고령사회 ‘안전 혁신’ 이끈 기술… 충북RISE센터 추천 성과무선신호 활용한 ‘비접촉 감지’ 주목… 사생활 침해 최소화테스트 정확도 98%… 현장 적용·실시간 시스템 개발 추진
  • ▲ 유재수 충북대 RISE단장이 지난달 29일 대구엑스코에서 열린 2025 산학협력 EXPO 개막식에서 교육부장관상을 받았다.ⓒ충북대
    ▲ 유재수 충북대 RISE단장이 지난달 29일 대구엑스코에서 열린 2025 산학협력 EXPO 개막식에서 교육부장관상을 받았다.ⓒ충북대
    초고령 사회에서 가장 큰 문제로 꼽히는 고령자 낙상 사고를 기술로 해결하려는 충북대 학생들의 연구가 정부 RISE 우수사례 경진대회에서 성과를 인정받았다.

    이번 프로젝트는 기존 웨어러블·영상 기반 낙상 감지의 한계를 뛰어넘는 ‘비접촉·비영상 기반’ 방식으로 평가받으며 현장 적용 가능성을 높였다는 점에서 높은 관심을 모았다.

    특히 OFDM 무선신호 분석과 딥러닝 기반 인공지능 기술을 결합해 정지·보행·낙상을 정교하게 구분한 점이 심사위원단 평가에 강하게 반영된 것으로 알려졌다.

    16일 충북RISE센터는 지역 기술인재 육성 사례로서 본 연구의 확장성과 실증 가능성에 주목했으며, 연구팀은 실시간 경량 모델 구축과 위치추정 기능까지 포함한 후속 연구를 예고하고 있다.

    ◇ 경진대회 장려상 수상… ‘무선신호 활용’ 혁신성 인정

    충북대학교 ‘WiseSDR’ 팀(김동현·박다영·박찬일 학생, 지도교수 최준성)이 제시한 ‘OFDM 신호를 통한 낙상감지 시스템’이 2025년 RISE 참여 대학(원)생 우수사례 경진대회에서 장려상에 선정됐다. 

    이번 대회는 충북RISE센터 추천을 통해 경연이 이뤄졌으며, 충북도는 종합 결과로 최우수 1점, 장려 2점을 확보했다.

    연구팀은 Wi-Fi와 이동통신에 활용되는 OFDM(직교주파수분할방식) 신호가 사람의 움직임에 따라 변형된다는 특성에 주목해, 별도 착용 장비 없이 움직임을 감지하는 비접촉식 시스템을 설계했다. 

    기존의 웨어러블 방식이 ‘착용하지 않으면 무용지물’이라는 점, 영상 기반 감지가 사생활 침해 논란을 피하기 어렵다는 점을 극복한 대안으로 평가됐다.

    연구팀은 SDR(Software Defined Radio)을 활용해 송·수신 장치를 구성하고, CSI(Channel State Information) 변화 패턴을 딥러닝 모델로 분석해 낙상 여부를 판정하는 방식으로 성능을 끌어올렸다.
  • ▲ 유재수 충북대 RISE단장이 지난달 29일 대구엑스코에서 열린 2025 산학연협력 EXPO개막식에서 교육부장관상을 받은 뒤 기념사진을 찍고 있다.ⓒ충북대
    ▲ 유재수 충북대 RISE단장이 지난달 29일 대구엑스코에서 열린 2025 산학연협력 EXPO개막식에서 교육부장관상을 받은 뒤 기념사진을 찍고 있다.ⓒ충북대
    ◇ 실험 정확도 98%… 오경보 최소화 위한 ML 최적화

    연구팀은 약 5.4m×6.5m 공간에서 반복 실험을 진행하며 시스템의 기본 성능과 안정성을 검증했다. 송수신기 간 패킷 손실 없이 OFDM 프레임을 처리하는 데 성공했고, 정지·보행·낙상 동작에 따라 CSI 스펙트럼이 뚜렷한 차이를 보이는 것을 확인했다.

    머신러닝 기반 분류 모델은 테스트에서 약 98% 정확도를 기록했고, 낙상 탐지 재현율은 96%, 정확도는 93%로 나타나 실제 환경에서도 오경보 가능성이 매우 낮은 수준임을 입증했다.

    초기에는 연속된 프레임에서 결과가 요동치는 문제가 있었으나, 연구팀은 Smoothing 필터와 Majority Voting 방식을 적용해 출력의 일관성을 높이며 실사용 적합성을 확보했다.

    연구팀은 “카메라 없이 무선 신호만으로 낙상을 감지하는 방식은 독거노인 가정·요양시설 등에서 도입 부담이 적고 사생활 침해 우려가 없다”며 “Wi-Fi 인프라만 있어도 적용할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다.

    ◇ 실시간 알림·위치추정까지 확장… 고령사회 대응기술 기대

    연구팀은 이번 경진대회 결과를 기반으로 실시간 처리와 경량화 연구에 속도를 낼 계획이다. 

    현재는 오프라인 분석 기반이지만 NVIDIA Jetson 등 임베디드 장치에서 동작하도록 모델을 경량화하고, 낙상 발생 시 즉시 알림을 전송하는 시스템으로 확장할 예정이다.

    또 기존 3가지 동작(정지·보행·낙상)에서 의자 앉기, 눕기, 비틀거림 등 ‘낙상 유사 동작’까지 구분하는 다중 클래스 분류로 확대해 실제 오인식률을 낮추는 작업도 진행한다.

    장기적으로는 3~4대의 수신기를 활용해 AOA·TDOA 기반 위치추정 기능을 추가해 “어느 방·어느 지점에서 쓰러졌는지”까지 감지하는 완전한 비접촉형 낙상관리 시스템을 구축할 계획이다.

    지역RISE센터 관계자는 “사생활 침해·착용 불편 문제를 모두 해결한 혁신적 아이디어”라며 “고령사회에서 중요한 생활안전 기술로 발전할 가능성이 매우 크다”고 평가했다.
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