- 독거노인의 수는 계속 증가하고 있으며, 요양보호사 수는 턱없이 부족한 것이 사회적 문제
출처 : 통계청 - 「장래가구추계 2017」, 「장래인구추계 2020」 2022
- 독거 노인이 계속 증가하고 있으므로 독거 노인을 관리하는 스마트 노인 관리 시스템이 필요하다.
- 시스템 구성도
- 카메라를 이용하여 실시간 동영상 전송
- IoT 디바이스의 실시간 영상 정보를 전처리, 낙상 분석 인공지능 소프트웨어로 분석 후 분석 결과로 위험 알람 서비스 동작
- 낙상 판단 AI 모델 (openpifpaf 사용)
- 전경을 추출
- 연결된 구성 요소를 결정하며 데이터 전처리를 추가로 함
- 사람의 움직임을 감지
- 동작 데이터와 깊이 데이터를 획득한 값을 픽셀 값 목록으로 작성, 깊이 참조 이미지를 빠르게 업데이트 진행
- 이미지 데이터가 유사한 범위를 가지도록 하기 위함으로 정규화를 진행함. 데이터는 잡음을 억제하기 위해 중간 필터링 진행
- SVM모델을 사용하여 임계 값 처리된 차이 맵 에서 가장 큰 임계 값을 기반절차에 의해 신호화 된 fall detection을 추출
- 코어 컴퓨터를 마스터 노드, 엣지 컴퓨터를 워커 노드로 지정하여 클러스터를 구성
- 코어 컴퓨터에서 인공지능 소프트웨어를 도커 컨테이너화 시킴
- 워커 노드인 엣지 컴퓨터(AI서버)에 인공지능 소프트웨어 배포 및 관리
- IoT 디바이스
- Raspberry Pi에 Pi Camera를 부착
- OpenCV를 이용하여 실시간 영상 촬영 후 전송
- 낙상 분석 인공지능
- 오픈소스 라이브러리 사용
- 낙상 검출 결과는 이미지 저장, 낙상 감지 Text 전송
- 엣지컴퓨터
- 실시간 영상을 N분 마다 동영상으로 저장
- 저장된 동영상 프레임 속도 증가 전처리 진행
- 낙상 분석 인공지능 실행, 판단 결과에 따른 위험 알림 서비스 동작
- 쿠버네티스
- 도커 컨테이너를 통한 프로젝트 배포 및 관리
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활용방안
- 가정에서는 홀로 생활하는 독거노인의 위급상황을 탐지할 수 있고 관련 담당자 또는 가족에게 경고를 보내도록 할 수 있음
- 경고를 통해 낙상 사고에 신속하게 대응할 수 있으며, 요양보호사가 신속한 조치를 취할 수 있음
- 낙상 감지 데이터를 의료진과 공유함으로써, 실시간 응급 조치를 할 수 있는 의료 협력 시스템을 구축할 수 있음
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기대효과
- 고령자의 안전을 보호하고 응급 상황에 대한 신속한 대응이 가능함
- 낙상 판별 인공지능 모델을 통해 낙상에 대처 방안을 맞춤형으로 대응할 수 있는 유연성을 제공함
- 독거노인이나, 노인이 아닌 몸이 불편한 장애인이나 사고 환자에게도 고령자 AI 상황인식시스템을 통해 낙상 위험 판단 가능
- 응급 상황에 대한 신속한 대응과 관련 인력 및 비용의 절감은 거주 시설의 운영 비용을 줄이고, 노인들에게 보다 효과적인 서비스를 제공할 수 있음