'데이터 라벨링'의 진화…반려동물 질병 판독도 AI가 보조
메디라벨은 데이터 라벨링 솔루션이다. 비정형 의료 영상 데이터를 판독 및 분류하고, 사용하기 좋게 가공할 수 있다. 일종의 ‘전처리’를 진행해 주는 셈이다. 메디라벨은 여기에 사용자 상호작용 분석 기법을 더했다. 진단을 내리거나 정답을 제안하지 않고, 데이터 축적을 통해 알고리즘 성능을 자체적으로 개선하는 방식이다. 이를 통해 영상의학과, 신경외과, 안과, 수의학과 등 모든 분과의 데이터의 처리가 제한 없이 가능하다는 설명이다.
전북대와는 반려동물 및 야생동물 질병 예측을 위한 데이터 구축 프로젝트를 진행한다. 수의학 분야는 진단 영상 데이터가 질병 판독에서 중요한 위치를 차지한다. 동물에게서 직접 전달받을 수 있는 정보가 한정적이기 때문이다. AI 판독 기술이 접목될 시, 변화가 클 것으로 기대되는 이유다.
인그래디언트는 뇌질환, 흉부 데이터 처리 영역에서도 보폭을 넓히고 있다. 최근 서울아산병원 신경과와 함께 뇌경색, 뇌출혈 등 뇌혈관 질환의 데이터 전처리를 진행하고 있다. 대구가톨릭대학병원과는 폐농, 흉부 질환 관련 연구를 하고 있다. 서울대병원, 서울성모병원, 연세대 세브란스병원 역시 주요 파트너다.
이준호 인그래디언트 대표는 “여러 대학병원과 계약을 맺게 되면서 의료 AI 고도화에 다가서고 있다”며 “메디라벨의 성능 강화에 주력해 나갈 것”이라고 밝혔다.
이시은 기자
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내년 전국 8개 종합병원·검진센터에 'AI 의사' 도입된다
내년 전국 주요 종합병원 등에서 인공지능(AI)이 전립선암, 치매 등을 진단해주는 서비스를 받을 수 있게 된다. AI가 응급환자의 신속한 초기 대응을 돕는 'AI 앰뷸런스'도 내년부터 보급된다. 과학기술정보통신부는 12일 제43차 비상경제 중앙대책본부회의에서 이런 내용의 '정밀의료SW(소프트웨어) 선도 계획'을 발표했다. 정밀의료는 AI·빅데이터 등 기술을 활용해 개인별로 최적의 의료 서비스를 제공하는 것을 말한다. 정확한 진단·치료로 환자의 생존율을 높이고 맞춤형 건강 관리로 의료비를 절감할 수 있기 때문에 전세계적으로 개발 경쟁이 치열하다. 정부는 대표적인 정밀의료 사업인 '닥터앤서'의 성과 확산에 힘을 쏟기로 했다. 닥터앤서는 주요 질환별 의료 빅데이터 기반으로 AI 진단·치료 SW를 개발하는 사업이다. 2018~2020년 국내 의료기관 22곳과 정보통신기술(IT) 기업 22곳이 참여해 8개 질환의 21개 SW를 개발하는 데 성공했다. 8개 질환은 심뇌혈관, 심장질환, 유방암, 대장암, 전립선암, 치매, 뇌전증, 소아희귀질환이다. 주요 솔루션은 AI 기반의 뇌출혈 진단, 유방암 발생 위험도 예측, 치매 조기 진단 등이 있다. 이들 솔루션은 치매의 경우 4~6시간 걸리던 진단 시간을 1분 이내로 줄이고, 대장암 판독 정확도를 74~81%에서 92%로 향상시킨 것으로 나타났다. 하지만 닥터앤서의 결과물은 의료 현장에서 제대로 활용되지 못하고 있다. 의사들이 AI 진단·치료에 대해 아직 잘 모르거나 거부감을 느끼고 있어서다. AI 의료SW엔 건강보험이 적용되지 않아 비용이 비싼 점도 걸림돌이다. 정부는 닥터앤서 성과 확산의 마중물을 대기 위해 내년 전국 8개 의료기관에 '닥터앤서클리닉'을 설치하기로 했다. 이 곳에서 AI 의료SW를 실제 써보게 하는 것이다. 클리닉 도입 기관은 공모를 통해 정한다. 정부는 주요 거점 지역의 상급종합병원이나 건강검진센터 위주로 선정할 계획이다. 민간에서 독자적으로 개발한 AI 솔루션도 클리닉에 도입될 예정이다. 대표적인 AI 의료 기업인 루닛, 뷰노 등의 솔루션이 도입될 가능성이 있다. 어떤 기업의 솔루션을 도입할지 여부도 공모를 통해 정한다. AI 앰뷸런스 도입도 추진된다. AI 앰뷸런스는 응급 환자의 데이터를 신속하게 분석해 치료 '골든타임' 손실을 막아주는 구급차다. 구급차 안에서의 환자와 의료진 간 대화와 360도 카메라에 찍히는 영상 등을 실시간 분석해 △환자의 중증도를 분류하고 △최적의 이송 병원을 결정하고 △적절한 응급 처치 방법을 제시해준다. 현재 AI 앰뷸런스 개발은 끝났고 일부 지역에서 실증 사업을 하고 있다. 내년부터는 전국 광역시도 2곳을 선정해 지역별 응급의료센터를 중심으로 AI 앰뷸런스를 보급할 계획이다. 초기 도입 비용은 정부가 예산으로 지원한다. 클라우드 기술을 통해 병원정보시스템을 체계화하는 방안도 추진한다. 정부는 클라우드 바우처 사업을 통해 의료기관의 클라우드 전환을 지원할 계획이다. 정부가 의료 빅데이터를 구축해 민간에 개방하는 사업도 지속 추진한다. 닥터앤서 사업은 소아희귀질환 AI 솔루션 개발을 강화한다. 2018~2020년 닥터앤서 1.0 사업엔 소아질환이 발달장애와 난청 2개였다. 내년부터는 희귀유전대사질환, 선천성 다발기형, 뇌신경질환, 유전성심장질환, 유전성신장질환, 염증성장질환, 선천성 면역결핍질환, 소아혈액종양질환 등 8개로 확대한다. 임혜숙 과기부 장관은 "정밀의료SW 선도계획을 통해 국민들의 건강수명을 연장하고 AI 의료산업 성장을 뒷받침할 것"이라고 말했다. 서민준 기자
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김인중이 전하는 딥러닝의 세계<2> AI가 배우는 방법
인간은 다양한 지식과 개념을 이해하고 이를 이용해 복잡한 작업을 수행한다. 이러한 사고 과정에는 언어와 수학이 사용된다. 침팬지, 돌고래 등 일부 동물들도 추상적 사고가 가능하다고 알려져 있으나 인간의 사고력과는 차이가 크다. 그런데, 최근 수년 동안 개발된 다수의 AI들은 지문이나 영상으로부터 자연어로 주어진 질문의 답을 찾아내거나 영상의 내용을 문장으로 기술하는 등 추상적인 개념도 요구하는 작업을 수행한다. 그렇다면 AI는 지식과 개념을 어떻게 표현하고 학습할까?AI가 지식과 개념 표현하는 방법효과적인 지식과 개념의 표현 방법은 AI의 핵심 요소 중 하나이다. 딥러닝에 기반한 AI들은 입출력 정보 및 중간 결과를 모두 숫자로 표현한다. 영상, 텍스트, 음성 형태의 데이터 역시 내부적으로는 모두 숫자로 변환해 처리한다. 각 정보를 표현하는 숫자들은 좌표계에서의 위치에 해당한다. 3차원 공간에서 각 물체의 위치가 수평위치, 수직위치, 높이를 나타내는 세 개의 숫자로 표현되는 것처럼 지식과 개념 역시 다양한 축으로 구성된 좌표계에서의 위치에 의해 표현할 수 있다. 예를 들면 영화에 대한 평가 결과는 작품성, 오락성 등을 축으로 갖는 좌표계를, 기업의 경쟁력은 기술력, 지명도, 자산, 매출 등을 축으로 갖는 좌표계를 이용해 표현할 수 있다. 표현하려는 정보가 다양하고 복잡할수록 더 많은 축으로 구성된 좌표계가 사용된다. 그런데 이 세상에 존재하는 다양한 지식과 개념을 효과적으로 표현할 수 있는 좌표계를 정의하는 것은 쉬운 일이 아니다. AI는 어떠한 좌표계를 사용하여 이들을 표현할까?AI가 지식과 개념의 공간을 학습하는 방법딥러닝기반 AI는 지식이나 개념을 표현하기 위한 좌표계를 데이터로부터 학습한다. 딥러닝이 탁월한 성능을 보이는 가장 중요한 이유는 표현 체계를 학습하는 능력이 기존 AI기술에 비해 월등하기 때문이다. 대표적인 학습 방법은 목표 작업을 가장 잘 수행할 수 있도록 좌표계를 최적화하는 것이다. 예를 들어 한영번역을 수행하는 AI는 입력 문장의 각 단어를 고차원 공간에서의 좌표로 표현한 후 이를 이용해 문장을 번역한다. 학습 단계에는 입력 문장에 대하여 정답과 가장 유사한 번역 결과를 얻을 수 있도록 각 단어의 좌표를 최적화한다. 예를 들어 “만나서 반갑습니다.”라는 문장을 입력받았을 때 두 단어 ‘만나서’와 ‘반갑습니다’의 좌표는 AI가 “Nice to see you.”를 출력하기에 가장 유리한 좌표로 최적화된다. 작업의 학습 데이터가 부족할 경우 데이터가 풍부한 유사 작업을 위해 학습된 좌표계를 사용하기도 한다.그런데 이렇게 학습된 좌표계가 다양한 개념을 실제로 잘 표현할까? AI는 특정 작업을 잘 수행하기 위한 지식과 개념의 표현 방법을 학습했을 뿐이므로 이렇게 학습된 좌표계가 인간의 개념 체계와 일치하거나 다른 작업에도 효과적이라는 보장은 없다. 그럼에도 불구하고 AI가 학습한 좌표 공간에서 관찰되는 몇 가지 특성은 인간의 개념 체계와 일치한다. 잘 학습된 좌표계에서는 단어들의 의미가 가까울수록 그 좌표 간의 거리가 가깝게 측정된다. ‘아버지’와 ‘아들’ 간의 거리는 ‘남극’과 ‘학교’ 간의 거리보다 가깝다. 또한 관계가 비슷한 단어쌍들의 거리와 방향은 유사하게 측정된다. ‘프랑스’와 ‘파리’ 간의 거리는 ‘독일’과 ‘베를린’, 또는 ‘영국’과 ‘런던’ 간의 거리와 유사하다. 이는 AI가 학습한 좌표계가 인간이 사용하는 개념 체계와 유의미한 관계가 있음을 보여준다. 이러한 현상은 영상처리, 음성처리 등 다른 분야에서도 관찰된다. 그러나 인간의 개념과 다르거나 잘못된 학습 결과를 보이는 경우도 많기 때문에 지식과 개념을 학습하는 기술이 완전하다고 말하기는 어렵다.지식 및 개념 표현 체계의 통합 시너지딥러닝에 의한 지식과 개념의 학습 기술은 다양한 분야에서 AI의 성능을 크게 개선하였을 뿐 아니라 영상, 자연어, 음성 처리 등 AI 응용 분야들 간의 경계를 무너뜨렸다. 딥러닝이 출현하기 전에는 응용 분야마다 서로 다른 기술이 사용되었으며 정보의 표현 체계 역시 달랐다. 그러나 대부분의 응용 분야에 딥러닝이 도입된 이후에는 지식과 개념을 표현하는 체계가 유사해졌기 때문에 분야 간 기술적 통합이 훨씬 쉬워졌다. 이는 문장으로부터 영상을 합성하는 AI와 같이 자연어처리 기술과 영상처리 기술을 결합한 AI나 음성번역과 같이 음성처리 기술과 자연어처리 기술이 결합한 AI가 출현하게 된 배경이다.또한 응용 분야 간 공유되는 기술이 많아짐에 따라 한 분야의 전문가가 다른 분야에 진출하기 쉬워졌으며 한 분야에서 개발된 기술이 다른 분야의 AI를 발전시킨 사례도 많다. 통합에 의한 시너지가 AI의 발전을 더욱 가속하고 있는 것이다. 이와 같이 점점 강력해지고 있는 AI라는 도구를 깊이 이해한다면 상상을 현실화함으로써 혁신을 일으킬 수 있는 기회 역시 증가하리라 기대한다.김인중 한동대 교수）
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기술 특허를 구상할 때 대부분의 사람들이 만나는 복병이 있다. 기존 등록된 특허들이다. 내가 생각했을 때 아무리 뛰어난 아이디어였어도 유사연구가 있다면 가치는 ‘제로’에 가깝다. 특허 개발에 앞서 기존 특허 중에 자신이 생각한 아이디어와 비슷한 것이 있는지를 꼭 확인해야만 하는 이유다. 하지만 이는 지난한 과정을 요한다. 특허조사관도 기존 유사 기술이 있는지 확인하기 위해 2~3주의 시간이 소요되기도 한다. 디앤아이파비스의 ‘브루넬’은 관련 특허 여부를 인공지능(AI)으로 쉽고 빠르게 찾아주는 서비스다.특허 존재 여부를 확인하기 위해 이용자는 브루넬에 문장형으로 관련 기술을 검색할 수 있다. 기존 특허 검색들은 기술과 관련된 검색어를 모두 조합해 다양한 경우의 수를 모두 검색해야 했다면, AI 자연어처리 기반으로 개발된 브루넬은 이용자가 의도하는 서술형 검색을 직관적으로 이해할 수 있다. 단어와 문장의 관계를 정확하게 파악할 수 있는 것이다. 디앤아이파비스는 해당 기술 관련 특허를 5개 보유하고 있고 파생 특허는 19개에 달한다.박상준 디앤아이파비스 대표는 “브루넬을 이용하면 특허 개발자는 선행기술 조사를 간단하게 끝낼 수 있고, 특허조사관들도 관련 업무 시간을 획기적으로 줄일 수 있다”고 설명했다.박 대표는 특허 검색 서비스를 개발하고 상용화하기 위해 학업과 군 복무를 미루고 2018년 디앤아이파비스를 창업했다. 창업의 계기는 박 대표의 고등학교 시절로 거슬러 올라간다. 충북과학고등학교에 재학했던 박 대표는 발명에 수많은 시간을 쏟았다. 다른 친구들이 10여 개의 발명품을 내놓을 동안 박 대표는 60여 개를 선보일만큼 실행력도 뛰어났다. 하지만 번번이 특허 출원에는 실패했다. 유사연구가 이미 있었지만 이를 파악하지 못했기 때문이다. 박 대표는 “선행조사를 했지만 전문가들처럼 찾지 못했다”고 설명했다.당시 그는 이용하기 쉬운 특허 검색 서비스에 대한 수요를 몸소 느꼈고, 서비스를 직접 개발하자는 결론에 이르렀다. 박 대표는 특허청이 제공하는 국내외 지식재산권 데이터를 받아 이를 AI가 인식하는 데이터로 변환하는 작업에 착수했다. 박 대표는 “회사 설립 후 한 달간 특허청 관계자를 쫓아다니며 5억원 상당의 특허 데이터를 무상으로 받았다”며 “특허 내용을 AI가 판독 가능한 데이터로 가공하는 데에만 4개월이 걸렸다”고 말했다.디앤아이파비스의 특허검색 서비스 ‘브루넬 패턴드 서치’는 무료다. 대신 유료 서비스 ‘브루넬노트’를 제공하고 있다. 브루넬노트는 유사 특허 리스트를 제공하고, 경쟁사의 특허들을 분석해준다. 건 별 이용이 가능하고, 구독 서비스도 가능하다. 박 대표는 “특허 연구의 시작은 기존 특허를 발견하고 분석하고 공부하는 것”이라며 디앤아이파비스는 연구자들과 이 시작을 함께하고 싶다“고 강조했다.구민기 기자
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