[발표기술 1] 멀티모달 데이터 융합 AI 모델 기반의 지능형 헬스케어 시스템 개발

기술개요

본 기술은 얼굴 이미지를 이용해 생체신호를 추정하는 장치와 손톱주름 모세혈관 속 백혈구 수를 산출하는 뉴로모픽 컴퓨팅 장치에 관한 것으로, 얼굴 영상에서 이마와 볼 영역을 분리·  복소화하여 합성곱신경망 기반의 멀티태스크 모델에 적용함으로써 PPG 신호 파형과 심박수·호흡수 정보를 산출하며, DVS 카메라로부터 입력된 스파이크 3차원 행렬을 뉴로모픽 신경망에 입력하여 백혈구 수를 계산함으로써 비침습적으로 생체신호와 혈류 지표를 실시간 분석함

특허정보

특허명	출원번호(등록번호)
얼굴 이미지로부터 생체신호를 추정하는 장치	10-2021-0188940(10-2676918)
손톱주름 모세혈관 속 백혈구의 수를 산출하기 위한 뉴로모픽 컴퓨팅 장치	10-2021-0190464(10-2662987)

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• 기술개요

  본 기술은 얼굴 이미지를 이용해 생체신호를 추정하는 장치와 손톱주름 모세혈관 속 백혈구 수를 산출하는 뉴로모픽 컴퓨팅 장치에 관한 것으로, 얼굴 영상에서 이마와 볼 영역을 분리·  복소화하여 합성곱신경망 기반의 멀티태스크 모델에 적용함으로써 PPG 신호 파형과 심박수·호흡수 정보를 산출하며, DVS 카메라로부터 입력된 스파이크 3차원 행렬을 뉴로모픽 신경망에 입력하여 백혈구 수를 계산함으로써 비침습적으로 생체신호와 혈류 지표를 실시간 분석함

  
  
• 기술의 차별성

  * 차별성

  - (얼굴 영상 장치) 관심영역을 복소화하여 멀티태스크 모델로 처리함으로써 심박수와 호흡수를 동시에 추정하고, 주변광 환경에서도 안정적으로 동작하며,

  - (뉴로모픽 장치) 이벤트 기반 입력을 SNN 모델로 처리해 전력 소모를 줄이면서 백혈구 수를 산출하도록 설계되어, 영상·이벤트 신호를 효율적으로 분석함

  
  

  * 우수성

  - 비침습적 생체신호 분석과 면역 상태 예측이 가능한 지능형 헬스케어 플랫폼으로, 별도 접촉식 센서 없이 얼굴 이미지만으로 생체신호를 정밀하게 분석할 수 있으며, DVS(다이나믹 비전 센서) 카메라 입력을 저전력 환경에서 실시간 처리 가능

  
  
• 응용분야

  * 디지털 헬스케어

  - 비접촉 생체신호 모니터링

  - 면역·혈류 지표 분석

  - 원격·모바일 헬스 서비스 연계

  
  
• 시장동향

  * 세계 디지털 헬스케어 시장

  - 글로벌 시장조사기관 Spherical Insights & Consulting에 따르면, 글로벌 디지털 헬스케어 시장은 2023년 2,609억 달러에서 연평균 22.1% 성장하여 2033년 1조 9,209억 달러로 성장할 전망

  - AI 및 원격 진료와 같은 기술 혁신과 헬스케어 접근성 증가, 고령화 인구 증가, 맞춤형 의학을 위한 데이터 분석에 대한 시장의 요구로 시장 성장이 가속화됨

  
  
• 기술완성도
  TRL
  01

  기초이론/실험

  TRL
  02

  실용 목적의 아이디어/특허 등 개념 정립

  TRL
  03

  연구실 규모의 성능 검증

  TRL
  04

  연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가

  TRL
  05

  시제품 제작/성능 평가

  TRL
  06

  Pilot 단계 시작품 성능 평가

  TRL
  07

  Pilot 단계 시작품 신뢰성 평가

  TRL
  08

  시작품 인증/표준화

  TRL
  09

  사업화