고등학교에 재학 중인 인도 소녀가 당뇨병과 안과 질병을 조기 진단할 수 있는 인공지능 시스템을 개발해 화제다.

‘IEEE 스펙트럼’에 따르면 ‘카브야 코파라푸(Kavya Kopparapu)’라는 인도계 여학생이 3D프린터로 만든 렌즈와 스마트폰 앱을 활용해 당뇨 망막병증(Diabetic Retinopathy) 등 안과질환과 초기 당뇨병을 진단할 수 있는 인공지능 시스템을 개발하고, 지난달 뉴욕에서 열린 ‘오릴리 인공지능 컨퍼런스(O’Reilly Artificial Intelligence Conference)‘에서 발표했다.

그녀가 안과 질환과 당뇨병을 진단할 수 있는 인공지능시스템에 관심을 갖게 된 것은 할아버지 때문이다. 그녀의 할아버지는 지난 2013년부터 당뇨병 합병증인 당뇨망막병증 증세를 보였다. 이 병은 망막 혈관이 손상되면서 실명에까지 이른다. 카브야 코파라푸는 전세계적으로 4억 1500명에 달하는 당뇨병 환자가 있으며, 이들 환자 가운데 3분의 1이 망막병증으로 고생하고 발병 환자의 절반이 5년안에 시력을 상실한다는 점에 주목했다. 하지만 50% 가량이 제대로 진단을 받지못하고 있는게 현실이다. 진단 및 치료 비용이 비싸 발병 사실을 뒤늦게 알고 결국에는 실명에 이르고 만다. 그녀는 제때 진단을 받지못하는 것이 가장 큰 과제라는 점을 인식했다.

인도 정부는 빈민 지역에 안과의사들을 파견해 안과 질환을 조기에 진단하려 하지만 진단 장비가 비싸 크게 효과를 보지는 못하고 있다. ‘카브야 코파라푸’가 개발한 인공지능 시스템인 ‘아이애그노시스(Eyeagnosis)’는 스마트폰으로 망막 사진을 찍으면 바로 진단 결과를 볼수 있다는 점에서 혁신적이다. 큰 비용 들이지 않고 짧은 시간에 진단을 내릴 수 있다.

그녀는 15세의 남동생, 고등학교 동급생인 ‘저스틴 장(Justin Zhang)’과 함께 인공지능 개발을 추진했다. 그녀는 어릴 때부터 과학에 호기심이 많았다. 미국 버지니아주에서 자란 그녀는 디스커버리 채널에서 방송하는 과학 프로그램에 많은 관심을 가졌다. 그녀가 컴퓨터 프로그램에 관심을 갖게 된 것은 '여성과 정보기술을 위한 국가센터(National Center for Women and Information Technology)'가 주최한 워크숍 덕분이었다. 이 워크숍을 계기로 자바, HTML, 파이선, C 등 프로그램 언어를 익혔다. 컴퓨터 과학에 대한 그녀의 관심은 컴퓨터 비전, 인공지능으로 이어졌다. 그녀는 아마존 웹서비스와 '하비 머드 컬리지(Harvey Mudd College)'의 후원을 받아 ‘걸스 컴퓨팅 리그(Girls Computing League)’를 조직하기도 했다.

그녀는 당뇨병과 당뇨망막병증을 조기 진단할 수 있는 인공지능을 개발하기위해 컴퓨팅 병리학자, 생화학자, 안과의사, 신경과학자, 머신러닝 전문가들에게 e메일을 보내 자문을 얻었다. 그녀가 진단에 적용한 인공지능 기술은 'CNN(Convolutional Neural Network)'이라는 머신러닝 아키텍처다. 음성인식, 기계번역, 이미지 인식 등에 폭넓게 활용되고 있다. CNN은 특히 이미지 인식에 강하다. 망막 이미지를 분석하기위해 카브야 코파라푸는 마이크로소프트(MS)가 개발한 ‘레스넷(ResNet)-50’이라는 기성 모델을 채택했다. 그리고 머신러닝에 필요한 데이터베이스는 미국 국립보건원(NIH)의 ‘아이진(EyeGene)’ DB를 활용했다.

지난해 10월 그녀는 자신이 개발한 인공지능 앱을 테스트하기 위해 인도 뭄바이에 있는 '아디트야 조오트 안과병원(Aditya Jyot Eye Hospital)'과 협력해 테스트를 시작했다. 11월에는 3D 프린터로 제작한 프로토타입을 병원에 공급했다. 환자를 대상으로 테스트한 결과 정확성이 높은 것으로 나타났다. 이 제품은 당뇨병과 망막내 혈관, 미세동맥류의 이상 여부를 진단할 수 있다.

미국 국립보건원 'J. 필딩 헤즈만식(J. Fielding Hejtmancik)'은 구글, 피크 비전(Peek Vision) 등 기업들이 비슷한 시스템을 최근 발표했지만 ‘카브야 코파라푸’가 개발한 인공지능 시스템은 아주 값싼 비용으로 당뇨병과 안과 질환을 조기에 진달할 수 있다는 점에서 주목할만한 기술이라고 소개했다. 게다가 이 소녀는 구글이나 피크 비전에 근무하는 연구원과 달리 학위도 없다. 헤즈만식은 실제 상용화까지는 시간이 걸리겠지만 기업들이 이윤이 별로 없다는 이유로 제품 생산을 거절할지 오히려 걱정된다고 말했다.