왼쪽부터 김지윤 교수, 제 1저자 이진표 연구원.

UNIST는 신소재공학과 김지윤 교수팀이 실시간으로 감정인식을 할 수 있는 ‘착용형 인간 감정인식 기술’을 세계 최초로 개발했다고 29일 밝혔다.

김지윤 교수팀은 이번 연구에서 얼굴 근육의 변형과 음성을 동시에 감지하는 ‘멀티모달’ 데이터를 무선으로 전송하고 인공지능을 활용해 감정 정보로 바꾸는데 성공했다.착용형 기기이기 때문에 어떤 환경에서든 감정을 분석하고 적재적소에 사용할 수 있다.

개발된 시스템은 두 물체가 마찰 후 분리될 때 각각 양과 음의 전하로 분리되는 ‘마찰 대전’ 현상을 기반으로 제작됐다.

자가발전도 가능해 데이터를 인식할 때 추가적인 외부전원이나 복잡한 측정장치가 필요하지 않다는 장점이 있다.김지윤 교수는 “이러한 기술을 토대로 개인에게 맞춤형으로 제공 가능한 피부통합 얼굴 인터페이스(PSiFI) 시스템을 개발했다”고 덧붙였다.

연구팀은 말랑말랑한 고체상태를 유지하는 반경화 기법으로 높은 투명도를 가진 전도체를 제작해 마찰 대전 소자의 전극에 활용했다.

다각도 촬영기법으로 개인 맞춤형 마스크까지 제작, 자가발전이 가능하고 유연성과 신축성, 투명성을 모두 갖춘 시스템을 만든 것이다.

제1 저자 이진표 박사후 연구원은 “이번에 개발한 시스템으로 복잡한 측정 장비 없이 몇 번의 학습만으로 실시간 감정인식을 구현하는게 가능하다”고 설명했다.

또한 “앞으로 휴대형 감정인식 장치 및 차세대 감정 기반 디지털 플랫폼 서비스 부품에 적용될 가능성을 보여줬다”고 말했다.

연구팀은 개발한 시스템으로 '실시간 감정 인식' 실험을 진행, 얼굴 근육의 변형과 목소리와 같은 멀티모달 데이터들을 수집하는 것뿐 아니라 수집된 데이터를 활용할 수 있는 ‘전이 학습’도 가능했다.

연구팀은 시스템을 VR 환경에도 적용해 '디지털 컨시어지'로 활용, 스마트홈, 개인 영화관, 스마트 오피스 등 다양한 상황을 연출했다.

상황별 개인의 감정을 파악해 음악이나 영화, 책 등을 추천해줄 수 있는 사용자 맞춤형 서비스가 가능하다는 것을 한 번 더 확인했다.

김지윤 신소재공학과 교수는 “이번 연구는 차세대 착용형 시스템을 활용해 사람이 가지고 있는 아주 복잡한 형태의 정보인 감정 역시 활용이 가능하다는 것을 보여주는 하나의 예시가 될 것”이라고 전했다.
 
이번 연구는 싱가포르 난양공대 신소재공학과 Lee Pooi See 교수와의 협업으로 진행됐다. 세계적 권위의 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 지난 15일 온라인 게재됐다.

연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단(NRF), 한국재료연구원(KIMS)의 지원을 받아서 이뤄졌다.


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