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소형 로봇 자동차, 수술 전 어린이 스트레스 줄인다스페인 SJD 바르셀로나 어린이병원 등 국제 연구팀, 연구 성과 발표
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승인 2024.04.15  16:21:01
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▲ 국제연구팀이 공동 설계한 로봇 자동차(사진=UOC)

스페인 SJD 바르셀로나 어린이병원(Sant Joan de Déu Barcelona Children's Hospital), 카탈루냐 오베르타대학(UOC), MIT, 노스이스턴대, 마이크로소프트 리서치, 라이트하우스 DIG 등 국제 연구팀은 어린이들이 수술을 받기 전에 겪는 스트레스와 불안감을 줄이기위해 소형 로봇 자동차를 공동 개발하고, 테스트한 결과 긍정적인 효과를 얻었다고 11일 밝혔다.

연구팀은 지난 3월 11일부터 15일까지 열린 'HRI 컨퍼런스'(the 19th Annual ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction)에서 이번 연구 성과를 발표했다.(논문 제목:‘Deploying a Robotic ride-on Car in the Hospital to Reduce the Stress of Pediatric Patients before Surgery’)

연구팀에 따르면 수술을 받거나, 단순히 병원에 입원하는 것만으로도 유아기에 있는 어린이들은 두려움과 불안감을 느낀다. 이는 아이들의 심리적, 사회적, 교육적 발달에 영향을 미칠 수 있다.

SJD 바르셀로나 어린이병원 연구 결과 수술을 받은 10명의 어린이 환자 가운데 6명은 마취를 받기 전에 스트레스로 고통을 받는다. 병원은 아이들의 감정 상태를 개선하기 위해 수술 전에 아이들에게 게임을 하도록 하거나, 개와 놀게 하거나, 심지어 부모들을 수술실로 들여보내는 등 다양한 대안들을 시도했다. 가장 널리 사용되는 전략은 약리학적인 것이다. 하지만 이는 역설적으로 약의 쓴맛과 부작용으로 인해 아이들을 더욱 스트레스 상황에 놓이게 한다.

연구팀은 이 같은 문제를 극복하기 위해 3~10세 어린이들이 작은 수술을 받기 전에 스트레스를 줄이는 것을 목표로 하는 소형 로봇 자동차를 개발했다.

연구팀이 로봇 자동차를 테스트한 결과 아이들의 수술 전 불안과 두려움을 줄여주는 데 로봇이 성공적인 전략이 될 수 있으며, 아이들의 긴장을 풀어주기 위해 일반적으로 사용되는 약물 전략에 대한 효과적인 대안이 될 수 있는 것으로 나타났다.

이번 연구에 참여한 라이트하우스 DIG의 과학책임자이자 소셜 로봇 전문가인 조르디 알보(Jordi Albo)는 "아이들은 달갑지 않은 환경인 병원에 입원하고, 모르는 의료진과 함께 해야 하고, 주사 같은 불쾌한 절차를 겪어야 한다. 이는 장기적으로 만성적인 고통을 초래할 수 있는 스트레스 상황을 만든다“고 했다. 이어 "우리는 색깔을 바꾸고, 음악을 만들고, 냄새를 만드는 로봇 자동차를 활용해 아이들이 경험하는 스트레스를 최소화하려고 노력했다“고 말했다.

기존 연구들은 작은 엔진이 달린 전기자동차를 활용하는 것이 아이들의 불안을 줄이는 데 효과적이라는 것을 보여주었다. 연구팀은 이같은 연구 성과를 바탕으로 소형 로봇 자동차 시제품을 개발했다. MIT 미디어랩에서 수행한 성인을 위한 보조 운전에 대한 연구 결과도 활용했다.

▲ 로봇 자동차에 인공지능과 센서를 설치하고 있다(사진=UOC)

연구팀은 "우리는 상호작용을 위해 로봇 자동차의 외관뿐만 아니라 인공지능과 센서를 로봇 자동차에 설치했다. 이는 로봇 자동차가 아이들의 얼굴 표정, 심박수와 호흡 패턴을 포착하고, 음악이나 색깔을 바꾸거나 아이들이 이완할수 있도록 냄새를 냄으로써 아이들이 어떻게 느끼고 있는지 알 수 있도록 한다”고 말했다. 또한 "이 프로젝트는 감성 컴퓨팅의 사례로, 감정을 인식하고, 이해하며 감정에 지능적인 방식으로 반응할 수 있는 AI시스템을 개발하는 데 초점을 맞췄다“고 강조했다.

소형 로봇 자동차 설계 작업에는 의사, 간호사, 감성 컴퓨팅 전문가, 소셜 로봇 전문가, 센서 설계ㆍ데이터과학ㆍ기계학습ㆍ컴퓨터 비전 전문가들이 참여했다. 시제품은 현대자동차에서 생산됐으며, 2020년 12월부터 2023년 5월 사이에 수술을 받은 3~9세 어린이 86명을 대상으로 테스트했다.

SJD바르셀로나 어린이병원 소아과 간호사인 카르멘 헤레즈(Carmen Jerez)는 ”차를 운전하여 수술실에 들어가는 것이 아이들과 부모님 모두에게 긍정적인 영향을 주었다"라며, 아이들은 운전석에 앉아서 재미있는 방식으로 적극적인 역할을 하는 것에 긍정적인 느낌을 가졌다고 말했다.

연구팀은 파일럿 테스트에서 얻은 결론을 바탕으로 새로운 프로토타입을 제작해 임상시험을 진행하겠다는 계획이다.

장길수  ksjang@irobotnews.com
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