초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
반려동물 빗에 ICT기술(인공지능,빅데이터)을 접목하여 AI피부진단 및 근적외선 치료가 가능한 스마트 빗 플랫폼 IoT시스템 개발
o 스마트 빗 / 세계최초
- 고배율 피부영상 카메라 모듈 (최대 20배율)
- 반려동물 적외선 피부 치료 모듈 (650nm 파장)
- 반려동물 피부관리를 위한 모바일 앱 및 클라우드 서버(인공지능 피부진단, 병원/피부케어 상품 추천)
o 인공지능 기반 반려동물 피부진단 기술 개발 / 세계최초
- 반려동물 고배율 피부영상

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
반려동물 빗에 ICT기술(인공지능,빅데이터)을 접목하여 AI피부진단 및 근적외선 치료가 가능한 스마트 빗 플랫폼 IoT시스템 개발
o 스마트 빗 / 세계최초
- 고배율 피부영상 카메라 모듈 (최대 20배율)
- 반려동물 적외선 피부 치료 모듈 (650nm 파장)
- 반려동물 피부관리를 위한 모바일 앱 및 클라우드 서버(인공지능 피부진단, 병원/피부케어 상품 추천)
o 인공지능 기반 반려동물 피부진단 기술 개발 / 세계최초
- 반려동물 고배율 피부영상 데이터셋 구축
- 반려동물 고배율 피부영상 털 제거 기술 (혁신기술)
- 반려동물 피부영상 병변 영역 분할 알고리즘
- 반려동물 피부영상 진단 알고리즘

◼ 전체 내용
1. 스마트 빗 플랫폼 IoT 시스템 개발 / 세계 최초
• 스마트 빗, 모바일 앱 및 클라우드 서버로 구성된 IoT 시스템
• 스마트 빗으로부터 고배율 피부영상 촬영하여 모바일 앱으로 고속 전송
• 클라우드 서버에서 인공지능 피부진단
• 피부진단 결과에 따라 가까운 동물병원/피부케어 제품 추천
• 스마트 빗을 통한 근적외선 피부 치료
• 피부영상 데이터 및 수의사 진단 정보 등 빅데이터 수집 기능
2. 고배율 반려동물 피부영상 데이터셋 구축 (세계 최초)
• 고배율 반려동물 피부영상 데이터셋을 구축하여 인공지능 기계학습의 훈련 데이터로 사용
3. 반려동물 피부영상 분석에 가장 큰 문제점인 털 제거 기술을 인공지능을 적용하여 구현 (세계 최초, 혁신기술)
• LadderNet을 백본으로 하는 준지도 대조학습 기반 Teacher-Student 네트워크 모델을 사용하여 피부영상 털 영역분할 기술 개발
• Shift-Net 및 Partial Convolution에 기반한 반려동물 피부영상 털 제거 인페인팅 모델 개발
4. 작은 양의 반려동물 영상 샘플의 모델 훈련으로도 피부질환의 정확한 진단이 가능한 반려동물 피부 진단 인공지능 모델 개발(세계 최초, 혁신기술)
• 공간그룹컨벌루션(Spatial Grooup Convolution) 기반 병변분할 딥러닝 모델 개발
• 반려동물 종류에 상관없이 작은 데이터셋으로 피부질환을 자동 진단할 수 있는, Single Loss 기반 Ensemble Training 모델 개발


□ 연구개발성과
1. 스마트 빗 IoT 플랫폼 시제품 개발
◾ 스마트 빗
피부 촬영 및 근적외선 치료 기능을 갖춘 디바이스 기기
⚫ 광학계 고배율 (20배율) 렌즈가 장착된 피부 상태 촬영 기능
⚫ 피부 치료 효과를 갖춘 32개의 브러쉬형 LED 파장 램프 장착
⚫ 무선 통신 및 연동 앱을 통한 원격 제어가 가능
⚫ 최대 사용 시간 30분 이상의 배터리 적용
◾ 모바일 앱/클라우드 서버
인공지능 피부진단 및 근적외선 기능을 갖춘 펫케어 플랫폼
⚫ 스마트 빗과의 실시간 데이터 통신 및 실시간 제어 기능
⚫ 클라우드 서버에 탑재된 인공지능 알고리즘을 통한 반려동물 피부 자동진단 기능
⚫ LED 근적외선을 사용한 피부 치료 기능 구현
⚫ 피부진단 결과에 따라 동물병원 추천
2. 고배율 반려동물 피부영상 데이터셋 구축
• 동물병원과의 협력을 통하여, 3,570개의 고배율 반려동물 피부영상을 수집
• 인공지능 모델 학습을 위한 독자적 데이터셋 구축
3. 반려동물 피부영상 털 제거 기술 구현
• 준지도 대조학습 기반 Teacher-Student 네트워크 모델을 사용하여 피부영상 털 영역분할 기술 개발 (92% 정확도)
• Shift-Net 및 Partial Convolution에 기반한 반려동물 피부영상 털 제거 인페인팅 모델 개발(PSNR=36.3 dB 달성)
4. 반려동물 피부 진단 인공지능 모델 개발
• 공간그룹컨벌루션(Spatial Grooup Convolution) 기반 병변분할 딥러닝 모델 개발(94% 정확도 달성)
• 반려동물 종류에 상관없이 작은 데이터셋으로 피부질환을 자동 진단할 수 있는, Single Loss 기반 Ensemble Training 모델 개발 (94% 정확도 달성)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
⚫ 제품에 대한 활용 계획
① 제품 인증 및 양산체제 구축을 통한 상용화
- 제품의 개량화, 기술 이전에 따른 컨텐츠 재창출 등 상용화 로드맵에 따라 제품과 솔루션을 업그레이드하여 상품성 확보에 역량 집중.
② 적극적인 기술이전 및 고용 확대를 통한 기술 역량 내재화
- 기술 습득의 목적이 아닌 대학의 연구 기술(알고리즘)의 원리와 기본 개념을 인지하고 제조, IT의 전문 인력을 충원하여 이를 컨텐츠적 요소로 재창출, 내재화에 집중 예정.
③ 유관기관과의 업무협약을 통한 반려동물 헬스케어 플랫폼 생태계 구축
- 제작 개발 된 디바이스와 플랫폼 앱을 통해 동물병원 협회,수의사학의회, 유기견센터 등 반려동물 관련 기관과의 업무 협약을 체결할 수 있도록 하여 반려동물 피부 정보 및 데이터 등 관련 자료 확보에 주력, 이를 활용한 점진적인 생태계 구축 계획.
④ 메타버스 기반 반려동물 피부진단보조기기로 개량
- 진료보조기기로의 활용성
: 간단한 조작과 AI학습 데이터를 활용한 비전문가도 사용할 수 있는 보조 기구.
- 가상시뮬레이션 플랫폼으로의 발전
: 가상 병원 개설을 통해 반려동물의 기본 정보와 피부 영상 데이터를 활용, 가상 원격 진료 서비스 점진적 구현.
⚫ 기대효과
① 원천기술력 및 지적재산권 확보
- 반려동물 피부진단 및 치료가 가능한 스마트빗 관련 세계 최초의 원천기술력 확보
- 반려동물 피부영상 데이터셋 구축을 통한 인공지능 모델 개발을 위한 데이터 확보
- 반려동물 고배율 피부영상 털 제거 전처리에 관한 세계 유일의 기술력 확보
- 반려동물 피부영상에 특화된 병변영역 분할 및 진단 알고리즘 개발
② 매출 증대 및 고용 창출
- 기술 이전 내재화와 제품의 개량 개선을 통해 특정 기술의 독점적 사용 가치를 극대화하여 다양한 컨텐츠와 솔루션에 활용, 이러한 요소들은 향후 사업화에 따른 수익성이 높다고 평가할 수 있음.
- 원천기술, 독점 기술 사용 및 개량 등 고도화에 따른 사업화 준비 시, 전문인력 필요에 따른 고용 계획.
- 회원 가입 절차나 개인정보 수집 등에 있어 절차를 간소화하였기 때문에 시장 진입 및 적용에 유리할 것이라 예상되며 이는 해외 시장 진출 시, 현지화 작업이 용이해짐으로 이를 통해 수출 가능성도 기대해 볼 수 있음.
③ 반려동물 헬스케어 분야 국내외 펫테크 시장 점유율 확대
- 원천 기술을 확보하고 있어 제품 경쟁력 및 서비스 측면을 극대화 할 수 있음.
④ 반려동물 헬스케어 차세대 서비스 구현을 위한 기술적 토대 마련
- 본 연구 과제를 통해 기술력 확보와 아이디어의 구체화에 따라 추후 가상원격진료, 반려동물 피부진단 의료기기 등 더 나은 서비스를 위한 노하우 축적.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1) 최종목표 ... 8
• 2) 세부목표 ... 9
• 3) 연구개발과제의 기관별 목표 ... 9
• 4) 연구개발 협력 체계 ... 10
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 11
• 1) 연구개발 추진일정 ... 11
• 2) 연구개발 수행 내용 ... 13
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 49
• 1) 연구수행 결과 ... 49
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 69
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 69
• 2) 자체 보완활동 ... 69
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 69
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 69
• 1) 활용 계획 ... 69
• 2) 사업화 계획 ... 70
• 끝페이지 ... 73