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Nikkei X-TECH_2022.3.29

카오, 가상 인체 생성 모델로 건강 관련 항목 추정
극복한 두 가지 장벽이란?

카오(花王)가 건강한 생활을 위해 개개인에게 최적의 솔루션을 제안하는 것을 목표로 하는 ‘프리시전 라이프케어(Precision Life Care)’ 활동을 가속화하고 있다.

그 일환으로 인공지능 로봇 스타트업 프리퍼드네트웍스(PFN, 도쿄)와 일부 정보를 입력하는 것만으로 1,600개 이상의 건강과 라이프스타일에 관한 항목을 추정할 수 있는 ‘가상인체 생성 모델’의 프로토타입을 공동 개발했다. 앞으로 외부 기업에 가상 인체 생성 모델을 제공하고, 개별화된 헬스케어 서비스와 제품 개발을 지원하는 시스템으로 확대해나갈 방침이다.

프리시전 라이프케어를 추진하기 위해 피부 속 피지에 포함되어 있는 RNA를 분석하는 등, 복수의 모니터링 기술을 개발해온 카오는 이번에 개발한 가상 인체 생성 모델을 이러한 모니터링 기술들과 함께 프리시전 라이프케어를 구성하는 핵심기술로 규정하고 있다.

2월에 열린 가상 인체 생성 모델과 프리시전 라이프케어 사업 구상에 관한 설명회에 참석한 카오의 하세베(長谷部) 사장은 “프리시전 라이프케어 활동은 카오가 변혁하는 계기가 될 것으로 생각하고 있다”라고 말했다.

가상 인체 생성 모델은 일부 데이터를 통해 건강 등과 관련된 항목을 추정하는 것으로, 모델에 구비된 항목이 입력값이자 출력값이 된다. 현재는 아직 프로토타입의 단계로, 올 여름 경에는 1,600이상의 항목을 추정할 수 있도록 할 예정이다.

항목에는 건강진단 등의 측정치와 함께 문진으로 파악하는 심신상태 등도 포함된다. 예를 들어 체격이나 신체 조성, 혈액 검사치, 운동기능, 인지기능, 스트레스 정도, 행복감, 성격 특성 등이다.

-- 생성 모델을 인체의 데이터에 응용하는 경우의 2가지 기술적 과제 --
생성 모델은 심층학습을 이용해서 현실 세계에 존재하는 사람의 얼굴 이미지에서 현실에 존재하지 않는 사람의 얼굴 이미지를 생성할 때 사용된다. 1개의 이미지 중에서 근접한 화소의 휘도 등의 패턴을 통계학적으로 산출, 그 정보를 이용해 모델에게 학습시켜 새로운 얼굴 이미지를 나타낼 수 있다.

생성 모델을 인체의 데이터에 응용하는 경우에는 장벽이 더 높아진다고 한다. “이미지 생성의 경우에도 모델 개발에 노하우가 요구되는 등 간단하지 않지만, 인체를 대상으로 하는 경우에는 특히 2가지의 기술적인 과제가 있다”라고 카오의 마루야마(丸山) 이그제큐티브 펠로우는 말한다.

그것은 화소라는 획일적인 타입의 변수가 종횡으로 정연하게 나열되는 이미지와는 달리, 인체와 관련된 데이터는 다양하다는 점과 훈련용 데이터에 결손이 많다는 점이다.

훈련용 데이터에 결손이 생기는 것은 동일 인물에서 1,600개 이상의 항목을 취득한 데이터를 대량으로 입수하는 데 한계가 있기 때문이다. 이를 해결하기 위해 카오와 PFN은 생성 모델 작성에 항목 수나 샘플 수가 다양한 복수의 데이터 세트를 이용했다.

가상 인체 생성 모델을 만들기 위해 이용한 데이터 세트는 3종류가 있다. 샘플 수가 많은 순서로, 시판의 건강진단 데이터 및 의료비 청구서 데이터, 카오가 이번 모델 작성을 위해 실시한 다항목 횡단 시험 데이터, 카오연구소가 보유하고 있는 데이터 등 3종류이다.

건강진단이나 의료비 청구서 데이터는 수백만 명 분으로 샘플 수는 많지만, 항목 수는 한정된다. 한편, 카오연구소가 보유하는 데이터는 최대 수 백 명 분으로 샘플 수는 한정되어 있지만, 항목 수는 많다. 이번 모델 작성을 위해 실시한 다항목 횡단시험 데이터는 1,000명을 대상으로 1,600개 이상의 항목을 취득했다.
 

서로 다른 3종류의 데이터 세트를 취급해야 하기 때문에 양사는 혈액검사 수치 등 각 데이터 간의 연결을 위한 '접착제' 역할을 하는 항목에 주목해 분석을 추진했다. 예를 들면, 먼저 다항목 횡단 시험 데이터 중에서 일정한 행복 정도를 느끼고 있는 집단의 혈액 검사 결과 패턴을 통계학적으로 추출. 그 다음, 다른 데이터 세트에서 그 혈액 검사 결과 패턴을 가진 집단이 어떠한 의료비 청구서 정보를 나타내는지를 통계학적으로 추출해서 각 데이터 세트를 연결하고, 그 정보를 이용해 모델을 학습시켰다.

-- 개별화된 제품이나 서비스 개발 지원 --
카오와 PFN은 가상 인체 생성 모델을 사업자에게 API(어플리케이션 프로그래밍 인터페이스)를 통해 제공하여 건강 관련 서비스 및 제품 개발에 활용할 수 있도록 할 방침이다. 양 사는 입력값이나 출력값에 대한 데이터를 수집하거나 축적하는 등의 2차 이용은 하지 않으며, 어디까지나 모델을 제공하는 입장을 고수한다.

이용 기업은 가상 인체 생성 모델을 어떻게 활용할 수 있을까? 예를 들면 건강 증진 앱으로의 응용이다. 카오는 NTT도코모와 협업하고 있어, 도코모가 제공하는 스마트폰 전용 건강관리·증진 앱 ‘d헬스케어’와 가상 인체 생성 모델을 조합해 이용자가 입력한 내용에 따라 이용자에게 최적의 헬스케어 솔루션을 제안하는 것을 목표로 하고 있다.

마케팅 분야에서 가상 인체 생성 모델을 사용하는 것도 상정하고 있다. 대상자가 응답한 설문조사 내용을 입력값으로 해 1,600항목 이상의 내용을 추정. 이를 통해 응답한 항목 수 이상으로 얻을 수 있는 정보가 증가하게 된다. 카오 디지털사업창조부의 스즈키(鈴木) 부장은 “이 외에도 대학의 연구자 등이 이용한다면, 실험을 실시하기 전의 가설 구축 등에 활용될 수도 있다”라며 가상 인체 생성 모델의 가능성에 대해 설명한다.

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