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일상 속 수학…산업 속 수학 <4> 부산의료수학센터 의료에 수(數)를 놓다!

AI 안과질환 판독, 모바일 구강관리… 수학이 헬스케어 문제 푼다

  • 윤강준 부산의료수학센터장
  •  |   입력 : 2022-06-21 19:28:37
  •  |   본지 15면
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- 병원·의료 관련기업과 공동연구
- 전문가 집단지성으로 해법 제시
- 워크숍 개최… 노하우 등도 전수

- 인턴십·석박사 프로그램 운영
- 인공지능 활용 경험·능력 배양
- 기업 기술개발·경비 절감 효과

부산시는 세종시와 더불어 스마트시티 국가시범도시로 2018년 선정돼 국내 최대 스마트 헬스케어 단지를 강서구 에코델타시티에 조성하고, 의료 데이터를 분석하기 위한 최적의 인프라를 구축할 계획이다. 이와 함께 첨단 의료서비스를 제공하고 의료기관과 관련 기업이 직면한 문제를 해결하기 위한 지원 체계를 마련하는 것도 절실한 상황이다. 국내 유일의 의료수학 연구기관인 국가수리과학연구소의 역할이 필요함에 따라 부산의료수학센터를 2020년 유치하게 됐다.
어머니가 AI(인공지능) 기반의 모바일 구강 관리 서비스인 ‘이아포’를 활용해 어린 자녀의 치아 건강 상태를 확인하고 있다. QTT·부산의료수학센터 제공
■왜 산업수학인가

인공지능(Artificial Intelligence· AI)으로 대변되는 4차 산업혁명의 정보통신기술은 경제 사회 전반에 걸쳐 급격한 변화를 야기했다. AI의 핵심기술인 알고리즘의 구현 및 최적화에 근간을 이루는 산업수학은 새로운 시장을 만들거나 부가가치를 창출할 수 있는 잠재력을 지녀 이에 대응하기 위해 산업수학 활용 및 역할이 더욱 강조되고 있다. 여기서 산업수학이란 수학적 이론과 분석 방법을 활용해 세상의 문제를 해결하거나 산업의 부가가치를 창출하는 활동을 뜻한다. 산업 현장에서 발생하는 문제 해결, 경영상 의사결정, 자연현상 및 인간 활동 예측, 신상품 개발 등 다양한 분야에 활용된다.

산업수학 활용의 대표사례를 보면 엔지니어링 설계, 인공지능 기술 개발, 에너지 효율성 제고처럼 산업 현장에서 제기되는 기술적 문제의 해결 방법을 제시하고, 교통노선 설계, 물류 최적화, 세금 징수 등 행정이나 경영을 위한 최적의 의사결정 수립을 지원하고 질병 확산이나 발생 기후 예측 같은 사회현상을 전망하는 데 활용된다. 또한 가상현실(VR)이나 증강현실(AR) 등 컴퓨터 그래픽스, 전자상거래의 보안, 질병 진단 및 치료 등 세상에 없던 새로운 상품을 개발하는데도 산업수학은 활용된다.

■의료 현장 문제, 수학으로 푼다

지난 3월 25일 부산 동구 초량동 아스티호텔에서 열린 산업문제 해결 워크숍 ‘섬유에 수(數)를 놓다’에서 참석자들이 기념촬영을 하는 모습. QTT·부산의료수학센터 제공
부산의료수학센터는 현재 수학적 해석과 모델링의 수학 이론을 통합적으로 이용해 의료 현장에서 발생하는 문제를 해결하는 연구를 부산지역 대학병원과 공동으로 진행하고 있다.

의료생체정보를 정확하게 얻고 치료계획 수립의 성공률을 높이기 위해 진단용 의료영상, 수학적 모델링, 데이터 분석기술을 통합적으로 이용한 연구를 수행하고 있는 것이다.

산업수학을 통한 문제 해결의 고도화를 위해 부산의료수학센터는 병원이나 의료 관련 기업 등이 제안한 산업 문제에 대해 전문가의 집단지성을 통해 수학적 해결 방안을 자유롭게 제시·공유함으로써 산업 현장의 문제를 해결하는 워크숍을 매년 열고 있다. 산업문제해결 워크숍은 수학 전공자는 물론 통계, 전산 컴퓨터 관련 전문가가 각기 다른 관점에서 산업 문제를 바라보고 접근하는 문제해결 소통의 장이다. 경제적 이유 등으로 기술 개발에 애로사항이 있는 기업에 신속하고도 효율적인 기술 개발이나 혁신의 방법을 제시하고, 행사에 참여하는 대학원생에겐 학교에서 배운 지식을 활용하고 또 전문가와 해결 전 과정에 참여하면서 사고력을 직접 체험하는 교육의 장이기도 하다.

AI 기술이 주도하는 지능 정보화에서 인재의 역량은 창의력, 논리적 의사소통, 협업이다. 산업수학은 부분의 기능을 통합해 전체를 보는 능력과 함께 창의성과 논리적 사고를 바탕으로 이론과 현장과의 협업을 통해 다양한 분야에서 제기되는 기술적 한계를 극복하는 새로운 형태의 가치창조 행위다. 이런 이유로 산업수학의 가치는 더욱 중요시되고, AI 산업이 활성화되려면 수학적 활용을 고도화해야 한다.

이제 수학은 산업수학을 통해 책상 위 연구에서 벗어나 산업체나 병원에서 신기술 개발 등 기술적 애로 사항의 극복이나 기업 경영에서 최적의 의사결정 등 생활에서 활용되고 있다. 새로운 지식이나 기술을 익히는 학습은 인지 분석 검증 과정을 거쳐 형성된다. 즉 배우고 토론하며 실무를 경험함으로써 효율적으로 학습할 수 있다는 얘기다. 이런 측면에서 산업수학은 수학을 좋은 고등학교나 대학으로 진학하기 위해 배운다는 인식에서 벗어나는 좋은 대안이 될 수 있다.

부산의료수학센터는 지역 과학기술 발달을 선도할 인재를 효율적으로 양성하고자 수학적 소양을 갖춘 학부나 석사 졸업생을 대상으로 인턴십 프로그램과 학연 석박사 과정 프로그램을 운영하고 있다. 이 프로그램을 통해 현장에서 발생하는 산업 문제를 해결하는 데 직접 참여함으로써 인공지능 활용에 관한 경험과 능력을 배양할 수 있다.

■수학은 상황에 맞는 답 구하는 능력

수학의 효용은 단순히 계산능력의 배양이나 이론의 적용이 아니라 주어진 상황이나 조건에서 최적의 답을 구하는 능력을 기르는 것이다. 이는 AI시대에서 수학이 핵심 기술로 부각되는 이유이다. 왜냐하면 AI 기술 개발은 존재하는 기술의 적용보다 주어진 상황에서 최적의 알고리즘을 찾고 구현하는 방법을 제시하는 데 있기 때문이다.

부산의료수학센터는 사회적 기류에 편승해 현장에서 직접 필요로 하는 프로그래밍 같은 기술이나 이론을 가르치기보다 현장에서 필요로 하는 문제해결 능력을 배양하는 교육으로 전환하거나 이를 위한 교육 과정을 마련해 현장에서 시시각각 발생하는 다양한 문제에 효율적으로 해답을 제시하는 인재를 양성하고자 한다. 이런 인재 채용으로 중소기업이나 공공기관 등 산업 현장에서는 문제 해결에 필요한 기술 개발이나 구매에 투자되는 경비를 획기적으로 절감할 수 있을 것으로 예상된다.

산업과의 소통을 통한 사회적 가치를 선도하는 부산의료수학센터는 지·산·학·연·병 협력 체계를 구축해 산업·의료수학 기반 생태계 구축 및 활성화를 통해 부산시 스마트 헬스케어 기반 기술 확보에 힘쓰고 있다. 고령화에 따른 대시민 질환 진단 서비스를 창출하고 의료 관련 기업이 당면한 난제를 해결할 수 있는 핵심 기술임을 인식하게 함으로써 기업의 생산성을 높이고 지역 산업 발전에 기여할 것으로 기대된다.


※공동기획:국제신문·국가수리과학연구소
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