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AI 확산 막을 과학기술 어디까지 왔나

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2017년 11월 20일 19:07 프린트하기

※ 편집자주. 올해도 어김없이 조류독감이 한국을 찾았습니다. 여러 분야 과학기술자들이 협력해 AI 감염과 확산을 막을 수 있을까요? 국가과학기술연구회(NST)는 ‘조류인플루엔자(AI) 방역을 위한 과학기술은?’이란 주제로 올해 1월 4일 서울상공회의소에서 제11회 국민안전기술포럼을 개최했습니다. 관련 기사가 있어 소개합니다.

 

조류독감 유행으로 철새, 닭 등 조류가 수난을 겪고 있다. - GIB 제공
조류독감 유행으로 철새, 닭 등 조류가 수난을 겪고 있다. - GIB 제공

● 드론에서 데이터 시뮬레이션까지... AI 확산 막을 어벤저스 기술?

 

AI 전문가들이 모여 현행 방역 시스템의 문제를 짚어보고 과학 기술로 AI를 해결할 수 있을지 논의했습니다. 연구 중인 기술은 4가지 입니다.

 

1. 철새 도래지 모니터링 하는 드론&수륙양용 로봇

AI는 주로 중국에서 한국으로 날아 들어오는 철새에 의해 옮겨진다고 알려져 있습니다. 따라서 정부는 평소에도 전국에서 야생 조류의 똥을 채취해 AI 바이러스를 검사하고 있습니다. 환경청에서는 2014~2016년 사이 3802개의 샘플을 채취했죠.

 

이를 ‘예찰’이라고 합니다. 문제는 전문가가 부족하다는 겁니다. 야생 조류의 똥을 분별하고, 사체가 오래된 것인지 알아볼 수 있는 전문가가 없어 예찰의 효과를 보기 어렵습니다. 환경청 조사 결과 바이러스 양성 비율은 0.29%(3802건 중 11건)였는데, 이는 건국대 수의과대학이 조사한 양성 비율 1.14%(1만 3323건 중 152건)라는 결과와 많은 차이가 납니다. 

 

KIST는 AI가 발생하기 전 야생 조류를 예찰하는 시스템을 표준화하자고 제안하며, 이를 위해 정찰용 드론과 수륙양용 로봇 시스템을 개발하겠다고 밝혔습니다. 드론이 철새 도래지 근처를 날며 철새들이 모인 곳의 정보를 얻고, 수륙양용 로봇이 접근해 분변이나 조류 사체 등의 샘플을 수거하겠다는 얘기입니다. 로봇이 채취한 샘플에서 바이러스를 농축하고 자동으로 진단하는 시스템도 계획 중입니다.

 

2. 쉽게, 빠르게, 정확하게 AI 진단하는 키트

현재 AI 감염 여부를 진단하려면 바이러스를 분리한 뒤 연구소에 가져와 실험용 세포에 감염시켜 봅니다. 현장에서 바로 검사 결과를 얻는 건 고사하고, 검사에만 2~5일이 소요되는 판입니다. 비교적 간편한 유전자 증폭법 (AI 바이러스에서 유전물질인 RNA를 추출해 증폭, 분석하는 방법)을 쓴다 해도 6~48시간이 걸립니다.

 

KIST와 한국생명공학연구소는 각각 현장에서 사용 가능한 진단 키트를 개발 중이라고 밝혔습니다. KIST는 기존 현장진단 키트보다 10배 이상 측정 감도를 높인 ‘래피드키트’를 개발, 현재 H5N2와 5N6 바이러스로 시험 중입니다. 개발에 성공하면 조류의 분변에 포함된 미량의 바이러스는 잡아내지 못 하는 기존 현장 진단 키트의 약점을 결할 수 있습니다. 진단 시간도 30분으로 줄어 현장에서 AI를 바로 진단할 수 있습니다. 생명공학연구소도 비슷한 진단키트를 1년 안에 개발하겠다고 밝혔습니다.

 

3. AI 확산 패턴 예측하는 시뮬레이터

AI 발생 초기, 바이러스가 어떤 패턴으로 퍼져나갈지 예측하는 모델도 개발 중입니다. 현재 개발중인 모델의 정확도는 82.7% 정도입니다. 2011년 유행한 H5N1을 모델로 예측한 결과가 실측 자료와 82.7% 동일했습니다.

 
새 모델로는 백신 접종 여부에 따라 달라지는 확산 패턴도 알아낼 수 있습니다. 예를 들어 충청남도 전체 조류 중 15%에게 백신을 투입할 경우 감염된 조류의 총 숫자는 41.8% 줄어들었고, 전체가 감염되는 데 걸리는 시간은 22일에서 52일로 늘어나리라는 것을 예측할 수 있습니다. KIST는 이달 중 이번에 유행하는 H5N6의 시뮬레이션 결과를 도출한 뒤, 검역본부에 관련 정보를 제공할 예정입니다.

 

물론 AI 시뮬레이터가 개발된 건 이번이 처음은 아닙니다. KT가 2년 전 개발한 AI 확산 모델이 이미 있지만 KIST는 이를 더 발전시키겠다는 겁니다. 기존 모델은 통신 내역과 축산차량 이동 자료만을 분석한 반면 새 모델에서는 질병 자료와 농가 분포 자료, 철새의 이동까지도 고려합니다.

 

4. 축산 차량 관리

가축을 실어나르는 축산 차량은 동물 전염병 감염의 주요 매개체가 될 수 있습니다. 축산 차량의 이동 관리와 차단 방역 분야는 ‘세스코 기술연구소’가 맡았습니다.

 

국가에서 관리하는 축산 차량에는 이미 GPS가 부착돼 있습니다. 하지만 관리 소홀로 GPS가 꺼져 있는 차량, GPS를 떼고 이동하는 차량들이 발견됐습니다. 지금 차량관리 시스템으로는 축산 차량 GPS가 제대로 켜져 있는지 꺼져 있는지까지는 알 수 없어 관리가 어려웠습니다.

 
세스코는 가축을 운반하는 차량의 위치를 파악하고 전원이 꺼진 경우까지 관리하는 시스템을 개발하고 있습니다. GPS 장비가 꺼져 신호가 안 잡히거나 미리 지정된 이동 경로를 벗어나면 경보 문자를 전송할 수 있습니다. 

  

1월 4일 서울상공회의소에서는
1월 4일 서울상공회의소에서는 'AI 방역을 위한 과학기술'을 주제로 제 11회 국민안전포럼이 열렸다. - 한국과학기술연구회 제공

● 그런데 현실화는 언제...? 

 

포럼에서 발제 발표를 맡은 송창선 건국대 수의과대학 교수는 “과학기술로 현재 AI 사태에서 우리가 겪는 한계를 대부분 해결할 수 있을 것”이라고 말했습니다. 송 교수는 ▲전문 인력과 인프라의 부족, ▲예찰 시스템 ▲차단 방역 ▲진단 기술 ▲방역, 소독 ▲살처분 ▲백신 도입 여부 등을 방역 시스템에서 개선이 필요한 부분으로 꼽았습니다. 그는 “이 중 전문인력과 인프라 문제 두 가지를 제외하곤 모두 과학기술을 이용해 해결할 수 있다”고 말했습니다.

 

 

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