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졸업작품 구상 · 보호자 앱구상 · 웹 데모

노령묘 화장실 무게 센서

화장실 밑 저울이 체중·방문 횟수·소변량·머문 시간을 매일 적고, 그 고양이의 평소에서 벗어나면 “검진 받아 볼 때”라고 알려 준다.

대상
9살 넘은 고양이를 키우고, 검진은 1년에 1~2번인 1~2인 가구
형태
쓰던 화장실 밑에 까는 무게 판 + 폰 알림 + 병원 리포트
하는 일
행동 변화 알림 · 검진 권유 (진단하지 않는다)
지금
시뮬레이터와 알고리즘 웹 데모 (2026-11)
햇빛이 드는 거실 바닥. 회색 판 위에 놓인 베이지색 고양이 화장실 옆에 회색 줄무늬 고양이가 앉아 있다.AI 이미지 · 로컬 FLUX.2 klein
화장실 밑 저울이 매일 적은 기록을 보호자 앱이 보여 주는 모습(예시 화면).
예시 화면 · 시뮬레이션 수치. 보호자 앱 홈: 보리(13살), 오늘 소변 5회(평소 3회), 체중 3.31kg으로 2주 사이 8% 줄어듦, 알림 “검진 받아 볼 때예요 — 행동 변화 알림”. 실제 앱·실측 값이 아닙니다.

건강 수첩 — 구상의 10쪽

왜 필요한가

나이 든 고양이의 병은 조용히 온다. 검진은 1년에 한두 번이고, 그 사이의 매일을 보는 사람이 없다. 그런데 고양이는 하루에도 몇 번씩 같은 자리, 화장실에 간다. 병을 알아맞히려는 게 아니라 그 고양이의 평소를 기록해 두었다가 달라지면 “병원에 가 볼 때”라고 알린다.

  • 만성 신장병(CKD)은 노령묘에 가장 흔한 병 중 하나 — 10살 넘은 고양이의 최대 40%, 15살 넘은 고양이의 80%에 생긴다.

    Cornell Feline Health Center원문 확인교육용 자료

  • 초기엔 증상이 거의 없다. 혈액 크레아티닌은 신장 기능을 약 75% 잃을 때까지 잘 오르지 않는다(SDMA는 약 40%에서).

    Cornell Feline Health Center원문 확인

  • 화장실 무게 센서 기록에서 CKD 고양이는 하루 평균 소변 4.6회, 비신장 고양이는 2.3회였다(136마리 중 CKD 20).

    Purina·Ohio State, Animals 2026원문 확인기기 회사 연구

  • 요도가 완전히 막히면 24~48시간 안에 죽을 수도 있는 "절대 응급"이다. 수컷이 해부학적으로 더 위험하다.

    Cornell Feline Health Center (FLUTD)원문 확인

국내 반려묘 수와 노령묘 진료 통계도 찾았지만 원문을 열어 확인하지 못해 싣지 않았다. 아래 연구는 기기를 만든 회사가 쓴 것이고 CKD 고양이가 20마리뿐이라, 이 구상의 근거는 “화장실 행동에 신호가 있다”까지만이다.

근거 원문 4개와 링크
  • 만성 신장병(CKD)은 노령묘에 가장 흔한 병 중 하나로, 10살 넘은 고양이의 최대 40%, 15살 넘은 고양이의 80%에 생긴다.

    Cornell Feline Health Center원문 확인교육용 자료

  • 초기에는 증상이 거의 없다. 혈액 크레아티닌은 신장 기능을 약 75% 잃을 때까지 잘 오르지 않는다(SDMA는 약 40%에서).

    Cornell Feline Health Center원문 확인

  • 요도가 막히면 "절대 응급"이다. 완전히 막힌 뒤 24~48시간 안에 죽을 수도 있고, 수컷이 해부학적으로 더 위험하다.

    Cornell Feline Health Center (FLUTD)원문 확인

  • 화장실 무게 센서 기록으로 CKD 고양이를 가려낸 연구: 136마리(CKD 20·비신장 116). CKD 고양이는 하루 평균 소변 4.6회로 비신장 2.3회의 두 배였고, 7일 소변 무게 합도 1,007g 대 470g이었다. 행동 특징 모델의 weighted F1은 학습 92.7%, 검증 89.9%.

    Langenfeld-McCoy 외, Animals 16(9):1319, 2026 (Nestlé Purina·Ohio State)원문 확인기기 회사 연구

무엇을 재나

  • 체중

    보는 변화: 천천히 빠지는 체중

  • 방문 횟수

    보는 변화: 자주 들락거림

  • 소변 횟수·양

    보는 변화: 소변이 늘거나 안 나옴

  • 대변 횟수

    보는 변화: 대변이 줆

  • 머문 시간

    보는 변화: 오래 버팀 · 다묘 구분 보조

저울 하나로 다섯 가지를 매일 적는다. 선은 “어떤 변화를 보는지”를 그린 모양 예시이고 실측이 아니다.

핵심 관찰 — 고양이가 안에서 소변을 봐도 저울 위 총무게는 그대로다. 소변이 몸에서 모래로 옮겨 갈 뿐이다. 그래서 배설량은 나간 뒤 안정된 모래 무게에서 들어가기 전 무게를 빼서 잰다.

측정값마다 재는 방법
측정값과 재는 방법
측정값재는 방법보는 변화
체중고양이가 안에서 가만히 있는 동안의 무게 − 들어가기 전 모래 무게천천히 빠지는 체중
방문 횟수모래보다 1kg 넘게 무거워졌다가 돌아온 횟수자주 들락거림
소변 횟수·양나온 뒤 모래 무게 − 들어가기 전 모래 무게, 한 번 길게 멈춘 자세면 소변소변이 늘거나 안 나옴
대변 횟수모래 무게가 늘었고, 멈췄다 힘주기를 반복한 자세대변이 줆
머문 시간들어온 시각부터 나간 시각까지오래 버팀 · 다묘 구분 보조

급한 변화

시간 단위
  • 6시간에 4번 넘게 들어갔는데 모래 무게가 거의 늘지 않음
  • 평소 하루 두 번 보던 소변 기록이 36시간 없음

앱 알림 문구

“소변이 안 나오는 상태일 수 있어요. 지금 동물병원에 연락해 보세요.”수컷이면 서두르라고 덧붙인다.

시뮬레이터에서 소변이 안 나오는 방문이 이어질 때 급한 변화 알림까지 약 2.6시간 (시뮬레이션 예비 결과).

느린 변화

주 단위
  • 소변 횟수·양이 몇 주에 걸쳐 늚

    앱 알림 문구: “평소보다 소변이 n% 많아요. 검진을 받아 볼 때입니다.”

  • 체중이 천천히 빠짐

    앱 알림 문구: “최근 7일 체중이 평소보다 n% 적어요. 검진을 받아 볼 때입니다.”

  • 대변 횟수가 줆

    앱 알림 문구: “대변 횟수가 평소보다 줄었어요. 검진을 받아 볼 때입니다.”

소변이 느는 원인은 여럿이라 병 이름은 말하지 않는다.

기준선과 문턱값

기준선은 고양이마다 따로. 처음 몇 주(데모 기본 21일)를 그 고양이의 평소로 삼는다. 다른 고양이 평균이 아니라 자기 자신과 비교한다. 이후엔 최근 7일 평균을 기준선과 비교하고, 누적합(CUSUM) 변화점 검출로 “언제부터 달라졌나”를 같이 추정한다.

문턱값은 임시값. 데모의 문턱(급한 변화: 6시간에 배설 없는 방문 4번 · 느린 변화: 7일 평균 ±25% 등)은 시뮬레이션으로 고른 값이다. 실제 값은 수의사 의견과 자원 가구 데이터로 정한다.

어떻게 동작하나

시스템 구성: 화장실 밑 로드셀 4개의 무게를 HX711이 읽고, ESP32가 방문(들어옴·머묾·나감)과 모래 무게 변화를 잘라 와이파이로 서버에 보낸다. 서버가 체중으로 고양이를 구분하고 고양이별 기준선과 비교해 알림을 보내며, 보호자는 폰에서 알림과 병원 리포트를 본다.무게Wi-Fi알림화장실 밑 저울로드셀 4개 (모서리)HX711 24비트 ADC10Hz로 읽기ESP32 (기기)평균 → 1초 값방문 잘라내기평소엔 10분에 1번서버 — 판단체중으로 고양이 구분고양이별 기준선CUSUM 변화점 · 급한 규칙원신호 보관보호자 폰행동 변화 알림병원 리포트 (1쪽)
기기는 무게를 읽고 방문을 잘라 보내는 일만 한다. 고양이 구분·기준선·알림은 서버에서 해서, 규칙을 바꿔도 기기를 다시 굽지 않는다. 카메라·마이크는 없다.
  1. 저울로드셀 4개가 화장실 무게를 10Hz로 읽는다
  2. 기기방문만 잘라 와이파이로 보낸다
  3. 서버고양이 구분 · 기준선 비교 · 알림
  4. 폰행동 변화 알림과 병원 리포트(1쪽)
하드웨어 구성
로드셀 4개 + HX711
화장실을 올려놓는 판의 네 모서리에 하중 센서를 두고, 24비트 ADC로 10Hz 읽는다. 모래 5kg + 고양이 5kg를 g 단위로 본다.
ESP32 (또는 STM32 + 무선 모듈)
1초 평균값을 만들고 방문만 잘라서 와이파이로 보낸다. 평소엔 10분에 한 번만 보내 전력과 데이터를 아낀다.
판 · 미끄럼 방지 다리
어떤 화장실이든 위에 올리면 되게. 카펫 위에서는 무게가 덜 잡혀 단단한 바닥을 권한다.
카메라·마이크 없음
집 안 사진을 찍지 않는다. 실험 때 정답을 붙이는 카메라는 자원 가구에서 따로, 동의를 받고만 쓴다.
부품값 (2026-11-04 조회)

미국 소매가로 50kg 하중 센서 4개 US$25, HX711 보드 US$4.95, ESP32 개발 보드 US$15 — 합해 약 US$45다(SparkFun·Adafruit, 2026-11-04 조회). 국내 호환 부품으로 3~5만 원을 목표로 잡았지만 국내 가격은 아직 확인하지 않았다.

여러 마리 구분

연구 질문 1 · 핵심

화장실 하나를 2~3마리가 같이 쓸 때, 체중으로 누가 다녀갔는지 가릴 수 있나?

고양이마다 체중 분포를 두고 방문마다 확률을 낸다. 확률이 80%보다 낮으면 억지로 정하지 않고 “구분 어려움”으로 둔다. 체중에 머문 시간·방문 시간대를 더하면 얼마나 나아지는지, 체중 차이가 몇 g까지 줄면 무너지는지를 잰다.

콩이와 두부는 0.2kg 차이 — 체중만으로는 구분이 어려운 방문이 생긴다(예시 체중).

시뮬레이션세 마리(3.6·4.2·4.4kg): 방문의 5.5%가 “구분 어려움”, 구분한 것 중 97%가 맞음. 실제 고양이 데이터가 아니다.

검증 계획

연구 질문 2

그 고양이의 평소에서 벗어난 걸 며칠 만에 알아채나?

변화가 시작된 날부터 알림까지 걸린 날수(검출 지연)와, 아무 일 없을 때 울린 알림 수(엉뚱한 알림)를 같이 본다. 기준선 기간·문턱값을 바꿔 둘의 균형을 찾는다.

데이터 모으는 법
  1. 자원 가구: 9살 넘은 고양이를 키우는 집에서 4~8주, 저울 기록과 화장실 쪽 카메라(동의한 기간만)로 정답을 붙인다.
  2. 보호소·다묘 가구: 체중이 비슷한 고양이 여럿이 한 화장실을 쓰는 곳에서 구분 성능만 따로 본다.
  3. 아픈 고양이를 일부러 모으거나 병을 맞혔다고 주장하지 않는다. 확인하는 것은 “행동 기록이 정확한가”와 “평소에서 벗어남을 잡는가”다.
시뮬레이터로 먼저 잰 값

데모의 시뮬레이터(시드 20개 × 90일)에서 잰 예비 결과다. 실제 고양이 데이터가 아니라 시뮬레이터 가정에서만 의미가 있다.

  • 세 마리(3.6·4.2·4.4kg): 방문의 5.5%가 "구분 어려움", 구분한 것 중 97%가 맞음.
  • 기준선을 14일 → 21일로 늘리면 정상 시나리오의 엉뚱한 알림이 100 고양이-일당 0.44 → 0.19로 줄고, 검출 지연은 거의 그대로(15일 → 16일).
  • 소변이 3주에 걸쳐 늘 때 검출까지 중앙값 16일, 체중이 5주에 8% 빠질 때 18일(약 4% 빠진 시점).
  • 소변이 안 나오는 방문이 이어질 때 급한 변화 알림까지 약 2.6시간.

경쟁과 차별점

  • 노령묘9살 넘은 고양이의 "평소 대비 변화"만 본다. 기능을 늘리지 않는다.
  • 다묘구분이 애매한 방문을 숨기지 않고 확률로 나눠 세고, 체중이 비슷하면 미리 알린다.
  • 병원 리포트수의사가 1분 안에 읽을 한 쪽 — 평소와 최근 7일 비교, 알림 기록, "진단이 아닙니다".
이미 있는 제품 3개
Purina Petivity 화장실 모니터
화장실 밑 패드로 체중·화장실 습관을 기록하고 앱으로 알린다. 미국 공식 가격 US$129.99(2026-11-04 조회). 다묘 개체 구분 기능이 있다.
한국 판매 여부는 확인하지 못했다. 이 구상은 노령묘 보호자와 동물병원에 맞춘 한국어 리포트를 앞세운다.
Whisker Litter-Robot 4
자동 청소 화장실에 체중 저울이 들어 있다. 공식 사이트 "As low as $699".
화장실 자체를 바꿔야 하고 비싸다. 이 구상은 쓰던 화장실 밑에 판만 깐다.
PETKIT·국내 스마트 화장실
자동 청소 제품군이 있다.
판매 페이지에 접속하지 못해 무게 기록 기능과 가격은 확인하지 못했다(미확인).

위험

진단처럼 보이는 표현

수의사법은 수의사가 아닌 사람의 진료를 금지한다. 화면·알림·리포트에 병 이름을 결론으로 쓰지 않고 “행동 변화 알림”과 “검진 권유”만 쓴다. 리포트 첫머리에 “진단이 아닙니다”를 넣는다.

  • 틀린 알림 — 엉뚱한 알림이 잦으면 보호자가 끈다. 기준선 기간·문턱값을 시뮬레이션으로 먼저 고르고, 자원 가구 데이터와 수의사 의견으로 다시 맞춘다.
  • 놓친 알림 — "알림이 없으니 괜찮다"로 읽히지 않게, 이 기기가 보지 못하는 것(물 마신 양, 화장실 밖 소변)을 앱에 적어 둔다.
  • 데이터 — 무게 기록만 모은다. 원신호는 보호자 계정에만 두고, 연구에 쓸 때는 따로 동의를 받는다.
  • 경쟁 — 큰 회사 제품이 이미 있다. 노령묘·다묘·병원 리포트라는 좁은 쓰임에서 먼저 쓸모를 보인다.

로드맵

  1. 시뮬레이터 + 알고리즘 웹 데모지금

    무게 신호 생성 → 방문 검출 → 고양이 구분 → 기준선·알림 → 리포트. 이 페이지의 데모.

  2. 저울 시제품

    로드셀 4개·HX711·ESP32로 판을 만들고, 모래·물병으로 g 단위 정확도를 잰다.

  3. 자원 가구 파일럿

    9살 넘은 고양이를 키우는 집 몇 곳에서 4~8주. 카메라로 정답을 붙여 방문 검출·종류·구분 정확도를 잰다.

  4. 보호소·다묘 가구

    체중이 비슷한 고양이 여럿이 화장실 하나를 쓰는 환경에서 구분 성능을 본다.

  5. 수의사와 문턱값 정하기

    어느 정도 바뀌면 검진을 권할지, 리포트에 무엇을 넣을지 동물병원과 맞춘다.

AI 이미지 표시: 이 페이지의 사진은 실제 촬영이 아니라, 이 작업용 맥에서 오픈소스 모델(FLUX.2 klein 4B, Apache-2.0)로 만든 AI 이미지입니다. 사람·실제 제품은 나오지 않습니다. 폰 화면은 HTML로 그린 예시이고 안의 수치는 시뮬레이션입니다.