. SW: 기

1. 연차목표
가. 개요: 개발 추진 방안과 연차별 목표
본 과제는 치매환자를 위한 VR 간병시스템을 만드는 것으로 응용연구 및 개발, 사업화 추진에 있어 1차년도와 2차년도의 연차목표는 다음과 같이 설정

나. 타당성 검토
1) 감정관련 뇌파분석에 대한 연구자료 리서치
2) 감정관련 뇌파분석 알고리즘의 선정
3) 치매노인을 위한 VR시스템에 적합한 상용센서, VR HMD에 대한 적합모델 선정
4) 정상노인과 치매노인의 콘텐츠 반응 차이를 탐구하기 위한 임상설계

다. SW: 기본 기능의 구현
1) 해석계: 감정분석 알고리즘의 구현
- 감정 뇌파 분석 연구 중 본 연구에 적합한 방법 연구
- 콘텐츠와 연계되어 적용가능한 감정 알고리즘 선정
- 선정된 알고리즘을 시스템내에 적용 개발
2) 표현계: 환자에게 보여주는 콘텐츠 관리시스템
- 사용자의 뇌파를 분석하여 콘텐츠에 대해 만족(快)하면 콘텐츠를 유지
- 사용자가 콘텐츠에 대해 불만족(또는 불쾌)하면 콘텐츠를 전환
3) 운영계: 다중사용자에 대한 VR 콘텐츠와 기기의 운영
- 환자의 상태(시청하는 콘텐츠, 뇌파상태 등)를 모니터링
- 환자들 개개인에게 적합한 콘텐츠 서비스를 운영

라. 임상: 정상노인과 치매노인의 콘텐츠 반응 차이를 측정
1) 정상(Ground)상태에서 일반노인과 치매노인 간의 뇌파차이 파악
2) 콘텐츠 유형별 정상노인, 치매노인들의 뇌파 수집 및 차이 분석
3) 콘텐츠 유형별 치매노인들의 반응뇌파분석을 통해 개발방향성 설정

마. HW: 뇌파센서가 탑재된 일체형 VR HMD의 구현
1) 좌우뇌의 뇌파를 동시에 측정할 수 있는 듀얼 EEG Electorode 탑재
- 향후 추가적인 분석이 가능하도록 좌뇌, 우뇌의 뇌파를 동시 측정
2) 뇌파신호를 디지털로 변환하고, 특정주파수나 잡파를 제거하는 신호처리부탑재
- AD변환과 노치필터, 기본신호처리를 자체개발하는 것은 본과제의 범위 밖이므로 상용모듈중에서 BMT를 거쳐 선정
3) 분석기기로 뇌파신호를 전송하는 통신기능
- B2C모델 등 2차년도 과제까지 고려하여 통신모듈은 블루투스로 개발

바. 콘텐츠
1) 장기입원환자에게 외부자극을 통해 기분전환을 해줄 수 있는 여행콘텐츠 개발
2) 편안함과 휴식의 느낌을 가질 수 있는 휴식형 콘텐츠 개발

2. 개발내용 및 결과
가. 타당성 검토 결과
1) 뇌파 분석 모듈의 선정: Neurosky TGAM 2 Module
- 뇌파측정위치와 VR HMD의 머리접촉위치가 겹쳐서 기존 상용센서들은 사용불가
- AD신호변환, 노치필터, 기본 FFT를 제공하는 회사는 미국의 Neurosky와 국내 중소기업 2개가 존재
- 자체성능평가, 기술지원문제 등을 고려하여 Neurosky사의 모듈을 부품으로 채택
2) 감정관련 뇌파분석 알고리즘: eTensity Algorithm
- 감정관련 뇌파연구 대부분이 32채널 또는 64채널 EEG센서로 진행되어 본 시스템에 비적합
- 1채널 또는 2채널 EEG센서로 감정을 해석하는 연구는 64채널로 진행된 연구결과를 보정하는 방식으로 진행중이며 현재로선 뉴로스카이사의 eTensity Algorithm이 유일하며, 해당 알고리즘을 라이센싱하여 시스템에 인테그레이션 함

나. 임상: 일반인과 치매환자간의 감정뇌파 차이 파악
1) 임상진행 내용
- 인천서구노인복지회관, 인천미래노인복지요양센터에서 임상진행
- 성별, 연령별 편차를 배제하기 위해 대상은 65~75세 여성으로 제한
- 정상 노인 34명, 경증 치매 노인 32명, 중증 치매노인 18명을 대상으로 진행
- 실험군의 정확도를 위해 연구임상전 별도 치매진단테스트 진행
- 동영상 콘텐츠에 적용해야 활용목적이기 때문에 표준이미지 검사가 아닌 동영상 검사로 진행
- 동영상 적합도 판정을 위해 사전 설문 진행으로 4종류의 감정별 영상을 각 2종씩 선별하여 총 8개의 동영상 선정
- 영상별로 50초의 재생시간을 제공
- 측정의 정확도를 검증하기 위해 영상시청후 설문, 표정에 대한 동영상 촬영, HRV측정을 병행함
- 뇌파센서, HR센서를 부착한 후 눈을 감고 약 1분간 기저 뇌파 (baseline EEG)를 측정한 후 눈을 뜨고 빔프로젝터를 통해 제공되는 8가지의 영상을 순차적으로 제공하였고, 하나의 영상이 끝날 때 마다 느낀 감정을 인터뷰하여 감정의 정도를 3단계로 나누어 평가

2) 임상결과: 정상노인과 치매노인간 3가지 중요한 차이점이 발견됨
① 치매가 심해질수록 기저뇌파측정시 불안(anxiety)도에 대한 지표가 높아짐
- 불안을 의미하는 theta, gamma1, gamma2값이 치매증상이 심해질수록 높아지나 이것이 구조적 문제인지 실제 불안지수가 높은 지는 더 확인해야 함
② 치매가 심해질수록 일반인 기준의 감정세분화가 어려움
③ 치매가 심해질수록 즐거움(Engagement) 콘텐츠에 대한 반응이 커짐
- 그러나, 이 역시 치매환자의 뇌변성에 따른 구조적 문제인지 아니면 즐거움에 대한 콘텐츠에 대한 반응성이 높아진 것인지에 대해서는 추가연구가 필요함

전문가 소견 (은혜정신병원 병원장 이상훈 박사)
- 알츠하이머성 치매는 뇌의 구조적 변화에 의한 것이기 때문에 정상인들의 뇌파와 구조적 차이를 보일 수 있으며, 감정 역시 일반인의 감정분류체계처럼 다양하지 아니함
- ㈜팀제파의 치매환자 간병을 위한 VR시스템에 필요한 치매노인에 대한 뇌파분석은 콘텐츠의 만족도를 판단하여 콘텐츠의 지속 또는 전환에 쓰이기 위한 분석이므로 정상인의 감정(emotion)과 동일한 명칭의 분류체계여야 할 필요는 없다고 보여짐
- 그러므로, 원 연구계획인 정상인과 치매환자간의 갭분석을 통한 알고리즘의 도출과 치매환자의 콘텐츠에 대한 반응도 측정을 통한 알고리즘 도출을 병행해야할 필요가 있으며, 시스템에 대한 활용성을 최우선 기준으로 삼아야 함

다. SW: 확장성을 고려한 시스템의 구현
1) 해석계: 감정분석 알고리즘의 구현
- 일반인 기준의 감정분석 알고리즘을 시스템내 구현
- 필요에 따라 분석 알고리즘과 설정값만 추가하면 콘텐츠의 전환, 유지가 가능하도록 소프트웨어 구현
2) 표현계: 환자에게 보여주는 콘텐츠의 운영
- 해석계 또는 운영계의 명령에 따라 콘텐츠의 시작, 정지, 전환 기능 구현
- 6명까지 동시 운영가능하도록 구현
3) 운영계: 다중사용자에 대한 VR 콘텐츠와 기기의 운영
- 환자의 상태(시청하는 콘텐츠, 뇌파상태 등) 모니터링 기능 구현
- 환자 프로파일 관리 시스템 구현
- 환자별 콘텐츠 제공기능 구현

라. HW: 뇌파센서가 탑재된 일체형 VR HMD 개발
1) 좌우뇌의 뇌파를 동시에 측정할 수 있는 듀얼 EEG Electorode 탑재완료
2) 뇌파신호를 디지털로 변환하고, 특정주파수나 잡파를 제거하는 신호처리부탑재
3) 분석기기로 뇌파신호를 전송하는 블루투스모듈 탑재
4) 정상작동 상황을 파악하여 LED로 간병사에게 보여주는 모듈 탑재

마. 콘텐츠: 1차년도에는 이미 알려진 사실을 기준으로 콘텐츠 개발함
1) 장기입원환자에게 기분전환을 해줄 수 있는 이동형 입체 여행콘텐츠 2종 개발
2) 휴식의 느낌을 가질 수 있는 릴렉스형 360 VR콘텐츠 5종 개발
3) 네비게이션이 가능한 360 영상 콘텐츠 1종, 360 CG콘텐츠 1종 개발

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
가. 매출증대 및 비용 절감 효과 (사회적 비용의 절감)
1) 치매에 대한 사회적 비용은 2012년 10.3조에서 2050년 134조로 증가할 예정이며,2040년에 국가예산의 1/6이 치매에 투입될 예정이고 이로인해 2035년에 재정위기를 초래할 수 있다는 우려가 높아지고 있음
2) 치매환자 간병을 위한 VR시스템은 치매환자를 관리하는 비용을 낮추고(가정형: 월24만원 → 월 2만원) 관리전문가 1인양성에 들어가는 시간을 줄여서(2년 → 3개월) 치매대응에 대한 사회적비용을 절감해주는 솔루션임

나. 고용창출 효과
- 해당 제품은 주8시간 근무 사회복지사(간병사)에게 1.5~2시간의 파생고용기여도를 가지고 있음

( 출처: 연차보고서 초록 3p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 연차보고서 초록 ... 3
• Ⅰ. 당해년도 추진 현황 ... 17
• 1. 사업화 추진 일정 ... 17
• 2. 당해년도 추진 실적 ... 18
• Ⅱ. 과제 수행결과(1차년도) ... 21
• 1. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 21
• 2. 각 기관/기업별 추진 현황 ... 24
• 3. 시장 현황 및 사업화 추진 성과 ... 24
• Ⅲ. 결론 및 2차년도 계획 ... 26
• 1. 사업화 수행 결과에 대한 자체평가 및 종합적 결론 ... 26
• 2. 2차년도 추진계획 ... 27
• 3. 마케팅 목표 ... 27
• Ⅳ. 사업비 사용현황 ... 28
• Ⅴ. 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 31
• Ⅵ. 기업 재무건전성 현황 ... 32
• 끝페이지 ... 33