“코 호흡 패턴으로 96% 정확도로 개인 식별 가능하다”

지문은 사람마다 형태가 다르며 물건이나 피부에 부착된 지문으로 개인을 특정할 수 있다는 게 알려져 있다. 새로운 연구에서는 인간 코 호흡에도 고유한 패턴이 있으며 코 호흡 패턴만을 단서로 96.8% 정확도로 개인을 특정할 수 있다는 결과가 나타났다.

이스라엘 바이츠만 과학연구소와 하이파 대학교 연구팀은 숨을 들이쉴 때 뇌가 향기를 처리하는 방식에 대해 연구하는 중 뇌는 호흡과 밀접하게 연결되어 있기 때문에 뇌가 사람마다 다르다는 건 호흡 패턴도 개개인 차이를 반영하고 있는 게 아닐까 의문을 품었다고 한다.

인간 호흡 패턴도 지문처럼 사람마다 고유한 특징이 아니겠냐는 아이디어는 이전부터 있었지만 지금까지는 인간 코 호흡을 장기적으로 측정하는 편리한 방법이 없었다. 그래서 연구팀은 깨어 있을 때도 잠들어 있을 때도 장기간 착용할 수 있는 경량 웨어러블 기기를 개발해 코 호흡 패턴을 측정하기로 했다.

튜브에 연결된 기록 장치는 목 뒤쪽에 착용했으며 부드러운 튜브를 콧구멍 아래쪽에 삽입해 콧구멍 내 기류를 추적할 수 있다. 대부분 호흡 검사는 1분~20분 정도지만 이번에 연구팀이 개발한 기기는 피험자가 깨어 있을 때도 잠들어 있을 때도 24시간에 걸쳐 24시간 연속으로 측정하는 게 가능하다. 실험에서는 건강한 젊은 성인 100명에게 이 기기를 착용시켜 일상생활을 보내도록 했다. 수집된 데이터는 코 호흡의 특징을 추출하는 도구(BreathMetrics)를 사용해 분석됐다.

판명된 호흡 패턴을 사용헤 개인을 식별할 수 있는지 검증한 결과 단 1시간 데이터로 43% 식별률을 달성했다. 이 정확도는 24시간분 데이터가 되면 비약적으로 향상되어 최종적으로 96.8%라는 상당히 높은 정확도로 개인을 식별할 수 있다는 게 밝혀졌다. 이 결과는 2년간에 걸친 여러 차례 재테스트에서도 일관되게 유지됐다고 한다.

연구팀은 피험자는 뛰거나 공부하거나 휴식을 취하는 등 각각 다른 일을 하고 있었기 때문에 누군가를 특정하는 건 정말 어려울 것이라고 생각했지만 실제로는 그들의 호흡 패턴이 놀라울 정도로 특징적이었다고 밝혔다.

연구팀은 또 개인 호흡 패턴이 체질량지수(BMI)나 수면과 각성 사이클, 우울 증상이나 불안 레벨, 행동 특성 등과 상관관계가 있다는 것도 발견했다. 예를 들어 불안에 관한 질문에서 비교적 높은 점수를 나타낸 피험자는 숨을 들이쉬는 시간이 짧고, 수면 중에 호흡이 정지하는 시간 변동이 컸다고 한다.

연구팀은 직관적으로 우울증이나 불안 정도가 호흡 방식에 영향을 준다고 생각하지만 반대의 가능성도 있을지 모른다며 어쩌면 호흡 방식이 우울증이나 불안을 유발하고 있는 것일지도 모른다면서 그렇다면 호흡 방식을 바꾸는 것으로 상태를 개선할 수 있을지도 모른다고 말했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.