초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
1. 경도인지장애 및 치매환자의 정서안정과 인지기능향상을 위한 로봇 기술 개발
2. 경도인지장애 및 치매환자의 삶의 질 향상을 위한 라이프로그 분석 기반 개인별 건강상태 예측 및 서비스추천 시스템 개발

□ 개발내용 및 결과
● 경도인지장애 및 치매환자의 정서안정과 인지기능향상을 위한 로봇 기술 개발
1) 정서적 안정을 도모할 수 있도록 감성적 교류가 가능한 로봇 상호작용 기술 개발
- 음성대화, 제스쳐 인식, 얼굴 표정 인식의 융합 기반 정서 상태 인식 및

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
1. 경도인지장애 및 치매환자의 정서안정과 인지기능향상을 위한 로봇 기술 개발
2. 경도인지장애 및 치매환자의 삶의 질 향상을 위한 라이프로그 분석 기반 개인별 건강상태 예측 및 서비스추천 시스템 개발

□ 개발내용 및 결과
● 경도인지장애 및 치매환자의 정서안정과 인지기능향상을 위한 로봇 기술 개발
1) 정서적 안정을 도모할 수 있도록 감성적 교류가 가능한 로봇 상호작용 기술 개발
- 음성대화, 제스쳐 인식, 얼굴 표정 인식의 융합 기반 정서 상태 인식 및 적정 반응 생성 기술 개발
- 정서 상태 판정 유형수 2종 , 정서 상태 판정 정확도 90% 이상, 사용자 표정 인식 정확도 95% 이상
- 치매 환자 적합 로봇 디자인 만족도 90% 이상
- 안전한 충돌 회피 기능 뿐 아니라 전자파, 유해 중금속 평가 통과하여 가정용 로봇 적합 사양 획득.
2) 인터액티브 로봇 인지훈련 시스템 개발
- 1-10단계의 다양한 난이도 총 20종 개발 및 자동평가 시스템을 구축
3) 일상생활 보조서비스 개발
- 환자의 활동량, 수면상태 등의 라이프로그를 획득하여 IoT 기술과 연계한 건강 알리미 기능 개발.
- 일정 및 투약동작인식을 통한 투약여부 인식을 통한 투약관리
4) 로봇기술 효과 검증 위한 초기 임상 연구
- 경도인지장애 환자 153명 대상의 무작위배정 대조군 연구를 통한 뇌변화 네트워크 입증
- 정서점수 척도 및 점수 30% 이상 개선, 대뇌피질두께 변화 20% 이상 개선
5) 로봇 및 실내 활동을 하는 사람들의 실시간 위치 확인 시스템 개발
- UWB 기반 위치 추적과 무선 송수신이 가능한 센서 개발로 집안 전체내에서 환자의 위치 확인 가능
6) 시간 및 위치 기반의 실시간 상황 정보기반 로봇 주도 제어 기법 개발
- 낙상 및 위험상황 감지시 로봇 주도적 제어 수행 (10건)

● 경도인지장애 및 치매환자의 삶의 질 향상을 위한 라이프로그 분석 기반 개인별 건강상태 예측 및 서비스추천 시스템 개발

1) 라이프로그 빅데이터 획득/저장/공유 기술 개발
- IoT와 로봇 기술 이용해 라이프로그데이터 자동 획득 기술 개발 (빅데이터 시스템 구축 1.5버전).
2) 빅데이터 분석에 의한 정서, 건강상태 예측 및 서비스 추천 기술 개발
- 인식가능 장기적 생활패턴 5종 이상 분류 및 정서/건강 패턴 및 이상 감지 90%이상 성공.
- 집단지성 기법에 기반한 개인별 맞춤 건강 정보 서비스 개발- 추천도 80% 이상 적합.

□ 기술개발 배경
● 초고령 사회의 도래와 경도인지장애 및 치매인구 증가
1) 2014년 65세 이상 고령인구는 전체 인구 중 12.7%를 차지하고, 2024년에는 19.0%, 2034년에는 27.6%로 계속 늘어날 전망 (2014 고령자 통계, 통계청)
2) 경도 인지 장애 및 치매 환자에 대한 사회적, 경제적 부담 증가
● 약물 치료의 한계
1) 약물을 통한 근원적 치료는 현재 개발 중이며, 현재 치매 관련 약물은 증상적 치료에 준하여 시행되고 있음.
2) 경도인지장애 환자와 같은 치매고위험군의 경우 약물을 통한 인지기능증진효과가 입증되어 있지 않음.
3) 현재 개발 중인 약물과 치료법은 의학적 효과를 입증한 후 상용화되기까지 긴 연구 기간이 필요
● 적극적인 인지 훈련 및 정서 행동 안정의 중요성
- 최근, 경도인지장애나 알츠하이머병 환자들에서 인지 훈련을 시행한 군에서 6개월까지 인지 기능이 악화되지 않고 유지되는 소견을 보였으며 인지 훈련 치료를 시행하지 않은 군에 비하여 우울증의 개선 및 Neuropsychiatric Inventory (NPI) 점수의 유의한 감소와 effortless learning 을 통해 associative learning이 호전되다는 연구 결과가 보고되고 있음(Olazaran 등, 2004).
● 노약자들의 삶의 질 저하를 극복하기 위한 서비스의 필요성 증대
1) 독거노인들의 지속적인 일상생활과 사회생활을 지속하게 하는 첨단 기술들의 활용 및 ICT 인프라를 활용하여 복지의 효율성 제고, 노약자들의 건강하고 독립된 생활 사회적 비용감소 노력이 필요
2) 노약자들에게 ICT 인프라에 대한 접근성을 지능적 로봇 기술로 제고, 다양한 서비스를 통하여 복합적인 케어가 가능한 기술 개발이 필요
● 경도 인지 장애 및 치매 환자 돌봄의 문제점
- 노인인구 증가 대비 전문 복지 인력 부족: 치매 조호 전문 인력 보조 로봇의 필요
● 독거 치매 환자의 증가 및 돌봄의 어려움
- 효율적인 관리를 위한 가정생활 지원 로봇 개발의 필요

□ 핵심개발 기술의 의의
1. 정서 인식 및 감성적 교류가 가능한 로봇 상호 기술
- 경도인지장애 환자 얼굴 표정 및 제스쳐, 수면 및 활동량 등 라이프로그 기반 경도인지장애 환자의 우울/불안 판정 정확도도 90% 이상
- 경도인지장애 및 치매환자의 우울/불안 모니터링 가능
2. 뇌변화 근거 기반 인터렉티브 로봇 인지훈련 시스템
- 인지훈련 전문가가 개발하여 인지기능장애 환자들 실생활에 필요한 총 20종의 인지훈련 콘텐츠가 1-20단계별 구성되어 장기적인 인지훈련이 가능
- 뇌영상 분석에 근거한 임상시험 계획을 통한 뇌과학과의 융합 기술 도출
- 로봇을 통한 인지훈련 프로그램 사용이 경도인지장애 환자의 뇌에 긍정적 변화가 있음을 근거로 제시한 세계최초의 기술.
3. UWB 기반 위치 추적과 로봇 주도적 제어 기반 일상생활 보조 서비스
- 치매 전문가 및 보호자의 의견을 기반으로 인지기능장애 환자 중심의 서비스 콘텐츠 구성
- 세계 최초 동작인식 투약인식 및 투약 관리
- UWB 기반 위치 추적과 무선 송수신이 가능한 센서 개발을 통해 집안내에서 환자의 위치를 정확히 확인 가능
- 낙상 및 걸음걸이 이상 등 위험상황 인식 및 로봇 주도적 제어 구축을 통한 환자 위험 예방
- 가정 및 독거 인지기능장애 환자들을 위한 돌봄 서비스 제공 가능
4. 개인별 건강상태 예측 및 서비스 추천 시스템 개발
- 라이프로그 기반 전문가 지식기반 맞춤형 추천 서비스 시스템 개발
- 인지훈련 프로그램 뇌영역별 추천 가능
- 가정내에서 환자의 인지기능장애 특성을 고려한 프로그램 추천을 통해 환자 스스로 맞춤형 뇌훈련 가능

□ 적용 분야
● 노약자의 감성적, 지능적 간병을 돕는 로봇으로 복지인력의 부족 해소 및 개인화된 서비스 제공을 통한 치매 환자 및 독거 노인 돌봄 서비스에 활용 가능
● 개인별 인지훈련을 통한 훈련 효과 극대화 및 인지훈련 전문가 부족 부분 해소 효과를 통해 경도인지장애 및 치매환자의 디지털 치료제로서의 역할 가능
● 국내 중소 S/W 개발사를 통한 앱 공급 플랫폼 확장을 통한 로봇 전용 앱 개발
● 노인 인구 증가에 대응하는 노약자 층의 커뮤니티 제공 서비스

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 과제의 개요 ... 20
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 22
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 22
• 제 2 절 단계별 목표 및 평가 방법 ... 27
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 28
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 67
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 67
• 제 3 장 결과 ... 69
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 69
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 89
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 91
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 91
• 제 5 절 안전관리 이행 현황 ... 95
• 제 4 장 사업화 계획 ... 96
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 96
• 제 2 절 사업화 계획 ... 97
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 100
• [부 록] 시험성적서 ... 102
• 부록1_시험성적서(TTA)_포즈 및 조명 변화에 강인한 소형 표정 인식기 V1.0_포항공과대학교 ... 102
• 부록2_시험성적서(TTA)_독거노인정서분석용 빅데이터 플랫폼 V0.5_성균관대학교 ... 116
• 부록3_시험성적서(TTA)_독거노인정서분석용 빅데이터 플랫폼 V1.0_성균관대학교 ... 129
• 부록4_시험결과서_치매예방 인지훈련 로봇 시스템 v2.0_SW확인 및 검증(V&V)_로보케어 ... 162
• 부록5_시험결과서_전자파 인증(RE)_로봇_로보케어 ... 169
• 부록6_시험결과서_전자파 인증(RE)_ 로봇도구_로보케어 ... 175
• 부록7_시험결과서_치매예방 인지훈련 로봇 시스템 v3.0_SW확인 및 검증(V&V)_로보케어 ... 181
• 부록8_시험결과서_전자파 인증(RE)_ 최종로봇_로보케어 ... 209
• 부록9_시험결과서_UWB-HC-RTLS_광주과학기술원 ... 214
• 부록10_시험결과서_다수의 UWB 센서를 이용한 다중 공간 사용자 위치 추적 시스템_광주과학기술원 ... 232
• 끝페이지 ... 256