코로나 바이러스와 맞짱 뜬 한국의 첨단 ICT기술 5가지

2019년 12월 31일 한국에서 첫 확진자가 발생하기 20일 전, 캐나다 AI 스타트업 '블루닷'은 인공지능(AI)을 이용해 코로나바이러스가 서울, 도쿄, 방콕에도 확산할 것으로 예측했다. 2020년 1월 16일 확진자 발생 4일 전, 한국 바이오벤처기업 씨젠(Seegene)은 데이터 기반 AI가 분석한 코로나19 진단키트 개발을 시작했고 3주 만에 대량 생산이 가능한 제품을 출시했다.

그리고 5년 전 빌 게이츠가 전염병에 대비하라는 TED 영상(The next outbreak? We're not ready)과 작년 11월 넷플릭스 다큐멘터리 영상(The Next Pandemic)이 화제가 되면서, 지금 그가 강조하는 것은 데이터 기반 치료제 및 백신 개발에 적극적인 태도이다.

이처럼 AI를 비롯한 과학기술과 의학지식이 바탕이 된다면 코로나19에 적용 가능한 치료제가 나오지 않을까. 현재 한국이 코로나19 대응 IT 기술 모범국가로 평가받고 있다. 전 세계가 어떤 기술에 주목하는지 자세히 알아보자.

① 마스크재고앱 : 미국에게도 알려주고 싶다!

1월 20일 국내 코로나19 첫 확진자가 발생하고 3일 후 정부가 코로나바이러스 예방 관련 문자를 전국에 발송했다. 비말감염 예방을 위해 마스크 착용이 권장되면서 사람들이 약국에 몰리기 시작했다.

이에 정부가 3월 9일 '마스크 수급 안정화 대책'을 내세우며 일주일에 1인 2개씩 파는 마스크 5부제가 실시되었다. '마스크 대란'이 어느 정도 진정되었지만, 또 다른 문제가 발생했다. 약국 앞에 마스크를 구매하기 위해 줄을 섰지만 마스크 재고가 부족해 구매하지 못한 상황이 생긴 것이다.

이 문제를 해결하기 위해 3월 10일 과기정통부는 공적 마스크 판매 데이터를 공개했다. 민간 앱, 웹 개발자들이 과기정통부가 제공하는 API(Application Program Interface, 특정 데이터를 활용할 수 있게 기능을 제공하는 것)를 활용해 실시간으로 공적 마스크 재고 정보를 알려주는 서비스를 개발했다. 이 서비스는 건강보험심사평가원이 제공한 데이터를 활용했으며 GPS 상 가까운 위치에 있는 약국을 실시간으로 알려준다.

이제 시민들은 약국 위치, 재고량, 판매량 등 정보를 확인하고 약국을 방문할 수 있다. 소비자가 구매하는 시점과 정보가 업데이트되는 시점에는 차이가 발생하지만, 마스크 재고가 충분한 주변 약국을 바로 알 수 있어 줄 서는 일이 없이 마스크 구매가 가능해졌다.

현재 '마스크 알리미'를 포함한 공적 마스크 재고 현황 앱은 '마스크 사자', '코맵', '굿닥' 등이 있고, 모바일에서 네이버 검색창에 '공적마스크' 또는 '마스크재고'로 검색해도 마스크 보유 현황을 알 수 있다.

미국 최대 코로나19 확산지 뉴욕주가 17일부터 마스크 착용을 의무화했다. 문화적으로 마스크 착용을 기피했지만 이제 마스크를 착용한 모습이 '뉴노멀(new normal·시대변화에 따른 새로운 표준)'로 받아들이고 있다. 이에 따라 마스크를 찾는 뉴욕시민들이 증가하면서 한국처럼 API를 활용한 서비스가 나올 수 있다. 결국, 이 현상은 뉴욕주에만 국한되지 않는다. 각국의 정부는 팬데믹으로 변화된 일상에 맞는 대응책을 마련해야 한다.

② 자가격리앱 : 내 위치 정보 누구를 위해 사용되나

1월부터 국내 코로나19 확진자가 나타나기 시작했다. 2월 1일 70명이었던 자가격리자는 3월 1일 3만 명을 넘어서게 되었다. 관리 전담공무원이 일일이 격리자를 관리할 수 없을 정도로 사태는 심각해졌다. 확진자 수 만큼 감염 우려 있는 접촉자의 자가격리가 중요했고 그들이 격리장소를 이탈하지 못하도록 관리하는 것이 무엇보다 중요했다.

행정안전부는 2월 초 대구 ICT 기업 '위니텍'에 온라인으로 자가격리자를 관리할 수 있는 애플리케이션 개발을 요청했다. 3월 7일 '자가격리자 안전 보호 앱'이 본격적으로 시행되었고, 자가격리자용과 전담공무원용으로 개발됐다. 현재 지자체에서 자가격리자 모니터링 목적으로 사용되고 있다.

해당 앱을 통해 자가격리자는 2주 동안 매일 2회 발열, 기침, 인후통 등 상태 정보와 위치 정보를 전송해야 한다. 만일 격리 장소를 이탈할 시 위치정보시스템(GPS)으로 실시간 위치를 파악해 격리자와 전담자에게 알림이 가도록 설정되어 있다.

최근 미주, 유럽발 해외입국자에서 확진자가 증가하면서 정부는 4월 1일부터 입국하는 모든 내외국인에 2주간 자가격리를 하도록 조치를 내렸다. 이들 모두 자가격리자 안전 보호 앱을 의무적으로 사용해야 하며 강화된 관리 감독에 유의해야 한다.

한 프랑스 기자(앙드레 제레미)는 한국에서 자가격리를 겪으면서 작성한 체험기를 4월 1일 프랑스 주간지에 소개했다. 앙드레 제레미는 자가격리자 앱을 통해 감시받는 것이 팬더믹 상황에서 공공 보건을 위한 시민 의식임을 강조했다. 서양 국가에서 개인 위치정보 공개가 인권 침해라며 한국 대응책을 비난한 것에 대해 '한국의 자가격리는 파시즘이 아니다'라고 지적했다.

프라이버시를 중요하게 생각하는 서구식 개인주의가 공동체의 방역 문제를 해결하는 데 도움이 되지 않는다는 것은 유럽 코로나19 방역 과정에 이미 드러났다.

③ 빅데이터 활용 진단키트 : 검사시간 6시간으로 단축

씨젠 '올플렉스(Allplex 2019-nCoV Assay)' 진단키트는 질병관리본부에서 요청한 지 2주 만에 개발됐고, 1주일 만에 긴급사용 승인을 받아 2월 12일 출시됐다. 이 제품의 재현성·반복성 평가 결과 검출한계(LOD)가 95% 이상이었다. 이는 소량의 바이러스에도 민감하게 반응한다는 것을 뜻한다. 검사 능력이 우수해 유럽 체외진단 시약 인증(CE-IVD), 필리핀 식품의약품국(FDA) 승인과 함께 해외 수출이 95% 달한 진단 키트이다.

이처럼 정확도가 높고 빠른 개발이 가능한 이유는 20년간의 시약 분석 데이터를 집약한 빅데이터 시스템을 구축했기 때문이다. 이 시스템은 AI를 활용해 바이러스 유전자 데이터를 신속하게 분석하고 바이러스 감염 여부 정보를 제공한다.

의료 정보 데이터 축적은 오랫동안 이루어졌던 일이다. 이 데이터를 기반으로 기존 바이러스 DNA의 성격과 특징을 분석하여 신종 바이러스 진단 방법을 찾아냈다. 한국에 확진자가 나타나기 전부터 중국에서 공개한 코로나19 DNA 정보만 가지고도 진단 키트를 개발한 것이다.

1월 20일 국내 첫 확진자 발생 이후 불과 한 달도 채 안 돼서 한국은 주당 25만~50만 명의 감염의심자를 진단하는 키트를 만들었다. 하루 이상 걸리던 검사 시간이 최대 6시간으로 단축되면서 신속하게 검사를 진행하게 되었다. 씨젠이 택한 진단 방식은 '분자진단법(RT-PCR)' 이다. 분자진단법이란 감염의심자의 침·가래에 코로나바이러스 특이 유전자와 결합하는 시약을 섞어 유전물질을 증폭시키면서 반응 여부를 확인하는 진단법이다.

④ AI활용 폐질환 진단법 : 6시간도 길다... 3초면 OK!

코로나19 감염 의심자가 증가하면서 진단키트로만 검사를 진행하기에 의료인력이 부족하고 상당한 시간이 걸린다. 무증상 감염자도 꾸준히 증가하고 하루 만에 비감염자가 확진자로 바뀌는 일도 계속 보고됐다. 죽은 바이러스가 진단에 걸리기도 하고 약한 바이러스는 발견하기도 힘들다.

그렇기 때문에 감염진단 정확성을 높이고 50만 건이 넘는 대량 검진 과정에 효율성을 높이기 위해 AI 진단 기술을 사용했다. 의료진에게는 6시간보다 더 빠르고 정확한 진단법이 필요했다. 감염자의 주 증상이 폐렴이라는 결과가 나오면서 국내 의료분야 AI 솔루션 기업들이 흉부 판독 기술을 보조 진단 수단으로 내세웠다.

폐 X-Ray 촬영 동영상을 보고 인공지능이 감염진단을 할 수 있는 기술을 과감히 도입했다. 이 기술은 현재 주 진단법인 분자진단법(RT-PCR)을 사용하는 현장에서 의료진의 판독을 돕는 보조 수단으로 사용된다. 대표적인 기업으로는 뷰노, 루닛이 있다.

코로나19 감염의심자나 이미 폐렴 증상을 가지고 있는 환자 중에 코로나19 때문에 생긴 것인지 아닌지를 판단하는 데 인공지능이 주요한 역할을 했다. 최후 진단은 의사가 판단을 내리지만, 대량 데이터 처리 과정에 필요한 수천 명 의사들의 노고를 줄이고 진단 시간을 최단 시간으로 단축했다.

뷰노의 '뷰노메드 체스트 엑스레이'는 이미 강원도 지역 보건소와 대구 일부 병원에서 X-Ray 영상 판독 AI를 통해 폐렴 여부를 확인하는 데 사용 중이다. 3초 이내로 X-Ray 영상을 판독해 코로나19로 인한 폐렴 여부를 빠르게 검출해낸다.

뷰노뿐만 아니라 루닛도 흉부 X-Ray 영상을 분석하는 데 AI를 활용한다. '루닛 인사이트 CXR'은 인공지능 알고리즘이 코로나19로 발생하는 폐렴을 포함한 폐 비정상 소견을 수 초 내로 검출하고 97~99%의 정확도를 보이는 분석 기술이다.

최근 뷰노와 루닛이 AI 기반 폐 질환 판독 솔루션을 전 세계에 무료로 공개했다(뷰노 : '뷰노메드 렁퀀트'와 '뷰노메드 체스트 엑스레이-코로나19 버전', 루닛 : '루닛 인사이트 CXR'). 루닛이 브라질 프리벤트 시니어(Prevent Senior) 병원에서 루닛 인사이트 CXR을 활용해 3천 명 이상의 환자를 분석했다고 전했다. 정부는 해외에서 한국 진단법이 주목받고 있기 때문에 폐 질환 AI 진단법을 무료로 공개함으로써 진단키트 확보가 어려운 해외 의료진에게 도움이 되기를 바란다고 밝혔다.

⑤ 스마트 역학조사 시스템 : 24시간 → 10분... 동선파악 단위 단축

해외 여행 이력이 없고 확진자 접촉자도 아닌 한 부부가 코로나19에 감염되면서 '지역사회 감염' 우려가 커졌다. 먼저 확진된 남편(29번 환자)에 이어 아내(30번 환자)까지 확진 판정을 받으면서 이전 확진자 및 접촉자 역학조사에 구멍이 생겼다는 말이 나왔다.

지역사회 감염이 우려되면서 정부는 기존 해외 유입자의 방역 대책보다 지역사회 방역 대책에 집중해야 할 것으로 판단했다. 특히 역학조사에 집중했고 점점 많아지는 조사대상을 감당하기에 인력이 부족하다는 것을 인지했다. 이를 보완하기 위해 정부가 역학조사 지원 시스템을 활용하기로 했다.

국토교통부, 과학기술정보통신부, 질병관리본부는 3월 26일부터 '코로나19 역학조사 지원시스템'을 정식 운영했다. 확진자 동선 파악이 24시간에서 10분 이내로 단축된 효과가 나타났다. 이는 도시 내 교통, 에너지 등의 분야별 데이터를 분석하는 스마트시티 개발 기술을 적용하면서 이동정보 및 신용정보를 신속하게 분석할 수 있게 됐다.

역학조사 절차가 자동화되면서 질병관리본부, 경찰청, 통신사, 신용카드사 간의 실시간 정보 교환이 가능해졌다. 이 시스템은 확진자 이동 동선과 시간대별 체류 지점을 실시간으로 파악하고 대규모 발병지역의 감염원을 파악할 수 있도록 도움을 준다. 개인정보 활용이 중요한 만큼 정보 보호에도 대비했다. 정부는 감염병예방법에 근거하여 개인정보가 역학조사에 한시적으로 활용되며 코로나19 상황 종료 시 파기한다고 전했다.

이 부분은 윤리적인 문제도 제기될 수 있다. 개인의 이동정보나 신용정보를 공개하면서 확진자의 개인 신상 정보가 대부분 공개되기 때문이다. 하지만 확진자의 기억이나 주장에 의존하기에는 감염경로를 파악하는 데 부족하다. 실제 확진자가 이동 경로를 숨기는 것 때문에 지역사회 감염은 통제할 수 없게 된다.

감염경로를 파악하지 못한 미국과 유럽 그리고 일본은 결국 한 달도 넘지 못해 팬데믹 상황에 빠졌다. 개인의 자유와 공동체의 안전이 충돌한 것이다. 그렇지만 정책적인 의지와 시민의 합의로 확진자의 이동 경로와 접촉자를 공개한다면 코로나19 방역에 큰 도움을 받을 수 있는 것도 사실이다. 개인의 권리가 절대적이지 않다는 것, 공동체의 안전을 위협받는 비상 상황에는 어느 정도 통제받아야 하는 것도 이번 코로나19가 인류에게 알려준 교훈이다.

이런 문제의식에서 ICT 기술은 적절하게 활용됐다. 여기서 중요한 것은 '적절함'이다. 한국은 웨어러블 기기인 전자팔찌 사용 문제도 자가격리 위반자로 축소하고 그것도 본인의 동의를 얻어 활용한다. 착용자의 동의 없이 무조건 전자팔찌를 채우는 방식은 부적절하며 파시즘에 가까운 정책이라고도 볼 수 있다.

코로나19 대응 3원칙이 첨단기술 사용을 가능케 하다

▲ 4월 15일 발간된 ICT기술과 AI를 활용한 한국 대응 사례 담은 ’코로나19 대응 자료집’기획재정부

결과적으로 정부 코로나19 대응 3원칙(개방성·투명성·민주성)이 첨단 ICT 기술을 활용하는 데 효과적이었다. 국민들은 자신의 개인정보가 일부 노출되더라도 다른 국민에게 피해가 가지 않도록 자유권 일부를 희생했다. 정부도 폭력적인 격리나 일방적인 방식이 아닌 국민에게 투명하게 정보를 밝히고 방역정책을 설득하는 데 최선을 다했다.

의료진 또한 자신들의 절대적인 권리인 진단과 치료과정에 인공지능의 도움을 받았다. (평상시라면 꽤 많은 부분에 논쟁이 있을 수 있는 부분이다. 특히 빅데이터 기반 AI진단 기술은 윤리적이고 의학적인 첨예한 논쟁이 있다.) 이런 국민적 합의 위에 정부와 민간기업과 의료진은 동원할 수 있는 최대한의 국가적 역량을 동원했다.

민간과 정부는 국가 방역을 위해 각종 데이터를 투명하게 밝혔다. 이 데이터를 바탕으로 나온 기술들이 현재 국내뿐만 아니라 해외에서도 코로나19 대응 사례로 모범이 된다는 평을 받고 있다. 최근 정부가 기술을 보완하면서 해외 각국에 정보를 공유하는 데 적극적으로 나서고 있다. 다만 개인 정보 데이터를 활용하는 대응책이 개인의 인권과 사생활이 침해되지 않도록 균형을 찾겠다고 말한다.

앞으로도 한국은 데이터를 투명하게 공개해 확진자 및 접촉자를 찾고 치료 및 관리하는 데 앞서갈 것이다. 한국의 발달한 ICT 기술은 국가 위기관리와 공공보건과 안전 영역에서 빛을 발하고 있다.

사회역학자 김승섭은 한 인터뷰에서 자신의 스승 폴리오 프랭크 교수(하버드 대학교 보건대학원 원장)의 말을 인용했다.

"질병을 피할 수만 있다면 경제학, 심리학, 통계학… 모든 학문을 가져다 쓰라."

그리고 김승섭은 말한다. "내가 가진 데이터를 최선을 다해 분석하면 할 수 있는 말과 할 수 없는 말이 명확하게 나와요. 데이터는 힘이 있는 만큼 한계도 명확해요. 힘들지만 이 학문으로 더 나은 언어를 추출할 수 있어요." 코로나19 위기는 데이터 전쟁이며 이 전쟁에서 이기는 무기는 빅데이터, 인공지능 등의 ICT 기술이다.

덧붙이는 글 오현경 기자는 프랑스 리용2대학에서 인지과학을 전공했습니다.

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