심준섭 교수(전자융합공학과) 연구팀,

2022 임베디드 SW 경진대회 한국 산업기술평가 관리원 원장상 수상

- 클라우드 AI 기반의 코로나 자가진단 시스템 개발 -

기존 기술 대비 100배 더 낮은 농도까지 측정 가능해 검사의 정확도 높여 -

클라우드 컴퓨팅을 통해 고성능의 AI를 엣지디바이스에 적용 -

출품작은 정확도와 편리성의 우수한 실시간 COVID-19 검출 시스템을 구현한 Cloud 시스템과 AI 기반의 코로나 바이러스(COVID-19) 자가 진단 시스템이다.

현재 활용되고 있는 자가진단키트는 종이 기반의 항원-항체 반응을 이용하기 때문에 초기 환자 혹은 바이러스의 양이 적은 환자들에 대해 정확도가 높지 않다는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위해 심준섭 교수가 지도하는 BIOS 팀은 정밀 혈액 검사에 활용되는 ELISA 검사법을 이용해 코로나 바이러스(COVID-19)를 정량적으로 검출하였고, 이를 통해 기존 기술 대비 약 100배 더 낮은 농도까지 측정할 수 있음을 실험을 통해 검증하였다.

기존의 정밀혈액 검사에서 활용하는 ELISA 장비는 크기가 매우 크고, 고가의 장비이기 때문에 일반인들의 접근성이 낮았고, 현장에서 실시간으로 검사하는 장비로 활용할 수는 없었다. 연구팀은 AI를 이용해 미세 유체를 제어하고 자동화하여, 전문인력이 아닌 일반인도 사용할 수 있도록 하였다. 또한 진단 프로그램을 자동화하는 고성능의 인공지능 프로그램을 Cloud 컴퓨팅을 통해 Edge 디바이스에 적용할 수 있어, 여러 대의 진단 플랫폼을 동시 제어할 수 있도록 구성하였다. 이를 통해 비용적 이점을 가질 수 있었다. 또한 검사 결과는 웹서버의 데이터베이스로 전송되어 코로나 바이러스(COVID-19) 검사 결과를 피검자가 실시간으로 확인할 수 있고, 전국의 감염 현황을 파악할 수 있도록 하였다.

연구를 지도한 심준섭 교수는 “현재 COVID-19 검사를 통한 방역을 강화하기 위해서는 정확한 검사를 통해 결과를 빠르게 파악하고, 이를 실시간으로 모니터링하여 추가적인 전파를 차단해야 합니다. 본 연구에서 개발한 휴대형 ELISA 분석기기는 이러한 요구사항을 달성할 수 있는 핵심적인 기술입니다.”라고 말했다.

한편, 본 연구는 광운대의 퀵스(KWIX, KwangWoon IT eXhibition) 프로그램의 일환으로 진행되었다. 광운대학교 KWIX는 학생들의 실습 교육 강화를 위해 학부생과 지도 교수로 구성된 팀이 1년간 연구개발 프로젝트를 수행하는 프로그램이다.