김미혜 연구실은 딥러닝과 다변량 통계 분석을 결합하여 고혈압, 당뇨병, 심혈관 질환 등 다양한 만성 질환의 조기 예측 및 진단 기술을 개발하고 있습니다. 최근 연구에서는 딥 오토인코더(Deep Autoencoder)와 Mahalanobis 거리 기반의 이상치 탐지 기법을 활용하여, 국민건강영양조사(KNHANES)와 같은 대규모 건강 데이터를 분석하고, 질병 발생 위험 요인을 정밀하게 추출하는 방법론을 제시하였습니다. 이러한 접근은 기존의 단일 변수 기반 예측보다 훨씬 높은 정확도를 달성하며, 복합적인 건강 위험 요인을 동시에 고려할 수 있다는 장점이 있습니다. 특히, COVID-19와 같은 외부 요인이 만성 질환에 미치는 영향을 통합적으로 분석하기 위해, 외부 환경 변수와 인구통계학적 특성을 데이터 전처리 단계에서 통합하고, 다중공선형성(Multicollinearity) 분석 및 특징 선택 기법을 적용합니다. 이를 통해, 질병 예측 모델의 신뢰성과 해석력을 높이고, 실제 임상 현장에서 활용 가능한 데이터 기반 의사결정 지원 시스템을 구축하고 있습니다. 실험 결과, XGBoost, 랜덤 포레스트 등 다양한 머신러닝 분류기와 결합된 딥러닝 기반 이상치 제거 및 특징 선택 기법은 기존 방법에 비해 높은 정확도, F1 점수, AUC를 기록하였으며, 이러한 기술은 고혈압뿐만 아니라 뇌졸중, 심혈관 질환 등 다양한 만성 질환의 조기 진단과 예방에 적용될 수 있습니다. 연구실은 앞으로도 의료 데이터와 인공지능의 융합을 통해 국민 건강 증진에 기여하고자 합니다.

본 연구실은 영상처리와 인간-컴퓨터 상호작용(HCI) 기술을 융합하여, 다양한 응용 분야에서 지능형 시스템을 개발하고 있습니다. 대표적으로, 입 모양 인식 시스템, 손동작 제스처 인식, 웨어러블 디바이스 그룹 디스플레이, 스마트 안전관리 앱 등 다양한 프로젝트를 수행해왔습니다. 입 모양 인식 연구에서는 CNN, DNN 등 딥러닝 기반의 영상 특징 추출 기법과 보간법, 관심 영역 탐지 알고리즘을 결합하여, 소음 환경에서도 높은 음성 인식률을 달성하는 AVSR(Audio Visual Speech Recognition) 시스템을 구현하였습니다. 또한, 손동작 제스처 인식 분야에서는 퍼지적분, 좌표 기반 알고리즘, 원형 및 직선 동작 분류 등 다양한 수학적 모델과 영상처리 기법을 적용하여, 별도의 센서 없이 카메라만으로도 정확한 제스처 인식이 가능한 시스템을 개발하였습니다. 이러한 기술은 스마트 홈, 산업 자동화, 재활 치료, 교육 등 다양한 분야에 적용되고 있으며, 실제 특허 출원 및 상용화로도 이어지고 있습니다. 웨어러블 디바이스와 IoT 기반 안전관리 시스템 개발 역시 연구실의 주요 연구 주제 중 하나입니다. 가스 안전 작업자용 모바일 앱, 실시간 가스 누출 감지 시스템, 스마트 유모차, IoT 환경 모니터링 등 다양한 융합형 프로젝트를 통해, 사용자의 안전과 편의성을 높이는 지능형 솔루션을 지속적으로 제안하고 있습니다.

김미혜 연구실은 기능성 게임(Serious Game)과 디지털 헬스케어 분야에서도 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 청소년 자아정체성 형성, 자폐 스펙트럼 장애 아동의 감정 표현 훈련, 뇌졸중 환자의 언어/인지 재활, 견관절 재활 치료 등 다양한 목적의 기능성 게임 시나리오를 개발하고, 실제 임상 및 교육 현장에 적용해왔습니다. 이러한 게임들은 심리적, 신체적 재활을 동시에 지원하며, 사용자의 몰입도와 동기 부여를 극대화하는 디자인이 특징입니다. 특히, 종교 내러티브, 심리 치료 기법, 행동 데이터 분석 등을 결합하여, 게임 내에서 사용자가 긍정적인 자아상을 형성하고, 스트레스와 심리적 어려움을 극복할 수 있도록 돕는 다양한 인터랙션 요소를 도입하였습니다. 또한, 모바일 플랫폼, VR/AR, 웨어러블 디바이스 등 최신 ICT 기술을 적극적으로 활용하여, 접근성과 효과성을 높이고 있습니다. 이러한 연구는 국내외 학술대회 및 저널에서 다수의 우수논문상과 베스트 페이퍼상을 수상하였으며, 실제 특허 출원 및 상용화로 이어지고 있습니다. 앞으로도 연구실은 기능성 게임과 디지털 헬스케어 융합 연구를 통해, 사회적 약자와 환자, 청소년 등 다양한 계층의 삶의 질 향상에 기여하고자 합니다.