생명정보공학과 강다인, 서영준 대학원생, AI 기반 비침습
건강 모니터링 기술로 ‘ICT 챌린지 2026’ 대상 (장관상) 수상

종이센서·AI 정량·LLM 해석 결합… 포도당·케톤 동시 분석 및 지속 모니터링 플랫폼 제시

 
 

▲ (왼쪽부터) 고려대학교 생명정보공학과 강다인, 서영준 대학원생, 컴퓨터소프트웨어학과 박은서 대학원생

□ 고려대학교 세종캠퍼스 생명정보공학과 이규도 교수 연구팀과 컴퓨터소프트웨어학과 한창희 교수 연구팀이 ‘ICT 챌린지 2026’에서 대상(부총리 겸 과학기술정보통신부 장관상)을 수상했다. 공동연구팀은 ‘멀티 비색 종이 센서 이미지 기반 AI 동시 정량 및 LLM 해석 플랫폼’을 제안해 종이 기반 비색 바이오센서와 인공지능(AI) 분석 기술을 결합하고, 포도당과 케톤 측정 결과를 지속적인 건강 데이터로 활용할 수 있는 디지털 헬스케어 플랫폼을 선보였다.

□ ‘ICT 챌린지 2026’은 대학ICT연구센터(ITRC) 등 정부 지원사업에 참여하는 ICT 분야 석·박사생들이 연구 아이디어의 기술성, 시장성 및 사업화 가능성을 겨루는 연구 아이디어 경진대회다. 올해는 전국 39개 대학, 84개 센터에서 총 206개 팀이 참가했으며, 예선을 거쳐 32개 팀이 본선에 진출하고 최종 16개 팀이 수상팀으로 선정됐다.

□ 당뇨 관리에서는 혈당뿐 아니라 케톤을 포함한 대사 상태를 지속적으로 확인하는 것이 중요하다. 특히 당뇨성 케톤산증(Diabetic Ketoacidosis, DKA)은 혈당 조절 이상과 케톤체 증가가 함께 나타나는 응급성 대사질환으로 두 지표의 변화와 조합을 함께 확인할 필요가 있다. 그러나 기존 상용 소변검사지는 주로 색상표와 육안 비교에 의존하는 반정량 방식이어서 사용자에 따른 판독 편차가 발생할 수 있고, 측정 결과가 일회성 정보에 그쳐 여러 지표의 연관성이나 시간에 따른 변화를 지속적으로 분석하기 어렵다는 한계가 있다.

□ 공동연구팀은 이러한 한계를 해결하기 위해 포도당과 케톤 반응 영역을 하나의 종이센서에 구현하고, 스마트폰으로 획득한 센서 이미지를 AI로 정량 분석하는 시스템을 구축했다. 측정된 데이터는 기록·축적되며, 향후 LLM을 활용해 두 지표의 조합과 시간에 따른 변화를 사용자가 이해하기 쉬운 형태로 해석하도록 플랫폼을 구성했다. 이를 통해 기존의 ‘검사 후 색상을 확인하는 방식’을 ‘검사–정량–기록–해석–모니터링’으로 이어지는 데이터 기반 건강관리 방식으로 확장했다.

▲ 포도당·케톤 동시 분석을 위한 멀티 비색 종이센서–AI–LLM 통합 플랫폼 개요

□ 특히 이번 연구는 생명정보공학 분야의 바이오센서 기술과 컴퓨터소프트웨어 분야의 AI·소프트웨어 기술을 결합한 학제 간 공동연구라는 점에서 의미가 있다. 종이 기반 비색센서와 센싱 데이터를 AI 분석 기술과 연계함으로써 육안 판독의 한계를 객관적인 정량 데이터로 보완하고, 포도당과 케톤의 조합 및 시간적 변화를 지속적인 건강 상태 해석으로 연결하는 새로운 접근법을 제시했다.

□ 연구팀은 농도별 비색 센서 이미지를 기반으로 AI 정량 모델의 성능을 검증했다. 결선 발표 기준 포도당과 케톤 각각 2,016장의 이미지 데이터를 활용했으며, 예측 성능(R² 기준)은 포도당 97.6%, 케톤 93.3%를 기록했다. 이를 통해 비색센서의 색 변화를 단순 육안 판독 정보가 아닌 정량적인 건강 데이터로 활용할 수 있는 가능성을 확인했다.

□ 연구팀은 향후 AI가 산출한 포도당·케톤 수치와 과거 측정 이력을 LLM과 연계해 사용자가 이해하기 쉬운 건강 리포트와 변화 추이를 제공하는 서비스로 플랫폼을 확장할 계획이다. 또한, 향후 멀티 비색센서와 AI 정량 기술을 고도화하고 실제 사용환경에 가까운 조건에서 검증을 확대해, 연구실 수준의 센서 기술을 실제 활용 가능한 디지털 헬스케어 서비스로 발전시킬 계획이다.

□ 이번 대회에는 생명정보공학과 강다인·서영준 대학원생과 컴퓨터소프트웨어학과 박은서 대학원생이 Team BiNeAI로 참가했으며, 생명정보공학과 이규도 교수와 컴퓨터소프트웨어학과 한창희 교수가 공동으로 연구를 지도했다.

□ 이번 성과는 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원(IITP)이 지원하는 대학ICT연구센터사업(ITRC) ‘스마트시티 지능형 헬스케어 연구센터’의 지원을 받아 수행됐다.

▲ ‘ICT 챌린지 2026’ 대상 시상식에 참석한 고려대학교 생명정보공학과 강다인 대학원생과 컴퓨터소프트웨어학과 박은서 대학원생

▲ ‘ICT 챌린지 2026’ 시상식 참석자 단체 기념촬영