우리는 보통 AI라 함은 Alexa처럼 명령을 '듣고' 수행하고 자가운전자동차에서 주변 '이미지를 감지'하는 능력을 연상시킵니다. 하지만 이번 블로그에서 소개해드릴 내용은 후각을 가진 AI입니다. 후각을 가진 AI는 인간의 구취를 통해 질병상태를 식별할 수 있을거라고 하네요. 사실 인간의 '후각'은 동물과 비교하면 잘 발달되어있지 않기때문에 일상적인 활동을 하는데 많이 사용되지 않고있는게 사실이죠. 그렇기때문에 이미 공기중에 담겨있는 풍부한 정보를 제대로 전달받지 못하고 놓쳐버리게됩니다. 이런 부분을 후각을 가진
AI가 도와줄지도 모르겠습니다.

수십년 동안 전 세계의 실험실에서는 공기중의 미세 물질을 검출하기 위해 기계를 사용해왔습니다. '가스 크로마토 그래피 질량 분광기' 또는 'GC-MS'라고 불리는이 기계는 공기를 분석하여 휘발성 유기 화합물로 알려진 수 천 개의 서로 다른 분자를 발견해낼 수 있습니다. GC-MS는 공기 시료의 각 화합물을 먼저 분리한 다음 조각으로 분쇄하여 화합물을 인식 할 수있는 독특한 지문을 만들어 내며, 분자의 단편을 나타내게됩니다. 인간의 구취내에는 수백 가지 화합물들이 담겨있고 그중에 일부는 다양한 암의 존재를 알려줄 수 있다고 합니다. 심지어 암 초기단계에도 말이죠. 따라서 전 세계에서는 GC-MS를 비외과적 방법의 진단 도구로 사용하여 많은 질병을 신속하게 파악하기위해서 여러 실험을 진행하고 있습니다. 하지만 불행히도 이런 방법은 시간이 많이 걸릴 수 있습니다. 많은 양의 데이터를 전문가가 수동으로 검사하고 분석해야하기때문이죠. 즉, 엄청난 양의 화합물과 데이터의 복잡성때문에 전문가들 조차도 샘플 하나를 분석하는데 오랜 시간이 걸리게 됩니다. 게다가 인간은 실수를 범하기 쉽고, 화합물을 놓치거나, 화합물 하나를 잘못 이해하면 잘못된 데이터가 만들어지는 것이죠.

Loughborough University의 데이터 사이언스 연구팀은 인간의 구취내 화학 물질을 인식시키기 위해 최신 인공지능 기술을 적용해보았습니다. 인간의 두뇌에서 영감을 얻은 수학적인 모델, '딥러닝 네트워크'은 냄새가 남긴 흔적을 "읽도록" 특별히 설계되었죠. Edinburgh Cancer Center)의 의사, 간호사, 방사선 의사 및 의학 물리 사 팀이 암 치료를받는 참가자의 호흡 샘플을 수집하기 시작했습니다. 화학자팀과 컴퓨터 사이언스팀이 수집된 샘플들을 분석했으며, 일단 화학자들이 모든 샘플의 화합물을 수동으로 식별하면, 컴퓨터는 딥러닝 네트워크를 트레이닝 시키기위해 식별된 데이터를 인식시킵니다. 모든 계산은 GPU라고 불리는 특수 장치에 의해 가속화되기때문에여러 정보를 동시에 처리 할 수 있으며, 딥 러닝 네트워크는 구취내 특정 화합물이 드러내는 특정 패턴을 인식 할 수있을 때까지 각 표본을 계속 학습하게됩니다.

첫 번째 연구에서는 주로 '알데히드'라고 불리는 화학 물질 그룹을 인식하는 데 중점을 두었는데요, 이 화학 물질 그룹은 종종 향수와 관련되어 있지만 인간의 스트레스 상태 및 질병과도 상관관계가 있다고 합니다. AI 기술이 탑재 된 컴퓨터는 이전에 인간 전문가가 몇 시간 동안 걸렸던 샘플 분석을 단순히 몇 '분'만에 분석해냅니다. 사실 AI는 전체 프로세스의 비용을 감축시키면서도 신뢰도는 더 높여주는 효과를 내고있습니다. 더욱 흥미로운 것은 이 지능형 소프트웨어는 지식을 습득하고 더 많은 샘플을 분석하면 할수록 시간에 따라 더욱더 향상된다는 것이죠. 이 기술은 질병을 식별하는것 뿐만아니라 더 나아가서 의학, 법의학, 환경 분석 및 기타 분야에서 사용되는 응용 프로그램과 함께 조인하여 화합물을 감지하여 다른 이슈를 해결할 수 있도록 트레이닝 시킬 수 있을것으로 예상됩니다.

출처 : https://www.independent.co.uk/news/science/ai-artificial-intelligence-smell-detect-illness-science-technology-a8394706.html