1. 수행배경

• 유아기의 식생활 습관은 성인기의 건강과 식생활 습관을 결정하는 중요한 고려 요소이므로 아이들의 눈높이에 알맞은 자발적 식생활 습관 교육의 필요성이 강조되었고 이를 위해 유아 식습관 모니터링의 필요가 증가하고있다.
• Big data 분석을 통한 개개인의 적절한 양의 배식으로 잔반의 양을 획기적, 효율적으로 줄여 경제적, 친환경적인 효과를 얻고자 한다.

2. 수행기간

• 18년 5월 ~ 19년 2월까지의 수행기간을 가지며 다음과 같은 수행기간을 가진다.

• 1번 : Big data에 어떠한 데이터가 어떠한 형태로 저장될지에 대한 구상을 하고 실제 Big data를 설계하고 구축한다. 이때 DBMS는 하둡을 사용하며 현재까지 진행된 설계로는 아이의 등,하교 상태와 시간,식사시간, 메뉴별 식사량, 식사메뉴, 유아의 키와 체중을 저장하려한다. 유아의 키와 체중은 Manual 하게 기록한다.

• 2번 : Big data 설계에 맞게 데이터 수집을 위한 센서를 장착한 스마트 식판을 제작하고 그에 맞는 통신 Protocol을 설계한다. 이때 주통신은 식판의 배터리 성능을 위해 BLE(Bluetooth Light Energy) 기술이 주통신 기술이 될 예정이며 BLE를 통해 Gateway 역할을 하는 Node에 데이터를 전송하면 Gateway에서 직접 Database로 데이터를 전송하여 식판의 배터리 효율을 증가시킨다.

• 3번 : 스마트 식판을 제작하고 통신 Protocol을 설계하며 동시에 연구실, 실제 Field(유치원 등)에서 정상적으로 데이터의 송수신이 이루어지는지 테스트하여 실제 Field에서도 작동에 문제가 없게 문제를 개선한다.

• 4번 : Big data 분석을 통해 유아 개개인의 선호 음식 분석을 통한 적정량 배식, 잘못된 식습관의 감지 및 개선 방안 제시, 효율적인 메뉴의 제작량 제시 등을 제공 할 수 있도록 하여 아이들에게는 올바른 식습관을 심어 줄 수 있도록 지도할 수 있는 지표를 제공하고, 잔반량을 효율적으로 줄여 경제적, 친환경적인 효과를 증대 시키는 효과를 누릴수 있다. 이때 Big data 분석은 R 언어를 활용하여 분석하며 분석 프로그램은 Server에서 실행되며 실시간으로 학부모와 유치원에 분석 자료를 제공하는 목적을 가진다.

• 5번 : 학부모와 유치원에서 사용하게 되는 Android Application을 제작한다. 분석된 데이터를 기반으로 아이의 식습관을 관찰 할 수 있으며 이를 통해 학부모와 유치원은 아이가 올바른 식습관을 가질 수 있도록 지도 할 수 있다.
  

3. 개발작품 설명

• 본 프로젝트는 IoT 기반의 스마트 식판을 제작하여 유치원 등에 활용하고자 하며 스마트 식판에서 수집된 데이터들을 기반으로 Big data를 구축하고 분석한다. 이를 통해 유아의 식습관을 올바르게 지도할 수 있고 잔반량 분석을 통해 효율적인 잔반량 조절 및 유아에게 효율적인 영양 제공을 하고자 한다.

• 식판의 기본적 기능으로는 유아의 등,하원 시간을 기록하고 당일 어떠한 메뉴를 얼마나 먹었는지에 대한 식습관 데이터를 Gateway에 BLE를 활용하여 전송하고 Gateway는 이를 Big data에 기록한다.

• R을 활용하여 프로그래밍된 프로그램은 Server에서 실행되며 실시간으로 들어오는 Data를 분석하여 학부모와 유치원에서 손쉽게 Mobile device에서 확인이 가능하게 한다.

• 이를 통해 유아에게 식(食)에 대한 관심도를 증가시키며, 식(食)의 즐거움을 일깨워주고자 한다.

• 분석된 데이터는 사회적인 측면(음식이 유아의 성장에 미치는 영향에 대한 연구 등)에서 활용될 수 있다.

• 유치원의 경우 유아 개개인의 메뉴 선호도를 분석하여 맞춤 배식이 가능하고 이를 통하여 당일 메뉴별 제작량을 조절하여 경제적인 효과를 누릴 수 있으며 이는 환경 문제의 개선으로 이어질 수 있으며, 유아에게 식(食)에 대한 스트레스를 줄여주므로 교사의 업무 스트레스를 줄이는데에 도움이 될것으로 기대된다.
  

4. 활용방안

• 멘토 업체인 우리 아이들에 연계된 유치원, 어린이집등에 시범적으로 적용하여 본 시스템의 효율성을 증명하고 이를 통한 마케팅을 적극적으로 펼쳐 상업적인 연계를 하고자 한다.

• 본 시스템을 파생화하여 다이어트 용품 사업으로의 확장 또한 가능 할 것으로 기대된다.

• 더욱 나아가 Smart city 구축시 Smart city의 한 부분(스마트 식판에 GPS을 장착하여 유아의 위치를 실시간으로 추적하는 기능 등)으로서 자리매김이 가능할 것으로 기대된다.