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인공지능의 발전과 활용 사례 - COVID-19 상황과 의료분야에서의 use case

인공지능(AI) 시장 규모와 동향

글로벌 인공지능(AI) 시장 규모는 2019 399억 달러로 예상된다. 2020년부터 2027년까지 연평균 복합성장률(CAGR) 42.2%로 성장할 전망이다. IT 대기업들의 지속적인 연구와 혁신으로 자동차, 의료, 소매, 금융, 제조업과 같은 산업 분야에서 인공지능을 포함한 첨단 기술의 채택이 확산되고 있다. 신 기술은 이 모든 산업에서 필수 요소이고, 특히 AI가 그 중심에 있다.

예를 들어, 자율주행차부터 생명을 구하는 중요한 의료기기에 이르기까지 AI가 사실상 모든 기기와 프로그램에 내재되고 있다. 인공지능은 다가오는 디지털 시대의 중요한 혁명적 기술 요소라는 점은 분명한 사실이다. Amazon.com, 구글, Apple, 페이스북, IBM, 마이크로소프트와 같은 거대 기술 기업들은 AI 연구개발 투자 규모를 늘려가고 있다. 이 회사들은 AI를 기업체에서의 사용성을 높이고, 보다 쉽게 접근하기 위한 개발에 집중적으로 노력하고 있다.

AI 기술의 혁신 가속화의 필수 요소는 과거 데이터셋에 대한 접근성이다. 데이터 스토리지와 복구 비용은 더욱 저렴해지고 있다. 의료 기관이나 정부 기관의 연구용 데이터는 제한적으로 접근 할 수 있지만, 수많은 데이터가 구축되고 있다. 역사적 우천 추세에서 임상 영상 촬영에 이르기까지 연구자들은 풍부한 데이터셋에 접근하고 있다. 풍부한 데이터셋에 접근할 수 있는 차세대 컴퓨팅 아키텍처는 정보 과학자와 연구자들이 더 빨리 혁신을 하도록 장려하고 있다. 

게다가 딥러닝과 인공신경망(ANN, Artificial Neural Networks) 알고리즘이 발전하면서 항공우주, 의료, 제조, 자동차와 같은 여러 산업에서 AI를 적극적으로 도입하고 있다. ANN은 더욱 정교해지고 정확성이 높아지면서 기존 기계 학습(머신러닝)을 대체하고 있다. 예를 들어, 생성적 적대 신경망(GAN, Generative Adversarial Network)과 싱글 샷 멀티박스 검출기(SSD, Single Shot MultiBox Detector)와 같은 컴퓨터 비전 기술의 최근 발전으로 혁신적인 디지털 이미지 처리가 가능해졌다. 예를 들어, 저조도 또는 저해상도 화질로 촬영된 사진이나 영상에 이 기법을 적용하여 고화질(HD) 로 변환할 수 있다. 컴퓨터 비전에 대한 지속적인 연구는 보안과 감시, 의료, 교통 분야에서의 디지털 이미지 처리를 위한 기반이 마련되었다. 이러한 새로운 머신 러닝 기술은 AI의 교육 방식이나 적용 방식을 변화시킬 것으로 기대된다.

의료부분에서의 인공지능 활용 - 코로나-19 상황에서의...

세계보건기구(WHO)가 코로나바이러스(COVID-19) 대유행을 선포한 후 기업과 사람들의 삶에 막대한 영향을 주고 있다. 정보기술 대기업과 스타트업들은 COVID-19 바이러스를 예방, 완화, 억제하기 위해 노력하고 있으며, AI를 활용한 컴퓨터 시스템으로 바이러스와 싸울 기회를 찾고 있다. 일례로 중국 거대 기술기업 알리바바의 연구소 다모아카데미(Damo Academy)는 흉부 컴퓨터 단층촬영(CT)으로 코로나바이러스를 검출할 수 있는 진단 알고리즘을 개발했다. 이 시스템에 사용된 AI 모델은 5,000여 건의 코로나바이러스 양성 사례를 샘플 데이터로 하여 교육시켰다. 또 다른 예로, 2019 12, 감염병 검출용 AI 플랫폼을 개발한 캐나다 스타트업 블루닷은 세계보건기구(WHO)가 발표한 대유행성명 이전에 COVID-19 감염 확산을 예측하기도 했다. 실제로 캐나다의 AI 의료 플랫폼 업체 블루닷(BlueDot)은 세계보건기구(WHO) 보다 앞서 코로나-19 사태를 경고했다. 블루닷은 사스(SARS) 사태 당시 동료들이 사망하고 감염되는 것을 최전선에서 목격한 의사들이 창업한 회사다. 이들은 ‘제2의 사스 사태’를 방지하고자 감염병이 확산되는 경로를 집중 연구하기 시작했다. 블루닷은 지난해 12월 31일 중국 우한에서 신종 코로나바이러스가 발병한 뒤 서울, 도쿄, 홍콩, 마카오 등으로 확산될 가능성이 있다고 경고했다. WHO는 이보다 9일 늦은 1월 9일 확산을 경고했다.

출처 : 블루닷

블루닷은 인구수, 지리적 위치, 바이러스의 특징인 유전자 분석, 감염 방식, 잠복기 그리고 기존 다른 감염병의 확산 양상 등을 종합해 특정 지역에 감염병이 나타날 가능성을 분석한다. 그리고 항공권 이용 정보와 같은 이동 정보까지 포함해 바이러스가 진원지를 벗어나 다른 지역으로 퍼져나갈 확률도 계산할 수 있다.

블루닷은 Geneious와 같은 상용 생물정보학 시퀀스 데이터 분석에 사용되는 소프트웨어와 RAxML이나 BEAST 등의 공개된 데이터마이닝 알고리즘을 예측에 사용한다. 특히 블루닷이 애용하는 BEAST(Bayesian Evolutionary Analysis Sampling Tree)는 생물 계통 발생을 분석하는데 많이 활용되는 알고리즘이다. 이 알고리즘은 가설(예컨대, 코로나-19가 전 세계적으로 확산될 수 있다)에 추가 확보한 정보를 도입해가며 가설의 확률을 업데이트 하는 방식으로, 예측이 힘든 사건을 분석할 수 있다는 장점이 있다.

이번 COVID-19 대유행으로 수많은 기업과 기관들은 의무적인 재택근무(WFH, work-from-home)를 하게 되면서 AI를 비롯한 차세대 신기술 영역의 시장 성장이 이루어질 것으로 보인다. 예를 들어, Software-as-a-Service(SaaS)와 클라우드 기반 고객 참여, 원격 연결, 협업 서비스를 제공하는 미국에 본사를 둔 LogMeIn, Inc.는 대유행 상황에서 자사의 모든 제품 포트폴리오에 걸쳐 신규 가입이 크게 증가했다. 또한, 기술 회사들은 전 세계적으로 가용성을 넓히기 위해 제품 및 서비스를 확대하고 있다. 예를 들어, 2020 4월 구글은 콜센터용 Rapid Response Virtual Agent라는 AI 지원 챗봇을 출시했다. 이 챗봇은 코로나바이러스(COVID-19)로 인해 고객이 겪을 수 있는 문제에 대응하기 위하여 음성, 채팅, 기타 소셜 네트워크와 연계하여 활용할 수 있다.