초록 ▼

연구개요
신종인플루엔자(2009년), 중동호흡기증후군(MERS, 2015년~) 등 호흡기 감염병의 대유행은 세계적으로 대규모 인명피해 및 사회경제적 피해를 발생시킴. 호흡기 감염병은 기침, 재채기, 대화 등으로 생성된 에어로졸 물질인 비말(Droplet)을 통해 바이러스가 전파되는 특징이 있음. 본 연구개발은 특별한 백신 없이 ICT 기술을 활용해 눈에 보이지 않는 비말 전파 위험을 직관적으로 제공하여 호흡기 감염병 확산방지에 기여하는 것을 목표로 함. 이를 위해 딥러닝(Deep Learning) 기반의 기침 인식 모델을 개발

연구개요
신종인플루엔자(2009년), 중동호흡기증후군(MERS, 2015년~) 등 호흡기 감염병의 대유행은 세계적으로 대규모 인명피해 및 사회경제적 피해를 발생시킴. 호흡기 감염병은 기침, 재채기, 대화 등으로 생성된 에어로졸 물질인 비말(Droplet)을 통해 바이러스가 전파되는 특징이 있음. 본 연구개발은 특별한 백신 없이 ICT 기술을 활용해 눈에 보이지 않는 비말 전파 위험을 직관적으로 제공하여 호흡기 감염병 확산방지에 기여하는 것을 목표로 함. 이를 위해 딥러닝(Deep Learning) 기반의 기침 인식 모델을 개발하고 웨어러블 기기를 통해 위험을 알리며 인적 네트워크 분석을 통하여 자동으로 역학조사를 진행하는 연구개발을 수행하였음.

연구 목표대비 연구결과
1. 멀티모달 학습 기반의 보다 정확한 기침 인식 모델 도출 (비중 75%)
- 목표: 소리, 가속도, PPG 데이터를 동시에 학습하여 90% 이상의 기침 인식 정확도를 가지는 학습 모델 도출
- 결과: 기침 인식 정확도 98.52% 달성
2. 기침 인식 및 비콘 기반 감염씨앗 전파 (비중 15%)
- 목표: 도출한 기침 인식 모델과 연계되는 스마트 밴드 형태의 기기 개발
- 결과: 저비용의 시제품을 개발하여 기침 인식 및 감염씨앗 전파 검증
3. 그래프 기반의 인플루엔자 확산 예측 (비중 10%)
- 목표: 인적 네트워크를 기반 감염씨앗 전파에 따른 인플루엔자 확산 경로 예측
- 결과: 그래프 분석을 통한 확산을 가속시키는 감염 허브와 전파 양상 예측

연구개발결과의 중요성
신종인플루엔자, 중동호흡기증후군의 대유행이 발생한 이유는 기존 인플루엔자 및 코로나바이러스 변이에 의한 것임. 바이러스의 변이에 따라 새로운 백신을 개발하고 보급하는 것은 큰 비용과 긴 시간을 필요로함. 하지만 호흡기 감염병은 비말을 통해 바이러스가 전파되는 특성에 따라 감염 초기 증상으로 기침이 발생함. 본 연구개발은 특별한 인프라와 백신을 개발하지 않고도 호흡기 감염병의 확산을 효과적으로 방지할 수 있음. 게다가 역학조사 작업에 사람이 개입하지 않기 때문에 2차 감염을 방지하고 보다 신속한 확산 예측이 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 연구 참여자(독감 환자) 모집 및 독감 데이터 수집 결과 ... 5
• 나. 수집한 원본 독감 데이터에서 학습용 데이터 추출 ... 5
• 다. Model A: 가속도 데이터만 학습하여 도출한 기침 인식 모델 ... 7
• 라. Model B: 소리 데이터만 학습하여 도출한 기침 인식 모델 ... 7
• 마. Model C: 소리+가속도 데이터를 멀티모달 학습하여 도출한 기침 인식 모델 ... 9
• 바. 도출된 기침 인식 모델의 성능 비교 ... 10
• 사. 스마트 밴드 형태의 기침 인식 기기 개발 및 감염씨앗 전파 검증 ... 10
• 아. 인적 네트워크 분석을 통한 인플루엔자 확산 예측 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 17
• 대표적 연구실적 ... 17
• 끝페이지 ... 19