스마트폰 쓰기만 해도 우울증 진단한다

KAIST 등 공동연구팀, 스마트폰 사용 중 나타나는 사용자 언어 패턴 분석

KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 이성주 교수 연구팀이 사용자의 언어 사용 패턴을 스마트폰에서 자동으로 분석, 정신건강 상태를 모니터링하는 인공지능 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 

스마트폰을 일상적으로 사용하기만 해도 스마트폰이 사용자의 정신건강 상태를 분석 및 진단할 수 있다. 기기 외부로 데이터를 유출하지 않는 인공지능 기술을 적용했다. 

연구팀은 임상에서 상담할 때 환자가 사용하는 언어를 분석해서 정신질환을 진단한다는 점에 착안했다. 이번 기술에서는 ▲사용자가 직접 작성한 문자 메시지 등 키보드 입력 내용 ▲스마트폰 마이크에서 실시간 수집되는 사용자 음성 데이터를 기반으로 정신건강 진단을 수행한다.

이러한 언어 데이터는 민감한 정보를 담고 있을 수 있어 활용이 어려웠다. 이를 해결하기 위해 연합학습 인공지능 기술을 적용, 사용자 기기 외부로 데이터 유출 없이 인공지능 모델을 학습해 사생활 침해 우려를 없앴다. 

스마트폰 위 사용자 음성 및 키보드 입력 기반, 연합학습을 활용한 정신 건강 진단 기술 (자료=KAIST)

인공지능 모델은 일상 대화 내용과 화자의 정신건강을 바탕으로 한 데이터셋을 기반으로 학습됐다. 스마트폰에서 입력으로 주어지는 대화를 실시간 분석해 학습된 내용을 바탕으로 사용자의 정신건강 척도를 예측한다.

나아가 연구팀은 스마트폰에 대량으로 주어지는 사용자 언어 데이터로부터 효과적으로 정신건강 진단을 수행하는 방법론을 개발했다. 언어 사용 패턴이 실생활 속 다양한 상황에 따라 다르다는 점에 주목했다. 스마트폰 위에서 주어지는 현재 상황에 대한 단서를 기반으로 AI 모델이 상대적으로 중요한 언어 데이터에 집중하도록 설계했다. 업무 시간보다는 저녁 시간에 가족이나 친구들과 나누는 대화에 정신건강을 모니터링 할 수 있는 단서가 많다고 판단해 중점을 두고 분석하는 식이다.

이성주 교수는 "정신질환으로 어려워하는 사람들이 많은데, 개인정보 유출이나 사생활 침범의 걱정 없이 스마트폰 사용만으로 정신건강 상태를 조기진단 할 수 있게 되었다ˮ라며, "이번 연구가 서비스화되어 사회에 도움이 되면 좋겠다ˮ라고 소감을 밝혔다.

이번 연구는 모바일 센싱, 자연어 처리, 인공지능, 심리학 전문가들의 협력으로 이루어졌다. KAIST 전산학부 신재민 박사과정, 전기및전자공학부 윤형준 박사과정, 이승주 석사과정, 이성주 교수와 박성준 소프틀리AI 대표, 중국 칭화대학교 윤신 리우(Yunxin Liu) 교수, 미국 에모리대 최진호 교수가 공동 연구했다. 

이 연구는 과학기술정보통신부 재원으로 정보통신기획평가원 지원을 받아 수행됐다. (No. 2022-0-00495, 휴대폰 단말에서의 보이스피싱 탐지 예방 기술 개발, No. 2022-0-00064, 감정노동자의 정신건강 위험 예측 및 관리를 위한 휴먼 디지털 트윈 기술 개발) 논문은 지난 6-10일 싱가폴에서 열린 자연어 처리 분야 학회 EMNLP(Conference on Empirical Methods in Natural Language Processing)에서 발표됐다. 논문 제목은 FedTherapist: Mental Health Monitoring with User-Generated Linguistic expressions on Smartphones via Federated Learning 이다.