"▶ 연구개발 목표 1의 주요 내용 :
― 주변 환경으로부터 오는 왜란(즉, 복사열)에 강인한 출력 특성을 갖도록, 기준 흑체를 이용한 차동 적외선 온도 검출방식(DRITTM, Differential Radio-metric Infrared Temperature) 개발(그림 9 참조) → 정확도: ±0.3 ℃ (검증 완료)
― 생산성을 저해한 공장 교정과정이 완전히 제거된(즉, 무보정 상태) 초저가 저해상도 열화상 카메라를 사용하기 위한 실시간 필드 보정 알고리즘(IFRCTM, In-Field Real-time Calibration) 개발(그림 9 참조) → 가격: ≤ 2,000 USD (검증 완료)
― 그림 10 및 11는 기 개발된 차동 적외선 온도 검출 방식(DRITTM) 및 실시간 자동 보정 알고리즘(IFRCTM) 기술들에 대한 가 출원 상태 특허의 대표도임, 본 연구개발 과제의 지원
을 통해 국내 및 PCT 정식 출원을 진행하고자 함. (알고리즘 검증 및 가 출원 완료, 정식 출원 예정) → 총 2건의 국내 및 PCT 특허출원 (가출원 완료)
― 열화상 시스템의 핵심 부품인 흑체는 열화상 카메라의 정확도 향상과 실시간 자동 보정 알고리즘에 모두 활용되는 기준 온도 신호를 제공함
― 기준 흑체는 설계, 동작, 및 검증까지 완료된 상태이며(그림 12 참조), 본 과제를 통해 시제품으로 제작을 진행한 다음, 열화상 시스템의 정량적 목표 달성 및 공인 성적서 발급을 위하여 아래 표 1의 인증 방법을 통해 공인 인증을 진행 예정임
▶ 연구개발 목표 2의 주요 내용 :
― 안면 인식 및 트래킹 기법을 열화상에 적용하여 아이 캔투스 존(인체 코어 온도와 가장 가까운 지점) 인식, 거리 및 방사율 보정 알고리즘 개발(그림 13 참조) → 실화상/열화상의 안면 인식 및 트래킹 기법 개발 완료, 자동 보정 알고리즘 개발 중
― 실화상/열화상을 이용한 멀티 스펙트랄 이미징(서로 다른 파장대역의 이미지들을 마치 하나의 이미지처럼 정렬하는 기술) 구현 → 실화상/열화상 카메라의 각기 다른 화각과 해상도 차이를 자동으로 보정하는 알고리즘 개발 중
▶ 연구개발 목표 3의 주요 내용 :
― 방역 솔루션화를 구현하기 위하여 열화상 시스템과 QR 코드 스캐너를 연동한 후 로그 기록을 실시간으로 모니터링 가능한 중앙관제형 웹(WEB) 플랫폼 구현(그림 14 참조) → 클라우드 서버 구축 및 중앙관제형 웹 플랫폼 개발 예정
― 실시간 유동인구에 대하여 데이터베이스에 저장된 체온데이터와 암호화된 QR 로그 기록을 이용하여, 발열 환자에 대한 빅데이터 분석 및 예측 알고리즘 구현(그림 15 참조) → 역학 조사 자동화 알고리즘 및 감염병 전파 예측 알고리즘 개발 예정"
연구목표
"초저가 스마트 IoT 열화상 방역 솔루션」의 시제품 제작과 주요 인증 (식품의약품안전평가원, 전기안전규격·적합성) 획득 및 제품 사업화
1. 보급화가 가능한 초저가(≤$2,000)에 체온측정이 가능한 ±0.3 ℃ 의 정확도(즉, 의료용 체온계 수준)를 갖는 열화상 시스템 구현
2. A.I.기반의 비전 프로세싱을 활용한 스마트 교정 알고리즘(예: 안면인식, 거리·방사율 보정)개발, 일반인도 사용 가능한 열화상 시스템 구현
3. IoT 플랫폼 기술과의 융합을 통한 실시간 체온 빅데이터 수집/분석 시스템 구축 및 세계 최초 스마트 방역 열화상 솔루션 구현
○ 1차 연도
① 개발 목표
- 보급화가 가능한 초저가·고정밀 열화상 시스템 시제품 제작 및 인증 획득
② 개발 내용 및 범위(그림을 이용하여 시스템 구성도, 구조 등을 구체적으로 표현)
- 차동 적외선 감지기법과 실시간 필드 보정 알고리즘이 적용된 초저가 방역용 열화상 시스템 및 기준 흑체 신뢰성 실험 및 시제품 제작(그림 16 참조)
- A.I.기반 비전 프로세싱을 활용한 스마트 교정 알고리즘 개발 및 평가
- 주요 인증(식품의약품안전평가원, 전기안전규격·적합성) 획득
○ 2차 연도
① 개발 목표
- IoT 플랫폼 기술과의 융합을 통한 실시간 체온 빅데이터 수집/분석 시스템 구축 및 세계 최초 스마트 방역 열화상 솔루션 구현
② 개발 내용 및 범위
- 체온데이터와 QR 정보가 연동된 빅데이터 분석 환경 개발(클라우드 서버 구축)
- 실시간 모니터링 및 빅데이터 분석이 가능한 중앙관제 WEB 플랫폼 개발"
기대효과
"○ 본 과제를 통해 구현하고자 하는 초저가 스마트 IoT 열화상 방역 솔루션은 TRL 6단계(시작품 성능 평가)에 해당하며, 과제 지원을 통해 신뢰성 평가와 시제품 인증 및 표준화 (즉, TRL 7 – 8단계)를 마치고 최종적으로 사업화 단계에 이르고자 함
○ 특히 미국 FDA 가이드라인을 철저하게 준수하는 방식으로 제작된 $2,000 이하의 보급형 열화상 시스템의 식품의약품 안전평가원 인증은 기존 방역용 열화상 카메라에 대한 논란을 잠재우고 글로벌 표준화를 이끌 것으로 예상함
○ 신속한 실용화 및 제품화 전략을 위하여 약 4개월 전부터 자체평가 단계의 샘플을 제공·판매(총 5대, 국내 및 동남아시아)해 왔으며, 샘플 들에 대한 지속적인 사용자 피드백을 연구개발에 반영해오고 있음
○ 최종 제품은 기존 샘플들에 대한 사용자 피드백은 물론 국가 방역 정책 방향에 맞춰 쉽고 간결하면서도 정확한 체온 측정 성능과 더불어 방문객 로그 기록을 연동함으로써 스마트 방역 솔루션으로 제공될 예정임
○ 기술적 측면 : 열화상 시스템과 IoT 플랫폼 기술이 융합된 보급형 IoT 열화상 방역 솔루션을 구현함으로써, 초융합·초지능·초연결화 된 세계 최초의 스마트 방역 솔루션 기술을 확보할 수 있음
○ 경제적ㆍ산업적 측면 : 초저가 열화상 시스템의 보급화로 소상공인, 자영업자 등의 비용 부담을 완화 시킬 수 있으며, 열화상 시스템으로 형성된 1차 방역망은 경직된 지역경제 및 산업시설의 활성화를 이룸으로써 실업률을 회복시키는 선순환 구조를 이루어 낼 것으로 예상함
○ 사회적 측면 : 「사회적 거리두기」는 전염병의 전파를 효과적으로 억제하여 의료시스템의 붕괴를 막고 현재의 위기를 극복할 수 있는 유일한 방법이지만, 이 과정에서 사회적 약자들의 피해와 계층 간 갈등은 더욱 심화 되어가고 있음. 본 연구과제를 통해 구현하려는 방역 솔루션의 최종 목적은 감염병에 의한 재난을 예측하고 신속하게 대응함으로써 국난 속에서 소외되어 큰 피해를 받는 계층에 현실적인 도움이 될 것으로 기대함"
연구개발성과
"－ 본 연구개발의 최종 결과는 「초저가 스마트 IoT 열화상 방역 솔루션」으로 제시되며, 시제품 완성과 함께 다양한 공공기관 및 의료기관, 교육기관, 산업시설, 상업지역 등 지역사회의 다양한 장소에 설치되어 전염병 확산을 저지함과 동시에 실시간 빅데이터 분석을 통해 능동적인 방역체계를 구현하고자 함.
－ 주요 용도 :
● 모든 밀집 공간에서 발열 환자에 대한 비대면 격리 조치
● 체온 및 QR 정보가 연동된 빅데이터 분석 플랫폼 서비스를 통하여 감염병에 대한 효율적인 통제 및 신속한 역학 조사 환경을 제공
● 질병 관련 긴급 재난지역에 방역 물품 및 구호 물품, 필요 인력을 사전에 배치할 수 있도록 감염병 전파 예측 모델 제공
－ 적용 분야 :
● 감염병(예: 인플루엔자 및 급성 호흡기 증후군과 같이 강한 전파력을 갖는 바이러스성 질병)에 대한 의료 체계 보호 및 스마트 방역 솔루션
● 지역사회 활성화를 위한 1차 방역망 제공 및 실시간 질병 통제·감시가 가능한 스마트 보건·복지 솔루션"
