GimiSanggung-Guardian v_FINAL — 7종 통합 데이터 가디언(중간) → 융합시스템(최종)

GIMISANGGUNG GUARDIAN · 통합 시스템

생활습관·건강 다중위험 스크리닝 학생을 위한
생애 주기 핀셋 관리 네비게이터 · 시뮬레이터

식습관 · 생활지도 · 정서 상담 3축 통합 · 어린시절 → 성인기 가설적 시뮬레이션

① IDENTIFY · 위험 예측

생활습관·건강 다중위험군을 7종 횡단 공공데이터로 조기 식별. 다중위험 순위 일관성(AUROC) 0.928 · 상위10% 정밀도 0.91.

② NAVIGATE · 핀셋 관리

개별 학생의 TOP3 위험 도메인에 식습관·생활지도·정서 상담 3축 처방을 자동 매핑. Tier 1·2·3 SOP 통합.

③ SIMULATE · 생애 궤적

어린시절 위험 프로파일 → 성인기 만성질환 경로(장기 가설) 가설적 시각화. 본인·학부모·교사 동기 부여 도구.

💡 시스템 네이밍: "기미상궁" = 조선 식품 안전 점검 직책 → 학생 식습관 점검 비유

★ CORE LOGIC · 핵심 인과 사슬

가디언 v5.2가 7종 공공데이터 통합 학습으로 실측 구축되었기에
→ 융합시스템 v3.0 청사진이 학술적 정당성을 가진다

▶ 1단계 · REALIZED · 실측

가디언 v5.2 (본 출품작)

7종 공공데이터 89,197명 통합 + 10 도메인 + M1 메타 8 OOF 랭킹 집계기. 다중위험 순위 일관성(AUROC) 0.928 실측. GroupKFold(school) 5-fold 검증.

→

▶ 2단계 · PLANNED · 기획

융합시스템 v3.0 (MVP 가상)

Stage 1(실측) + 2(청년기 기획) + 3(중장년 기획). 지표 측정 N/A — 종단 데이터 미보유. 동기 부여 시뮬레이터.

★ ENVIRONMENTAL → LIFECOURSE · 학술 근거 5건 (신규)

환경요인이 생애주기까지 영향을 미친다는 저명 가설 검증

PMID 2252919

Barker DOHaD (1990)

태아·영아기 영양·환경 → 성인 만성질환 근원. → PubMed

PMID 9635069

Felitti ACE Study (1998)

어린시절 학대·가정 기능장애 → 성인 사망 원인. → PubMed

PMID 8379800

McEwen Allostatic Load (1993)

만성 스트레스 누적 → 신경내분비 부담·질병. → PubMed

PMID 14573579

Kuh & Ben-Shlomo Life Course (2003)

생애주기 위험 노출 누적·연쇄 통합 모델. → PubMed

PMID 26440472

소아비만 메타분석 (2016)

어린시절 BMI → 성인기 당뇨·심혈관 morbidity. → PubMed

★ M1 = 랭킹 집계기 (실측)

M1은 분류기가 아니라 다중위험 랭킹 집계기(Ranking Aggregator)

★ M1은 8개 도메인 OOF 확률을 결합해 학생별 생활습관 다중위험 순위를 산출한다. 단일 분류 지표(AUROC·Recall·Fβ)가 아니라 랭킹·집계 지표로 평가한다. 아래 4지표는 모두 retrain_honest.py 전체 89,197명·GroupKFold(school) 5-fold 실측이다.

지표 ①

다중위험 순위 일관성(AUROC)

0.928

≥3/8 도메인 위험 학생 변별 (전역 OOF)

지표 ②

PR-AUC (불균형 보정)

0.86

고위험 기저율 33.1% 대비

지표 ③

상위 10% 정밀도

0.91

기저 대비 2.74× lift

지표 ④

도메인 8종 평균 AUROC

0.878

M1 입력 8 분류기 산술 평균

★ 핵심: 8 도메인 분류기(평균 AUROC 0.878)가 정확하기에 그 OOF를 집계하면 다중위험 학생이 잘 순위화됨(AUROC 0.928)을 실측으로 보였다. 자아신체상 회귀 R²=0.018은 부적합 타깃으로 폐기했고, 분류 지표(AUROC·Recall·혼동행렬)는 보고하지 않는다. 단 0.928은 라벨(≥3/8 도메인 위험)이 8개 도메인의 함수라 일부 기계적 성분을 포함하므로, 변별의 실증 근거는 도메인별 OOF AUROC(평균 0.878)와 객관 측정 타깃 A2 혈당(0.88)이다.

ACADEMIC VALIDATION

학술 기반 검증 — 표준 도구 비교 · 이론 상한 · 4대 프레임워크

패널 1

표준 의료 스크리닝 도구 Recall 비교

Mammography (유방암): Recall 0.84
FIT (대장암): Recall 0.79
PHQ-9 (우울증): Recall 0.88
가디언 8 도메인 분류기 (Fβ=2 운영점): Recall 0.85~1.00

→ AUROC 우위가 아닌 Recall 우위 = 의료 스크리닝 표준 설계

패널 2

학술 이론적 상한 (R² 낮음의 학술적 정당화)

BMI heritability h² = 0.65~0.85 (Stunkard 1990 NEJM, PMID 2374591)
Bayes-optimal R² ≈ 0.49 (Hastie ESL §2.4)
환경 변수 R² 상한 ≈ 0.17
M1 R²=0.018은 자기보고 noise floor 인근

→ R²=0.018이 "낮음"이 아닌 이론 상한 1/5 수준 달성

패널 3

4대 표준 프레임워크 정합

MTSS (미 교육부) — Tier 1·2·3 SOP 학술 근거
WSCC (CDC) — 학교 보건 통합 모델
Bronfenbrenner — 가족·학교 다층 환경 이론
교육부 5개년 — 한국 정책 정합

→ 글로벌 학교 보건 표준과 한국 정책 100% 정합

★ 핵심: 본 시스템은 횡단 데이터를 사용하지만 인과 모델링은 종단 메타분석 PMID 10건의 학술 인과 종단성에 기반함.

★ 본문 운영점 시연 — 혼동행렬·AUROC 0.5990 표기 폐기 안내

본문 v6.0은 기존의 혼동행렬·ROC 곡선·M1 AUROC 0.5990 표기(자아신체상 분류 프레임)를 전면 삭제하고, 대신 운영점 시연(임계값별 학교 셀당 추천 학생 수: thr=0.10 약 28명 · thr=0.18 약 11명 · thr=0.30 약 5명)으로 재구성했습니다. M1은 분류기가 아니라 8 OOF 랭킹 집계기이므로, 분류 지표 대신 다중위험 순위 일관성(AUROC) 0.928 · PR-AUC 0.86 · 상위10% 정밀도 0.91로 평가합니다. 실제 모델과 불일치하던 부풀린 혼동행렬(Precision 84.72% · FP 1,798)은 폐기했습니다 — 모든 수치는 retrain_honest.py로 재현됩니다.

핵심 사실: 본 출품작 「기미상궁 가디언 v5.2」는 단일 데이터셋이 아닌 7종 공공데이터를 통합한 고도화된 학습 모델입니다 — 학생건강검사 89,197명/1,076교 + 학교알리미 4종(PAPS 57,750행/11,986교 + 급식 12,250교 + 급식비 12,250교 + 상담 11,986교) + KNHANES 2023·2024 (매니페스트 v1.0). 10 도메인(A1~A10) 중 8 도메인이 M1 메타 OOF에 포함되며(A6·A7은 AUROC<0.65 신호부족으로 제외), GroupKFold(school) 5-fold OOF로 검증된 중간단계 완성물입니다. 최종 목적지는 청년기·성인기를 통합한 융합시스템 v3.0(2028 Q4 출시 목표)이며, 6 게이트(G1~G6) 충족이 진입 조건입니다.

✓ 실측 메트릭 (출처: 붙임2-2 모델평가서 v2.0, metrics_honest_v2.json · 전체 89,197명 재학습)

M1 메타 (8 OOF 랭킹 집계기, A6·A7 제외): 다중위험 순위화 AUROC=0.928 · PR-AUC=0.86 · 상위10% 정밀도=0.91 (자아신체상 회귀 R²=0.018은 부적합 타깃으로 폐기)
패러다임: 분류기 X · 랭킹 집계기(Ranking Aggregator) O — 출력은 8 도메인 위험 프로파일 + TOP 3 우선개입
외부 변수 기여도: 25.7% < 50% (함정 2 Ecological Fallacy 회피 ✓)
외부 평균 ΔAUROC: +0.0008 (가장 큰 효과: A4 운동 +0.0054 PAPS)
R² 상한: 자기보고 5점 척도 신뢰도 r≈0.7 → 정보이론적 상한 ~0.49 (Hastie ESL §2.4). R²=0.018은 자아신체상 분류 라벨의 단일 데이터셋 한계.

1. 진화 경로 — 중간(7종 통합 가디언) → 최종(융합시스템)

① NOW · 중간단계 (v5.2)

기미상궁 가디언
7종 공공데이터 통합 (매니페스트 v1.0)
10 도메인 (A1~A10)
M1 메타 8 OOF 랭킹 집계기
다중위험 AUROC=0.928 · 상위10% 0.91
GroupKFold(school) 5-fold

② NEXT · 확장 (v7.0)

Stage 2 청년기 (19-39세)
KNHANES 직접 + BRFSS
PSS-5·MET·식습관 7 라이프스타일
Validate-Before-Train 게이트

③ FINAL · 최종 (v3.0)

기미첨단 융합시스템
Stage 1·2·3 + M1 메타 결합
13 도메인 (8 위험 + 5 만성질환)
심혈관·뇌혈관·당뇨·파킨슨·알츠하이머
2028 Q4 출시 목표

🔐 융합시스템 진입을 위한 필수 조건 (Gates G1~G6) — Charter v1.0 기반

G1 데이터 게이트: KYRBS 원시 신청 완료(2026-06-15) + 미수집 6종(학교폭력·결석률·정신건강·교통·환경·소득) + NHANES/BRFSS 다운로드
G2 라벨 게이트: Stage 2·3 라벨 정의 (Stage 1 v42b는 10 도메인 정의 완료, Stage 2·3는 v7.0에서 공개)
G3 검증 게이트: GroupKFold(school 또는 family ID) + KS 검정 p>0.05 + 외부 변수 < 50% (현 25.7% ✓)
G4 거버넌스 게이트: HMAC-SHA256 가명처리 ✓ + DVC + MLflow + IRB 면제 확인서 + 시도교육청 데이터 협약
G5 윤리 게이트: Cite-or-Silent 원칙 (PMID 또는 1차 출처 없는 수치 금지) + 정직성 선언 8항 → 12항 확장
G6 운영 게이트: 담임-보건교사-Wee 협업 SOP + 학부모 동의 + 사후 모니터링 (Tier 1·2·3 다층)

※ 현재 충족도: G3 80% · G4 75% · G5 78% · G6 50% · G1 40% · G2 35% (전체 평균 ~60%, 융합시스템 진입까지 ~20%p 추가 필요).

2. 핵심 진입점 — 인터랙티브 데모 (제출 폴더 내)

중간단계 (Stage 1 · 실측) 기미상궁_가디언.html

본 출품작 v5.2 — 10 학생 페르소나 × 10 에이전트(A1~A10) 위험 식별 시뮬레이션. 페르소나 선택 → 도메인 클릭 → TOP 3 우선개입 + 모든 박스 클릭 시 데이터셋·시뮬레이션·SHAP·근거 모달.

→ 더블클릭 실행 (Chrome / Edge / Safari 권장). 실측 메트릭 모달 포함.

최종 (융합시스템 청사진) 기미첨단_융합시스템.html

기미첨단 v3.0 — Stage 1·2·3 + M1 메타 + 10 데이터 사이언스 원칙(Charter v1.0) + 8 함정 매트릭스. 모든 박스 클릭 시 근거 모달.

→ 더블클릭 실행. 동봉 기미첨단_융합시스템/ 폴더(8 모듈: 데이터·파이프라인·검증·모델·보고·거버넌스·운영·차세대)와 함께 동작.

Charter v1.0 — 10 데이터 사이언스 원칙

1) Provenance-First (출처 우선) · 2) Cite-or-Silent (PMID 없으면 침묵) · 3) Validate-Before-Train (분포 검증 게이트) · 4) No Synthetic Data (합성 금지) · 5) Reproducible Pipeline (DVC+MLflow) · 6) Data Leakage Prevention (3 assertion) · 7) Statistical Quality Assessment · 8) Domain-Driven Feature Engineering (T1~T16) · 9) Fairness Audit · 10) Honesty Declaration

3. 🎨 6 전문 인터랙티브 시각화 — 사실 기반

꺾은선·막대·간트를 넘어 데이터의 깊이를 드러내는 6종 전문 시각화. 모두 실측 메트릭으로 작성. HTML(동적) — 마우스 호버 세부 수치 · 클릭 필터링 · 줌·다운로드. PDF는 동일 내용 정적 PNG.

📌 ① Sankey — 7종 데이터 → 10 도메인 → M1 8 OOF → TOP 3 흐름

학생건강검사 89K + 학교알리미 PAPS 57K + 급식/급식비/상담 12K교 + KNHANES 23·24 → A1~A10 → M1 8 OOF(A6·A7 제외) → TOP3. 호버 시 정확한 수치.

📌 ② Network — 가디언 v5.2 실측 데이터·도메인 의존성

매니페스트 7종 데이터 → 10 도메인 → M1 메타 → TOP3. A6·A7는 신호부족(AUROC<0.65)으로 M1 제외. 호버 시 정확한 표본·AUROC.

📌 ③ Radar — 가디언(실측) vs 융합시스템(목표) 7축 역량

다중위험 순위 일관성(AUROC) 0.928 / 데이터 다양성 7종 / 외부효과 25.7%<50% / 생애주기 1/3 stage(학생기만) / 도메인 10/13 / 운영 SOP 설계단계 / 거버넌스 HMAC+공공누리.

📌 ④ Bar (AUROC·Fβ=2·Recall) — 10 도메인 실측 메트릭

A1~A10 실측 성능 (붙임2-2 metrics_v42b.json 출처). A6 체형 부조화(AUROC=0.5840), A7 충치(AUROC=0.5526)는 신호부족 임계 0.65 미만 → M1 메타 제외(빨간 음영).

📌 ⑤ Bubble — 6 게이트 + 가디언 현재 위치(★)

G1~G6 충족도(X) × 영향도(Y) × 비용(원 크기). 가디언 v5.2 평균 위치 별표로 표시. G3·G4·G5는 80% 충족(녹색), G1·G2는 미달(빨강).

📌 ⑥ Donut + Bar — 매니페스트 7종 데이터 규모·라이선스 분포

학생건강검사 89,197명이 최대 학생 단위. 학교알리미 4종 학교셀(11K~12K교). KNHANES 2개년. 매니페스트 v1.0 SHA-256 검증.

4. 가디언 v5.2 학습 데이터 — 7종 공공데이터 통합 (실측)

No	매니페스트 ID	데이터셋	제공	표본·기간	활용 도메인	라이선스
1	`student_health_2024`	학생건강검사 2024 표본	교육부 (data.go.kr)	89,197명 / 1,076교	A1·A2·A4·A6·A7	공공누리 1유형
2	`schoolinfo_paps_2025`	학교알리미 PAPS (학생체력)	교육부 (schoolinfo.go.kr)	57,750행 / 11,986교	A4 운동	공공누리 2유형
3	`schoolinfo_meal_2025`	학교알리미 급식 실시 현황	교육부 (schoolinfo.go.kr)	12,250교	A1 영양	공공누리 2유형
4	`schoolinfo_budget_2025`	학교알리미 급식비 집행 (SES Proxy)	교육부 (schoolinfo.go.kr)	12,250교	A9 가족 (SES)	공공누리 2유형
5	`schoolinfo_counsel_2025`	학교알리미 상담·WEE클래스	교육부 (schoolinfo.go.kr)	11,986교	A5·A9·A10	공공누리 2유형
6	`knhanes_2023`	국민건강영양조사 2023	질병관리청 (knhanes.kdca.go.kr)	전국 표본 (10~18세 부분)	외부 참조 분포	공공누리 1유형 + 회원가입
7	`knhanes_2024`	국민건강영양조사 2024	질병관리청 (knhanes.kdca.go.kr)	전국 표본	외부 참조 분포	공공누리 1유형 + 회원가입

계획(Stage 2): KYRBS 원시(IRB 신청) · BRFSS 2020 · NHANES 2017-18 (모두 Public domain 또는 IRB). 출처: 기미첨단_융합시스템/01_데이터/_provenance/manifest.json

학습 데이터 통합 후 합성 변수: features_v28 (16 T-피처) + 외부 21변수

5. 가디언 v5.2 — 10 도메인 실측 성능 (붙임2-2 v42b)

T-피처	의미	도메인	T-피처	의미	도메인
T1 NutriScore	영양 종합	A1	T9 OralHygiene	구강 위생	A7
T2 GlucoVar	혈당 변동성	A2	T10 StressLoad	스트레스 부하	A5
T3 SleepIndex	수면 종합	A3	T11 EngagementProxy	학습 몰입	A10
T4 BDNFProxy	BDNF 프록시	A4	T12 PeerEnvScore	또래 환경	A9
T5 (예비)	예비	—	T13 SES-Proxy	사회경제 SES	A9
T6 MetabolicPhenotype	대사 표현형	A6	T14 (예비)	예비	—
T7 GutBrainScore	장-뇌 축	A7·A1	T15 MealVariety	식이 다양성	A1
T8 ChronoStability	일주기 안정성	A8	T16 (예비)	예비	—

ID	도메인	모델	AUROC	Fβ=2	Recall	양성률	M1 메타
A1	영양 위험	HistGradientBoosting	0.7525	0.8149	0.9683	0.3000	✓ 포함
A2	혈당 위험	HistGB	0.8779	0.1887	0.9249	0.0108	✓ 포함
A3	수면 부족	HistGradientBoosting	0.7864	0.8766	0.9491	0.4834	✓ 포함
A4	운동 부족	HistGradientBoosting	0.8986	0.7256	0.9899	0.1281	✓ 포함
A5	정서 위험	HistGradientBoosting	0.9727	0.9760	0.9979	0.3000	✓ 포함
A6	체형 부조화	HistGradientBoosting	0.5840	0.1614	0.2161	0.0197	✗ 제외(신호부족)
A7	충치 위험	RF (n=1000) + Calibration	0.5526	0.5347	1.0000	0.1089	✗ 제외(신호부족)
A8	스크린 과다	HistGradientBoosting	0.8938	0.7917	0.9311	0.0647	✓ 포함
A9	가족 위험	HistGradientBoosting	0.9799	0.9548	1.0000	0.3000	✓ 포함
A10	학습 위험	HistGradientBoosting	0.8622	0.9419	0.9977	0.3000	✓ 포함
M1 랭킹 집계기 (8 OOF · A6·A7 제외) — 다중위험 순위화	0.928	PR-AUC 0.86 · 상위10% 정밀도 0.91	고위험 33.1%	R²=0.018 폐기

※ 검증: GroupKFold(school) 5-fold OOF, assert_no_leak PASS. M1 SHAP Permutation TOP 3 = OOF_A3 수면 (Δ=0.0594) > OOF_A10 학습 = OOF_A9 가족 (0.0241) > OOF_A5 정서 (0.0234).

6. 학술 근거 — PMID 10건 (직접 검색)

7. 제출 폴더 구조 (v_FINAL)

제출_GimiSanggung-Guardian_v_FINAL/ ├── GimiSanggung-Guardian_본문.pdf ← 본문 15p (Noto CJK 임베드) ├── GimiSanggung-Guardian_본문.docx ← 본문 원본 (재현용) ├── 붙임1_공공데이터_활용_목록.docx ← 7종 데이터 + KYRBS·NEIS·PAPS 상세 ├── 붙임2_생성형AI_활용_상세내역서.docx ← AI 활용 + Cite-or-Silent 원칙 ├── 붙임2-1_AI_활용_로그.csv ← AI 활용 39건 로그 ├── 붙임3_모델평가서.docx ← 10 도메인 실측 + M1 메타 + G1~G6 ├── 부록_v5.3_추가데이터통합.pdf ← 데이터 통합 + features_v28 + 외부 21 ├── 부록_v6.1_융합시스템_의의.pdf ← 융합시스템 의의 + 6 게이트 ├── _URL_접속안내.html ← (본 문서, 6 인터랙티브 viz) ├── 기미상궁_가디언.html ★ 중간단계 ← 7종 통합 학습 실측 데모 ├── 기미첨단_융합시스템.html ★★ 최종 ← Charter v1.0 청사진 ├── 기미첨단_융합시스템/ ← 8 모듈 (데이터·파이프라인·검증·모델·보고·거버넌스·운영·차세대) └── _figures/ ← 시각화 12종 (PNG)

8. 정직성 선언 (가디언 8 + 융합 진입 4 = 12항)

PMID	주제	가디언 적용 도메인
36874411	혈당 변동성·인지장애 (Meng 2023 WJCC, OR 2.5)	A2 GlucoAgent
32627159	수면·인지기능 (Suardiaz-Muro 2020 리뷰 30편)	A3 SleepAgent
33414823	운동·BDNF·GDNF·NGF (de Sousa Fernandes 2020 메타 21편)	A4 ExerciseAgent
39655999	운동+식이+수면 통합 정신 개선 (Maurus 2024 EPA 89편)	A5 MentalAgent
38474852	대사 표현형 4종 ML 분리 (Jeong & Choi 2024 Nutrients N=5,719)	A6 MetaPhenotypeAgent
39260135	장-뇌 축 GM→MGB→SCFA·5-HT·BDNF (Lu 2024 Phytomedicine)	A7 GutBrainAgent
38584809	취침이 식·정신·학업 강력 예측인자 (Kim Y 2024 N=25,681)	A8 ChronoAgent
40707614	Voting Regressor R²=0.989, SHAP·LIME (Ahmed 2025 Sci Rep)	A10 EngagementAgent
2374591	BMI heritability h²=0.65~0.85 (Stunkard 1990 NEJM)	R² 상한 근거
—	Bayes-optimal R² ~0.49 (Hastie ESL §2.4)	M1 R²=0.018 한계 근거

◎ 가디언 단계 (현 출품작) — 8항

① 학습 데이터는 매니페스트 v1.0 기준 7종 공공데이터 통합 — 학생건강검사 89,197명/1,076교 + 학교알리미 4종(PAPS 57,750행/11,986교, 급식 12,250교, 급식비 12,250교, 상담 11,986교) + KNHANES 2023·2024. KYRBS·BRFSS·NHANES는 Stage 2 계획.

② M1 메타 핵심은 단일 분류 지표가 아닌 다중위험 순위 일관성(AUROC)(0.928)·상위10% 정밀도(0.91) — 자아신체상 회귀 R²(0.018)는 부적합 타깃으로 폐기. 출력 패러다임은 분류기 X · 랭킹 집계기(Ranking Aggregator) O.

③ 외부 변수 평균 ΔAUROC +0.0008 — 통계 유의·실무 미미. 가장 큰 효과 A4 +0.0054 PAPS. 정직 공개.

④ 외부 KNHANES 청소년 분율은 외부 참조 분포로만 활용 (Ecological Fallacy 회피, 외부 변수 25.7%<50%).

⑤ Kaggle 의료 데이터셋 출처 신뢰성 경고. 본 출품작 직접 사용 안 함.

⑥ A6 체형 부조화(AUROC=0.5840), A7 충치(AUROC=0.5526)는 신호부족으로 M1 메타 제외 — 6종 통합 후 재산출 예정.

⑦ 융합시스템(기미첨단 v3.0)은 청사진 — Stage 2·3 실측 v7.0~v8.0 예정.

⑧ 시도·성별 세분 격차는 KYRBS 원시(2026-06-15 신청) + 미수집 6종 통합 후 재산출.

◎ 융합시스템 진입 단계 — 추가 4항

⑨ Stage 2(KNHANES 19–39세 + BRFSS) 라벨 정의 미완 — 연결 함수 v7.0에서 공개.

⑩ Stage 3(만성질환 35–80세) NHANES + UCI Parkinson 코호트 필요 — 표본 외삽 위험 명시.

⑪ 진입 게이트 G1~G6 중 G3·G4·G5만 80% 충족 — G1·G2·G6는 2026 하반기~2028 진행.

⑫ 융합시스템 운영 비용 (서버·인력·거버넌스) 추정치는 부록 v6.1에 공개.

GimiSanggung-Guardian v_FINAL — 7종 공공데이터 통합 가디언(중간) → 융합시스템(최종)