일본산업뉴스요약

AI와 미래 제2부 -- 심층학습의 위력 (2)
희소 세포, 하루 만에 발견
기적은 만들어진다

-- 일본 전역에 검색 시스템 --
이노베이션은 우연히 생기는 경우가 있다. 노벨상을 탄 연구에 있어서도 그러하다. 영국의 알렉산더 프레밍(Alexander Fleming)는 1928년, 포도구균을 배양 중, 실수로 떨어뜨린 곰팡이 주위에만 균이 번식하지 않은 것을 발견, 이것이 항생물질 페니실린의 개발로 이어졌다. 시마즈 제작소(Shimadzu Corporation)의 나카무라 시니어펠로우(Senior Fellow)에 의한 질량 분석법 개발에서는 시료의 조합에 본래 관계없는 글리세린이 사용됐다.

이러한 우연이자 행운의 발견은 세렌디피티(Serendipitiy)라 불리며 과학계에서는 잘 알려져 있다. 행운과의 만남, 기적이라고도 말할 수 있다.

일본에서 세렌디피티를 계획적으로 만들어내고자 하는 국가 프로젝트가 추진되고 있다. 인공지능(AI)의 딥러닝(심층학습)이 사용되고 있다.

-- 예전 같으면 수년 걸렸을 것 --
10월, 동경 분교(文京)구의 도쿄대학 혼고(本鄕)캠퍼스. 이과 대학 건물 연구실엔 세포를 비추는 모니터, 손잡이가 달린 계기, 많은 기계들이 배선으로 연결되어 있다. 「세렌디피터(Serendipitor)라고 하는 세포 검색 엔진을 개발 중입니다」. 프로젝트의 책임자, 도쿄 대학원 이과계 연구과의 고다(合田)교수는 이렇게 말했다.

프로젝트의 목표는「수 년 걸리는 희소 세포를 24시간 안에 발견해 내는」일. 혈중 농도가 100억 분의 1 이하인 암의 근원 세포를 효율적으로 찾아낸다.

암세포를 계속해서 만들어 낸다고 알려져 있는 암의 근원세포는 1997년에 백혈병을 통해 처음으로 발견되어 얼마 지나지 않았다. 찾아내는 것이 어려워, 발견하면 유명한 학술지에 게재되는 경우도 있다.

-- 암의 근원세포, 고정밀도로 --
세렌디피터 안의 심층학습은, 한 개씩 혈액 안을 흐르는 세포가 근원세포인지 아닌지를 파악한다. 세포는 모두 조금씩 모양이 다르기 때문에, 기계 스스로 유추해「이것은 암의 근원세포」라고 판단한다. 그리고 그 세포만을 분리시킨다.

「판단의 정밀도는 전문가 급이다」라고 개발에 관여하는 AI 벤처기업, 엘픽셀(LPixel) (도쿄)의 기술 어드바이저인 도쿄대학원의 쿠치나(朽名)교수는 설명한다.

세렌디피터에게 배우게 한 영상은 100장 밖에 없다. 기존의 AI로 같은 정밀도를 내려면 만장은 필요하다. 희소한 세포의 영상이 모아지길 기다린다면, 세계의 연구자들이 치열한 경쟁을 펼치는 분야에서 뒤쳐지게 된다.

프로젝트에서는「슈퍼　연두벌레」의 발견도 계획하고 있다. 연두벌레를 연료로 활용하는 유글레나(Euglena)가 연구 대상이다. 연료의 근본 재료가 되는 지방을 풍부하게 생산하는 희소 세포를 찾는다.

세렌디피터의 요소 기술인 AI나 세포의 고속 촬영 등은 거의 완성되어, 연동시키는 검증에 들어갔다. 완성 목표는 2020년이다.　「전망이 보이면 벤처기업을 만들겠다」.

2012년 시점에서 세계에서 새롭게 암을 진단받은 환자는 1,410만 명에 달하고, 계속해서 늘어나고 있다. 암의 사인의 90%는 전이에 의한 것으로, 암의 근원세포가 원인이라고 알려져 있다. 그 활동을 알아낸다면 전이나 재발을 막는 약, 또는 치료법에 큰 역할을 할 것이다.

고다 교수는 세렌디피터를 한 대에 수천만엔 정도의 가격으로 만들고 싶다고 한다. 고도의 의료기기가 저렴한 가격에 보급된다면, 암 연구에 큰 도움이 될 것이다.

고다 교수는 42세. 2001년에 미국 캘리포니아대학 버클리교의 물리학과를 나와, 미국 매사추세츠(Massachusetts) 공과대학에서 물리학 박사학위를 땄다. 세렌디피터 계획은 2014년부터 시작되었다. 문부과학성이 30억엔의 예산을 마련해 진행시켜, 고다 교수는 교토대학이나 이화학 연구소 등 10개가 넘는 기관, 연구원 200명을 진두지휘 한다.

과학의 세계와 비교해, 우리들이 사는 세상은 언제나 우연으로 가득 차 있다. 결혼 상대와의 만남도 그 중 하나이다.

-- 결혼을 위한 활동도 지원 --
IBJ는 48만 명의 회원을 보유하고 있는 대규모 결혼정보서비스 업체이다. 웹사이트를 통해 한 달에 1만7,000명이 교재를 시작한다. 사이트에는 프로필인 사진, 연봉, 직업, 주거지, 자기소개 등이 게재되어 있다. 상대를 찾을 때는 연봉이나 직업의 항목에서 조건을 지정해 검색한다.

나카모토(中本)사장은 계획하고 있는 새로운 시스템에 대해「지금까지의 시스템에서 만나지 못했던 두 사람이라도, AI를 사용한다면 만날 수도 있다」라고 설명한다.

「연봉 천만엔 이상의 사람」이라고 검색할 때, 누락된 사람은 결혼 대상에서 제외된다. 그러나, 그 사람들 중에서도 AI는 후보를 뽑아 올린다. 사이트의 검열 경력 데이터에서 AI가「카나가와(神奈川)현에 살고 있는 사람이 마음에 드는 모양이군. 연봉이 좀 적어 검색 대상에서 제외되었던 이 사람은 어떨지?」라고 가르쳐 주는 형태이다.

공동 개발하고 있는 도쿄 대학 대학원의 야마자키(山崎)교수는「실험에서는 매칭 (Matching) 성공률이 높아졌다」라며, AI의 효과라고 보고 있다. 상대방에 메일을 보내, 답을 얻은 확률이 이전의 5~10%에서 최대 15%로 올라갔다. IBJ는 2017년 봄에 새로운 시스템을 가동한다.

50세까지 결혼하지 않는 남성은 5명에 한 명, 여성은 10명에 한 명(2010년 시점). 모두 1999년 5월의 2배이다. 인구 감소를 조금이나마 막기 위해 AI를 이용할 수 있지 않을까?

AI는 통계처리 기술이고, 효율을 높이데 매우 유용하다. 그 힘은 거대해, 우연을 필연으로 바꿀 수 있는 시대가 올지도 모른다.

 -- (3)으로 계속 --