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[KHC]인공지능이 열어갈 의료시스템의 혁신
토니 콜켓(Tony Corkett) 구글 딥마인드 딥마인드헬스 전략파트너십 리더
2018년 04월 16일 (월) 09:58:08 최관식 기자 cks@kha.or.kr
   
 
구글 딥마인드헬스 사업은 딥마인드리서치에서 기초연구를 수행한다. AI를 이용해 기계학습을 통한 영역 확대를 꾀하고 있다. 딥마인드어플라이드는 이를 확장한다.

AI는 1950년대부터 사용됐고 1980년대에 머신러닝이 도입되면서 급격한 발전을 가져왔다. 최근 연산속도가 엄청나게 빨라졌다. 특히 TPU가 도입되면서 연산력이 기하급수적으로 빨라졌다. 연산 속도는 2년에 1번씩 2배로 증가한다.

효과적인 알고리즘도 있다. 연산력과 데이터를 조합해 기존에 없었던 것을 만들 수 있다. 딥러닝과 강화학습을 접목시켜 획기적인 결과를 도출한다. 2010년에만 하더라도 머신러닝은 거의 사용되지 않다가 2014년부터 많이 사용되기 시작했다. 딥러닝은 사람 이미지와 비슷한 분석을 시도한다. 고양이 이미지를 다양한 프로세서를 거쳐 고양이로 인식하는 식이다.

이미지와 사진자료를 이용한 훈련을 통해 인식 능력의 정확성을 점점 더 높여가는 식이다. 처음에는 문제가 많았지만 신경망을 활용한 딥러닝을 통해 최근에는 개와 늑대를 구분하는 능력까지 키울 수 있게 됐다.

결과적으로 2011년만 하더라도 신경망이 보는 이미지는 단순했고 26%의 오류가 있었으나 이 분야 경쟁이 치열해지면서 지금은 인간의 5%보다 낮은 3%의 오류율을 보인다.

강화학습은 특정환경에서 관찰을 통해 이뤄진다. 학습이 반복되면서 분별력을 향상시킨다. 사실 딥러닝은 강화학습을 통해 명성을 떨치게 됐다. 처음에는 아타리사의 게임을 통해 강화학습을 시켰다. 가장 높은 점수를 얻도록 했다. 스스로 학습을 통해 이를 구현했다. 그 영상은 유튜브를 통해 볼 수 있다. 게임을 거듭하면서 결국 인간의 성적을 능가할 수 있었다.

네이처에도 관련 논문이 게재된 적이 있다. 구글이 이후 딥마인드를 인수했다. 여러분이 다 아는 알파고는 컴퓨터지만 인간이 이기기 힘든다. 바둑의 수는 지구상 원자보다 많지만 신경망을 통해 무수한 가능성에 대해 학습을 시켰고, 세계 바둑고수들과 게임한 결과를 2015년 네이처에 다시 한 번 논문을 게재했다.

이를 바탕으로 머신러닝이 사람이 생각하지 못한 ‘수’도 생각해 낼 수 있다는 것을 확인했다. 전혀 새로운 아이디어를 내놓을 수 있다는 것이다. 알파고 이후 또 다른 버전의 인공지능 바둑 프로그램이 만들어졌다. 사람 개입 없이 스스로 학습하는 버전이다. 게임을 거듭하면서 스스로를 능가하는 시스템이다. 학습시간도 수개월에서 수일로 단축시키는 모습을 보여주고 있다. 우리는 점차 영역을 확대해 가면서 기술을 개발하고 있다.

구글딥마인드와 딥마인드어플라이드는 번역기능은 물론 자율주행차도 구현하고 있다. 최근 구글 내에서 많이 활용하고 있는 것은 텍스트를 음성으로 변환하는 기능이다.

딥마인드를 통해 냉각효율도 40%나 개선했다. 구글 전체적으로 에너지 포트폴리오를 통해 더 많은 에너지 절약에 딥마인드를 활용하고 있다.

헬스케어와 관련해서는 영국 4개 병원과 협력하고 있다. 연구를 위해 전세계적으로 임상에 머신러닝 도입 계획을 갖고 있다. 훨씬 간단한 방식으로 의사와 간호사, 관리자가 실시간으로 필요로 하는 데이터를 제공할 수 있다. 이를 바탕으로 해서 병원 내 전체적인 경로관리 개선에 도움이 되리라 기대한다.

스트림스 클리닉 앱의 경우 핸드폰을 이용해 원할 때 적시에 정보를 받아볼 수 있다. 이를 이용한 많은 성공사례가 있다. 런던의 병원에 도입, 매일 2천211개의 혈액검사와 66개의 신기능 변화, 심기능 정지 등에 적시에 대응할 수 있었다.

의무기록, 영상장비 등에도 이 기술을 활용할 수 있다. 의무기록은 이 앱을 통해 비선형데이터를 선형데이터로 재조직해 받아볼 수 있다. 환자의 의무기록을 보면서 실시간으로 변화를 확인할 수 있도록 해준다. 패혈증이라든가 재입원 리스크, 사망위험 등을 조기에 확인하고 차단할 수 있도록 해준다.

그 결과를 보면 인간이 하는 것보다 경고라든가 결과값이 더 효율적이라는 것을 확인할 수 있다. 당뇨병성망막증이라든가 당뇨혈증 등의 질병을 조기에 확인할 수 있다. 수준은 미국 굴지의 의사나 병원과 비슷하거나 일부에서는 능가한다.

흉부엑스선을 통해 폐암을 조기 진단하고 CT를 통해 뇌졸중을 진단함은 물론, 피부암도 조기 진단할 수 있다. 구글 딥마인드는 계속 이 부문에 투자를 하고, 논문도 게재하고 있다. 조만간 네이처에 당뇨병성망막증 관련 자료가 게재될 예정이다. 사람이 하는 것보다 훨씬 획기적으로 잘 진단할 수 있다는 것을 보여주고 있다.
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