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인지 능력 저하 노인과 보호자 간의 양방향 돌봄 서비스

📌 시연 영상

하단 이미지를 클릭하시면 영상을 시청하실 수 있습니다.

caresheep


📌 작품 소개

개발 배경

대한민국 국민의 평균수명이 늘어나고 고령화 시대에 접어들면서 노인 돌봄은 사회적 난제로 주목받고 있다. 특히, 인지 능력이 저하된 노인 돌봄의 문제는 노인은 물론 가족의 삶까지 파괴한다는 점이다. 보호자들은 노인 돌봄에 있어 경제적, 신체적 그리고 정신적 측면의 부담도 함께 느끼고 있기 때문이다.

이에 따라 국가와 기업이 제공하는 노인 돌봄 서비스가 점차 확대되고 있지만, 여전히 서비스의 사각지대가 존재한다. 방문 요양 시스템 등 대면 서비스는 이용 시간 제한으로 인해 가족의 지속적인 도움이 요구되며, 대상자가 되기 위한 제약이 있어 급증하는 돌봄 수요를 충족시키기 어렵다. 또한, 현재 시장에 출시된 대부분의 노인 돌봄 앱은 치매 위험도 평가나 치매 예방 게임과 같은 단방향 서비스로, 노인의 건강 관리에 실질적인 도움을 주지 못한다. 반면 양방향 서비스는 일부에 불과하며, 복잡한 인터페이스와 노인의 수동적인 루틴 설정이라는 한계를 지니고, 더불어 긴급상황 대처 기능이 미흡하다.

따라서 인지 능력 저하 노인이 본인의 일상을 관리하는 것을 도우면서 동시에 여러 보호자가 노인을 보다 쉽게 돌볼 수 있는 서비스가 필요하다. 또한, 스마트폰 사용에 미숙한 고령층을 위한 직관적인 인터페이스도 갖추어야 한다.

이를 바탕으로 더 나은 돌봄 서비스를 제공하기 위해 인지 능력 저하 노인과 보호자로 사용자층을 나누고, 그들 간의 연결과 생활 관리에 초점을 맞춘 ‘인지 능력 저하 노인과 보호자 간의 양방향 돌봄 서비스 개발 프로젝트’를 추진하게 되었다.


개발 목적

  • 인지 능력 저하 노인이 일상생활을 스스로 하거나 적은 도움만 받는다면 스스로 해낼 수 있다는 자신감을 갖게 되어 오랫동안 독립적으로 생활할 수 있다. 또한 규칙적인 생활은 인지 능력 저하 노인의 혼란을 경감시키고 정신적 안정에 도움이 된다. 따라서 규칙적인 생활 습관을 위한 루틴 알람 기능을 제공한다.

  • 치매의 비약물 치료 방법 중 규칙적인 운동은 정상 노인의 실행 능력뿐만 아니라 기억력, 집중력, 언어, 반응속도를 포함한 인지기능을 유지하거나 향상시키며, 치매 발생률 또한 낮춘다는 보고가 존재한다. 따라서 인지 능력 저하 노인에게 걷기 운동과 같은 규칙적인 운동 시간을 할 수 있도록 도움을 주는 만보기 기능을 지원한다.

  • 인지 능력 저하로 인한 '기억력 감퇴'를 고려하여, 가족과의 일정 공유 및 확인을 통해 노인이 중요한 약속을 기억할 수 있도록 캘린더 일정 공유 기능을 제공한다.

  • ‘판단력 및 실행 기능의 저하’로 상황 판단 및 대처가 어려운 긴급 상황을 대비하고자 보호자에게 보다 빠르게 상황을 알리는 녹음 및 음성 사서함 서비스를 지원한다.

  • 경찰청 조사에 따르면, 지난 3년 간 매년 1만 건 이상 치매환자 실종 신고가 접수됐으며, 지난해 2022년에는 실종 접수가 1만 4500여명에 육박하였다. 케어쉽은 인지 능력 저하 노인의 실종 사고를 대비하여 보호자가 노인의 위치를 실시간으로 추적하는 서비스를 제공한다.


📌 시스템 구성 및 구조

1. CareSheep 시스템 구성

   케어쉽(CareSheep) 은 더 나은 돌봄 서비스를 제공하기 위해 인지 능력 저하 노인과 보호자를 연결하고 생활 관리, 일정 공유, 긴급상황 대비에 초점을 맞춘 인지 능력 저하 노인과 보호자 간의 양방향 돌봄 서비스 이다. 케어쉽의 사용자는 두 유형으로 나뉜다; 케어의 대상이 되는 인지 능력 저하 노인과, 그를 돌보는 보호자이다. Google OAuth API를 이용해 회원가입이 진행되며, 로그인하면 앞서 가입할 때 선택한 사용자 유형에 따라 다른 화면으로 진입한다.


2. 보호자 구조

보호자 - 어르신 연동
   A. 보호자와 어르신을 연결에는 2가지 방법이 있다; 첫번째로는 직접 사용자 코드를 입력하는 방법이고, 또 다른 방법은 QR코드를 사용하는 방법이다. QR코드 스캔을 위해 구글에서 제공하는 ZXing(Zebra Crossing) 라이브러리를 사용했다.
어르신 루틴 설정
   B. 어르신의 운동, 식사, 복약 시간, 수면시간을 입력하면 입력된 값은 연결된 어르신의 데이터베이스에 저장된다. 설정한 데이터는 보호자 마이페이지에서 어르신 루틴 정보 확인을 클릭하면 한 번에 확인할 수 있다. 이를 위해 Firebase Realtime Database 를 사용했다.
공유 캘린더 관리
   C. Google Calender API를 이용해서 보호자는 구글 공유 캘린더에 일정을 추가, 삭제할수 있도록 하였으며 코루틴을 이용하여 비동기 처리를 구현했다.
어르신 생활 리포트
   D. Firebase Realtime Database에 저장된 어르신의 루틴 수행률 기반으로 보호자에게 생활 리포트가 제공되며 이를 통해 어르신의 상태를 주간 및 일간별로 파악할 수 있다.
어르신 상황 감지에 따른 알람
   E. (1-B.)에서 데이터베이스에 저장한 값을 기반으로 어르신의 움직임이 감지되지 않을 경우, 보호자에게 긴급 전화 알람이 울린다.
어르신 음성메시지 수신 시, 분석 및 알람
   F. GPT API의 text-davinci-002 모델을 이용해 Firebase Realtime Database에 저장된 어르신의 녹음 내용을 분석한다. 또한, Firebase Realtime Database에 데이터가 쌓이면 Firebase Cloud Messaging을 통해 알림이 전송된다. 이를 위해 JSON으로 메시지를 구조화하고 Volley 라이브러리를 사용해서 네트워크 요청을 보냈으며, 비동기로 처리하기 위해 코루틴을 이용했다.
어르신 실시간 위치 파악
   G. Naver Maps API를 사용하여 어르신의 위치를 지도로 파악할 수 있다. Firebase Realtime Database에 저장된 어르신의 위치 정보를 불러와서 지도에 어르신의 위치를 표시한다.

3. 어르신 구조

루틴 알람
   A. (1-B.)에서 보호자가 설정한 시간이 되면 어르신의 폰에 루틴 수행 시간을 알리는 알람이 울린다. 어르신이 수행 여부는 Firebase Realtime Database 에 저장되어 리포트 생성에 사용된다. 수행하지 않은 경우, 5분 후에 재알람이 울린다.
만보기 및 움직임 감지
   A-1. 루틴 중 운동의 경우, AndroidStudio API - motion sensor를 이용해 걸음수를 측정한다. 이 데이터는 어르신의 움직임 감지에 사용되고, 해당 데이터에 따라 (1-E.) 에서 어르신에게 긴급 전화 알람 제공 여부가 결정된다.
음성 녹음
   B. 녹음을 하면 해당 음성 내용이 문장으로 데이터베이스로 저장되는 STT 서비스가 제공된다. 이를 위해 AndroidStudio API - android.speechFirebase Realtime Database가 이용된다.
실시간 위치 저장
   C. Naver Maps APIFirebase Realtime Database를 사용해서 어르신의 위치를 실시간으로 데이터베이스에 저장한다. 백그라운드 앱은 사용자의 현재 위치를 업데이트할 수 있는 빈도를 제한한다. 따라서 백그라운드로 위치 추적 기능을 구현하면 앱은 시간당 몇 번만 위치 업데이트를 받을 수 있기 때문에, 어르신 위치 추적 실행 시에 포그라운드 서비스화하여 사용자의 위치를 실시간으로 업데이트할 수 있게 구현한다.

4. ERD



📌 S/W개발 환경

- OS

Windows 11

- 개발 환경(IDE)

Android Studio

- Database

Firebase

- 개발 언어

Kotlin


📌 기대효과 및 활용분야

  • 자가 돌봄과 가족 돌봄의 융합
    인지 능력 저하 노인과 보호자들을 연결하고 어르신의 생활을 관리하는 형태의 서비스를 제공함으로써, 어르신의 자가 돌봄과 여러 명의 보호자가 함께하는 가족 돌봄을 실현한다.

  • 돌봄 부담 완화
    인지 능력 저하 노인과 여러 명의 보호자를 연동시키는 시스템으로, 가족들이 함께 돌봄에 참여할 수 있다. 공유 캘린더와 음성 사서함을 통해 가족 간 어르신의 일정 관리, 상황 확인이 수월해짐에 따라 돌봄 부담을 경감시킨다.

  • 어르신 자립력 강화
    중앙치매센터에서 강조하는 '초기 치매 환자의 돌봄 원칙'을 준수하여, 어르신이 스스로 해낼 수 있는 생활 능력을 유지하는 데 도움을 주고 자신에 대한 자신감을 증진시킨다.

  • 사용성 개선 및 접근성 향상
    직관적인 인터페이스와 간편한 작동 방식을 통해 고령 노인이 서비스를 더욱 편리하게 이용할 수 있도록 돕는다.

  • 생활 습관 형성과 건강 관리
    인지 능력 저하 노인의 규칙적인 생활 습관 형성을 위해 생활 루틴별로 알람을 설정하며, 복약 알람을 통해 약물 복용을 효과적으로 관리할 수 있다. 더불어 어르신의 주간/일간 생활 리포트를 제공하여 보호자가 어르신의 상태를 파악하고 변화를 빠르게 인지할 수 있다.

  • 신속한 긴급 상황 대응
    음성 사서함 기능을 통해 어르신의 상황 유형을 파악하고 보호자에게 전달하여 어르신의 안전을 도모할 수 있다. 또한, 움직임 감지 기능을 활용하여 어르신의 걸음이 감지되지 않는 시간이 일정 시간을 넘어갈 경우, 긴급 상황으로 판단하여 보호자에게 알람을 전송해 위급한 상황에 대처할 수 있다.


📌 커밋 메시지 규칙

  • feat : 새로운 기능 추가
  • fix : 버그 수정
  • design : UI 디자인 변경
  • docs : 문서 작업
  • style : 코드 포맷팅, 세미콜론 누락, 코드 변경이 없는 경우
  • refactor : 코드 리팩토링
  • test : 테스트 코드 작성
  • chore : 빌드 업무, 패키지 매니저 수정, 그 외 기타 수정