KR-20260062049-A - APPARATUS FOR RECOGNIZING EMERGENCY BASED ON ON-DEVICE AI AND OPERATION METHOD THEREOF

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Abstract

본 발명은 온디바이스 AI 기반의 위급 상황 인식 장치와 그 동작 방법에 관한 것이다. 상기 동작 방법은, 사용자가 휴대하는 센싱 장치로부터 사용자 신호를 수신하는 단계와, 상기 사용자 신호를 기초로 소형 언어 모델(sLM)을 이용하여 사용자의 상황에 대한 정보인 상황 맥락 정보를 생성하는 단계와, 상기 상황 맥락 정보를 기초로 위급 상황 발생 여부를 판단하고, 위급 상황 발생 시에 대응 기관 서버에 긴급 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.

Inventors

강주성
김성창
류지형
유학

Assignees

한국전자통신연구원

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20251021
Priority Date: 20241028

Claims (1)

위급 상황 인식 시스템이 수행하는 방법으로서, 사용자가 휴대하는 센싱 장치가 상기 사용자 또는 상기 사용자의 환경을 감지하여 사용자 신호를 생성하는 단계; 온디바이스 AI를 기반으로 상황 맥락 파악을 자체적으로 수행하는 위급 상황 인식 장치가, 상기 사용자 신호를 기초로 소형 언어 모델(sLM)을 이용하여 사용자의 상황에 대한 정보인 상황 맥락 정보를 생성하는 단계; 및 상기 위급 상황 인식 장치가 상기 상황 맥락 정보를 기초로 위급 상황 발생 여부를 판단하고, 위급 상황 발생 시에 대응 기관 서버에 긴급 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 위급 상황 인식 시스템의 동작 방법.

Description

온디바이스 AI 기반의 위급 상황 인식 장치와 그 동작 방법{APPARATUS FOR RECOGNIZING EMERGENCY BASED ON ON-DEVICE AI AND OPERATION METHOD THEREOF} 본 발명은 온디바이스 AI 기반의 위급 상황 인식 장치와 그 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 센서 데이터를 이해하여 위급 상황을 인식하고 조치할 수 있는, 상황인식 기반 인공지능 분야에 해당한다. 기존의 구조 신호 송출 장치(SOS 장치)는 주로 시계형 장치에 기반한 장치로서, 구조 신호 송출을 위해 물리적으로 버튼을 눌러야 한다. 따라서 긴급 상황에서 대상자가 신속하게 움직이지 못할 경우 작동할 수 없다는 위험이 있다. 특히, 대상자가 다쳤거나 장치를 작동할 수 없는 상태일 경우, 구조 신호 송출이 어렵다. 또한, 상기 장치는, 대상자가 착용하지 않으면 작동하지 않으므로, 위급 상황에서의 대응이 불가능할 수 있는 문제가 있다. 또한, 상기 장치는, 일상생활 중에 구조 신호 송출 버튼이 의도치 않게 눌리는 경우가 발생할 수 있으며, 이는 불필요한 오작동 및 오신고로 이어진다. 즉, 상기 장치의 신뢰성이 낮다는 문제가 있다. 위급 상황 알림 시스템에 관한 선행발명(KR 10-2015-0098493 A)과 본 발명을 비교할 때, 차이점은 표 1과 같이 정리할 수 있다. 선행발명(KR 10-2015-0098493 A)본 발명차이점터치스크린, 제스처, 음성 입력, 눈동자 움직임, 생체 신호, 충격 또는 가속도 등 두 가지 이상의 사용자 입력 신호를 수신액세서리로부터 사용자 음성신호 및 생체신호를 수신본 발명은 액세서리 기반 SOS Trigger 고려를 통해, 다양한 형태의 Trigger 제공이 가능함수신된 사용자 입력 신호들이 미리 설정된 위급 상황 발생을 나타내는 신호인 '조합 신호'와 일치하는지 여부를 판단음성신호 및 생체신호를 기반으로 사용자가 처한 상황을 추론본 발명은 선행발명과 달리 음성신호의 sLM기반 데이터 처리에 중점을 두고 있음. OnDevice AI 동작에 목적을 둔 sLM 은 기존 통계적 방법 대비 우수한 성능을 보임스위치를 통해 사용자의 신체나 입력 장치의 탈/부착 상태를 감지생체 신호를 통해 장치의 착용 여부를 실시간으로 감지본 발명은 측정되는 생체신호의 패턴을 감지하여 장착 여부 판단 및 상황추론 단계에서의 Multi-modality 로 활용 가능함사용자가 사전에 설정해 둔 특정 조합의 신호가 감지되면, 시스템은 이를 위급 상황으로 인식음성신호 및 생체신호가 수신되면 사용자 위급 상황 여부를 결정특정 조합 신호의 특정 패턴을 감지하는 선행기술 대비, 본 발명이 활용하는 sLM기반 상황추론은 설계된 패턴 외 기타 상황 추론을 통하여 정확한 상황 인식을 할 수 있음생성된 위급 상황 발생 신고 정보는 주기적으로 서버를 통해 관계 기관으로 알림사용자가 위급 상황에 처한 것으로 결정되면, 상황에 대응 가능한 기관으로 메시지를 송신본 발명은 상황 판단 결과에 기반한 메시지 송신을 통해, 추가 상황정보 전달 및 오작동에 따른 인력 소모를 방지할 수 있음 도 1은 본 발명에 따른 위급 상황 인식 장치의 동작 개념도. 도 2는 본 발명에 따른 위급 상황 인식 장치의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면. 도 3은 본 발명에 따른 위급 상황 인식 장치의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면. 도 4는 상시 모니터링 알고리즘에 따른 위급 상황 인식 장치의 동작 예시를 설명하기 위한 흐름도. 도 5는 비(非) 상시 모니터링 알고리즘에 따른 위급 상황 인식 장치의 동작 예시를 설명하기 위한 흐름도. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 위급 상황 인식 시스템의 구성을 나타낸 블록도. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위급 상황 인식 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도. 본 발명은 온디바이스 AI 기반의 위급 상황 인식 장치와 그 동작 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 위급 상황 인식 장치는 온디바이스 AI를 탑재한 스마트 액서리(예: 반지, 목걸이)일 수 있다. 상기 위급 상황 인식 장치는, 사용자의 음성이나 생체 신호를 획득하고, 획득한 센싱 데이터를 분석하여 사용자의 상황 맥락(context of situation)과 위급 상황 여부를 인식하며, 위급 상황으로 인식한 경우 자동으로 구조 신호(SOS)를 관련 서버나 단말기에 송출한다. 본 개시에서, 사용자의 상황 맥락(context of situation)은, 사용자가 처한 환경이나 상황을 구성하는 요소들 간의 관계와 상기 요소들과 사용자 간의 관계를 통해 사용자가 처한 상황(예: 위급 상황, 비위급 상황)을 설명하는 정보를 의미한다. 상기 위급 상황 인식 장치는, 소형 언어 모델(sLM, Small Language Model)을 사용하여 - 단순 음성 명령을 인식하는 것이 아닌 - 복잡한 맥락 속에서 상황을 이해하며, 음성 신호와 생체 신호를 종합하는 멀티 모달(Multi-modality) 분석을 통해 사용자가 처한 상황을 정확하게 판단하는 것을 특징으로 한다. 참고로, 소형 언어 모델(sLM)은, 음성 데이터를 처리하여, 사용자의 의도(intent), 상황 맥락(context of situation)을 이해하고 적절한 대응을 수행할 수 있다. 일반적인 대규모 언어 모델(LLM, Large Language Model)과 달리, 소형 언어 모델(sLM)은 경량화되어 장치 내(On-Device)에서 작동할 수 있으며, 목적 업무 추가 학습(Task specific fine-tuning)을 통해, 연산 자원을 적게 소비하면서도 빠르고 효율적으로 상황 인식을 할 수 있도록 설계된 소규모 언어 모델이다. 한편, 상기 위급 상황 인식 장치는, 사용자의 장치 착용 여부를 감지하며, 사용자가 상기 위급 상황 인식 장치를 착용하지 않았을 경우에도 긴급 상황에 대응할 수 있는 백업 시스템을 포함한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 위급 상황 인식 장치의 동작 개념도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위급 상황 인식 시스템(10)은 센싱 장치(100), 위급 상황 인식 장치(200)를 포함한다(도 6 참조). 센싱 장치(100)와 위급 상황 인식 장치(200)는 별도의 장치로 존재할 수도 있고, 하나의 장치로 통합될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위급 상황 인식 장치(200)는 음성 데이터를 분석하여 사용자의 명령어뿐만 아니라 사용자가 처한 상황의 맥락을 이해하는 소형 언어 모델(sLM)을 탑재한다. 위급 상황 인식 장치(200)는 멀티 모달 분석을 통해 사용자에 대한 상황 맥락 정보(이하 '상황 맥락 정보')를 생성한다. 본 개시에서 상황 맥락 정보란, 사용자가 처한 환경이나 상황을 구성하는 요소들 간의 관계와 상기 요소들과 사용자 간의 관계를 통해 사용자가 처한 상황(예: 위급 상황, 비위급 상황)을 설명하는 정보를 의미한다. 즉, 위급 상황 인식 장치(200)는, 사용자가 발화하였거나 사용자의 주변에서 생성된 음성 데이터(음성 신호)와, 사용자의 생체 신호를 함께 분석하여 사용자의 상태와 상황 맥락을 정확하게 인식하는 것을 그 목적으로 한다. 구체적인 예를 들어, 사용자가 착용하거나, 사용자의 주변에 위치한 센싱 장치(100)는, 위급 상황 인식 장치(200)에 상기 음성 데이터 및/또는 상기 생체 신호를 전달하고, 위급 상황 인식 장치(200)는 상기 음성 데이터 및/또는 상기 생체 신호를 온디바이스 AI인 sLM를 이용하여 분석하여 상황 맥락 정보와 사용자에게 위급 상황이 발생하였는지 여부('위급 상황 발생 여부')를 판단하고, 위급 상황 발생 시 적절한 조치를 취할 수 있는 대응기관 서버(300)에 구