美, 심장마비 모니터링 AI 스피커 개발

수면 호흡 감지해 위험땐 구조대 신고“오늘 날씨 어때.” “내일 아빠 운세 알려줘.” “너는 친구가 몇 명이야.”

인공지능(AI) 스피커를 처음 마련했을 때 아이들은 사람이라면 정말 귀찮아할 정도로 질문들을 던졌습니다. 서너달 지나다 보니 AI 스피커가 말을 못 알아듣고 답변도 비슷하다는 것을 눈치채고는 흥미를 잃더군요. 그나마 잠들기 전 음악이나 동화 애플리케이션(앱)을 이용하다가 이제는 그것도 시들해져 구석에 처박혀 먼지가 뽀얗게 앉아 있습니다.

국내 통신업체가 지난해 내놓은 분석에 따르면 2018년 기준으로 300만대가 보급됐고 올해는 800만대까지 보급될 것이라고 합니다. 그러나 AI 스피커 이용자의 만족도는 절반에 못 미치는 45% 정도에 불과하다고 합니다. 역시 콘텐츠 부족과 사람의 말을 완벽하게 인식하지 못하기 때문입니다. 영화 ‘아이언맨’에 등장하는 AI 비서 ‘자비스’를 기대했지만 “무슨 말인지 모르겠어요” “제공되지 않는 서비스입니다”를 외쳐대는 ‘사오정’ 수준이라는 말이지요.

그렇지만 많은 연구자들은 AI 스피커의 활용 방안은 무궁무진한 것으로 전망하고 있습니다. 미국 워싱턴대 컴퓨터과학 및 공학과 연구진은 AI 스피커를 이용한 급성 심장마비 모니터링 시스템을 개발했습니다. 이 같은 연구 결과는 의학분야 국제학술지 ‘npj 디지털 메디슨’ 19일자에 실렸습니다.

연구팀이 개발한 기술은 사용자가 잠들기 전 AI 스피커에 “심장 상태 모니터링해 줘”라고 명령을 내려놓으면 수면 중 호흡 소리를 모니터링하는 것입니다. 심장마비 징후가 감지되면 즉시 심폐소생술(CPR)을 실시하라는 알람을 울려 주변 사람을 깨우거나 알람에 반응이 없으면 10~20초 내에 911 응급구조대에 자동으로 전화 연결을 시키는 시스템입니다.

보통 심장마비가 온 환자는 의식이 없기 때문에 신고 전화를 한 사람이 환자의 입과 코에 전화기를 대고 호흡소리를 들려주면 상황실에서는 응급구조대가 도착하기 직전까지 필요한 조치를 알려 준다고 합니다. 연구팀은 2009~2017년 미국 시애틀 지역 911 응급상황실에 걸려온 심장마비 신고 전화 중 환자의 호흡소리가 비교적 선명하게 들리는 162건을 골라냈습니다. 연구팀은 환자의 비정상적이고 불규칙하며 거친 호흡(agonal breath) 소리를 2.5초 간격으로 끊어 236개의 음성파일로 만들었습니다. 그다음 AI 기계학습 기술로 정밀하게 분석해 음성파일을 다양한 형태의 7316개의 데이터로 확장시켰습니다.

또 침실에 있다는 점을 감안해 수면 중에 발생할 수 있는 각종 소음을 수집해 7305개의 사운드 샘플로 만들었습니다. 옆 사람의 코골이 소리, 고양이의 울음소리, 개 짖는 소리, 멀리서 들리는 자동차 경적, 에어컨 돌아가는 소리 등을 추출해 낸 것입니다. 이런 소리들을 추출해 낸 것은 수면 중 발생하는 각종 소음 때문에 AI 스피커가 심장마비 발생 시 나는 특유의 호흡소리를 놓치지 않도록 하기 위해서입니다. 이렇게 만들어진 심장마비 모니터링 알고리즘은 잠자는 사람에게서 6m 정도 떨어져 있는 곳에서도 97% 이상 정확하게 호흡소리를 구분해 내는 것으로 확인됐습니다.

새로운 기술로 시장을 선점하기 위해서는 그럴듯한 하드웨어가 아닌 이용자의 필요를 인식해 최대한 지원해 줄 수 있는 소프트웨어가 중요하다는 사실을 이번 연구 결과가 다시 한 번 알려 주는 것 같습니다.

edmondy@seoul.co.kr