바로가기 메뉴
본문 바로가기
대메뉴 바로가기

TECH M

"인간의 모든 데이터를 모아라" 인공지능 의료를 위한 대장정

2018-01-03독점제휴=MIT테크놀로지리뷰

[테크M 독점제휴=MIT테크놀로지리뷰] 

>>>

중국의 한 대담한 기업가는 인체의 모든 정보를 측정하려 한다. 하지만 인공지능이 정말 이 모든 데이터를 다룰 정도로 똑똑할까?

“이 스마트 거울은 별로 스마트하지 않아요. 거울에 카메라를 더했을 뿐이죠.” 

찢어진 고급 청바지 차림의 짐 왕이 전신거울 앞에서 말한다. 약간 불만 있는 표정이다. 아니 어쩌면 어떤 일에도 전혀 감정 동요가 없을 것 같은 남자가 짓는 가장 불쾌한 표정일 수도 있겠다.

“나는 사람을 3차원으로 스캔할 수 있는 거울을 원해요. 이런 부분, 이런 부분 말이죠.” 

자신의 허벅지를 가리키다 다시 그의 날씬한 허리를 가리키며 설명했다. 

“우리는 지방과 근육을 포함한 한 사람의 완전한 3차원 형상을 만들 수 있고 얼굴인식과 피부분석 기능을 포함한 거울을 원합니다. (거울의 오른쪽 위를 가리키며) 이 부분에 내 건강상태가 나타나는 거죠. 이를 닦으면서 체중, 혈압, 심박 수, 그리고 이들 정보가 내 유전자와 어떤 관계를 가지는지 보는 거죠.”

아직 세상에 존재하지 않는 이 스마트 거울은 41세의 생물학자이자 컴퓨터과학자로 최근 기업가로 변신한 준 왕이 만들고 있는 몇몇 제품 중 하나다. 이 거울은 왕이 원하는, 왕 자신에 관한 모든 정보를 모으고 분석하고 보여줄 것이다.

왕은 또 다른 수백만 명의 사람들에게도 이 거울이 도움이 되기를 바란다. 바로 이 때문에 왕은 중국 선전에 매우 대담한, 어떻게 보면 다소 비현실적으로도 보이는 목표를 가진 개인 건강관리 기업 아이카본엑스(ICX)를 설립했다. 

ICX는 지금까지의 어떤 회사보다 많은 신체 데이터를 수집하려 한다. 유전자 뿐 아니라 걸음과 심박 수, 수면 패턴을 측정하는 핏빗 등 웨어러블 장치에서 나오는 데이터까지. 또 다양한 단백질과 효소를 측정해 심장의 건강상태와 암을 조기진단할 수 있다는 주기적 혈액검사를 한다.

신진대사의 변화를 관찰하며 기존의 혈액검사 방식으로 콜레스테롤과 혈당 수치를 관리한다. 심전도 검사를 통해 심장의 건강을 검사하고 과거의 의료 기록 또한 관리한다.

이들의 목표는 인체를 상시 관찰, 건강을 잃고 질병의 초기단계로 진입하지 않도록 식생활과 행동 습관에 대해 조언하는 것이다.

이는 지난 수 년 동안 언급된 개인화된 의료 개념과 비슷한 것처럼 들린다. 하지만 왕은 자신들의 목표가 그저 질병을 치료하는 게 아니라고 말한다. 이는 개인화된 의료가 과연 무엇인가 하는 정의의 문제와도 맥이 닿아있다. 

“지금 당신은 당신의 체온, 맥박, 당신의 감정에 영향을 주는 체내 미생물에 대한 아무 정보도 없습니다. 또 알러지가 있거나 살을 빼고 싶을 때 무엇을 해야 하는 지도 알지 못하죠.”

개인화된 건강 관찰이 가능해진 것은 유전자 분석 비용과 인체를 제어하는 수많은 생물학적 요소들을 측정하는 비용이 극적으로 낮아진 것과 관련이 있다. 이런 모든 정보를 한데 모으는 것이 어떤 의미가 있을지는 누구도 모른다.

하지만 ICX는 이런 데이터에서 의미 있는 어떤 정보를 찾아낼 수 있고 질병도 치료할 수 있다고 주장하는 새로운 회사들 중 하나다. 이들은 기존보다 훨씬 저렴한 비용으로 사람들이 건강을 유지할 수 있게 만들려고 한다.

수백만 개의 복잡한 조각이 있는 이 퍼즐을 풀기 위해서는 인공지능과 다른 최신 컴퓨터 분야의 기술이 필요하다.

왕은 “이 모든 정보를 처리하고 아직 당신이 모르는 당신의 건강에 대한 사실을 말해주려면 인공지능 기술이 필요하다”고 말했다.

이것이 가능하다고 해도 모든 기술들을 한 데 모으려면 큰 비용이 든다. 왕은 지금까지 6억 달러를 투자 받았는데, 이는 최신 기술을 이용해 건강한 사람들을 대상으로 건강 유지 서비스를 추진하는 기업으로는 매우 놀라운 숫자다. 

전산생물학자이자 수학자인 에릭 셰트(전 마운트시나이병원 아이칸유전학 및 멀티스케일 생물학연구소장)는 “그가 원하는 모든 검사를 위해서는 적어도 이 만큼, 아니 어쩌면 더 많은 돈이 필요할 것”이라고 말했다.

그는 최근 세마4란 유전정보를 분석하고 분자생물 지표를 찾아주는 의료데이터 회사를 시작했다.

ICX는 투자금을 왕의 커다란 그림을 채워줄 회사를 인수하거나 투자하는데 사용하고 있다. 여기에는 혈액에서 5000개의 단백질 측정 칩을 만드는 소마로직(인수금 1억6100만 달러, 콜로라도), 50만 명 이상의 환자들이 자신의 질병과 건강상태에 대한 경험과 숫자, 감정을 나누는 페이션트라이크미(투자금 1억 달러 이상, 캠브리지), 피부를 건강하게 해준다는 미생물 스프레이 판매기업인 에이오바이오미(투자금 3000만 달러, 캠브리지) 등이 있다.

최근 ICX는 또 혈액 샘플에서 항생물질을 분석, 암과 자가면역 질환의 상태를 파악하는 헬스텔(캘리포니아 산 라몬)에 투자했다. 중국의 몇몇 회사들과도 협력하고 있다.

이들은 이런 선별한 회사들을 통해 나오는 수많은 데이터를 분석하는 인공지능 시스템을 만들 것이다. 그 작업은 바로 ICX가 지난해 인수한 ICX-이스라엘이 맡는다.

2005년 설립된 이마구비전테크놀로지는 CT사진과 다른 의료영상을 분석하는 기술을 개발해 왔다. 이제 이마구의 기술자들은 ICX 기술자들과 함께 고객들에게서 수집한 수많은 데이터를 해석하는 프로그램을 만들고 있다. 그들은 이를 ‘가상 의료 뇌’라고 한다. 

“우리는 데이터를 분석할뿐 아니라 사람들에게 더 건강해지기 위해 무엇을 먹어야 하는지와 같은 대처방안을 알려주는 프로그램을 만들 것입니다.” 이마구의 CEO이자 공동창업자인 모르 아미타이의 말이다.

“이 모든 것이 터무니없이 복잡하게 들리겠지요. 사실 그렇죠.” 

왕은 자신의 이야기가 어느 정도는 황당하게 들릴 수 있음을 알고 있다는 듯이, 자신감(분명히 투자자들에게 상당한 영향을 미쳤을)과 어색함을 섞은 표정으로 웃으며 말했다. 문제는 과연 그가 자신에게 주어진 돈과 뛰어난 두뇌들을 가지고 의료 분야를 혁신할 수 있는 가일 것이다.

정밀 의료

큰 키에 검은 머리를 짧게 자른 왕은 실리콘밸리를 본뜬 것 같은 개방된 사무실, 유리벽으로 된 회의실, 체육관, 또 음식, 건강음료, 차, 커피가 늘 준비되어 있는 카페가 있는 자신의 회사를 무심한 표정으로 지나갔다. 회사는 ‘해피 밸리’와 ‘차이나 폴크 컬처 빌리지’란 두 테마파크 사이 산업 단지의 한 평범한 건물 3층에 있다. 본사 안쪽의 그의 사무실 구석에는 고급 가죽 소파와 개인 회의실이 있다. 90년대 북경대에서 유전자를 분석하던 그가 이런 사무실을 가지게 되기까지는 많은 일들이 있었을 것이다.

코펜하겐대학의 교수였던 왕은 1999년 베이징유전체연구소(BGI)의 설립을 도왔고 이 연구소의 뛰어난 생명정보학자로100여 편이 넘는 논문을 썼다. 2003년 세계 각 국이 공동으로 인간 유전체를 나눠 분석한 인간 게놈 프로젝트에 그동안 상대적으로 기여가 적었던 중국의 참여를 이끌어낸 기관이 바로 BGI다. BGI는 이후 최초로 아시아인의 유전자 서열을 분석했고 쌀, 사스 바이러스, 자이언트 판다의 유전자를 분석했다. 

왕은 연구소장으로 일하면서 BGI를 세계에서 가장 큰 유전자 분석기관으로 만들었다. 2016년, BGI는 2억5000만 달러의 매출을 올렸으며 올 여름에는 상장에 성공했다. 왕은 여전히 BGI 이사회의 일원이며 많은 주식을 갖고 있다.

하지만 2015년 그는 유전학의 한계를 느끼고 연구소를 떠났다. 유전자 분석결과가 대부분 사람들의 건강관리에 큰 도움이 되지 않는다는 점에 불만을 느꼈다. 과학자들은 한 사람의 건강 상태나 질병과 관련이 되는 수없이 많은 유전자 지표를 발견했지만 인간 게놈 프로젝트가 완성된 지 거의 15년이 지난 지금, 그 지표들은 처음 생각에 비해 큰 차이를 만들지 않는다는 사실이 점차 밝혀지고 있다. 특정 유전자 돌연변이들을 제외하면 DNA는 한 사람의 의학적 운명에 영향을 미치는 수많은 요인 중 하나에 불과하다는 것이다. 

“한 사람의 건강 상태를 완벽하게 파악하기 위해서는 단백질, 신진대사, 그리고 그 외의 모든 정보들을 알아야 합니다.”

BGI를 떠난 왕은 인공지능을 통해 의학에 기여하겠다는 생각으로 ICX를 설립했다. 하지만 DNA외에 어떤 데이터를 더 모을 수 있고 모아야 하는지 확실히 알지 못했다.

전문가들을 만나고 회사들을 방문하던 그에게 2016년 7월, 캘리포니아 샌프란시스코공항 옆 벌링게임의 오리지널 맥스레스토랑에서의 한 만남이 큰 전환점이 됐다.

투자 유치를 위해 페이션트라이크미의 공동창업자이자 의장인 제이미 헤이우드와 약속한 것. 트럭 휴게소같은 식당에서 이야기를 나눈지 얼마 안돼 두 사람은 현재 의학의 한계에 근본적 불만을 갖고 있다는 공통점이 있음을 알게 됐다. 

사람들에게 더 많은 데이터를 주는 것이 이를 해결할 수 있는 방법 같았다. 수천 명의 환자들이 온라인으로 자신들의 만성 질환을 이야기하고 검사 수치들을 나누며 병의 진행 경과에 대해서 말할 수 있게 만든 페이션트라이크미는 이미 개인의 건강을 데이터로 추적하는 일의 가치를 증명했다.

커피를 마시며 왕과 헤이우드는 1년에 한 두 번, 아니면 확실한 문제가 있을 때만 이뤄지는 심전도 검사 같은, 정적이고 일회성에 그치는 기존 의료계의 검진 시스템을 성토했다. 

MIT 출신의 공학자인 헤이우드는 “우리는 건강한 누군가가 당뇨로 진행되는 초기에 이를 발견할 가능성을 이야기하며 흥분했다”며 “이런 기술이 가능하다는데, 적어도 곧 가능해 질 것이라는데 동의했다”고 설명했다.

헤이우드는 그의 회사가 행동과 개인 데이터를 수집해야 한다고 말했다. 페이션트라이크미 같은 게시판에 올라오는, 직장에서의 스트레스가 자신의 병에 어떤 영향을 미치는 지 등의 정보는 만성질환 관리의 중요한 데이터가 된다. 건강한 사람들도 비슷한 도구와 데이터를 사용하지 못할 이유가 있을까? 

“우리가 이 문제를 해결할 수 있음을 깨닫는데 5분 밖에 걸리지 않았습니다.” 

헤이우드는 왕에게 한 가지를 더 이야기했다. 바로 페이션트라이크미가 50만 명의 회원들에게서 얻는 데이터를 분석할 수 있도록 한 컴퓨터 플랫폼이다.

하지만 여전히 ICX와 제휴사들이 수집하자 하는 모든 데이터를 조합하는 게 의미가 있을지 확실하지 않았다. 또 수백만 명의 사람이 ICX의 서비스를 사용하지 않으면 인공지능이 중요한 상관관계를 발견할 만큼 충분한 데이터를 모으기 어렵다. 

어쩌면 수백만 명도 부족할 수 있다. 세마4의 에릭 섀트는 “ICX는 고생을 좀 할 것”이라며 “일반적인 병을 예측하기 위해 수백만, 어쩌면 천만 명의 데이터를 모아야 할 것”이라고 말했다.

왕도 이러한 어려움을 알고 있다.

“모든 것을 다 하기 위해서는 오랜 시간이 걸리겠지요.”

데이터의 잡음을 제거하고 충분한 정보를 얻으려면 수많은 사람들이 필요하지 않느냐는 질문에 대해 그는 ICX가 앞으로 5년간 최소한 100만 명의 사람들을 고객으로 만들 것이라고 말한다.

“중국에는 사람이 많아요. 나는 그 문제는 걱정하지 않습니다.” 그는 중국인들의 가처분 소득이 늘고 있음을 언급하며 사람들이 그 돈을 건강을 위해 쓸 것이라고 전망했다.

물론 그 자신도 분명한 수익 모델이 없음을 인정했다.

“나는 과학적으로 무엇이 옳은지, 그리고 어떤 제품을 만들어야 하는지를 먼저 생각하려 합니다. 수익 모델은 그 다음 문제죠. 투자자들 역시 내 생각에 동의했습니다. 그들도 나와 같이 이 사업을 길게 보고 있습니다.”

연기와 거울?

ICX의 문제 중 하나는 어떻게 인공지능을 의료에 접목시킬 것인가 하는 것이다. 컴퓨터 기술의 발전이 모든 의료와 생리학 데이터 활용에 도움을 줄 것임을 의심하는 이들은 거의 없다. 또 의학 분야에 인공지능을 도입하려는 이들은 왕 외에도 많다.

CB인사이트에 따르면 수년 전만 해도 불과 몇 개였던 대규모 투자 유치 의료 인공지능 스타트업의 수는 106개에 달한다. 정신 건강, 신약 발견, 생활습관 관리, 가상 비서, 병원 관리, 의료 영상 분석과 진단 등 분야도 다양하다.

그러나 아쉽게도 인공지능은 아직 의료와 건강관리 분야에 근본적인 변화를 만들어내지는 못하고 있다. 

“인공지능은 수년 전부터 몇몇 분야에서 소규모로 적용되고 있습니다. 하지만 더 큰 영역으로 확대되지는 못하고 있지요. 아직 인공지능은 대다수 환자들에게 도움을 주지 못합니다.”

내과의사이자 IBM수석 의과학자로 IBM 왓슨헬스의 개발을 도왔던 마티 콘의 말이다.

그 이유 중 하나는 수많은 데이터를 분석하는 것이 극히 어려운 일이기 때문이다. 미국 시애틀의 시스템바이올로지연구소장이자 공동설립자인 리로이 후드는 “인공지능에는 엄청난 가능성이 있지만 지금의 인공지능과 의료에 대한 주장들은 크게 과장되어 있다”며 “대부분의 회사들은 진짜 과학을 하고 있지 않다”고 말했다. 

후드는 인체의 복잡한 기능을 이해하기 위한 기술 분야의 선구자로 시애틀의 의료데이터 기업, 아리베일의 공동창업자다. 2014년 아리베일은 개인 코칭과 함께 자체 개발한 생활습관, 건강, 분자 검사를 제공했다.

2017년 7월, 후드와 아리베일은 네이처바이오테크놀로지에 ‘개인적이고 집중적이며 동적인 데이터 클라우드’란 작은 연구를 하나 발표했다. 건강한 사람을 일정기간 측정한 데이터에 대한 개념증명을 한 것이다.

그들은 108 명의 참가자들로부터 얻은 수십 종의 건강검사와 검진결과간 상관관계를 발견하기 위해 보다 고도화된 알고리즘을 사용했다. 참가자 중 일부는 자신이 비타민 부족 상태라는 것을, 다른 일부는 식이요법과 약물처방이 필요한 방광염 혹은 당뇨병 초기 상태라는 사실을 알게 됐다.

그러나 이 결과는 아직 시험적인 것이며 데이터에서 진짜 결과를 찾아내려면 이런 연구들이 더 많이 수행돼야 한다.

“일반적인 병을 예측하기 위해 수백만, 어쩌면 천만 명의 데이터를 모아야 할 겁니다.”

왕은 더 많은 정보 수집방법을 찾기 위해 직접 다양한 시도를 하고 있다. 그와 함께 중국 선전의 ICX 본부를 둘러보는 동안 그는 자신의 사무실 옆 화장실을 가리키며 여기서 자신의 분뇨를 수집해 장내미생물을 분석한다고 말했다.

왕은 한 사람의 분뇨를 인공지능 기반의 분석 장치에 넣어 분석하는 이 계획을 ‘스마트 화장실’이라고 했다. 

“지금 기술로도 가능합니다. 우리는 알고리즘이 있어요. 가격도 200달러 정도로 매우 저렴합니다.” 왕은 자신의 하늘색 폴로 셔츠를 걷어 올려 무선 심박 측정장치를 보여주었다.

수백만 명의 건강한 사람들이 그처럼 자신의 데이터 수집에 집착할 의문을 갖는 사람도 있을 것이다. 이 질문에 그는 잠깐 당황했다.

그는 스마트 거울이나 스마트 화장실을, 그리고 가슴에 심박측정기를 붙이고 신진대사를 측정하기 위해 수시로 피를 뽑는 것을 사람들이 원하지 않을 가능성에 대해 상상할 수 없다는 듯 인상을 찌푸렸다. 

“나는 모두가 이렇게 해야 한다고 말하는 것이 아닙니다. 이런 많은 정보를 알고 싶어 하지 않는 사람들도 있겠죠. 하지만 정보를 원하는 사람도 많고 사람들에게 정보의 중요성을 교육할 수도 있습니다.” 

그는 다시 잠깐 멈칫 한 후, 웃으며 말했다.

“사람들은 한때 자신의 유전자 정보를 원하지 않았지요. 하지만 이제 점점 더 많은 사람들이 그 정보를 원하고 있습니다. 나는 이런 흐름이 지속될 것이라 확신합니다.”

컴퓨터 기술의 발전이 모든 의료 및 생리학 데이터의 활용에 도움이 될 것이라는 사실을 의심하는 이들은 거의 없다. 

<본 기사는 테크M 제56호(2017년 12월) 기사입니다>