2018년 12월 23일 정보통신기술진흥센터(IITP)에서는 ‘I KOREA 4.0: ICT R&D 혁신 전략’, ‘혁신 성장 동력 추진 계획’, ‘4차 산업혁명 대응 계획’ 등 정부 정책의 주요 과제를 대상으로 「ICT R&D 기술 로드 맵 2023」을 발표(관계부처 합동·대통령 직속 산업혁명위원회, 2017.
11. 30.)하였고, 이는 정부 정책의 주요 핵심 기술 15개3)로 구성되어 있 다. 이러한 기술들은 정부 R&D 지원 필요성(민간 영역 제외)이 있는 기 술, 위험도, 혁신성 및 기지원 여부를 고려하여 고위험․도전적 영역 기술, 국산화 등 기타 필요성을 감안할 때 반드시 정부에서 개발이 필요한 기 술, 6대 공공 수요 분야(시티, 교통, 복지, 환경, 안전, 국방) 관련 사회문제 해결형 R&D 기술로 선정되다 보니, 일반인 또는 비전문가들이 쉽게 이해 할 수 없는 차세대 통신, 양자정보통신 등이 포함되어 이런 기술에 대해 서는 본 연구에서 제외시켰다(2019. 4. 9. 자문 회의 결과). 최종적으로 보건복지 분야에 많이 활용되고 있는 로봇을 포함하여 인공지능․빅데이터, 자율주행차, 3D 프린팅, 웨어러블 디바이스, IoT(Internet of Things), 디지털 콘텐츠[AR: Augmented Reality(증강현실)․VR: Virtual Reality (가상현실)] 등 7개 신기술을 중심으로 활용 사례를 살펴보고자 한다.
1. 7가지 신기술의 보건복지 분야 활용 사례
가. 인공지능·빅데이터
4차 산업혁명은 인공지능, 빅데이터 등 디지털 기술에서 촉발되어 국
3) 15개 기술에는 차세대 통신, 양자정보통신, 인공지능&빅데이터, SW&컴퓨팅&클라우드, 방송 미디어, AR/VR, 자율주행차, 3D 프린팅, 지능형 반도체, 웨어러블 디바이스, IoT, 스마트 시티, ICT 활용 서비스 기술, 블록체인, 보안 기술이 포함됨.
가 체계, 사회, 삶 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 유발할 것으로 예상된다 (관계부처 합동·대통령 직속 산업혁명위원회, 2017). 주요국은 인공지능 과 빅데이터가 가져올 변화에 주목하고 이를 선도하기 위해 범부처적으 로 체계를 구축하여 민관이 협력해야 할 국가적 차원의 대책을 마련하여 추진 중4)이다.
인공지능(AI)은 딥러닝과 자연어 처리 기술을 통해 대량의 데이터를 처 리하고 이러한 데이터에서 패턴을 발견하여 특정한 미션을 수행하도록 컴퓨터를 훈련하는 것을 의미한다. 즉 기계가 경험을 통해 축적한 데이터 를 학습하고 새로운 데이터를 인식하여 기존의 지식을 조정, 사람과 같이 특정한 미션을 수행할 수 있도록 지원하는 기술을 의미한다(SAS 홈페이 지, SAS 홈페이지. 2019. 6. 10.).
인공지능과 빅데이터 기술을 활용한 보건복지 사례로는 미국의 인공지 능 위기 대응 상담사 ‘크라이시스 텍스트 라인(CTL: Crisis Text Line)’
이 있다. CTL은 24시간 무료 텍스트 기반 상담사로서 대화 내용, 시간, 발신자 위치, 이용자 후기 등 상담 업무에서 축적된 빅데이터를 활용하여 자살 충동, 가정 폭력, 산모 우울증 등에 직면한 사람들을 분석해 내어 효 율적으로 지원할 수 있도록 도와준다(NYS Governor’s Office, 2017).
국내 사례로는 최근 한국과학기술연구원(KIST) 치매DTC융합연구단 연구팀이 세계 최초로 경증 치매 환자를 도울 수 있는 인공지능 기반 돌 봄 로봇 ‘마이봄’을 개발한 바 있다. 마이봄과 관련하여 로봇 영역에서 추 가로 다룰 예정이다.
4) [美] AI R&D Strategic Plan(’16.5), [日] AI Technology Strategy(’17.3), [中] Next Generation AI Development Plan(’17.7), [獨] AI made on Germany Plan(’18.11) 등
나. 자율주행차
자율주행 차량은 운전자의 개입 없이 주변 상황을 인식하여 스스로 주 행하는 차량을 의미하며 무인 차량(driverless car), 자가주행 차량 (self-driving car)으로도 불린다(최성택, 2015).
가장 대표적으로 자율주행차를 개발하고 있는 구글은 미국 연방도로청 (FHWA: Federal Highway Administration)과 협력하여 2020년 완전 자율주행 자동차 개발을 목표로 연구를 진행 중이며, 구글 Waymo는 2018년 1월 미국 애리조나주에서 무료 자율주행 택시의 제한적인 상용 화 서비스를 시작하였다. 이러한 자율주행 기술의 발전은 운전자의 운전 부담을 감소시켜 차내에서 여가 시간을 보내는 등 새로운 생산이 가능하 도록 하여, 삶의 질 개선에 크게 기여할 수 있는 고부가가치 산업으로 평 가받는다(이승민, 2018).
또한 자율주행 기술은 고령 또는 장애로 차량 이동에 어려움을 겪고 있 는 소외 계층에 대한 사회복지적 가치도 매우 크다(장필성, 백서인, 최병 삼, 2018). 국내에서도 국토교통부(2015)가 범정부 지원 체계 구축을 통 해 2020년부터 자율주행차의 생산 및 판매(일부 상용화)가 가능하도록 추진하고 있다.
다. 3D 프린팅
3D 프린팅(삼차원 프린팅)은 삼차원 현상을 구현하기 위한 전자적 정 보를 자동화된 출력 장치를 통하여 입체화하는 활동을 의미한다(과학기 술정보통신부법 제14839호). 3D 프린터는 기존에 흔히 사용하던 프린터 의 ‘인쇄’를 하는 것은 아니지만, 컴퓨터로 보유하고 있는 데이터를 현실 의 매체로 내보낸다는 점에서 프린터의 범주로 생각하면 된다.
대표적인 3D 프린팅 활용 사례를 살펴보면, 미국 미시간 대학의 공대 연구진과 병원 의료진은 희귀 장애로 호흡 곤란을 겪던 아기의 기도 부목 을 제작하여 생명을 구했다고 보도된 바 있다([그림 2-5] 참조).
〔그림 2-5〕 3D 프린터를 통해 아이의 생명을 구한 사례
주: (a) 수술 후 카이바 모습, (b) MRI를 통한 병변 부위 분석, (C) 3D 프린팅으로 제작한 기도 부목, (d) 수술 후 결과
자료: 심진형, 윤원수. (2014). 3D Printing 기술의 바이오분야 응용. 기계저널 Vol54.
영국의 Oxford Performance materials에서는 환자 맞춤형 두개골 지지체를 3D 프린팅으로 제작하는 데 성공한 바 있으며, 의료용 임플란 트에 이용되는 폴리머를 제조 및 판매하고 있다(OXford Performance Materials 홈페이지). 다음으로 미국의 Align Technology에서는 3D 프린팅으로 외관상 표시가 잘 나지 않는 환자 맞춤형 투명 교정기인 인비 절라인(invisalign)을 개발하여 판매하고 있다(Align Technology 홈페 이지). 또한 덴마크 오티콘 기업은 고객의 귓속 모형을 3D 스캐너로 스캔 하여 인체 공학적으로 편리하면서 소형인 환자 맞춤형 보청기를 판매 중 인데, 국내에서도 오티콘 코리아를 통해 많은 국민이 이용하고 있다.
라. 웨어러블 디바이스
웨어러블 디바이스는 모든 기기들이 연결되는 환경에서 인체 착용 형 태의 기반 기기를 통하여 이용자에게 서비스 가치를 창출해 주는 기기 및 서비스를 포괄적으로 지칭하였다(정보통신기술진흥센터, 2018a, p. 2 개념 및 정의 재인용). 또한 MIT 미디어 랩에서는 신체에 부착하여 컴퓨 팅 행위를 할 수 있는 모든 전자 기기를 지칭하며, 일부 컴퓨팅 기능을 수 행할 수 있는 애플리케이션까지 포함하는 것으로 정의하였다(연구성과실 용화진흥원, 2015 재인용). 즉 사용자가 이동 또는 활동 중에도 신체나 의복에 착용하여 신체 활동에 관련된 데이터를 수집하는 전자 기기이다.
특히 헬스케어 웨어러블 디바이스는 시계 또는 의류처럼 직접 신체에 부 착하거나 신체 내 이식 또는 내장하여 결합시킨 후 심박 수, 체온, 몸의 움 직임 등 생체 신호를 내장된 센서가 감지하여 디바이스에 탑재된 알고리즘 으로 신호를 처리한 후 스마트폰과 같은 외부 단말기에 설치된 앱을 통해 정보를 모니터링하는 원리로 작동하는 것으로, 인체의 건강 관리 능력을 증 강․보완하고 인간의 의지에 따라 조절이 가능한 모든 기기를 의미한다(이윤 희, 신선진, 2016 재인용). 즉 사용자의 활동 및 감정과 생체 정보를 모니터 링하여, 실시간 정보를 지정된 곳으로 송수신할 수 있는 기술을 말한다.
〔그림 2-6〕 헬스케어 웨어러블 기기의 발전 방향
자료： 최수진, 박수준, 정인수 (2014. 8.) 미래 소비자 중심의 헬스케어의 방향을 제시하는 웨어러 블 기기. 한국산업기술평가관리원, KEIT PD Issue Report p. 19 재인용.
보건복지 분야 웨어러블 디바이스의 활용 사례로 구글은 2012년 프로 젝트 글라스를 시작으로 구글 글라스를 개발하였고, 의료 영역에서 구글 글라스는 개인의 건강 관리를 위해 식료품 등의 영양 정보를 즉시 찾거나 운동을 할 때 심박 수와 혈압 등을 모니터링하고 시각장애인에게 인쇄물 을 음성으로 변환시켜 주는 역할을 할 수 있다. 또한 의료 관련자들에게 는 환자에 관한 정보, 약물 정보들을 즉시 제공하여 치료의 정확성과 업 무의 효율성을 높일 수 있다(Ashik Siddique, 2013. 5. 12.). 또한 2017 년 구글 글라스 엔터프라이즈 에디션(GEE: Google glass enterprise edition)을 개발했으며, 이전 구글 글라스보다 프로세서 파워, 배터리 지 속 시간, 카메라 성능 등을 개선시켰다(Google 홈페이지, 2019. 10. 1.).
ETRI에서 2006년 개발한 바이오 셔츠는 대상자가 직접 셔츠를 입어 (의복형) 생체 신호 등 관련 데이터를 간편하고 정확하게 측정하는 것으 로 응급 상황 감시, 심장 질환 관련 환자 모니터링, 건강 관리에 활용되었 고(ETRI 보도자료, 2006. 10. 19.), 센서 내장 스마트 슈즈는 내장된 센 서를 통해 운동량과 보행을 분석하여 올바른 걸음걸이를 유도하는 등 건 강 관리에 활용된다(송지선, 2010. 10. 8.). 최근 국내에서 주변 환경의 사물 정보를 음성(사운드)으로 변환해 청각 신호를 전달해 주는 웨어러블 디바이스인 ‘웰컴드림글래스’를 개발하였다. 이 장치를 착용한 시각장애 마라토너가 가이드 러너 없이 마라톤 대회(10km)를 완주하기도 하였다 (한재희, 2019. 2. 20.).
마. 로봇
로봇이 의료계에 등장한 것은 1985년 산업용 로봇인 PUMA 560을 뇌 수술에 사용하면서부터였으며, 특히 2000년 수술 로봇으로 세계 최초로 FDA 승인을 받은 다빈치(da Vinci) 수술(Intuitive Surgical Inc., 미국)
이 본격적인 로봇 수술의 대중화로 발전되었다. 국제로봇연맹(IFR:
International Federation of Robotics)에서는 로봇을 크게 제조용 로 봇 산업과 서비스용 로봇 산업으로 분류하며, 서비스용 로봇 산업에서는 응용 영역에 따라 다시 개인적인 용도로 사용하는 개인(Personal/
Domestic) 서비스와 공공성을 가진 전문(Professional) 서비스 로봇으 로 분류한다(International Federation of Robotics, 2018).
세부적으로 보건복지 분야에서 쓰일 수 있는 분류로 개인 서비스에는
‘노인과 장애인의 보조’ 서비스로 휠체어 로봇, 개인용 보조 장치 로봇,
‘노인과 장애인의 보조’ 서비스로 휠체어 로봇, 개인용 보조 장치 로봇,