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[인간·공감·AI]"코로나19 시대 아픈 환자 모니터링 시각 AI로 해결한다"

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[인간·공감·AI]"코로나19 시대 아픈 환자 모니터링 시각 AI로 해결한다"

2020.05.19 11:00
전문구 지스트 전기전자컴퓨터공학부 교수팀 안호연 연구원이 사람들의 발열과 얼굴인식을 동시에 할 수 있는 기술을 시연하고 있다. 전 교수는 시각 인공지능 전문가로 자율주행과 보안 분야 기술을 연구 중이다. 동아사이언스.
전문구 지스트 전기전자컴퓨터공학부 교수팀 안호연 연구원이 사람들의 발열과 얼굴인식을 동시에 할 수 있는 기술을 시연하고 있다. 전 교수는 시각 인공지능 전문가로 자율주행과 보안 분야 기술을 연구 중이다. 동아사이언스.

지난달 17일 광주 북구 광주과학기술원(GIST) 공학관 3층. 전문구 전기전자컴퓨터공학부 교수의 연구실 복도에 조금 특이한 장치가 놓여 있었다. 커다란 모니터 오른쪽에는 폐쇄회로(CC)TV 카메라와 열화상카메라가 보였다. 그 앞에 서자 절반으로 나뉜 화면 왼쪽에는 일반 CCTV영상이, 오른쪽에는 열을 측정한 열화상카메라 영상이 떴다. 두 영상은 정확히 동시에 움직였다. 

 

안호연 GIST 연구원이 잠시 뒤 뜨거운 물이 든 금속 컵을 들고 복도의 모니터 앞에 섰다. 왼쪽 영상에 시각 인공지능(AI)이 안 연구원의 얼굴을 인식했다는 의미로 이름이 표시됐다. 안 연구원이 컵을 얼굴 쪽으로 들어올리자 모니터와 연결된 장비에서 요란한 경고음이 울리기 시작했다. 안 연구원은 “AI가 얼굴 부위를 인식한 뒤 그 부위에서 이상고온이 감지되면 경고가 울리도록 알고리즘을 만들었다”며 “건물 출입구에 설치할 경우 출입하는 사람에게 이상고온이 발견됐을 때 사전에 알릴 수 있다”고 말했다. 

 

이 시스템은 신종코로나바이러스(COVID-19·코론19)에 걸려 발열 증세를 보이는 환자를 명확히 찾고 추적하기 위해 개발됐다. 전 교수는 “보통 건물 앞에서만 발열 여부를 측정하는데, 건물 안에서는 추가 추적을 하지 않아 환자가 내부에서 발생할 경우 움직임을 파악하는 데 어려움을 겪는다”며 “이 기술을 이용하면 발열 측정과 동시에 개인 식별도 되기 때문에 역학조사 때 건물 내에서 환자가 어디를 갔는지를 정확히 확인할 수 있다”고 말했다. 코로나19 환자가 건물에서 발생하면 건물 전체를 폐쇄하고 소독하는 일이 많은데, 이 기술을 이용하면 환자가 다닌 층과 장소만 선별해 폐쇄할 수 있고 접촉자 파악도 훨씬 빨라진다.

 

열화상카메라와 CCTV 영상, AI를 한 데 결합한 기술로 일견 쉬워 보이지만, 아이디어와 기술이 모두 필요하다. 전 교수는 “여러 대의 센서를 조합해 하나의 도메인에서 표현했다”며 “이를 위한 보정 작업을 했고, 아울러 진보된 얼굴인식 기술이 추가됐다”고 말했다.

 

진보된 얼굴인식 기술은 특히 시각 AI 분야의 ‘난제’를 해결하기 위해 전 교수팀이 연구하는 기술이다. 현재 시각 AI에는 난제가 있다. 한 대의 카메라로 인식한 인물을 다른 조명 환경과 날씨 조건에 놓인 카메라로 다시 인식할 경우 인식률이 떨어지는 문제다. 같은 카메라라도 맑은 날과 눈비가 오는 날, 야간 등에 인식률이 달라진다. 이 문제는 자율주행자동차와 폐쇄회로(CC)TV를 이용한 범죄자 확인 등 보안에 매우 중요한 문제다. 하지만 아직까지 만족할 만한 수준의 연구 결과가 나오지 않고 있다.

 

전 교수팀이 개발한 발열 확인 및 얼굴 동시 인식, 추적 기술 화면이다. 동아사이언스.
전 교수팀이 개발한 발열 확인 및 얼굴 동시 인식, 추적 기술 화면이다. 동아사이언스.

전 교수의 연구팀은 이 문제 해결을 위해 연구를 집중하고 있다. 이미 여려 명을 동시다발적으로 인식해 추적하는 다중객체 추적 분야와 차선 인식 알고리즘 분야에서 국제 챌린지 우승을 차지하는 등 성과도 여럿 냈다. 최근에는 이 성과를 이용해 자율주행차에 적용하는 연구와, 위성 영상 데이터를 이용해 미세먼지를 예측하는 AI 기술 등 응용 연구도 활발히 하고 있다. 


전 교수는 원래 건축학도였지만, 박사과정 때 컴퓨터공학을 전공하면서 데이터 마이닝 분야와 기계학습 분야로 연구 영역을 확장했다. 의료영상 데이터 등 영상처리 분야를 거쳐 자율주행을 위한 시각AI를 연구했다. 컴퓨터 비전을 문화기술로 응용하는 연구에도 관심이 많아 현재 지스트 한국문화기술연구소장도 맡고 있다. 


전 교수는 천생 공학자다. 인터뷰를 마치고 나오는 길, 연구실 문 앞에서 뒤늦게 커다란 모니터를 발견했다. 발열을 검사하던 모니터와는 다른 모니터였다. 카메라가 취재진의 얼굴을 인식하고는 문을 열어줬다. 처음 방문했을 때엔 굳게 닫혀 있었지만, 그 사이에 스스로 방문자의 얼굴을 학습한 것이다. 보이지 않는 문지기와 ‘안면을 튼’ 듯한 착각이 일었다. 전 교수는 “문을 여는 기술이나 사용된 AI 알고리즘 모두 특별한 기술이 아니다”라며 웃었다. 하지만 일상의 작은 곳 구석구석을 자신의 기술을 이용해 바꿔 보는 공학자 특유의 아이디어와 세심한 손재주를 느끼게 하는 절묘한 소품이었다.

전문구 지스트 전기전자컴퓨터공학부 교수는 시각 인공지능 전문가로 자율주행과 보안 분야 기술을 연구 중이다. 동아사이언스.
전문구 지스트 전기전자컴퓨터공학부 교수는 시각 인공지능 전문가로 자율주행과 보안 분야 기술을 연구 중이다. 동아사이언스.

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