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조용히 찾아오는 치매, 그러나 AI는 알고 있다

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#기사본문

테네시 공대 교수 샤오펑 자오, 치매 환자 일상을 돕는 인공지능 로봇 개발 초기 치매 발견·처방 높은 치료효과...예측 기술이 중요한 기술로 부상 IBM·화이자 연구팀, 알츠하이머 최종 발병 여부 예측 AI모델 정확도 높아 지아유 저우 미시간주립대 교수, 조기 치매 징후 진단 스마트폰 어플 개발 미국 테네시 공대의 한 연구실. 여러 로봇이 손짓과 발짓을 섞어서 연구원들과 한창 대화를 나누고 있다. 온몸이 하얀 색깔의 로봇들은 한결같이 큰 눈과 작은 입 그리고 봉긋한 코를 갖고 있어서 귀엽고, 친근한 느낌을 준다. 왼쪽 머리에 분홍색 리본을 단 여성 로봇도 있다. 이들은 모두 가슴에 소형 스크린을 달고 있어 그들의 말이 텍스트로 보여진다. 이는 인간과 로봇의 대화를 더욱 원활하게 만든다. 이들이 바로 치매 환자를 돕는 도우미 로봇들이다. 지난 7일 미국 테네시 州 녹스빌 소재의 CBS 로컬 WVLT-TV 방송에는 소셜 로봇들이 다정하게 연구원들과 대화를 나누는 방송 영상이 공개됐다. 테네시 공대 교수 ‘샤오펑 자오(Xiao Feng Zhao)’는 10년 이상 알츠하이머를 연구해 온 학자다. 현재 그가 가장 관심을 두고 있는 분야는 치매 환자의 일상 활동을 돕는 인공지능 장치를 가진 로봇이다. 자오 교수는 “치매 환자가 커피 한 잔을 타려고 포트에 물을 받는다. 그러나 다음 순간에 그는 금방 무엇을 하려는지 잊어버리거나 이후, 무엇을 해야 할지 까먹을 수 있다. 이때 도우미 로봇들이 필요하다.”라고 말했다. 그의 연구 보조인 펑페이 위안(Fengpei Yuan) 박사는 알츠하이머의 진행을 늦추기 위해 환자들을 참여시키는 로봇들을 프로그래밍해왔다. 펑페이 박사는“치매 환자는 점차 자신이 누구인지 잊어버리고, 자신에게 중요한 사람이 누군지 잊기 때문에 도우미 로봇들이 필요하다.”라고 설명했다. 치매 치료는 예측이 무엇보다 중요해 오늘날 전 세계적인 고령화 추세에 따라 치매 환자들을 위한 다양한 약품들이 개발되고 있으나 근본적인 치료보다는 그 진행 속도를 늦추는 정도에 불과한 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 초기 단계에서의 치매 발견과 처방은 높은 치료 효과가 있는 것으로 의료계에 보고되고 있다. 치매 치료에 예측 기술이 매우 중요한 기술로 부상했다. 지난해 10월 22일 자 IBM 뉴스에는 IBM 연구기관과 화이자(Pfizer)가 협력해 개발한 AI 모델 기사가 실렸다. 이 AI 모델은 건강한 사람 가운데서 알츠하이머병의 최종 발병 여부를 예측하도록 임상의들을 도왔다. 연구원들은 건강한 사람들의 데이터 샘플을 대상으로 한 이 예측을 통해 이들이 나중에 발병했는지, 안 했는지, 이 AI 모델로 정확히 예측해냈다. 이는 임상 척도보다 상당히 증가한 수치라고 연구팀은 밝혔다. IBM과 화이자 공동 연구팀은 이 연구가 치매 고위험군이나 유전적 이력을 가진 그룹에만 초점을 맞추는 것이 아니라는 점에서 매우 다르다고 강조했다. 즉, 실험 참여자들의 언어표본에 대한 자연어 처리 과정을 분석함으로써 자칫 놓칠 수 있는 미묘한 부분과 담화 변화를 포착해, 머신 러닝 모델을 정확하게 교육하고 그 예측 결과에 대한 교란 변수를 설명할 수 있었다는 설명이다. 연구팀은 지난 2019년에는 간단한 혈액 검사로 알츠하이머 위험 식별을 위한 머신 러닝 사용의 연구 논문이 나왔다고 말했다. 이를 통해 향후 언어검사와 혈액 검사를 서로 연계, 알츠하이머병의 위험성을 예측하는 AI 모델을 만들 수 있을 것으로 전망했다. 치매 치료를 위한 AI에 대규모 투자 1일 자 뉴스 메디컬(News-Medical)에는 미시간주립대(MSU) 연구원들이 알츠하이머병의 초기 징후를 잡기 위한 언어 및 어휘 패턴을 스캔하는 AI 기술을 개발하고 있다는 보도가 나왔다. 그리고 이 연구에 미 국립보건원(NIH)이 390만 달러에 달하는 새로운 보조금을 지원할 것이라는 뉴스가 전해졌다. 지아유 저우(Jiayu Zhou) MSU 공과 대학 부교수는 이 자금 지원을 통해 AI에 의한 치매 예측 기술을 개발하는 사람이다. 저우 부교수는 “알츠하이머병은 초기 단계의 가벼운 인지 장애와 정상적인 인지 저하를 혼동하기 쉽다.”라며, “병이 악화돼야 비로소 상황을 깨닫지만 그때는 너무 늦다.”라고 강조했다. 이에 저우 부교수는 치매의 골든타임을 놓치기 전에 이 병을 늦추거나, 멈추게 하는데 필요한 AI의 도움을 연구하고 있다. 그는 “인간 관찰자가 치매 환자의 말과 행동의 미묘한 변화를 감지하는 것보다 AI가 훨씬 빠르고 더 신뢰할 수 있다고 믿는다.”고 말했다. 스마트폰 앱용 치매 치료 AI 모델 개발 지난 7일 마이크로소프트 뉴스에는 저우 부교수 팀이 코넬 의대(Cornell Medicine)와 협력해 사람들이 조기 치매 징후가 있고 의학적 진단이 필요한지 확인하기 위한 스마트폰 애플리케이션을 개발한다는 소식이 실렸다. 저우 부교수는 “우리는 스마트폰 앱을 위한 머신러닝 모델을 개발하고 있는데 이 앱은 뇌 내부의 병인을 사용해 정상적인 인지와 비정상적인 인지의 사람들을 발견한다.”라고 말했다. 인공지능은 사람들이 종종 지나칠 수 있는 작은 변화와 행동을 감지한다며, 그들이 미래에 애플리케이션을 사용한다면 MRI를 받는 것보다 더 저렴할 수 있다고 주장했다. 저우와 그의 연구팀은 앱 개발을 위해 치매의 조기 경고 징후를 연구하기 위해 예비 테스트를 하고, 언어 패턴이 치매를 감지할 수 있는지 알아보기 위해 다양한 대화를 연구하기 위한 임상 시험을 이끌었다. 이 앱은 말하는 사람들의 모든 데이터를 소화하고 사용자에게 치매 징후를 보일 가능성에 대한 점수를 제공한 것으로 알려졌다. 저우 부교수는 “몇 분 안에 앱을 다운로드한 다음 15분 동안 앱과 대화할 수 있다.”며 “응용 프로그램이 사람들에게 '위험에 처했다’고 말한 후, 의사가 의학적 진단을 내릴 것”이라고 강조했다.

 

#근거(객관적 수치)

지난해 10월 22일 자 IBM 뉴스에는 IBM 연구기관과 화이자(Pfizer)가 협력해 개발한 AI 모델 기사가 실렸다.
이 AI 모델은 건강한 사람 가운데서 알츠하이머병의 최종 발병 여부를 예측하도록 임상의들을 도왔다.
연구원들은 건강한 사람들의 데이터 샘플을 대상으로 한 이 예측을 통해 이들이 나중에 발병했는지, 안 했는지, 이 AI 모델로 정확히 예측해냈다. 

 

저우 부교수는 “우리는 스마트폰 앱을 위한 머신러닝 모델을 개발하고 있는데 이 앱은 뇌 내부의 병인을 사용해 정상적인 인지와 비정상적인 인지의 사람들을 발견한다.”라고 말했다.
인공지능은 사람들이 종종 지나칠 수 있는 작은 변화와 행동을 감지한다며, 그들이 미래에 애플리케이션을 사용한다면 MRI를 받는 것보다 더 저렴할 수 있다고 주장했다.

 

#추가 조사내용

1. 치매

치매는 성장기에는 정상적인 지적 수준을 유지하다가 후천적으로 인지기능의 손상 및 인격의 변화가 발생하는 질환이다. 치매는 기억을 하고 사고를 할 수 있는 능력이 장기적으로 점차 감퇴하여 일상적인 생활에 영향을 줄 정도에 이르게 된 넓은 범위의 뇌 손상을 의미한다. 일반적으로 나타나는 다른 증상들로는 정서적인 문제, 언어구사의 어려움과 의지박약이 있다. 치매가 환자의 의식에는 영향을 거의 미치지 않는다. 치매를 확진하기 위해서는 일반적으로 나타나는 노화에 따른 정신적인 기능상태의 감퇴보다는 확연하게 큰 변화가 있어야 한다. 치매는 환자의 보호자들에게도 영향을 미친다.

 

2. 국내 치매 AI

디지털 기술발달로 AI 인공지능 로봇을 활용한 치매 관리가 늘면서 긍정적 효과 사례도 점차 늘고 있다. 
로봇 활용이 늘어난 만큼 효과를 증명하기 위한 연구와 긍정 이용사례도 확대되는 것인데, 이에 따라 각 지자체도 보급 확대에 초점을 맞추고 있다.
고위험군 관리와 치매 예방을 위한 인지훈련 로봇부터 돌봄, 위험관리 모니터링, 복약지도 등 생활 밀착형 비대면 사례관리 영역에서 효과성을 인정받고 있다.  
AI 로봇을 활용한 인지훈련에 대한 효과 검증 연구도 그 일환이다. 결과부터 보면 전반적으로 긍정적인 평가와 반응이다. 

실제 강원도에서는 70대 독거노인이 골절상을 입었지만, AI 스피커를 활용한 긴급구조 대응으로 큰 사고없이 구조됐으며, 춘천시에도 응급환자를 구한 사례가 알려지기도 했다.
돌봄로봇 보급은 다수 지자체에서 높은 만족도와 호응으로 확대 중이다. 서울 구로구에서 진행된 설문조사 결과 96.7%가 돌봄로봇 재사용 의견을 답하기도 했다. 
이미 강남구, 서초구, 양천구 등 서울 전역에서 각 구별로 채택한 반려로봇 활용 사업이 진행 중이며, 효돌이와 효순이, 리쿠, 보미 등 다양한 기기들이 채택됐다. 
이외에도 경남 울산, 인천 강화군, 부산 금정구 등 다수 지자체에서 고령층을 대상 AI 로봇 보급사업 확대에 박차를 가하고 있다. 
대한노인회도 ㈜제이미디에이터와 AI 기반 시니어 말벗-돌봄 서비스 생태계 구축을 위한 공급사업 추진 업무협약을 체결했다. 

 

#적용할 점(현직자에게 물어볼 점)

1. 스마트폰 앱용 치매 치료 AI를 앱으로 만들때 UI를 어떻게 만들어야 편리하게 쓸 수 있게 할 것인가?

 

#참고자료

치매

AI 로봇 치매 분야 활용 증가…효과 도출 사례도 UP