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우리 아이는 혹시 자폐증? 스마트폰 게임으로 진단가능해진다

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우리 아이는 혹시 자폐증? 스마트폰 게임으로 진단가능해진다

2016.09.08 07:00

최근 발표에 따르면 미국의 자폐아 비율은 68명당 1명인데 반해 우리나라의 자폐아 비율은 38명당 1명이라고 합니다. 우리 주변에는 생각보다 많은 수의 자폐아가 있다는 얘기인데요. 자폐아들에게 공통적으로 나타나는 특징에는 크게 사회적 상호작용의 어려움 및 의상소통의 문제, 반복적 행동 등이 있습니다. 이러한 아이들의 발달 단계를 비롯한 자폐증을 진단하기란 어렵고 복잡한 것이 사실입니다. 대개 임상에서 숙련된 전문가들의 감독하에 2~6세 사이 아이들의 행동을 관찰 및 시험하는 것으로 평가가 이루어지는데요. 이는 때로 오랜 시간이 걸리고 결국 정확한 진단을 내리는데도 많은 시간이 필요하다는 뜻이 됩니다. 

 

실험에서 진행된 첫 번째 게임의 한 장면, - Scientific Reports 제공
실험에서 진행된 첫 번째 게임의 한 장면, - Scientific Reports 제공

하지만 최근 영국 스트래스클라이드 대학교와 폴란드 야기엘로니안 대학교의 공동연구진은 자폐증의 진단 과정을 간소화하는 데 성공했다고 발표했는데요. 바로 스마트폰이나 태블릿 PC의 간단한 게임을 통해 자폐증을 진단할 수 있다고 합니다. 다음에서 자세히 알아보겠습니다.


자폐증은 유아기부터 시작되는 신경 발달 장애로 자폐아는 종종 다른 사람의 의도 및 얼굴 표정, 몸짓 등을 이해하는 것에 어려움을 느낍니다. 즉 의사소통과 사회적 상호작용의 이해 능력이 낮다는 의미이지요. 또한 최근 밝혀진 바에 따르면 자폐증을 가진 사람들이 ‘운동 장애(motor dysfunction)’도 함께 나타난다고 하는데요. 어떤 목적이 있는 움직임, 예를 들면 터치하는 것이나 글씨 쓰는 것 또는 움켜쥐는 것 등을 조절하는데 어려움을 겪는다는 것입니다. 또한 움직임의 패턴이 일반적인 사람들과 다르게 나타나고 몸의 움직임을 지나치게 반복한다고 합니다.

 

실험에서 진행된 두 번째 게임의 한 장면, - Scientific Reports 제공
실험에서 진행된 두 번째 게임의 한 장면, - Scientific Reports 제공

이러한 운동 장애는 자폐증 진단에 도움을 줄 수 있습니다. 이에 연구진은 스마트폰이나 태블릿 PC에서 할 수 있는 게임을 만들고 자폐를 식별하기 위해 플레이어의 손가락 움직임 패턴을 관찰하는 실험을 실시했습니다. 실험은 37명의 3~6세 자폐아들과 같은 연령대 및 성비(性比)의 45명 일반 아동을 대상으로 진행했습니다. 바로 한 사람씩 방으로 데려가 아이패드 미니가 있는 테이블 앞에 앉게 하고 각 7분 동안 두 가지 게임을 하도록 지시했습니다. 2분은 게임 하는 방법을 알려주고 나머지 5분 동안은 혼자서 게임을 하도록 한 것입니다. 게임을 하는 동안 그들의 손가락 움직임은 촬영되었습니다.


먼저 첫 번째 게임은 ‘나눠주기’였는데요. 과일을 탭하여 조각낸 후 게임 속 네 명의 아이들에게 나눠주는 것이었습니다. 두 번째 게임은 ‘창의력’을 보는 것이었습니다. 장난감이나 동물의 윤곽선을 선택하게 하고 그 이미지에 색을 칠하게 했는데요. 아이들은 색을 선택하는데 회전 휠을 사용할 수 있었고, 그 후 터치 및 제스처로 색을 칠하거나 그림을 그리면 되는 것이었습니다. 그림은 윤곽선을 벗어나지 않게 구성되었습니다.

 

두 번째 게임을 하고 있는 아이의 모습 및 그림. - Scientific Reports 제공
두 번째 게임을 하고 있는 아이의 모습 및 그림. - Scientific Reports 제공

실험을 진행하는 동안 연구진은 각 아이들의 탭 및 터치와 그 움직임을 촬영했습니다. 그 후 아이들의 운동 패턴을 분석하고 자폐아와 일반 아이들 사이의 다른 점을 규명하기 위해 기계학습1 을 사용했습니다.


그 결과, 기계학습은 최대 93%의 정확도로 자폐아를 구별할 수 있음을 보여주었습니다. 자폐아들은 일반 아이들과 비교했을 때 더 큰 압력과 힘으로 화면을 터치하는 것은 물론 더 빨리 화면을 넘기거나 탭 하기도 했습니다.


연구진은 운동 장애는 자폐증의 핵심적인 특징이라며 터치 스크린과 움직임 센서를 장착한 스마트폰 및 태블릿 PC의 재미있는 게임으로 자폐증을 진단할 수 있게 된 것은 획기적인 일이라고 밝혔습니다. 하지만 진단 기준의 세분화 및 잠재적인 교란 변수 제거를 위한 연구에 더 박차를 가해야 할 것이라고 덧붙였습니다.   


이 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’에 발표되었습니다.

 

 

1기계학습(machine learning): 주어진 데이터를 분석하여 분석된 결과에서 학습 가능한 규칙이나 새로운 지식을 자동적으로 추출해 궁극적으로는 기계가 학습하는 효과를 얻도록 하는 것

 

※필자소개

민혜영. YBM시사에서 각종 영어 학습 월간지 및 내셔널 지오그래픽 단행본의 에디터를 거쳐 현재는 프리랜서 외신 번역 및 에디터로 활동하고 있다.

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