[메디칼업저버 송인하 기자] 국내 연구팀이 코로나19(COVID-19) 예방을 위해 얼굴 만지는 행동을 인식하는 무료 인공지능 프로그램을 개발했다. 

서울아산병원 김남국(융합의학과) 교수와 의료영상지능실현연구실(MI2RL)은 손으로 얼굴 만지는 동작을 91%의 정확도로 감지해 알리는 인공지능 프로그램 '얼굴 만지지 마세요/손 씻으세요(DONT/WASH, DO Not Touch your face/WASH your hand)' 최신버전을 '깃허브(github)'에 17일 배포했다.

바이러스는 손을 매개로 전파될 확률이 매우 높으므로 얼굴 만지는 행동을 자제하는 것이 중요하다. 연구팀이 개발한 인공지능 모델은 이를 감지해 감염병 예방을 돕는다. 

연구팀은 인공지능 모델 개발을 위해 영상 행동 분류에 'I3D 신경망'을 사용했다. 이 신경망은 400여 가지 행동 영상 데이터를 이미 학습해둔 상태로, 이번 연구에서는 얼굴 만지는 것과 관련된 동작 11가지를 추가로 학습했다.

얼굴을 만지는 행동은 △마스크 쓰기 또는 벗기 △코 만지기 △턱 괴기 △눈 비비기 △머리 쓸기 △안경 만지기 △전화 받기 등 총 8가지였다. 손이 얼굴에 정확히 닿지 않는 △컵으로 물 마시기 △휴대전화 만지기 △키보드·마우스 사용하기 등 3가지 동작은 인공지능 모델이 걸러야 할 행동으로 정의했다.

학습에는 11가지 동작을 담은 3차원 데이터 19만 장을 사용했다. 해당 데이터는 서로 다른 10개 장소에서 얼굴 만지는 행동을 촬영한 105분 분량의 동영상에서 획득했다.

모든 학습을 마친 인공지능 모델은 최종적으로 '얼굴 만지는 행동'과 '얼굴 만지지 않는 행동'을 분류하는 성능평가를 거쳤다. 그 결과 약 5초(16프레임/초)마다 동작 평가를 수행하면서 사람이 얼굴을 만지는 순간 모니터에 '얼굴 만지지 마세요!'라는 알림 메시지를 띄웠다. 정확도는 91%로 확인됐다.

김남국 교수는 "코로나19 확산이 지속되는 가운데 미국의학협회지 등 많은 국제학술지에서는 얼굴 만지기로 인한 바이러스 감염 위험을 꾸준히 경고하고 있다"며 "이에 MI2RL 연구원들과 함께 사람들에게 얼굴 만지는 행동에 대한 경각심을 줘 손을 자주 씻게 하는 인공지능 프로그램을 개발하게 됐다"고 말했다. 

이어 "감염병 상황이 급박하게 흘러가 인공지능 프로그램을 신속히 공개하게 됐다"며 "아직 개인 사용환경에 따라 오류가 발생할 수 있고, 그래픽처리장치(GPU)가 탑재된 컴퓨터에서 실행시켜야 하는 제한점이 있지만 지속적으로 개선해 프로그램을 고도화해나갈 계획이다"고 덧붙였다.

한편 인공지능 프로그램은 '깃허브(github)'에서 다운받아 사용할 수 있다. CPU 환경에서는 끊김 현상이 발생할 수 있으므로 GTX960 이상의 GPU가 있는 컴퓨터에서 실행할 것을 권장한다.