SK텔레콤과 서울대학교병원은 ‘자폐스펙트럼장애 아동 조기 진단을 위한 AI 리빙랩(이하 AI 리빙랩)’을 구축하여 자폐스펙트럼 장애를 조기진단, 적기에 치료와 교정을 받을 수 있도록 지원할 예정입니다. 리빙랩에서 영유아와 부모가 상호작용 놀이 하는 모습을 AI로 분석하는 등 영상, 음성, 생체 신호 데이터를 통해 발달장애 특징 발현 여부를 판단하고 장애를 조기에 진단할 수 있도록 지원하는 것입니다.

AI가 진단하는 자폐스펙트럼 장애, AI 리빙랩

자폐스펙트럼 장애는 조기진단이 중요합니다. 보통 12~24개월 이내에 진단하고 치료가 이뤄진다면 예후를 개선할 수 있지만, 진단이 늦어지면 최적의 치료시기를 놓칠 수도 있습니다. 국내 의료계는 자폐스펙트럼 조기진단과 치료를 담당할 전문인력이 부족해 어려움을 겪고 있는 실정입니다.

AI 리빙랩은 AI를 활용하여 자폐스펙트럼 장애를 조기에 정확하게 진단할 수 있도록 지원합니다. 자폐스펙트럼 장애 아동만의 특징적인 행동을 학습한 AI가 리빙랩에서 상호작용 놀이를 하는 영유아의 행동을 분석해 정확하게 진단을 내리는 것입니다. AI 리빙랩은 부모와 아동의 상호작용을 관찰하고 영상, 음성 데이터를 수집하는 <검사실>, 그리고 검사실 등에 설치된 6개의 카메라로 통합관찰하고 검사 진행을 돕는 <관찰자룸>, 시선추적 데이터를 분석하는 <시선추적 관찰실>, 아동언어검사와 인터뷰 면접 등이 이뤄지는 <부모인터뷰실>로 구성됩니다. 체계적으로 검사가 진행되며, 영유아의 자극 선호도를 알 수 있는 시선 처리 데이터와 상호작용을 통해 얻은 평가 데이터들로 자폐스펙트럼 장애를 진단합니다. 이렇게 모인 종합적인 데이터들은 추후 AI 리빙랩에 중요한 리소스인 빅데이터로 축적됩니다.

SKT는 서울대학교병원 및 과제 참여단체들과 함께 AI 조기 학습과 모델 정교화를 위해 AI 리빙랩을 중심으로 과제 참여 의료기관들에서 내년 말까지 총 1,200명을 검사할 계획입니다. 아동의 자폐스펙트럼 장애를 우려하는 부모가 자녀와 함께 AI 리빙랩을 방문하면, 병원 임상가의 안내에 따라 부모상담, 일상행동관찰, 시선추적검사, 언어발달검사 등을 받을 수 있습니다. 병원 임상가와 의료진은 AI 리빙랩에서 측정된 데이터와 AI 분석 결과 등을 종합해 의학적 장애 여부를 판정합니다. 그후, 부모는 대면 상담이나 앱을 통해 결과 진단 결과를 조회하고 장애 판정 시, 패스트트랙(Fast Track)으로 빠른 병원 외래 연결 및 조기치료를 받을 수 있습니다.

김붕년 서울대학교병원 교수

김붕년 서울대학교병원 교수(보건복지부 지정 발달장애 거점병원 중앙지원단장)는 “AI 리빙랩은 조기진단의 어려움뿐만 아니라, 그 치료에 개선책까지 제시해줄 수 있는 큰 도전의 시작이다”라며 “자폐스펙트럼 장애는 증상이나 원인이 다양하고 복합적인데, 다양한 데이터를 AI 기술을 통해 인식하고 분석해 개별 환자에게 적절한 디지털 치료 개발까지 목표로 하고있다”고 말했습니다. 또한, “해당 과제를 통해 얻은 빅데이터 분석은 다른 의학적 발견까지 이어질 수 있다”며 “특히 SKT가 보유한 동작인식 Vision AI 기술과 AI 데이터 분석 능력이 AI 리빙랩 구축에 큰 도움이 될 것”이라 밝혔습니다.

■ 미니 인터뷰 | ESG Alliance 조혜진 매니저

 

Q. SKT는 자폐스펙트럼 장애 조기진단에 어떻게 관심을 가지게 되었나요?
인구소멸 시대에 돌봄 인력 부족 문제는 다양한 방면에서 드러나고 있습니다. 관련한 사회 문제 중 AI를 통해 도움을 줄 수 있는 영역을 찾다가 자폐스펙트럼 장애 진단에 AI가 전문적인 도움을 줄 수 있다는 점을 발견하게 되었습니다.

 

Q. AI 리빙랩에서 특별히 중점을 두는 부분은 무엇인가요?
자폐스펙트럼 장애에 조기진단만큼 중요한 것은 조기치료라고 생각합니다. AI 리빙랩은 기존 병원 외래 진료보다 빠른 프로세스에 중점을 두며, 특히 자폐 위험성이 큰 경우에 패스트트랙(Fast Track)으로 치료 적기를 놓치지 않도록 지원할 수 있게 됩니다.

 

Q. AI 리빙랩의 향후 계획은 어떻게 되나요?
효과성 검증 및 안정화를 거쳐 전국 10개 거점 병원과 자폐 진단 의료기관에 확대 도입을 기대하고 있습니다. 기술적으로는 비접촉식 뇌파검사, 생체신호 감지 등의 기술을 도입하여 기존 데이터들과 통합하여 더 정확한 분석을 수행할 수 있도록 고도화할 예정입니다.

 

Vision AI, 장애를 포착하는 눈이 되다

AI 리빙랩에는 SKT의 Vision AI 기술이 활용되고 있습니다. Vision AI의 객체 검출/추적 기술, 인체 관절점 검출 기술, 행동 및 상호작용 인식 기술 등은 대상 아동이 보호자와 지정된 도구로 7가지 과제를 수행할 때 아동의 반응을 인식 및 판별하고 반응 여부와 반응 속도, 강도를 모두 고려하여 최종 자폐도 점수를 내주는 데에 도움을 줍니다.

SKT와 서울대학교병원, 그리고 과제 참여기관들은 내년 말까지 총 1,200명을 검사해 유의미한 임상 결과를 도출하는 것을 목표로 빅데이터를 축적하고 있습니다. 이 데이터는 AI 알고리즘 데이터와 학습 및 평가용 데이터로 활용되어, 자폐스펙트럼 장애 분석 정보와 정량적 정보들의 정확도와 성공률을 높이는 데에 사용될 예정입니다.

■ 미니 인터뷰 | Vision AI Algorithm팀 마춘페이 매니저

 

Q. Vision AI 기술을 AI 리빙랩에 적용하면서 중점적으로 신경을 썼던 부분은 어떤 것이 있을까요?
자폐스펙트럼 장애의 조기진단이 목적이다 보니, 인식 성능의 정확성을 높이는 것에 많이 노력했습니다. 이를 위해 객체 검출/추적 기술, 인체 관절점 검출 기술, 행동 및 상호작용 인식 기술과 같은 다양한 기술들의 적절한 조합을 찾는 데에 집중했습니다.

 

Q. AI 리빙랩의 Vision AI 발전 계획은 어떻게 되나요?
실제 현장에 적용하기 위해 일반화 과정을 준비하고 있습니다. 새로운 아이들이 방문했을 때도 오차 없이 정확한 검사 결과를 낼 수 있는 AI 기술을 구축하는 것이 가장 중요한 계획입니다. 이를 위해 다양한 아이들과 촬영 환경을 테스트하고, AI 리빙랩에서 얻은 데이터들의 성능을 검증할 예정입니다.

 

Q. SKT의 AI 기술을 통해 사회적 문제 해결에 도움을 주게 되었습니다. 이에 대한 소감은 어떠신가요?
자폐스펙트럼 장애 진단에 대해 사회적 비용을 줄일 수 있는 사실도 감사하지만, 장애로 인해 미래에 어려움을 겪을 수도 있는 수많은 가정에 AI 기술을 통해 도움을 줄 수 있다는 점이 특히 뿌듯합니다.

 

SKT는 인간에게 도움이 되는 AI 기술로 다양한 사회적 가치를 창출할 수 있도록 더 고민하고 노력할 예정입니다.