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새로운 AI 기술, 음성 듣고 몇 초 만에 당뇨병 판단
- AI 기술이 단순한 음성 인식을 넘어, 이제는 수초 내에 당뇨병 여부를 판별하는 혁신적인 단계에 도달했다. 생성형 인공지능(AI)의 활용 범위가 마케팅, 엔터테인먼트, 산업, 교육, 금융 등 다양한 산업 분야를 아우르며 점차 확장되고 있는 가운데, 이제 의료 분야에서도 그 영향력을 발휘하고 있다. 최근에는 환자의 음성만으로 병을 진단해내는 기술이 등장했다. 영국의 인디펜던트 신문에 따르면, 캐나다의 의료 스타트업인 클릭 연구소(Klick Labs)가 개발한 AI는 6~10초 분량의 음성을 분석하여 제2형 당뇨병 환자의 여부를 구분해낼 수 있는 능력을 갖추고 있다고 한다. 이 기술은 여성에서 89%, 남성에서 86%의 높은 정확도로 테스트 결과를 보여주었다. 이 획기적인 연구 결과는 '메이요 클리닉 회보: 디지털 건강'(Mayo Clinic Proceedings: Digital Health) 의학 저널에도 게재되었다. 클릭 연구소의 연구원 제이시 코프먼은 “저희의 연구는 당뇨병 환자와 비당뇨병 환자를 간편하게 구분해내는 시스템을 통해, 당뇨병 진단 방식에 혁명을 가져올 잠재력이 있다”고 밝혔다. 이와 같은 AI의 진보는 향후 의료 진단 방식의 혁신적 변화를 예고하는 것으로 보인다. 제2형 당뇨병의 진단은 통상 많은 시간과 이동, 그리고 비용을 요구하지만, 이제 음성 인식 기술이 이러한 불편함을 해소할 가능성을 제시하고 있다. 연구팀은 이번 연구를 통해 건강한 성인 192명과 제2형 당뇨병 환자 75명의 나이와 성별, 키, 체중 등 기본적인 건강 정보를 포함한 체질량지수(BMI)를 조사했다. 참가자들은 2주 동안 매일 6회, 6~10초간 스마트폰에 제시된 문장을 녹음했다. 또 당뇨병 환자와 비당뇨병 환자를 구별하는 음향 특징을 식별하기 위해 1만8,000개의 녹음을 분석해 14가지 음향적 특징을 도출했다. AI는 인간의 귀로 감지할 수 없는 음조와 강도의 미묘한 변화를 감지해냈다. 국제당뇨병연맹(International Diabetes Federation)의 보고에 따르면, 전 세계 성인 당뇨병 환자 중 절반이 자신의 질환을 인지하지 못하고 있는 상황이며, 대다수 당뇨병 환자가 제2형 당뇨병을 앓고 있다. 이 기술은 특히 인슐린의 비효율적인 사용으로 인해 발생하는 제2형 당뇨병 환자들에게 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 최근 연구에 따르면, 머신 러닝과 데이터 과학을 융합한 새로운 접근법이 의료 분야에서 환자 치료 개선과 의학적 발견 지원에 기여하며, 인공지능(AI)의 역할이 점차 확대되고 있음을 시사한다. 연구진은 당뇨병 여부를 판단하기 위해 피험자의 기본 건강 데이터가 필요한 인공 지능 모델이 다른 건강 상태를 진단하도록 확장될 수 있다고 강조했다. 연구팀은 인공지능 모델이 기본 건강 데이터를 통해 당뇨병 판별뿐 아니라 다양한 건강 상태의 진단으로 그 범위를 넓혀갈 수 있음을 강조했다. 클릭연구소의 부사장이자 연구를 주도한 얀 포삿(Yan Fossat)은 "이 연구는 음성 인식 기술이 제2형 당뇨병뿐만 아니라 다양한 건강 상태를 식별할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있음을 드러냈다"며 "음성 인식 기술은 저렴하고 접근성이 뛰어난 디지털 진단 도구로서 의료 서비스에 혁신을 가져올 수 있는 가능성을 제시한다"고 밝혔다. 한편, 한국 중앙보훈병원은 최근 '초거대 AI 시대에 중소 공공병원의 현실과 미래'를 주제로 한 보훈병원 공공보건의료 콘퍼런스를 주최했다. 이는 의료 분야에서 디지털 변환이 가속화됨에 따라 AI 및 챗봇 기술을 효과적으로 활용하고, 이를 공공병원 시스템에 통합하는 방안에 대한 필요성이 제기됨에 따른 것이다. 또 '딥카스'는 AI를 기반으로 한 심정지 발생 위험 예측 솔루션이다. 전 세계적으로 고령화가 심화되어 급성 심정지 환자 수가 증가하는 가운데, 충분한 의료 인력 확보가 어려운 현실을 개선하기 위해 개발된 시스템이다.
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새로운 AI 기술, 음성 듣고 몇 초 만에 당뇨병 판단
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중국, 1200km 장거리 양자 순간이동 실험 성공
- 중국 과학원이 약 1200km 떨어진 지역 간의 양자 순간이동 실험에 성공해, 보안 체계에 새로운 패러다임을 가져올 전망이다. 미국의 과학기술 전문 매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'는 중국 과학원이 양자 통신 위성 '묵자(墨子·Micius)'를 활용하여 1200km 이상되는 거리에서 양자 정보를 순간이동 시키는 데 성공했다고 최근 보도했다. 중국은 독자 개발한 세계 첫 양자위성 '묵자'호를 지난해 8월16일 오전 1시 40분 간쑤(甘肅)성 주취안(酒泉) 위성 발사 센터에서 창정(長征) 2-D 로켓에 탑재해 발사했다. 이 연구의 교신 저자인 치앙 슈(Qiang Zhou) 교수는 "고속 양자 순간이동을 실험실 밖에서 실현하기 위해서는 많은 어려움이 있다"며 "이번 실험 결과는 미래 양자 인터넷 발전을 위한 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 양자 순간이동 시스템에서의 주요 실험적 과제는 벨 상태 측정(BSM)을 실행하는 것이다. 양자 순간이동이 성공적으로 이루어지고 BSM의 효율성이 향상되려면, 광섬유를 통해 장거리로 전송된 후, 찰리가 앨리스와 밥의 광자를 구별하지 못하게 해야 한다. 과학자들은 해킹이나 도청이 불가능한 양자 암호통신인 정보를 한 곳에서 다른 곳으로 빛보다 빨리 옮기는 '원격전송'을 찰리와 앨리스, 밥으로 설명했다. 앨리스의 정보를 밥에게 주면 밥과 친한 찰리가 앨리스처럼 변한다. 결국 앨리스가 찰리를 거쳐 전송된다는 것. 엄격히 말하면 원격전송은 '양자 정보'만 전송하는 것이다. 연구팀은 광자의 경로 길이 차이와 편광의 신속한 안정화를 위한 효과적인 피드백 시스템을 성공적으로 개발했다. 또한 연구팀은 얽힌 광자 쌍을 생성하기 위해 섬유 피그테일 주기적 극화 리튬 니오베이트 도파관의 단일 조각을 사용했다. 이를 바탕으로, 순간이동 시스템에 사용될 500MHz의 반복률을 가진 고품질의 양자 얽힘 광원이 개발됐다. 양자 순간이동은 광자의 양자 얽힘 상태를 활용하여 양자정보를 한 위치에서 사라지게 하고 동시에 다른 위치에서 나타나게 하는 전송 방법이다. 이러한 양자광학 기반의 고속 양자 순간이동을 위해서는 많은 이벤트를 수집할 수 있는 강력한 광자 센서가 필요하다. 리싱 유(Lixing You) 교수가 이끄는 팀은, 포톤 기술회사(Photon Technology Co., LTD)와 협력하여 고성능 초전도 나노와이어 단일 광자 검출기를 실험에 활용했다. 효율이 뛰어나고 노이즈가 거의 없는 이 검출기의 장점을 활용하여 고효율 BSM과 양자 상태 분석을 구현한 것이다. 연구팀은 양자 상태 단층 촬영과 미끼 상태 방법을 함께 사용하여 순간이동 충실도를 계산했는데, 이는 고전적 한계(66.7%)를 훨씬 초과하여 고속 대도시 양자 순간이동이 달성됐음을 확인했다. 이번 'UESTC 제1위의 대도시 양자인터넷' 프로젝트는 앞으로 통합 양자 광원, 양자 중계기, 양자 정보 노드 등을 결합하여 '고속, 고충실도, 다중 사용자, 장거리'를 지원하는 양자 인터넷 인프라를 개발할 계획이다. 연구팀은 이렇게 개발된 인프라가 양자 인터넷의 실질적인 활용을 더욱 가속화하는 데 기여할 것이라고 예상하고 있다. 양자통신은 정보 보안의 새로운 패러다임을 제시하는 차세대 통신 방법으로 주목받고 있다. 전파를 사용하는 대신, 레이저를 통해 암호화된 광자를 전송한다. 광자, 즉 빛의 최소 단위는 조작되면 속성이 변경되어 중간에서 정보의 도청이나 간섭이 발생하면 암호 키가 손상되어 원본 내용을 복원할 수 없게 된다. 이러한 특성으로 인해 양자통신은 정보 보안이 중요한 금융, 군사 통신 등의 핵심 기술로 주목받고 있다. 지상에서의 양자통신은 광섬유를 통해 이루어진다. 우주에서는 광섬유 설치가 어렵기 때문에 과학자들은 양자 순간이동 기술에 주목하고 있다. 중국의 연구팀은 묵자호 위성을 이용하여 양자 순간이동의 최장 거리 기록을 갱신했다. 묵자호는 중국의 칭하이, 우루무치, 운남 성에 위치한 지상국들과 통신했다. 이번 실험에서는 약 1203km 떨어진 칭하이와 운남성 간의 양자통신에 성공했다.
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중국, 1200km 장거리 양자 순간이동 실험 성공
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맥주, 거품 많을수록 더 맛있다
- 맥주 거품이 많을 수록 풍미가 깊어 더욱 맛있다는 연구결과가 나왔다. 직장인들은 시원한 맥주로 하루 일과를 마무리하기를 기대한다. 특히, 맥주 거품이 입 안에서 퍼질 때의 그 특별한 느낌은 하루의 스트레스를 한방에 날려버릴 것 같은 효과가 있다. 또한 맥주 광고에는 시각과 미각을 자극하는 풍부한 거품이 빠지지 않고 등장한다. 이 맥주 거품에 관한 흥미로운 연구결과가 최근 발표됐다. 거품이 많을수록 맥주 맛이 더 좋아진다는 분석이 나온 것. 미국 매체 메일온라인(MailOnline)은 후쿠오카 규슈산교대학(Kyushu Sangyo University)과 일본 아사히 맥주 연구팀의 결과를 인용, 맥주에 풍부한 거품이 존재할 때 그 향미가 더욱 깊어진다고 전했다. 해당 연구팀이 실험실에서 테스트한 결과, 거품이 풍부할 때 맥주의 향기는 최대 2배까지 강화될 수 있다는 사실을 발견했다. 이 거품층 안에는 수백만 개의 거품이 있고, 이들 속에는 향미 화합물이 함유되어 있다. 그리고 이 거품들이 붕괴되면서 향미 화합물이 대기 중으로 방출되어 맥주의 향미를 강화시킨다. 연구팀은 맥주의 거품이 향미를 강화시키는 데 중요한 역할을 하며, 특정 향미 화합물의 방출을 촉진한다는 사실을 강조했다. 이 논문들을 통해 알 수 있는 사실은, 맥주의 거품이 구체적이며 매력적인 향미를 방출하며, 거품은 맥주를 마시는 사람의 후각에 직접 전달하는 중요한 역할을 한다는 것이다. 거품은 맥주의 신선함, 청량감, 그리고 건강함에 대한 첫 느낌을 주며, 그로 인해 우리는 맥주에 함유된 다양한 향기, 예를 들면 과일향, 맥아향 혹은 흙향 같은 향미를 코의 후각 수용체를 통해 감지하게 된다. 이것은 마신 사람에게 맥주의 맛, 신선함, 청량함 및 건강함에 대한 첫 번째 매혹적인 시작점을 제공한다. 과일향, 맥아향 또는 흙향 같이 다양한 향미를 맥주에서 감지할 수 있는 것도 코의 후각 수용체 덕분이다. 한편, 우리의 혀에 위치한 미뢰(혀에서 맛을 느끼는 미세포가 모여있는 미세구조)는맥주의 '맛'을 감지하는 부분으로, 달콤하거나, 시거나, 쓴 맛과 같은 다양한 맛과 향미를 구별하게 해준다. 맥주에는 양조 과정에서 발효를 통해 생성되는 수백 종류의 향미 화합물이 포함되어 있어 그 다양한 맛과 향을 느낄 수 있다. 예를 들면, 바나나나 배와 같은 냄새를 내는 화합물에는 초산이소아밀(이소아밀 아세테이트isoamyl acetate)이 있으며, 레몬이나 다른 과일의 향을 가진 에틸 데카노에이트(ethyl decanoate) 역시 포함되어 있다. 이 연구에서는 일본 현지 시장에서 구매한 맥주를 대상으로 실험을 진행했다. 비록 연구 참여자 중 3명이 아사히 회사 출신이었지만, 연구에서 사용된 맥주의 브랜드나 종류(에일 혹은 라거)는 공개되지 않았다. 맥주를 밀봉된 유리 실린더에 넣어 향기가 내부로 흐르는 질소의 도움을 받아 상단에 있는 유리 빨대를 통해서만 빠져나올 수 있도록 했다. 맥주는 밀봉된 유리 실린더 안에 담겨, 실린더 내부를 통해 흐르는 질소의 도움으로 유리 실린더 상단의 빨대를 통해서만 향기가 방출될 수 있게 만들어졌다. 이렇게 방출된 향기는 공기 샘플의 화합물을 실시간으로 측정해 특수한 유형의 질량 분석기(mass spectrometer)를 사용해 모니터링됐다. 과학자들은 초음파 파동을 활용해 주점에서 맥주를 유리잔에 따를 때 일어나는 물리적 현상을 재현했다. 이를 통해 거품이 많은 맥주와 거품이 없는 맥주에서 사람이 음식을 섭취할 때 코로 흡입되는 향기 화합물을 모두 모니터링했다. 연구팀은 거품이 있는 맥주에서 '향기 화합물의 집중도'가 거품이 없는 맥주에 비해 약 1.3~1.9배 높다는 것을 확인했다. 맥주의 풍성한 거품과 맛의 상관관계 비밀이 풀린 것이다.
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맥주, 거품 많을수록 더 맛있다
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