기침 소리만 듣고도 감염 여부를 알아낼 수 있는 인공지능(AI) 기술이 나왔다. 멀쩡해 보이는 무증상 감염자마저도 찾아낼 수 있어, 코로나19 감염 공포 속에 떨고 있는 모두에게 희소식이 될 전망이다.
매사추세츠공과대(MIT) 연구진이 녹음된 기침 소리만으로도 코로나19 무증상 감염 환자를 감지할 수 있는 AI 모델을 개발했다고 29일(현지시간) 비즈니스 인사이더 등 주요 외신이 전했다. 뚜렷한 신체적 증상이 없는 사람들도 기침하는 방식에 있어 건강한 사람들과 차이를 보인다는 이야기다.
연구진은 사람들이 웹 브라우저와 스마트폰, 노트북 등을 통해 자발적으로 제출한 강제 기침 녹음파일을 사용했다. 이 정보를 토대로 수만 개의 기침과 입말(구어) 샘플을 이용해 AI 모델을 훈련시켰다.
그 결과 AI 모델은 코로나19 확진자의 기침 소리를 약 98.5%의 정확도로 식별해낼 수 있었다. 이 가운데 코로나19 양성 판정을 받은 무증상 감염자의 기침 소리는 100% 정확하게 찾아냈다.
MIT가 개발한 AI 모델은 4가지 알고리즘을 활용해 기침 소리를 분석함으로써 코로나19 무증상 감염 환자를 찾아낸다. 연구진은 AI가 기침에서 그 사람의 성별과 모국어, 심지어 감정 상태까지 다양한 정보를 알아낼 수 있다고 말한다.
연구진은 우선 각기 다른 성대 강도와 관련된 소리를 구별하고자 ‘레스넷 50(ResNet 50)’이라는 기계학습(ML) 알고리즘을 훈련시켰다. 두 번째 신경망 훈련을 통해 구어에서 나타나는 불만‧좌절감 혹은 행복감 등의 감정 상태를 식별해냈다.
또 연구진은 폐와 호흡기의 성능 변화를 감지하기 위해 기침 데이터베이스에 대한 세 번째 신경망을 훈련시켰다. 이어 이 세 가지 모델을 모두 결합한 후에 마지막 알고리즘을 덧입혀 모든 분석을 필터링하고 근육 저하를 감지하도록 했다.
연구진에 따르면 성대 강도와 감정, 폐‧호흡기 성능, 근육 저하 등 모든 요소가 코로나19를 진단하는 데 효과적인 바이오마커(질병이나 노화가 진행되는 과정마다 특징적으로 나타나는 생물학적 지표가 되는 변화)가 된다는 것이다.
연구진은 장기적으로 사람들이 사용하기 쉬운 앱에 이 모델을 접목시켜 더 많은 사람들이 이용할 수 있도록 만드는 것이 목표라고 밝혔다. 아울러 미국식품의약국(FDA)의 승인 시 코로나 감염 여부를 간편하게 진단할 수 있는 비침습적인 무료 검사 도구로 사용되길 바란다고 전했다.
이번 연구 논문은 최근 미국전기전자공학회(IEEE) 의학‧생물학 분야 학술지(JMBE)에 실렸다.
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