미국에서 노인을 위한 “스마트홈(SmartHome)" 개념의 요소와 적용
Elements and Application of "SmartHome" Concept for Older Adults in USA
문창호 Moon, Changho*
Abstract
This paper is intended to suggest some reference materials for future elderly housing design, espe- cially smart home, in Korea, by reviewing the elements and applications of smart home concept for old- er adults in USA. Research method includes collecting materials by attending the regular SmartHome
Ⓡpart meeting, the navigation of related homepages, and the analysis of collected materials.
Current researches in Korea look initial stage and show some general principles without practical con- cept & technologies of elderly facilities. SeniorSmart
ⓇCenter in USA started on August 2007 with the 3 parts of SmartHOME
Ⓡ, SmartWHEELS
Ⓡand SmartBRAIN
Ⓡ. The Center has been doing various mul- tidisciplinary research projects but slowing down the planned processes due to national economic recession.
The major researches of SmartHome
Ⓡpart can be summarized as follows; CS-PFP( Continuous Scale Physical Function Performance) laboratory is being in operation to help older adults and families make the difficult decision regarding the ability and safety to live independently. Three levels of necessary laboratories from uninhabited space to senior living environment were accommodated for field research.
As core technologies of SmartHome
Ⓡ, predicting & warning system of fall risk on recognizing gait sig- nature patterns to identify any deviation from the normal patterns of the older adults, home monitoring system which will send alerts to a specified relative and/or health care professional when vital signs of the older adults will not be within normal parameters, and Mobility & Research Clinic for evaluating, treating the older adults & multidisciplinary research are under development. SmartHome
Ⓡhas made collaborative research agreements for field laboratory with various retirement communities and also is continuing to work for experimental software engineering with the Fraunhofer Institute, Germany.
키워드 노인, 시니어스마트 연구단, 스마트홈, 노인주거
Keyword Older Adult, SeniorSmartⓇ Center, Smart Home, Elderly Housing
1. 서론
1.1 연구의 배경 1) 및 목적
최근의 보도를 보면 1960년생이 65세가 되는 2025년까 지 노인들은 매년 28만여명씩 증가하는 반면, 청소년들은 매 년 22만여명씩 줄어드는 것으로 나타난다. 즉 우리나라의 출 산율은 세계에서 거의 제일 낮은 수준을 유지하고 있으나, 인구의 고령화는 세계적으로 유례가 없이 급속도로 진행되 고 있기 때문에 노인문제가 더욱더 심각해지고 있다.
2020년경에 가면 우리나라의 65세 이상 노인인구비율은
* 부회장. 군산대학교 공과대학 건축공학과 교수, 공학박사
이 논문은 2009년도 군산대학교 교수장기국외연수경비의 지원에 의 하여 연구되었음
미국과 비슷하게 16%에 이를 것으로 추정되고 있다. 따라서 노인들이 최대한 독립성을 유지하면서 가능한 한 오랫동안 자기 집에서 높은 생활의 질(quality of life)을 유지하면서 안전하게 거주하는 것이 중요하게 되었다.
우리나라는 노인주거시설이 양적으로 질적으로 많이 부 족하고, 다양한 시설 운영에 대한 경험도 많지 않기 때문에, 선진국의 노인주거시설에 대한 운영과 연구를 참조하면서 앞으로의 계획방향에 대하여 심도있는 연구를 진행할 필요 가 있다.
미국에서 여러 가지 첨단 정보기술의 도움을 받아 노인
들이 자기 집에서 가능한 오랫동안 자율적으로 거주할 수
있도록 도와주는 연구가 추진되고 있다. 세부과제인 스마트
홈을 중심으로 개념에 따른 요소와 적용에 대한 연구를 진
행하여, 앞으로 우리나라 노인주거시설의 계획 시 필요한 참 고자료로 삼고자 한다.
1.2 연구의 내용 및 방법
미국 시니어스마트 연구단(SeniorSmart
ⓇCenter)
1)에서 수행중인 연구 주제 중에서 건축 관련 부분인 스마트홈에 관련된 내용을 주요 연구대상으로 한다.
우선 국내 노인을 위한 스마트홈의 연구 현황을 살펴보 고, 미국 시니어스마트의 개념 및 시니어스마트 연구단에 대한 전반적인 내용을 정리하고, 스마트홈 분야의 주요 연구 개발 내용의 분석 등을 주된 연구내용으로 한다. 일상생활 능력분석 등 노인의 주거 및 자동차가 공통으로 관련된 분 야는 포함시킨다.
이 연구의 주된 방법은 국내 노인을 위한 스마트홈 연구 자료를 검토하고, 미국 사우스캐롤라이나 대학(University of South Carolina)이 주관하여 설립하여 운영 중인 시니어 스마트 연구단의 정기적인 회의(그림 1 참조)에 참석하여 진 행상황을 살펴보고 자료를 수집하고, 연차보고서의 주요 내 용을 분석하며, 관련 웹사이트를 검색하여 자료를 수집하고 분석한다.
그림 1. 시니어스마트 연구단 스마트홈 분야 정기회의
(정면에 연구책임자 Victor Hirth박사, 테이블 중앙에 음성회의시 스템이 보인다. 이 시스템을 이용하여 원거리 다른 지역의 연구 자들도 정기적인 회의에 참여한다)
2. 국내 노인 스마트홈의 연구 현황
스마트홈이란 정보, 가전 및 조명 등의 기기를 네트워크 로 연결하여 사람과 자연스러운 상호작용으로 거주자 환경 에서 고품질의 생활서비스를 지원하는 기술이며, 이는 남녀 노소 구분 없이 편리하게 사용할 수 있는 하이테크 주택을 의미하고 이후 가전기기들과 컴퓨터는 자동화를 통해 디지
1) 시니어스마트 연구단 홈페이지(http://seniorsmart.org)
털홈의 개념으로 발전하였다
2).
최근 노인주거시설 및 스마트홈 관련 분야를 대상으로 우리나라에서 진행되고 있는 연구의 현황 및 동향을 정리해 보면 다음과 같다.
고일두 외 2인(2011)은 U-Healthcare 부분의 개념과 시 범사업 연구를 통하여 국내외 사례연구가 필요하고 스마트 홈 확산을 위한 전략 도출 연구의 필요성을 지적하고 있다.
윤영호 외 2인(2011)은 스마트홈을 주거공간에 적용하 면서, 노인 전반을 위한 범용화된 서비스, 저비용으로 확산 하고자하는 모델을 제안하였다.
윤영호 외 2인(2011)은 다른 연구에서 국내외 노인주거 단지를 비교분석하여, 국내 U-서비스가 모니터링과 응급영 역에 치중되어 있으나, 외국사례는 환경조절, 생활지원, 건 강관리 등의 영역이 추가되어 있음을 밝히고 이에 대한 대 응이 필요함을 지적하였다.
박환용 외 2인(2011)은 고령친화적 스마트홈을 위한 가 이드라인 비교분석 연구를 통하여, 주거공간, 공용공간 및 집중관리공간 등 기능공간별로 인터폰, 홈게이트웨이, 월패 드, 원격제어기기, 단자함 등 하드웨어 위주의 가이드라인을 제안하고 있다.
위 4가지 연구는 국토해양부 첨단도시개발사업의 일환 으로 진행된 것으로 2011년도 대한건축학회 춘계학술발표대 회에서 발표되었다. 노인을 위한 스마트홈에 대한 최근의 연 구라고 볼 수 있으나, 전반적으로 다학제적 연구는 찾아보기 힘들고 아직까지는 개괄적이고 원론적인 내용이 주를 이루 고 있다.
3. 미국 시니어스마트(SeniorSmart) 개념
“시니어스마트”는 미국 사우스캐롤라이나 대학의 의학 부 노인연구 부문이 주관하여 진행 중인 연구주제이다. 세부 과제 구성을 보면 “스마트홈”, ”스마트휠스(SmartWheels)",
“스마트브레인(SmartBrain)" 등 3개 부분으로 되어 있다.
“스마트홈” 개념은 노인들이 보다 오랫동안 보다 안전하 게 자신의 집에 머물 수 있도록 기술과 지역기반 서비스를 이용하는 것, “스마트휠스” 개념은 노인들의 이동성을 증진 (즉, 자동차 충돌 방지 시스템, 스마트 자동차 및 기술, 뇌졸 증 이후 운전자의 평가 및 재활)하기 위하여 보다 안전하고 안정적인 기술을 이용하는 것, “스마트 브레인” 개념은 나이 가 들어감에 따라서 건강한 뇌를 유지시키기 위하여 필요한 예방, 재활, 두뇌 개발을 하는 것, 즉 알츠하이머 예방, 파킨 슨씨 병 같은 뇌질환 치료, 뇌건강을 증진하기 위하여 정신
2) 지식경제부, 지능형 홈 기술/서비스 표준화 동향보고서. 고일두 외 2인, 헬스케어 기반 스마트홈 확산을 위한 U-Healthcare 서비스 사 례조사, 대한건축학회 춘계학술발표대회 논문집 계획계 제31권 제1 호(통권 제55집), 2011.4. pp.51-52.에서 재인용.
과 신체를 통합하는 것 등이다.
사우스캐롤라이나 지역의 주거형태가 분산되어 있기 때 문에, 자동차 없는 일상생활은 거의 불가능하여 시니어스마 트 연구단에 세부과제로 노인에게 적합한 자동차 연구 파트 인 스마트휠스 부분이 구성된 것이 특징이다.
이 연구는 "스마트홈" 분야에 집중하고자 한다. 주된 연 구내용은 우선 노인이 독립적으로 거주하는 것이 가능한지 를 체크하는 신체의 기능적 성능 연속척도 측정, 스마트홈 기술개발을 위한 단계별 실험실의 구성, 노인들에게 흔히 일 어나는 낙상에 대한 측정 및 예방 시스템, 노인의 생체신호 를 관리하는 가정 모니터링 시스템, 타 연구소와의 협력, 스 마트홈 기술의 현장 적용 등으로 구성된다.
4. 미국 시니어스마트 연구단
4.1 연구단의 목적 및 성격
시니어스마트 연구단은 2007년 8월 고등교육위원회 (Commission on Higher Education)로부터 승인받은 우수 연구 및 경제 센터(Research and Economic Center of Excellence)이다.
연구단 추진 배경을 보면, 노인 인구 비중이 증가하고 있고, 이들 노인의 요구에 대응하는 것이 필수적이고, 이에 따른 시장이 거대하고 급속하게 성장하고 있기 때문이다.
연구단의 목적은 노인들이 독립성을 유지하면서 생활의 질(Quality of Life)을 향상시키고, 노인을 대상으로 한 연구 를 통해서 사우스캐롤라이나에서 직업을 창출하고 경제발전 을 이루는 것이다.
4.2 연구단의 참여 기관 및 연구진
연구단에 참여하는 기관을 보면, 사우스캐롤라이나 대 학, 클렘슨 대학(Clemson University), 사우캐롤라이나 대학 의학부(University of South Carolina School of Medicine), 사우스캐롤라이나 의과대학(Medical University of South Carolina), 팔메토 헬스(Palmetto Health), 그리고 그린빌 병 원 시스템 대학 메디칼 센터(Greenville Hospital System University Medical Center) 등이다.
연구개발에 협력하는 노인주거시설로는 루터란 홈 (Lutheran Homes of South Carolina), 스틸 호프스 은퇴촌 (Still Hopes Episcopal Retirement Community), 클리프스 커뮤니티스(Cliffs Communities) 등이 있다.
참여 연구진의 전공분야를 보면, 사우스캐롤라이나 대학 의 내과교수이면서 노인학분야를 전공하고 있는 연구책임자 G. Paul Eleazer박사를 비롯하여, 사회사업, 운동과학 (Exercise Science), 공중보건학, 공학 및 컴퓨팅, 예술 및 과 학, 물리치료, 심리학, 노인학, 의료서비스, 건축학 등으로 매
우 다양하다. 흥미로운 점은 스마트홈 연구과제도 노인학 전 공 의사인 Victor Hirth박사가 책임을 맡고 있으며, 2010년 현재까지도 건축 전문가의 참여는 그리 활발하지 못하다.
4.3 연구단계 및 주요 연구계획
시니어스마트 연구단의 연구는 3단계로 나누어 5년간 진행될 예정이다. 연구단의 최종적 목표는 참여기관의 협력 과 개인 독지가, 산업계의 투자와 다른 연구재원 등의 지원 으로 완성될 것이다.
1) 1단계(2007년 8월 - 2008년 12월)
1단계는 시작하는 단계로서, 초기의 파트너십을 정립하 고, 연구조직을 재정비하고, 연구책임자 초빙 계획에 따라서 기금을 확정한다. 주요사항으로는 기금연구책임자 초빙을 위한 기금 5백만달러 확정, 파트너십을 공식화하고 지적재 산권 공유 서류 개발, 기반시설(연구실, 데이터시스템, 정책 및 과정) 구축, 시범 연구프로젝트 시작 등이다.
2) 2단계(2009년 1월 - 2010년 12월)
2단계 기간 동안, 연구단은 기금연구책임자를 채용하고, 연구팀 구축을 지속하고, 노인들의 생활에 영향을 끼칠 프로 젝트와 생산품을 개발한다. 주요사항으로는 3분야의 연구책 임자 채용, 추가적인 연구원 채용 및 연구팀 구축, 연구 성과 물과 시장을 연결할 방식을 확인하기 위한 비즈니스 파트너 와 공동작업 등이다.
3) 3단계(2011년 1월 - 2013년 12월)
3단계에서는 생산품, 지적재산 및 새로운 회사의 연구개 발 확장에 중점을 둔다. 스마트시니어를 통한 임상서비스의 확장으로 인하여 사우스캐롤라이나의 많은 부분이 수혜지역 으로 포함될 것으로 기대된다. 국제적인 파트너들과 협력을 강화한다면 노인관련 제품 생산 라인을 증설하여 국내 및 국제적인 지배력을 넓혀갈 수 있을 것이다.
4.4 연구기금 계획
연구단은 우선적으로 3년간 연구를 위하여 사우스캐롤 라이나 주정부 복권위원회로부터 5백만불을 지원받으며, 개 인 기부금과 HSSC(Health Sciences South Carolina) 지원 금 등 5백만불의 대응자금을 합하여 1천만불(약 110억원)의 기금을 조성한다.
초기 3년 동안 인프라를 구축하고 초기 연구팀을 지원하
고 운영하기 위해서는 추가적으로 1천만불 정도를 더 확보
할 필요가 있다고 추산한다. 연구단 자체 예산으로는 부족하
기 때문에 다른 연구재원을 확보하고 추가적인 독지가의 지
원이 필수적일 것으로 보고 있다.
조성된 2천만불 중에서 7백만불은 기금연구책임자 채용 에 따른 인건비로 배정되는데, 원금은 사용할 수 없고, 이자 만 사용될 수 있다. 즉 매년 약 30만불 정도가 사용 가능하 다. 나머지 1천3백만불은 장비구입 및 시운전 500만불, 연구 및 실험 공간 신설 200만불, 연구원 인건비 500만불, 기타 100만불 등으로 구성된다. 신규 프로젝트를 위한 자금은 전 혀 없는 편이다.
4.5 연도별 연구 진행사항
시니어스마트 연구단의 연구개발 중에서 스마트홈 분야 의 내용을 중심으로 연도별 주요 연구 진행사항을 정리해보 면 다음과 같다.
1) 1차년도(2007년)
시니어시마트 연구단은 노인주거시설 루터란 홈 및 독 일의 카이저스라우테른 대학(University of Kaiserslautern) 의 프라운호퍼(Fraunhofer) 연구소
3)와 협력 등을 포함하여 협력 파트너로서 공동으로 연구에 참여할 기관을 탐색하여 프라운호퍼 연구소와는 스마트홈 소프트웨어 엔지니어링 기 술 협력에 대한 협정을 체결하였다.
루터란 홈에는 스마트홈 현장 실험실을 구축하였고, 그 린빌 병원(Greenville Hospital System)에는 운전자 시뮬레 이션 실험실(driver simulation laboratory) 및 가정 시뮬레 이션 실험실(home simulation laboratory) 등을 구축하여 데 이터를 수집하기 시작하였다.
2) 2차년도(2008년)
시니어스마트 연구단 전체 회의를 열어 경기후퇴에 따 른 연구단 발전계획을 재검토하고, 실무적용을 위한 협력기 관을 탐색하였다. 연구단 운영 계획을 협의하고, 비즈니스와 경제성 추구를 위하여 연구기관을 연계시키는 방안을 검토 하였다.
다양한 논의를 통하여 신체적으로 허약하고 인지적 어 려움이 있고 감각적으로 쇠퇴한 노인들의 독립적인 생활을 도와주기 위한 연구를 진행하기로 연구 목표를 결정하였다.
스마트홈 분야에서 3단계의 실험실 구성을 논의하였고, 각종 관련 기술과 주거생활 감시의 가능성과 적용성을 판단 하기 위한 설문조사 문항을 개발하여 노인, 케어 제공자 및 의료 제공자 등 관계자들에게 배포하였다. 설문에 참여한 사 람 중에서 집중그룹을 형성하여 다양한 기관과 협조체제를 유지하고 있다.
스마트홈 연구는 주거생활 감시에 적합한 센서를 탐색
3) 프라운호퍼 연구소는 소프트웨어 엔지니어링 전문회사. 보다 자세한 내용은 홈페이지(http://www.iese.fraunhofer.de/index.jsp) 참조.
하였다. 센서에 대한 연구와 테스트가 진행되고 있다. 1단계 실험실 수준의 센서는 독일에 장착하여 가동하고 있다. 팔메 토 헬스 캠퍼스에 있는 2단계 실험실은 2008년 9월 시작되 었다.
시니어스마트 연구단은 홈 모니터링 회사인 GrandCare Systems 사를 연구에 참여시키고 잠재적 공급자/파트너로 인정하였으며, GrandCare Systems 사는 사우스캐롤라이나 로 공장이전을 검토하고 있다.
신체의 기능적 성능 연구에 초점을 맞춘 클렘슨대학의 공중보건과학과 및 그린빌 병원에 설치된 가정 시뮬레이션 실험실에서 데이터를 수집하고 있다.
다양한 전문분야가 협동으로 연구를 진행함에 있어서 용어 상의 차이를 극복하고, 다른 전문분야를 이해하는 것이 필요하다고 합의되어 상호 교환교육 프로그램이 진행되었 다. 교육 시리즈를 보완하기 위하여 시니어스마트 연구단은 관련 문헌을 수집하기 시작했다.
2008년 4월 카이저스라우테른 대학의 프라운호퍼 연구 소, 사우스캐롤라이나주립대학, 루터런 홈, 팔메토 헬스 등 은 공동연구를 위한 협정서에 서명하였다. 사우스캐롤라이 나 주립대학과 스틸 호프스 은퇴촌이 별도의 협정을 체결하 였고, 클렘슨대학과 카이저스라우테른 대학의 프라운호퍼 연구소가 제3의 협정을 맺었다.
시니어스마트 연구단은 9월 워싱턴 DC의 의회 및 정치 공무원 등을 면담하기 위하여 마케팅 전문가 2인의 도움을 받아서, 연구, 혁신, 투자기회, 제품, 가능한 서비스 등에 관 한 정보에 필요한 자료와 마케팅 전략을 개발하였다.
다른 대학의 관련 분야 및 외부기관의 연구원을 외부과 학위원회 위원으로 추가하였다. 내부 과학위원회 위원으로 는 클렘슨대학 건축과 David Allison 교수를 비롯하여 4명 이 위촉되었다. 2차년도에 와서야 스마트홈 부분에 헬스케 어시설 디자인 분야의 건축전문가가 합류하게 되었다.
3) 3차년도(2009년)
시니어스마트 연구단의 3개 부분(스마트홈, 스마트휠스, 스마트브레인)에 관련된 많은 연구가 기간과 단계를 달리하 면서 다학제적으로 진행되고 있다.
노인이 독립적으로 거주가 가능한지를 판단하기 위해서 는 신체의 기능적 성능 연속척도(CS-PFP : Continuous Scale Physical Function Performance)를 측정하고 평가할 필요가 있다. 이 테스트는 실험실에서의 수준을 넘어서 그린 빌 병원의 재활센터로 이전하여 노인을 대상으로 자족적으 로 진행되고 있다.
사우스캐롤라이나 주에서 주된 보건이슈 중 하나인 노
인들의 뇌졸중 이후 회복에 따른 균형 증진에 대한 연구가
다수 진행 중이다. 흥미로운 연구 중 하나는 뇌졸중으로 인
한 보행 및 균형 장애가 있는 노인들을 대상으로 상업적으
로 가능한 양방향 비디오게임의 유용성을 탐구하는 것이다.
또 다른 관련 연구를 보면 전자 장비를 활용한 노인들의 낙상 요소 및 대처에 관한 것이 있고, IT기술을 활용하여 노 인들의 혈압, 체중, 투약 현황 등의 자료를 전송하여 필요한 조치를 가능하게 하는 가정 모니터링 시스템이 있다
시니어스마트 연구단은 독일 카이저스라우테른 대학의 프라운호퍼 연구소와 함께 소프트웨어 엔지니어링 기술개발 을 위하여 공동 연구를 진행하며, 전문가를 양성하기 위한 대학원 코스를 개발하는 것을 추진하고 있다.
다양한 기관과 학제간 연구를 보다 원활하게 진행하기 위하여 노인학, 간호학, 사회사업학, 공학, 컴퓨터 프로그램 및 기술, 신경학, 심리학, 운동과학, 공중보건, 전염병학, 건 축, 인류학, 운동생리학, 영양학, 물리치료 등에 한정하지 않 고, 다양한 분야의 자료를 업데이트하고 있다.
연구결과를 현장에 적용하기 위한 노력이 지속되고 있 다. 시니어스마트 연구단과 지역의 노인주거시설, 지역 주택 청 등과 협동연구 협정이 추진되어 왔다.
시니어스마트 연구단은 지적 재산권 보호를 위하여 SeniorSMART
Ⓡ, SmartBRAIN
TM, SMART Research Center
TM, SeniorSMART Communities
TM, SeniorSMART Community
TM, SMARTCommunity
TM, SmartHOME Technologies
TM, Smart WHEELS Technologies
TM, SharpBRAIN Technologies
TM, SeniorSMART
TM, SmartHOME
Ⓡ, SmartWHEELS
Ⓡ및 몇 가지 변형에 대하여 상표를 등록하였다.
4) 4차년도(2010년)
시니어스마트 연구단은 뇌졸중에 관련된 프로젝트를 계 속해오고 있으며, 이 선도적인 연구는 새롭게 개원한 이동성 클리닉에 이전되어 다양한 연구 및 교육 활동을 진행하고 있다. “낙상 요인(fall factor)”을 줄이고, 예방하기 위한 연구 도 지속되고 있다.
심장마비(heart failure) 환자의 재입원을 줄이는 연구가 진행되고 있다. 현재 미국에서 가능한 상업용 감시 시스템을 설치하여 가정 모니터링 시스템의 효용성을 검증하고 있다.
스마트시니어 연구단은 독일 카이저스라우테른대학 프 라운호퍼 연구소와 공동연구를 지속하고 있다. 스마트홈 연 구책임자인 Victor Hirth박사와 클렘슨대학 Johnell Brooks 박사는 2010년 4월 독일을 방문하여 공동연구자들과 낙상 감지 시스템에 대한 연구협의를 진행하였다.
또한 이들은 뮌헨의 BMW 본사를 방문하여 노인 운전 자에게 적용할 기술개발에 집중하는 새로 조직된 부서를 접 촉할 기회를 가졌다. BMW6 시리즈 자동차의 60% 이상이 65세 이상의 고객에게 팔리고 있기 때문이다.
시니어스마트 연구자가 독일 BMW를 방문함으로서 노 인 운전자들을 목표로 한 자동차 시스템이 적절한지 테스트 하고 검증할 뿐 만 아니라 자동차에서 생체 신호(vital sign)
와 생리적 감시를 위한 시스템을 검토할 기회를 가졌다.
시니어스마트 연구자와 베를린 협력자들은 공동의 노인 학 데이터베이스 개발하고 임상을 근거로 한 운전자 안전 평가 프로그램인 DHI(Driver Health Inventory)의 테스트를 위한 베를린 사이트 사용에 대하여 논의하였다. 또 시니어스 마트 연구단의 운전자 시뮬레이션 기술(driver simulation technology)을 독일에 전파시키는 것도 포함하고 있다.
미국 DHHS(Department of Health and Human Services) 가 지원한 프로젝트는 환자들이 가정건강보호에서 자기보호 로 이전하는 것을 도와주는 “헬스코치(health coaches)” 제도 를 이용하여, 지역의 노인들이 만성적 건강상태를 자신이 관 리하도록 도와준다.
헬스코치의 도움을 받는 환자들은 자신의 만성병과 관 련하여 재입원이 줄어들고, 낙상, 폐렴 및 감기에 대한 입원 율이 감소하였다. 또한 헬스코치들은 고혈압을 지닌 60세 이 상 노인들을 위하여 소규모 그룹강좌를 제공하였다.
스마트홈 기금연구책임자로 Sue Levkoff박사를 채용하 고, 낙상 감지 및 방지 연구를 위한 제안서를 제출하였다. 스 마트홈 전문회사인 Environment and Health사는 사우스캐 롤라이나에서 새로운 건물 건립을 위한 대지를 확보하고 혁 신적인 제품을 시장에 내놓을 준비를 진행 중이다.
5. 스마트홈 분야의 주요 연구내용 5.1 신체의 기능적 성능 연속척도 측정
그림 2. CS-PFP 실험실, Roger C. Peace 재활센터
시니어스마트 연구단은 노인들을 대상으로 신체의 기능 적 성능 연속척도(CS-PFP : Continuous Scale Physical Function Performance)
4)에 대한 데이터를 수집하고 있다.
CS-PFP는 국립보건연구원에서 개발되었으며 규격화된 기 구와 장비로 실내 환경에서 ADL(activities of daily living) 항목을 측정한다.
테스트는 노인들이 독립적으로 거주하는데 필요한 전형 적인 작업, ADL, 일상적인 자기 보호 등의 항목을 포함한다.
이 테스트를 통하여 노인들이 독립적으로 거주하기 위한 능 력이나 안전성이 있는지를 자신이나 가족이 판단할 수 있다.
시니어스마트 연구단의 첫 번째 CS-PFP 실험실은 클렘슨 대 학에 배치되었다. 그 실험실이 성공적으로 운영되자, 동일한 실험실이 그린빌 병원 노인과에 다시 설치되었다. 이 병원은 비용을 청구하고, 자족적인 프로그램을 운영할 수 있도록 CS-PFP 실험실을 Roger C. Peace 재활센터로 이전하였다.
Roger C. Peace 재활센터의 새로운 실험실에서는 클렘 슨대학 심리학과, 전기 및 컴퓨터공학과 연구원들이 노인들 을 위하여 디자인된 스마트 가구를 테스트하는 역할도 담당 할 예정이다. 새로운 테스트 실험실은 기술적인 것(즉 컴퓨 터, 전기배선 등)들이 시설의 벽속으로 숨겨지도록 디자인되 었다.
5.2 스마트홈 실헙실의 구성
스마트홈 연구를 위한 실험실은 3단계로 구성되었다. 실 험의 단계를 점차 고도화하기 위하여 사람이 거주하지 않는 사무소 수준의 실험실에서 실제 노인이 거주하는 시설까지 로 확대하였다.
1 단계는 사무소 공간과 같은 건물속의 사람이 거주하지 않는 연구실로서, 적용 기술의 타당성 및 사용성을 탐구하며 하드웨어와 함께 적용될 소프트웨어를 통합하는 가능성을 타진한다.
2 단계도 역시 사람이 거주하지 않는 시뮬레이션 환경으 로, 노인주거환경에 부속되어 단기적으로 실제 생활이 일어 나기도 한다.
3 단계는 2 단계가 확장된 형태로서 노인주거시설에 부 속되어 사람이 거주하는 실제 공간으로 정밀성, 예측 가능성 및 지속성을 테스트하는 시설이다. 이후 많은 노인주거시설 을 대상으로 현장조사를 수행한다. 실험 결과물들이 최종적 으로 노인주거시설 현장에서 적용된다.
5.3 낙상의 예측 및 경고 시스템
사우스캐롤라이나 주 노인들의 유별율과 사망률에 제일 영향을 미치는 것으로 낙상(fall)을 들 수 있다. 하나의 연구
4) 보다 자세한 내용은 University of Georgia의 CS-PFP 홈페이지 (http://www.coe.uga.edu/cs-pfp/index.html) 참조
는 “낙상 요소”를 줄이기 위한 것으로 낙상 위험을 예측할 수 있는 개선된 임상적 방법을 개발하는 것이다. GaitRITE 매트
5)와 근전도묘화법(electromyography)을 이용하여 거주 자의 걸음걸이 및 근육 움직임을 평가한다. 수집된 데이터에 진전된 신호처리기법을 이용하여, 정상적인 노화로 인한 걸 음걸이 퇴화를 측정할 수 있는 인텔리전트 시스템을 개발할 계획이다.
즉 낙상의 가능성을 암시하거나 불구로 이어질 수 있는 정상적인 걸음걸이 패턴에서 벗어나는 것을 확인하기 위한 노인의 걸음걸이 신호패턴을 인지하는 것이다. 또한 이 프로 젝트는 노인들의 앉았다-일어서는(sit-to-stand) 동작에서 비정상적인 것을 인식하는 수학적 논리를 개발하기 위하여 노인의 앉았다-일어서는 패턴의 변화도 평가할 것이다.
또 다른 “낙상 요소”에 대한 영향 연구는 낙상의 감지, 심지어는 낙상의 예측 및 방지까지 할 수 있는 능력을 포함 한다. 이 연구의 목적은 낙상이 흔한 실제 환경에서 노인들 의 낙상을 제대로 확인하기 위하여 효과적인 낙상 감지 시 스템을 개발하는 것이다. 낙상을 감지하는 것 이외에도 이 시스템은 일정 수준의 낙상을 방지하기 위하여, 거주자의 움 직임 데이터를 근거로 낙상을 예측한다.
이 시스템은 스마트홈 캠퍼스에 있는 1단계 실험실에 최 초로 설치되었다. 여기에서 시스템은 적외선 카메라 시스템 으로부터 진동을 인식하는 시스템으로 변경되었다. 2번째 프로토 타입은 이 시스템이 실제로 데이터를 수집할 수 있 는지를 검증하기 위하여 스틸 호프스 노인은퇴촌의 공용공 간에 설치되었다. 이 시스템의 3번째 버전은 다양한 바닥재 와 음향성능을 갖는 다양한 공용공간에 설치되었다. 카메라 는 수집된 데이터를 검증하고 낙상을 분류하는데 도움을 주 기 위하여 설치되었다.
시니어스마트 연구자들이 개발한 최신 모형은 전적으로 수동형(신체에 센서를 부착하지 않음)이고, 즉시 현장 적용 이 가능하다. HSSC(Health Sciences South Carolina), 국립 보건연구원(National Institutes of Health)과 보훈처 (Department of Veterans Affairs) 등 몇 군데로부터의 연구 비 지원에 대한 결정이 진행 중이다. 연구비가 확보되면 낙 상을 감지하고 방지하기 위하여 시스템을 노인 주거환경-너 싱홈, 병원 및 주택-에 이전하는 것이 촉진될 것이다. 이 시 스템에 대한 특허는 사우스캐롤라이나대학을 통하여 신청된 상태이다.
5.4 가정 모니터링 시스템
심장마비(heart failure) 환자의 재입원을 줄이는 연구가 진행되고 있다. 현재 미국에서 적용 가능한 상업용 감시 시
5) CIR Systems, INC.의 제품(홈페이지 http://www.gaitrite.com/inde x.html) 참조
스템을 설치하여 환자가 병원책임 간호로부터 벗어나서 환 자자신이 관리할 수 있도록 도와준다.
가정에 설치되는 이 시스템은 노인의 혈압, 체중, 약품 복용, 심장 박동 수, 호흡, 수면의 질 등의 데이터를 전송할 수 있다. 만일 개별 환자에게 적용된다면, 혈당치 전송도 가 능하다. 측정된 모든 건강 지표에 대하여, 프로그램은 데이터 를 기록하고 그 정보가 정상 지표 범위 내에 있는지를 판단 한다. 만일 정상치가 아니라면, 정상치에서 벗어난 정도에 따 라서 지정된 인척이나 전문가에게 경고 메시지가 통보된다.
주의 깊게 관찰한다면 응급실을 방문할 때까지 일반적으로 감지되지 않는 문제에 대한 지표도 설정할 수 있을 것이다.
시니어스마트 연구단은 GrandCare System사의 가정 모니터링 시스템
6)을 테스트 데이터용 플랫폼으로 선정하였 다. 현재 미국에서 가능한 컴퓨터 기반 모니터링 시스템을 가정에 설치함으로서, 이 시스템은 노인이 의원, 응급시설, 응급실 등을 방문하는 횟수를 감소시킴으로서 의료에서 전 반적인(soft & hard) 비용을 줄일 수 있을 것으로 보고 있다.
이러한 감시가 노인과 가족의 연결감, 사회적 측면, 자율 적 느낌 등에 어떠한 영향을 미치는지를 판단하기 위하여 노인의 생활의 질이 평가될 것이다. 또한, 그것은 노인의 건 강감시관리시스템을 위한 테스트베드로 고려될 수 있을 것 이다.
가정 모니터링 시스템의 타당성과 활용성을 검증하고 응급의료를 줄이는데 효과가 있는지를 확인하기 위하여, 저 소득층을 대상으로 노인의 행동, 생체신호, 질병관리를 자연 스럽게 감시하기를 위한 연구 프로젝트가 국립보건원에 신 청되었다.
5.5 신체의 이동성 및 연구 센터
시니어스마트 연구단에서 연구 결과를 실무로 전환하는 목표 중 실현된 대표적인 결과로, 팔메토 헬스와 사우스캐롤 라이나대학이 설립한 신체의 이동성 및 연구 센터(Physical Mobility & Research Center)를 들 수 있다. 최근 개원한 이 시설은 “실험실(bench)에서 침대 곁(bedside)으로”라는 캐 치프레이즈를 표방하면서 실험실에서의 성공적인 연구를 클 리닉에 이전하였다.
이 연구센터는 이동성, 균형 및 낙상, 위험요인 분석, 생 리학적 평가, 기능적 손상 평가, 특정한 문제에 대한 혁신적 해결 등을 포함한 노인의 독립적인 생활을 위한 측면에 연 구 초점을 맞추고 있다. 물리치료, 운동과학, 사회사업 및 노 인학 등과 같은 다양한 학제 전문가들이 협동하며 연구를 진행하고 있다.
시설의 바닥면적은 216㎥이고, 장비는 이동성 관련 손상 분석을 위한 GAITRite 매트, Gait-Trainer treadmill, AMT
6) GrandCare Systems 홈페이지(http://www.grandcare.com/) 참조I
7)위치이동 플랫폼 같은 하이테크(high tech) 장비부터 각 평가에서 필요한 기본적인 줄자나 스톱워치 같은 로우테크 (low tech) 기구까지 다양하다. 직원은 11명의 치료사와 1명 의 프로그램 관리자, 회계 및 행정을 위한 직원 등 20명에 이 른다.
여기서는 지역에 거주하고 있는 노인들에 대한 연구 데 이터를 수집할 뿐만 아니라 환자를 평가하고 처치까지 담당 한다. 또한 학생들을 위한 교육적 도구로서도 이용된다. 의 과대학, 물리치료학과 학생들과 헬스케어 전문가가 되기를 원하는 대학원생 등에게 필요한 다양한 교육 프로그램을 통 하여 요구되는 시간을 편성하여 제공한다.
5.6 독일의 대학 및 연구소와 협력
시니어스마트 연구단은 독일 카이저스라우테른 대학의 프라운호퍼 연구소와 함께 실험적 소프트웨어 엔지니어링을 위하여 공동 연구를 진행하고 있다. 이는 스마트홈 기술을 현장에 이전시키기 위한 협동 프로젝트를 진행하기 위함이 다. 작업 그룹은 환경적 거주 기술을 실험실에서 현장으로 이전하기 위하여 주택을 위한 특정한 기술과 소프트웨어 디 자인을 계획하고 시험할 것이다. 비록 이 제품의 원래 디자 인이 노인을 목표로 하고 있을지라도, 이러한 성과는 참전용 사를 포함하여 장애가 있는 일반 성인들에게도 편의를 제공 할 수 있을 것이다. 이 작업 그룹은 팔메토 헬스 캠퍼스에 설 립된 실험실과 연계하여 운영되고 있다.
시니어스마트 연구단은 프라운호퍼 연구소와 함께 하는 기술과 소프트웨어 디자인 프로젝트를 진행하면서, 복잡한 상 황 인식과 의학적 행태 추적 등에 치중하기 위한 다학제 프로 젝트 연구비를 미국국립과학재단(NSF: National Science Foundation)에 신청하였다. 이 프로젝트는 장기간 다양한 센서를 이용하여 수집된 방대한 데이터를 바탕으로 하향식 (top-down) 모델 개발과 상향식(bottom-up) 증거 수집에 대한 연구를 수행할 것이다.
교육적 목표는 공동 연구를 통하여 사우스캐롤라이나대 학과 카이저스라우테른대학 대학원에 관련 전문과정을 설립 하여 대학원생들을 교육시켜 전문가를 양성하는 것이다.
5.7 스마트홈 기술의 현장 적용
시니어스마트 연구단과 다양한 관련 기관 및 노인주거 시설 간에 연구협동을 위한 협정이 추진되어 왔다. 이렇게 되면 시니어스마트 연구단은 연구 결과를 실무에 적용하기 위한 현장을 추가로 확보하게 되어 연구진은 생생한 현장의 실험실에서 연구를 지속할 기회를 갖게 된다.
현재 Orangeburg 소재 The Oaks 노인주거시설에서는
GrandCare 시스템을 테스트하고 있다. 루터런 홈은 White
7) Advanced Mechanical Technology. Inc(http://amti.biz/)Rock 단지의 2개 노인주거 유닛을 연구단 2단계 실험실로 기증하였다. 또한 스틸 호프스 은퇴촌도 2단계 및 3단계 실 험실을 설치할 고층 노인홈 건립을 제안하였다. 클리프스 커 뮤니티스 사도 3단계 실험실을 설치할 계획을 수립하였다.
Blythewood 지역에 새로운 노인 은퇴촌(Crescent Hills Community)이 계획되어 곧 착공될 예정인데, 이 시설은 시 니어스마트 연구단의 스마트홈 개념과 기술을 적용하고 최 초로 SMARTCommunity
TM로고를 사용하기 위하여 연구 단과 긴밀하게 접촉하고 있다. 클렘슨대학 건축과 연구진이 이 노인시설 디자인 개발에 참여할 계획이다.
이러한 시설들에 설치되는 실험실은 커뮤니티에서 독자 적으로 살거나 지속보호은퇴촌(CCRC : Continuing Care Retirement Community)에서 살고 있는 노인들을 위한 스마 트홈 기술에 초점이 맞춰져있다.
6. 결론
이 연구는 노인들이 자기 집에서 가능한 한 오랫동안 자율적으로 거주할 수 있도록 도와주는 연구를 진행하고 있 는 미국 시니어스마트 연구단의 스마트홈 개념의 요소와 적 용에 대한 것으로, 추후 우리나라 노인주거시설 계획시 참고 자료로 삼고자 하며, 연구내용을 정리하면 다음과 같다.
국내 노인 스마트홈 연구 현황을 보면 초기단계로 보이 며 국외 사례분석을 통하여 방향을 제시하고 있다. 심도있는 기술개발 및 현장 적용에 대한 내용은 거의 없으며 개괄적 이고 원론적인 연구에 그치고 있다.
미국 시니어스마트 연구단은 2007년 8월 시작되어 스마 트홈, 스마트휠스, 스마트브레인 3개 부분으로 구성하여 운 영되고 있다. 연구단은 다양한 다학제 연구개발 과제를 수행 하고 있으며 연구개발을 통하여 사우스캐롤라이나 주에서 직업을 창출하고 경제발전을 이루는 것을 목표로 하고 있다.
미국의 전반적인 경기침체로 인하여 연구비 지원이 삭감 또 는 지연되면서 기금연구책임자가 제때 채용되지 못하는 등 계획보다는 연구진행이 늦어지고 있다.
시니어스마트 연구단의 스마트홈 분야의 주요 연구내용 을 보면 다음과 같은데, 아주 기본적인 것부터 핵심적인 연 구와 이를 현장에 적용하는 것까지 복합적이고 다양하다.
노인들이 독립적으로 거주할 수 있는지를 판단하기 위 한 신체의 기능적 성능 연속척도(CS-PFP)를 측정하는 실험 실을 운영하고 있다. 스마트홈 연구를 위한 실험실은 1단계 비거주공간을 대상으로, 2단계 노인주거시설 내의 비주거공 간, 3단계 노인주거시설의 실제 거주공간을 대상으로 관련 기술을 테스트한다.
스마트홈 기술에서 핵심이 되는 것으로 노인들의 걸음 걸이를 측정하여 낙상을 예측하고 경고하는 시스템, 노인들 의 계측된 각종 생체신호를 전송받아서 적정여부를 판단하
여 비정상인 경우 적절한 사람에 경고를 보내는 가정 모니 터링 시스템, 노인들의 독립적인 생활을 위한 신체의 이동성 에 대하여 다학제적으로 연구, 측정, 처치, 교육까지 담당하 는 연구센터의 설립 및 운영을 들 수 있다.
연구단은 스마트홈 기술을 현장에 적용하기 위해서 다 양한 노인주거시설과 실험 및 설치에 관한 협정을 맺고 있 으며, 소프트웨어 개발을 위해서는 독일의 프라운호퍼 연구 소와 공동연구를 진행하고 있다.
앞으로 시니어스마트 연구단의 다학제적 연구개발 진행 을 벤치마킹할 필요가 있으며, 스마트홈 기술 중에서 어떤 기술이 우리나라 노인시설에서 최우선적으로 필요한지에 대 한 적용과 검증이 필요하고, 이러한 개념이 실제적으로 건축 설계에서 어떻게 구현될 수 있는지에 대한 구체적인 연구가 필요하다.
참고문헌
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6. SENIORSMARTⓇ CENTRE, SeniorSMART 2010 CoEE Report.
7. Advanced Mechanical Technology, Inc 홈페이지(http://amti.biz/) 8. CIR Systems, INC. 홈페이지(http://www.gaitrite.com/index.html) 9. Fraunhofer 연구소 홈페이지(http://www.iese.fraunhofer.de/index.jsp) 10. GrandCare Systems 홈페이지(http://www.grandcare.com/) 11. SENIORSMARTⓇ CENTRE 홈페이지((http://seniorsmart.org) 12. University of Georgia, CS-PFP 홈페이지(http://www.coe.uga.edu
/cs-pfp/index.html)
접수 : 2011년 09월 26일 1차 심사 완료 : 2011년 10월 21일 게재확정일자 : 2011년 11월 11일 3인 익명 심사 필
