인공지능으로 다양한 치매 환자 쉽게 돌본다
인공지능으로 다양한 치매 환자 쉽게 돌본다
  • 이웃집과학자
  • 승인 2021.08.05 12:00
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고령화가 급속히 진행됨에 따라 치매 환자 돌봄이 사회적 문제로 주목받고 있습니다. 환자 급증으로 인한 사회적 비용을 절감하기 위한 기존 연구는 주로 치매 진단법이나 환자 개인의 독립적인 생활을 지원하는 컴퓨터·인터넷 기반 프로그램 개발에 집중되었습니다. 하지만, 치매는 그 증상이 환자 개인마다 다르게 나타나며, 주변 상황에 따라 급격히 변화하기도 합니다. 이 때문에 돌봄 노동자 1인이 다수의 치매 환자를 관리해야 하는 상황에서 이들을 지원하여 부담을 경감시키기 위한 기술이 필요합니다.

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 치매DTC 융합연구단 임윤섭 선임연구원 연구팀이 다양한 치매 환자의 증상과 생활환경에 적합한 돌봄 방법을 알려주고, 다수의 돌봄 노동자들이 치매 환자의 증상 및 돌봄 방법을 편리하게 공유할 수 있는 인공지능 기반 치매 돌봄 지식서비스 플랫폼을 개발했다고 밝혔습니다.

치매 돌봄 서비스 플랫폼 아키텍처.치매 돌봄 서비스 플랫폼은 User Interface(치매 환자 데이터의 입출력), Context Data Manager(클라우드로부터 수집된 데이터 및 치매 환자 자료를 관리하고 사용자의 요청을 처리), Context Reasoner(온톨로지 형태의 치매 돌봄과 관련된 지식 모델, 그리고 지식 모델을 기반으로 사용자 요청에 적합한 지식을 추론)로 구성되어 있다.  * OWL: Web Ontology Language  * PwD: persons with dementia  * SWRL: Semantic Web Rule Language
치매 돌봄 서비스 플랫폼 아키텍처.치매 돌봄 서비스 플랫폼은 User Interface(치매 환자 데이터의 입출력), Context Data Manager(클라우드로부터 수집된 데이터 및 치매 환자 자료를 관리하고 사용자의 요청을 처리), Context Reasoner(온톨로지 형태의 치매 돌봄과 관련된 지식 모델, 그리고 지식 모델을 기반으로 사용자 요청에 적합한 지식을 추론)로 구성되어 있다. * OWL: Web Ontology Language * PwD: persons with dementia * SWRL: Semantic Web Rule Language

개발된 치매 돌봄 지식서비스 플랫폼은 온톨로지 형태의 지식베이스, 추론시스템 및 그래픽 기반의 사용자 인터페이스로 구성되어 있는데요. 본 연구에서 개발된 온톨로지1 지식베이스2는 치매 환자 돌봄 방법, 생활환경, 의료지식, 치매 환자의 일상생활 능력 정보, 환자 혹은 주변인 정보 등으로 구성되어 있습니다. 연구팀은 지식베이스 개발을 위해 치매 환자 돌봄 관련 서적, 돌봄 시설 매뉴얼, 치매 증상과 인간의 생활환경 등에 대한 기존 온톨로지 모델을 참고했습니다. 추론시스템은 사용자의 질의에 따라 온톨로지에 정의된 추론 규칙을 활용하여 치매 환자에 맞는 돌봄 방법 및 돌봄 지식의 추론을 수행합니다. 

 

또한 개발된 플랫폼을 개인용 컴퓨터나 휴대용 스마트 기기를 통해 쉽게 사용할 수 있도록 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 개발했습니다. 사용자가 플랫폼에 치매 환자에 대한 정보를 직접 입력하고 갱신함으로써 환자의 현 상태에 적합한 돌봄 정보를 손쉽게 얻을 수 있습니다.

 

연구진은 지식베이스의 개발단계 초기에서부터 실제 치매 돌봄 현장에서 근무하는 돌봄 노동자와의 인터뷰를 통해 취합된 돌봄 지식의 유효성 및 온톨로지 모델의 정확성을 검증했습니다. 최종적으로는 10년 이상의 경력을 가진 성북노인종합복지관, 광주 한울요양원 소속 전문가들에게 개발된 서비스 플랫폼에 대한 사용성 테스트를 통해 실제 돌봄 현장에 적용 가능함을 확인했습니다.

 

KIST 임윤섭 박사는 개발된 치매 돌봄 지식서비스 플랫폼을 “로봇 및 챗봇과 같은 인공지능 기술 기반 돌봄 서비스에도 활용할 수 있다”라고 말하며, “가정 및 돌봄 노동자의 치매 돌봄 부담 경감에 효과적인 역할을 할 것으로 기대된다”라고 밝혔습니다.

 

본 연구의 결과는 산업통상자원부(장관 문승욱)의 산업기술혁신사업(로봇산업핵심기술개발사업-인공지능융합로봇시스템기술) 및 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)의 미래선도형 융합연구단 사업으로 수행되었으며, 연구결과는 Health care science and service 분야 국제학술지 ‘Journal of Medical Internet Research’ (JCR 분야 상위 4.41%) 6월호에 게재되었습니다.

논문명 : A Care Knowledge Management System Based on a Ontological Model of Caring for People with Dementia: Knowledge Representation and Development

 

[1] 온톨로지(Ontology) : 온톨로지는 컴퓨터가 인간의 지식에 표현된 개념을 이해하고 처리할 수 있도록 개념의 형태나 사용상의 제약조건들을 명시적으로 정의한 기술로, 컴퓨터와 인간이 지식을 공유하는 데 도움을 주며 지식의 개념을 명확하게 정의하고 상세하게 기술하여 더 정확한 정보를 찾을 수 있도록 함.

[2] 지식베이스(Knowledge-base) : 전문가 시스템을 구성하는 요소 중의 하나로서 특정 분야의 전문가가 지적 활동과 경험을 통해서 축적한 전문지식 그리고 사실과 규칙 등이 저장된 데이터베이스의 일종임.


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