차량 내부 방치로 인해 발생하는 영유아 사망 사고

매년 전 세계에서 어린이들이 주차된 차량에 방치된 후 열에 노출되어 사망하는 일이 끊이지 않고 있다. 미국의 경우 1998년 이후 900명 이상의 어린이가 이로 인해 사망한 것으로 공식 집계되었다. 이들 중 85%는 달하는 대다수가 4세 이하 영유아임을 감안하면 적극적인 해결책 강구가 필요하다.

자동차 내부 열기가 어린 아이들의 생명을 위협할 수 있는 이유는 많이 뜨겁지 않는 날씨에도 차량 내부에서 생기는 온실 효과로 인해 아이들에게 치명적일 수 있을 정도로 빠르게 올라가기 때문이다. 환기가 되지 않는 경우 단 시간에 50도 이상까지 올라간다는 사실을 알고 있다면 결코 가벼이 여길 수 없다. 어린이는 성인만큼 효과적으로 체온을 조절할 수 없기에 열사병이나 열탈진을 쉽게 겪을 수 있으며, 이는 생명에 위협이 될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 독일 남부 투틀링엔 소재 Marquardt 사는 어린이 승차 여부 감지 시스템을 구현하고 있다. 인공지능 기반 알고리즘은 자동차 실내에 남겨진 어린이를 자동으로 인식하고 열로부터 어린이를 보호할 수 있을 것으로 보인다. 이 기술은 안전벨트처럼 신차 안전 옵션 표준의 하나가 될 전망이라고 한다.

인공지능 알고리즘이 탑승자의 연령과 바이탈 사인 체크

시스템은 탑승자의 바이탈 데이터를 수집하고 분석하여, 이를 기반으로 건강 상태 관련 결론을 도출하고, 추가 센서를 활용하여 탑승자의 연령을 대략적으로 추정할 수 있다. 이러한 기능을 통해 필요시 긴급 경보를 울리게 할 수도 있다.

Marquardt의 메카트로닉스팀은 2021년부터 센서를 개발하고 여기에 인공지능 알고리즘을 훈련시켜 안정적이고 건강한 상태의 어린이의 호흡을 자동으로 구별하는데 많은 노력을 기울였다. 가령 호흡 시 발생하는 가슴 부위 상하 움직임은 초광대역(UWB, Ultra-wideband)을 기반으로 하는 두 개의 레이더 센서를 사용하여 관찰된다. 이 센서는 차량의 각 좌석 상부에 장착되어 있다. 이렇게 수집한 데이터를 인공지능 알고리즘이 분석하여 분류한 후 차량 내 전자 시스템에 전달된다. 만약 차 안에서 어린이가 감지되면 몇 초 안에 부모의 스마트폰을 통해 알람을 전달하며. 자동차에서는 깜빡이와 경적 소음을 발생시켜 즉각적인 조치를 취할 수 있게 한다. 인공지능은 여기서 그치지 않고 바이탈 사인을 체크하여 긴급 통화가 필요한지 여부를 결정할 수도 있다.

정밀한 학습 데이터 확보를 위해 소아과 의사들로 구성된 전문가 그룹은 개발팀과 긴밀히 협력하여 측정 데이터를 분석하고 실험이 제대로 수행되었는지 확인했다. 획득한 정보는 UWB 센서가 포착한 신호 패턴을 정확하게 해석할 수 있도록 인공지능을 훈련시키는 기초 자료가 되었다.

어린이들의 호흡은 테스트 차량에서 수집되었으며, 특정 패턴을 확인시켜 주었다. 센서는 두꺼운 천이나 내장형 어린이용 카시트를 활용한 경우에도 호흡이 보여주는 움직임의 차이를 안정적으로 감지할 수 있었다. 이렇게 수집된 데이터는 AI 개발의 기반이 되었다. 그 결과 감지된 움직임이 물체에서 오는지 아니면 생명체에서 오는지 판별할 수 있다. 대략의 연령도 추정할 수 있기 때문에 아기나 유아가 차량에 혼자 남겨진 것이 감지된 경우에만 경보가 작동하게 된다.

지도학습(supervised learning) 형태로 이뤄진 실험을 통해 0세에서 10세 사이의 약 100명 직원 자녀들의 데이터를 분석했다. 개발 프로젝트의 실질적 효익을 기대한 대다수의 직원들이 이 실험에 자발적으로 참여하였다는 사실도 흥미로운 부분이다.

개발사는 승차인 감지를 위해 사용한 레이더 기술은 매우 유용하다고 강조하였다. 예를 들어 시스템은 어린이가 눈에 보이지 않는 상황에도(예: 어린이가 덮여 있거나 자동차 발밑 공간에 있는 경우) 차량 안에 어린이가 있는지 감지할 수 있어야 하기 때문이다. 광량에 따른 제약이 많은 카메라는 설계 단계에서 과정에서 제외됐다.

2021년부터 개발을 시작한 이 시스템은 안정적인 성능을 보여주고 있고, 이미 EURO NCAP 요구 사항을 충족한다는 것을 입증할 수 있는 프로토타입까지 개발이 완료된 상태로, 머지않은 시기에 안전벨트처럼 안전 옵션 표준의 하나로 자리 잡을 것으로 기대를 받고 있다.