가톨릭대 연구팀, 심장박동으로 신원확인 기술 개발

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2005-01-24 09:50

서울--(뉴스와이어)--사람의 심장박동을 이용해 신원을 확인할 수 있는 기술이 가톨릭대 지능시스템 연구팀(김태선 교수)에 의해 국내 최초로 개발되어 차세대 생체인식 기술로 주목 받고 있다.

이번 신기술은 산업자원부 차세대신기술지원사업인 ‘수퍼지능칩 및 응용기술’ (총괄책임자 이종호 인하대 교수)의 연구일환으로 개발이 이뤄졌다.

이 기술은 심장의 수축운동이 만들어내는 활동전류를 보여주는 곡선인 심전도가 사람마다 고유한 파형을 지니고 있다는 사실을 이 연구팀의 민철홍(28, 반도체시스템공학전공) 연구원이 실험을 통해 처음으로 입증하면서 본격적으로 연구가 시작됐다.

그 동안 연령대나 성별에 따른 차이는 학계에서 일부 연구되어 왔지만 개인별 특징을 본격적으로 연구한 것은 이번이 처음이다.

심전도 측정은 측정을 위해 전극을 붙이는 신체 부위에 따라 I, II, III유도(Lead) 등 세가지 방식으로 나뉜다. 가톨릭대 연구팀은 왼손과 왼발에 전극을 붙이는 III유도로 측정했을 때 다른 방식에 비해 항구성 있는 개인별 차이가 나타나는 점에 주목했다.

연구팀은 이를 입증하기 위해 지난 1년간 20~70대 성인 남녀 50명을 대상으로 정상일 때, 커피 담배 술을 섭취했을 때, 운동 직후 등 다양한 신체 상황에서 실험을 진행했다. 이들로부터 얻은 데이터를 자체 개발한 슈퍼지능칩 기술을 이용하여 잡음을 제거한 뒤 데이터를 분석한 결과, 정상인 상태에서는 100%, 신체 변화 상태에서는 92% 개인 인식률을 보였다. 특이한 점은 실험대상자들의 심전도 파형이 크게 4가지 유형으로 구분되어 나타났다는 사실이다.

이번에 개발된 기술로 신원확인에 걸리는 시간은 10~15초. 이러한 개인별 특징은 매우 미세한 것이어서 변조가 원천적으로 불가능하다. 따라서 이러한 생체정보는 유비쿼터스 환경에서 의료뿐 아니라 군사작전, 재난구호, 교육, 오락 등 다양한 분야에서 응용이 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다.

예를 들어 원격의료 시스템에 적용하면 의사가 멀리 떨어져 있는 환자의 심전도를 통해 실시간으로 신원을 파악한 후 개인 건강 데이터를 불러들여 환자의 상태를 파악하고 진단하는 개인별 맞춤의료 서비스가 가능하다. 그리고 군사용으로 개발하면 군인별 원격 생체인식을 통해 전시 위치파악, 총상 및 생사여부 등을 본부에서 즉각 확인할 수 있다.

김태선 교수는 “병원에서 심장질환 측정용으로 쓰이던 심전도 신호에서 개인별 특징추출기술을 이용해 생체인식이 가능하게 되었다는 점, 다시 말해 생체인식과 건강진단을 동시에 할 수 있게 되었다는 점이 이번 기술 개발의 가장 큰 의의”라고 설명했다. 또한 “심전도에 체온, 땀, 음성 등의 정보를 융합해 향후에는 개인별 감성 정보를 추출하는 일도 가능할 것”으로 전망했다.

연구팀은 이러한 개발 결과를 지난해 10월 제주도에서 열린 ‘아시아 시뮬레이션 국제회의(AsiaSim)’에서 발표한 바 있다. 또한 독일 스프링거(Springer) 사가 발행하는 SCIE급 국제 과학저널인 ‘LNCS(Lecture Notes in Computer Science)’지에도 이달 말 이 기술 개발에 대한 논문이 실릴 예정이다. 지난 13일 이 기술에 대한 국내 특허출원도 마친 상태다.

본격적인 상용화를 위해서는 아직 추가로 연구되어야 할 부분들이 남아있다. 현재 기술로 심전도는 사람이 움직이는 상황에서는 정확하게 측정할 수 없다. 움직이는 근육들이 만들어내는 전류 때문에 잡신호가 생기기 때문이다. 이런 문제점을 보완하기 위해 김태선 교수팀은 신체에 부착하는 전극 위치를 바꿔 이러한 근육 움직임의 영향과 잡음을 최소화하는 기술을 개발하여 현재 검증 중에 있다. 또한 발목에도 전극을 대야 하는 III 유도 방식의 불편함을 개선하기 위해 양 팔목 만으로 생체인식이 가능한 시스템을 개발하고 있다.

현재 지문, 홍채, 얼굴, 망막 등의 신체부위를 이용한 생체인식 기술이 개발되어 이미 상용화되어 있다. 그러나 시간이 지나면서 이 기술들의 일부 단점이 발견되어 최근에는 특정 기술 단독으로 쓰이기 보다는 지문과 홍채, 얼굴과 망막 등 복수 생체인식을 통한 개인 신원확인 및 인증에 대한 수요가 증가하고 있는 추세다. 이번에 개발된 심전도를 이용한 생체인식 기술은 변조가 불가능하고 인체에 자극이 없어 향후 생체인식 분야에서 큰 주목을 끌 전망이다. (끝)

심전도 : 심장이 박동하면 심근에 미세한 활동전위차(1mV의 전압)가 발생한다. 이를 생체표면에 부착한 전극으로 측정, 시간에 따른 변동곡선(0.1~200Hz 정도의 주파수 성분)을 기록하여 표시하는 곡선을 심전도(Electrocardiogram)라고 한다.

생체인식 : 인간의 생리학적 또는 행동상의 특성을 기반으로 개인만의 독특한 특징을 본인확인을 위한 측정단위로 활용하는 기술을 생체인식기술(Biometrics)라고 한다. 생체인식기술은 인식되는 사람이 인식 시점에 실제로 존재해야 하고, 또 패스워드를 기억하거나 열쇠를 지니고 다녀야 할 필요가 없으므로 전통적인 방식보다 더 안전하고 편리해 각광 받고 있다.

SCIE : SCI (Science Citation Index)는 전세계 주요 과학관련 저널 3,500여종을 색인한 것으로, 이 색인을 통해 특정 논문, 저술, 특허 등이 얼마나 많이 인용되었는지, 또 어떤 다른 저작에 인용되었는지 서지사항까지 정확히 알 수 있다. SCI는 CD-ROM, CD-ROM with Abstracts, Magnetic Tape, Web Access, Online 등 6가지 인쇄물 형태로 제작된다. 이중 Magnetic Tape으로 제작되는 SCIE(SCI Expanded)는 3,500여종의 학술지에 2,100여종이 추가된 것이다.

웹사이트: http://www.catholic.ac.kr