한국인터넷정보학회 논문지
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| 한글제목(Korean Title) |
치매 환자를 위한 딥러닝 기반 이상 행동 탐지 시스템 |
| 영문제목(English Title) |
Deep Learning-based Abnormal Behavior Detection System for Dementia Patients |
| 저자(Author) |
김국진
이승진
김성중
김재근
신동일
신동규
Kookjin Kim
Seungjin Lee
Sungjoong Kim
Jaegeun Kim
Dongil Shin
Dong-kyoo shin
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| 원문수록처(Citation) |
VOL 21 NO. 03 PP. 0133 ~ 0144 (2020. 06) |
한글내용
(Korean Abstract) |
고령화로 인해 증가하는 노인 비율만큼이나 치매를 앓는 노인 수 또한 빠르게 늘고 있는데 이는 사회적, 경제적 부담을 발생시킨다. 특히, 간병인의 근무 시간 손실 및 간호 부담으로 인한 의료 비용 증가와 같은 간접비용을 포함하는 치매 관리 비용은 수년에 걸쳐 기하급수적으로 증가하고 있다. 이러한 비용을 줄이기 위해 치매 환자를 돌보기 위한 관리 시스템 도입이 시급하다. 따라서 본 연구는 항상 치매 환자를 돌볼 수 없는 환경이나 독거노인을 관리하기 위한 센서 기반 이상 행동 탐지 시스템을 제안한다. 기존 연구들은 단지 행동을 인지하거나 정상 행동 여부를 평가하는 정도였고 센서로부터 받은 데이터가 아닌 이미지를 처리하여 행동을 인지한 연구도 있었다. 본 연구에서는 실데이터 수집에 한계가 있음을 인지하여 비지도 학습 모델인 오토인코더와 지도 학습 모델인 장·단기 기억 모형을 동시에 사용했다. 비지도 학습 모델인 오토인코더는 정상 행동 데이터를 학습하여 정상적인 행동에 대한 패턴을 학습시켰고 장·단기 기억 모형은 센서로 인지 가능한 행동을 학습시켜 분류를 좀 더 세분화했다. 테스트 결과 각각의 모델은 약 96%, 98% 이상의 정확도를 도출하였고 오토인코더의 이상치가 3% 이상을 갖는 경우 장·단기 기억 모형을 통과하도록 설계했다. 이 시스템을 통해 혼자 사는 노인이나 치매 환자를 효율적으로 관리할 수 있으며 돌보기 위한 비용 또한 절감할 수 있을 것으로 전망된다.
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영문내용
(English Abstract) |
The number of elderly people with dementia is increasing as fast as the proportion of older people due to aging, which creates a social and economic burden. In particular, dementia care costs, including indirect costs such as increased care costs due to lost caregiver hours and caregivers, have grown exponentially over the years. In order to reduce these costs, it is urgent to introduce a management system to care for dementia patients. Therefore, this study proposes a sensor-based abnormal behavior detection system to manage dementia patients who live alone or in an environment where they cannot always take care of dementia patients. Existing studies were merely evaluating behavior or evaluating normal behavior, and there were studies that perceived behavior by processing images, not data from sensors. In this study, we recognized the limitation of real data collection and used both the auto-encoder, the unsupervised learning model, and the LSTM, the supervised learning model. Autoencoder, an unsupervised learning model, trained normal behavioral data to learn patterns for normal behavior, and LSTM further refined classification by learning behaviors that could be perceived by sensors. The test results show that each model has about 96% and 98% accuracy and is designed to pass the LSTM model when the autoencoder outlier has more than 3%. The system is expected to effectively manage the elderly and dementia patients who live alone and reduce the cost of caring.
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| 키워드(Keyword) |
이상 행동 감지
딥러닝
오토인코더
Abnomaly detection
Deep-learning
Long Short-Term Memory models
장·단기 기억 모형
AutoEncoder
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