과학자들이 코로나19 퇴치를 위해 필사적인 노력을 기울이고 있는 가운데 인공지능(AI)이 맹활약 중이다.

9일 IT 전문매체 ‘긱와이어(GeekWire)’는 인공지능을 사용해 코로나19의 감염 추세를 예측하고, 환자 증세에 따라 맞춤형으로 적절하게 치료하는 등 그 활용 폭이 폭넓게 확대되고 있다고 보도했다.

AI를 통해 엄청난 양의 데이터가 치료 현장에 전송되고 있으며, 이를 통해 환자 치료가 신속하고 적절하게 이루어지고 있다는 것. 또한 거시적으로는 코로나19 감염 추세를 예측해 적절한 방역을 시도할 수 있도록 환경을 조성하고 있다.

이전에 몰랐던 사실, AI가 밝혀내

팬데믹 현장에서 중요한 역할들을 수행하고 있지만 그중 없어서는 안 될 중요한 일은 감염을 예측하는 일이다.

앨런 인공지능연구소(AI2)의 오렌 에치오니(Oren Etzioni) 소장과 워싱턴 대학의 컴퓨터과학자 니콜 데카리오(Nicole DeCario) 교수는 ‘긱와이어’에 보낸 이메일을 통해 “AI를 통한 미래 예측으로 WHO 등에서 적절한 방역정책을 취해나갈 수 있었다.”고 말했다.

실제로 지난해 12월 코로나19가 어떻게 확산될 것인지 예측하고, 그 위험성을 지적한 것은 사람이 아니라 캐나다의 스타트업 ‘블루닷(BlueDot)’의 인공지능이다.

건강 모니터링 사업을 하고 있는 ‘블루닷’은 AI를 통해 중국 우한 지역에서 예전에 볼 수 없었던 폐렴이 다량 발생하고 있으며, 이런 상황을 그대로 놔둘 경우 어떤 위험한 사태가 발생한 것인지 예측할 수 있었다.

에치오니 교수와 데카리오 교수는 “인공지능을 통해 수집된 데이터가 새롭게 분류되고 해석돼 연구현장과 의료현장에서 매우 중요한 자료로 취급되고 있다.”고 말했다.

현재 시애틀 시에 있는 앨런 인공지능연구소(AI2)에서 운영하고 있는 ‘코로나19 오픈리서치 데이터셋(COVID-19 Open Research Dataset)’에서는 전 세계에서 올라오는 수천 건의 연구 자료를 분석해 종합적인 분석 결과를 산출하고 있는 중이다.

이 과정에서 뛰어난 속도와 정확도를 가지고 맹활약 중인 인공지능이 새로운 검색 엔진 ‘시맨틱 스칼라(Semantic scholar)’다.

니콜 데카리오 교수는 “이 검색엔진을 통해 그동안 올라온 수천 건의 연구 자료를 세밀하게 검색하고, 그 내용 안에서 코로나19와 관련, 이전에 몰랐던 새로운 정보를 유추해낼 수 있었다.”고 말했다.

초진 가능한 AI 로봇 의사 등장해

인공지능 ‘시맨틱 스칼라’가 도출한 자료들은 현재 백신 및 치료제 개발을 위한 기초자료로, 의료현장에서는 환자 치료를 위한 지침으로 활용되고 있다.

IT는 물론 의료계 관계자들 역시 코로나19 팬데믹 사태와 관련 AI를 통해 생성되고 있는 새로운 자료들이 어떻게 생성되느냐에 따라 향후 방역정책의 성패를 좌우할 수 있을 것으로 보고 있다.

이런 점을 의식한 백악관에서는 슈퍼컴퓨터를 보유하고 있는 기업‧기관 들을 모아 ‘코로나19 고성능 컴퓨팅 컨소시엄(COVID-19 High Performance Computing Consortium)’을 구성했다.

IBM과 아마존웹서비스(AWS), 구글 클라우드, HPE, 마이크로소프트 등의 기업들, NASA, 미국 국립연구소(US National Labs), MIT, 런셀러 폴리테크닉 대학, 백악관 과학기술정책실, 미국 에너지부 등이 대거 참여하고 있는데 최근 성과가 주목받고 있다.

신종 바이러스(SARS-CoV-2)가 사람 세포에 침투할 때 핵심적인 역할을 하는 것이 스파이크 단백질(spike protein)이다. 이 단백질의 기능을 억제한다면 인체에 대한 바이러스 감염도 불가능해진다.

그동안 스파이크 단백질 속성을 밝혀내기 위한 분석이 활발하게 진행됐는데 워싱턴 대학의 단백질 설계연구소(Institute for Protein Design)에서는 원자 수준의 3D 모델을 완성하고 세포 침투 과정을 생생하게 재현하고 있는 중이다.

또 다른 수십 건의 연구 논문들은 이 모델을 기초해 스파이크 단백질의 활동을 억제할 수 있는 방안을 다양하게 제시하고 있다.

데이비드 베이커(David Baker) 단백질 설계연구소장은 “인공지능을 통해 지금 생성되고 있는 자료들이 향후 백신과 치료제를 개발하는 등 신종 바이러스를 대처하는데 매우 중요한 자료가 될 것”이라고 말했다.

실제로 길리어드 사이언스(Gilead Sciences)는 에볼라 출혈열의 치료제로 개발한 항바이러스제 렘데시비르(Remdesivir)를 코로나19 치료제로 전환하기 위한 작업을 진행하고 있는데 치료 효과 분석을 위해 인공지능이 동원되고 있다.

최근 주요 인공지능 업체들은 AI를 통해 사람들이 코로나19 팬데믹 사태에 어떻게 대응하고 있는지 생활패턴 자료들을 대량 수집하고 있는 중이다.

유‧무선을 통한 진료가 어떻게 진행되고 있으며, 온라인 구매가 어떤 형태로 진화하고 있는지, 사람들의 심리상태가 어떻게 변화하고 있는지 등 다양한 자료를 통해 인공지능이 어떤 역할을 할 수 있을지 모색하고 있는 중이다.

새로운 시도도 이루어지고 있다. 벤처기업 ‘에버렛(Everett)’에서는 의사들이 로봇을 이용해 초기 진단을 할 수 있는 프로그램을 개발해 선보였다. 진료 성과를 분석해 향후 진료 범위를 확대해나간다는 계획. 인공지능의 눈부신 진화가 현실이 되고 있다.