실리콘밸리, AI 헬스케어 동향과 시사점

산업의 경계가 사라지고 있는 4차산업혁명 시대에 미국 실리콘밸리의 IT기업들이 인공지능(AI) 기술로 한 단계 진화 중인 헬스케어(AI 헬스케어) 시장의 주도권 다툼이 치열해지고 있다. 해당 기업들이 연구개발 투자에 적극적으로 나서고 있어 한국과 기술력 격차는 날로 커질 수밖에 없는 것으로 전망된다. 인공지능이 헬스케어와 결합하며, 인간의 노화방지, 생명연장의 꿈을 한창 실현 중인 실리콘밸리 헬스케어시장을 대한무역투자진흥공사(KOTRA) 권희영 미국 실리콘밸리무역관의 조사한 자료를 바탕으로 우리의 대응 방안을 모색 하고자 한다. 실리콘밸리의 IT기업들은 인공지능기술과 헬스케어의 결합으로 새로운 시장과 가치 창출을 진행하고 있다. 시장조사 기관들의 자료에 따르면 인공지능을 접목한 헬스케어 세계시장 규모는 연평균 40% 이상 성장해 2021년에는 67억 달러를 상회할 것으로 전망된다.

이제 인공지능기술은 진단을 넘어서 예방과 관리 차원으로 영역을 넓혀가고 있다. 건강관리, 다이어트, 간편의료 진단 등 개별서비스 부문 시장도 확대되고 있다. 향후 2년 내에 미국 내 약 35% 이상의 병원에서 인공지능기술을 활용하게 될 것이고, 5년 내에 최소 50%의 병원에서 적용하게 될 것으로 보인다. 따라서 인공지능기술을 통해 의료서비스의 성과는 30~40%가량 향상되고 치료비용도 크게 줄어들 것으로 전망된다. 투자자들 역시 AI 헬스케어시장의 성장성에 적극적인 투자를 진행하고 있다. 2016년 2월 기준 '미국의 AI 기반 헬스케어 스타트업 투자현황'에서, 약 32개 스타트업에 총 5억3500만 달러(한화 약 6,016억원)를 투자한 것으로 나타났다.

현재 AI 헬스케어 시장을 주도하고 있는 기업들은 전통적인 헬스케어 기업이 아닌 구글, 애플, 페이스북, IBM 등 실리콘밸리 IT 기업들이 바이오테크 시장에서 새로운 플랫폼과 솔루션 개발을 통해 새로운 시장 선점을 위해 적극적인 연구와 투자를 진행하고 있다.

미래의 헬스케어 시장은 테이터 수집을 통한 빅테이터와 딥 러닝 기술이 핵심 관건으로, 인공지능 원천 기술을 보유하고 있는 기업이 헬스케어 시장에서 경쟁력 우위를 확보하는 것은 당연한 결과다. 특히 헬스케어뉴스 보도에 따르면 IBM의 헬스케어 인공지능 시스템이 2021년에는 전세계 시장 점유율 45%로 관련 시장을 주도할 것으로 전망하고 있다. 하지만 구글, 애플 등 글로벌 IT기업들이 공격적으로 연구 및 투자를 진행 중에 있어 향후 시장 주도권 확보를 위한 치열한 전쟁을 예고하고 있다.

실리콘밸리 글로벌 IT기업들의 AI 헬스케어 연구와 투자 현황을 살펴보자.

▲한국 가천대 길병원 왓슨AI 정밀의료추진단 방문(사진=아스펙미레기술경영연구소 제공)

먼저 IBM은 2010년 헬스케어 부문에 1억 달러를 투자하면서 본격적으로 헬스케어 시장의 문을 열었다. 2015년에는 인공지능 왓슨 (Watson)을 헬스부문에 적용했다. 또 대표적인 헬스케어 데이터 분석회사 트루벤(Truven Health Analytics)를 26억 달러(한화 약 2조 9,250억 원)에 인수하면서 2016년에는 헬스케어 부분에 40억 달러 이상을 투자했다. 이 밖에 IBM은 지속적으로 다양한 헬스케어 분야 스타트업인 파이텔(Phytel), 익스플로리(Explory), 머지(Merge) 등 인수를 통해 CT, MRI 등 300억 개의 헬스 데이터 및 이미지를 확보하고, 현재 약 7,500곳의 병원과의 협력관계를 구축하고 있다.

구글은 2013년 15억 달러(한화 약 1조 6,875억 원)를 투자해 바이오 회사 칼리코(Calico)를 설립해 IT기술을 활용한 인간의 노화방지, 즉 인간의 생명연장을 위한 연구를 시작했다. 투자 역시 막대한 자금을 투입하고 있다. 2014년 구글 벤처스는 총투자금액 중 36%에 달하는 4억2500만 달러(한화 약 4,781억원)를 바이오테크 관련 업체에 투자했다. 또 2015년에는 빌게이츠와 공동으로 일명 유전자 가위라 불리는 크리스퍼(Crispr) 기술을 활용하는 에디타스 메디슨(Editas Medicine)에 총금액이 1억2000만 달러(한화 약 1,350억 원)에 달하는 자금을 투자했다.

최근 칼리코는 바이오테크 기업인 C4 테라퓨틱스(Therapuetics)가 가진 기술력 활용해 암을 포함한 노화 방지 신약을 개발하기 위해 향후 5년간 협력한다는 계획으로, 노화나 발암 등을 유발하는 단백질을 발견해 이를 제거한다는 것이다. 구글 모회사인 알파벳 산하 베릴리(Verili)는 스위스 제약회사 노바티스(Novartis)와 제휴를 맺고 당뇨 환자의 눈물 속 혈당치를 측정하는 ‘스마트 콘텍트렌즈’를 제작 공동 프로젝트를 진행하고 있다. 그 밖에 다양한 헬스케어 분야 프로젝트를 진행하고 있다.

▲구글 스마트 콘텍트렌즈

애플 또한 만만치 않다. 2014년부터 헬스키트(HealthKit), 리서치키트(ResearchKit), 케어키트(CareKit) 등 의학 플랫폼을 연달아 출시, 본격적으로 헬스케어 시장에 진출하면서 디지텔 헬스케어 플랫폼 구축을 위한 연구 및 투자를 진행 중에 있다. 건강 플랫폼 구축 사업을 위해 아이폰, 애플워치 등을 통해 헬스케어 기능을 점점 강화해 나가고 있다. 특히 사용자의 건강 관련 데이터를 통합적인 이미지로 보여주는 방식으로 발전하고 있으며, 애플 헬스케어와 관련된 애플리케이션을 애플 특유의 사용자 경험(UX)의 관점에서 지속적으로 개발하고 있다.

또한 애플은 2016년 8월, 헬스케어 데이터 수집 전문 스타트업인 그림스(Glimpse)를 인수했다. 그림스는 미국인 누구나 자신들이 주도권을 갖고 뿔뿔이 흩여져 있는 전자의무기록 등 의료 데이터를 수집하고, 관리, 공유할 수 있게끔 하는 플랫폼을 제공한다. 2016년 7월에는 애플이 영국계 다국적 제약회사 글락소스미스클라인(GSK)과 파트너십을 체결했다. GSK는 임상시험 및 연구를 위한 진단 도구로 2015년 3월 출시한 ‘애플 리서치킷(Apple ResearchKit)’을 사용해 류마티스 관절염에 대한 의료연구를 수행하고 있는 것으로 알려졌다. 애플 리서치킷은 오픈소스 소프트웨어 프레임워크로, 의료관련 종사자나 연구진들이 간단하게 질병에 대한 정보를 수집할 수 있다. 이처럼 애플 역시 헬스케어 부분에 대한 지속적인 투자와 헬스케어 시장을 선점하기 위해 다양한 전략을 시도하고 있다.

전 세계 최대의 소셜네트워크서비스(SNS) 기업 페이스북 역시 2014년 디지털 헬스케어 시장 진출을 선언했다. 페이스북은 2014년 4월, 운동기록 활동 데이터를 추적 관리하는 모바일 애플리케이션 무브스(Moves)를 인수했다. 더버지 보도에 따르면, 무브스는 초기에는 걷기와 달리기 등에 대한 활동 정보만 제공했지만, 지금은 그 기능을 확장해 사용자가 어디에 머물렀는지에 대한 정보까지 추적 기록해 주는 것으로 알려졌다.

투자 또한 2016년 9월 마크 저커버그 부부는 6억 달러(한화 약 6,800억원)를 투자해 챈 저커버그 바이오허브를 설립하고, 향후 10년간 30억 달러(한화 약 3조3432억원)를 난치병 치료에 기부할 것을 밝힌 바 있다. 바이오허브는 향후 5년간 인체세포 지도 제작 및 난치병 퇴치 연구를 위해 미국 버클리 캘리포니아주립대를 비롯해 샌프란시스코 캘리포니아주립대, 스탠퍼드대 소속 연구진 47명에게 총 5000만 달러(한화 약 557억2000만 원)를 투자할 계획이다.

미국 최대 온라인상거래 기업 아마존은 2014년 베조스 익스피디션스(Bezes Expeditions)를 설립해 암치료제 개발 스타트업 쥬노 테라퓨틱스(Juno Therapuetics)에 투자, 상장까지 성공적으로 이끌면서 헬스케어 산업에 적극적으로 뛰어 들었다. 또한 2016년에는 베저스 익스피디션스는 늙은 세포가 더 이상 자라지 못하게 하는 노화방지 치료법을 개발하고 있는 유니티 테크놀로지(Unity Technology)에 1억2700만 달러(한화 약 1,427억원)를 투자했다. 이 치료법은 노년층의 관절에 임상 시험할 계획인 것으로 알려졌다.

현재 베저스 익스피디션스는 35곳의 헬스케어 관련업체에 52회 투자를 진행했고, 그 중 3곳은 상장에 성공했다. 특히 유니티 테크놀로지는 스코틀랜드 뮤추얼 펀드 회사로부터 공동 투자를 받으며, 2016년 10대 바이오 기술 스타트업 명단에 이름을 올리며, 주가를 올리고 있다.

최근 아마존은 자사 플랫폼을 활용한 클라우딩 컴퓨팅을 통해 데이터 수집 및 처리 연구에 중점을 두고 있다. 따라서 향후에는 유전체학, 생명과학, 의료서비스 제공자 및 보험사를 주 타깃으로 헬스케어 시장 선점 전략을 추진하고 있는 것으로 분석된다.

▲파킨슨 환자를 위한 구글 스마트 스푼

좀 더 AI 헬스케어가 바꾸는 미래의 생활에는 어떠한 변화가 나타날지 알아보자. IBM의 대표적인 인지 컴퓨팅 '왓슨'은 빅데이터를 이용해 의학 정보를 학습해 암 진단의 정확성을 높이고 있다. 실제로 2014년 미국 종양학회에서 발표된 자료에 따르면, 전문의들과의 진단 일치율이 대장암 98%, 직장암 96%, 자궁경부암 100% 등으로 높게 나타났다.

'왓슨'은 국내에서 처음으로 한국 가천대 길병원 이언 AI 정밀의료추진단장을 중심으로 이미 암 치료를 지원 중에 있다. 앞으로 각종 암 치료에 적극 활용할 예정이다. 또한, 향후 고혈압이나 당뇨와 같은 난치성 신경질환 등에도 적용될 전망이다.

특히 크라우드 기반의 플랫폼인 왓슨은 빠른 시간 내에 전문가 검토를 통해 임상 가이드라인, 전문가 소견 등을 공유할 수 있는 것이 큰 장점이다. 또한 진단 정확성뿐 아니라 진단에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있다.

생명연장과 동시에 노화방지, 질병퇴치를 목적으로하고 있는 구글 칼리코는 인간의 수명을 500세까지 연장시키는 프로젝트를 진행하고 있다. 이미 보유한 유전자데이터만 해도 100만 명 이상으로, 700만 개 이상의 가계도를 활용한 유전 패턴을 분석해 난치병 연구를 적극적으로 추진하고 있다.

또 다른 구글 산하 바이오 기업인 베릴리는 스마트콘택트렌즈와 스마트 스푼 개발을 공개했다. 스마트 콘택트렌즈는 당뇨병환자가 매번 해야 하는 혈액검사 대신 환자의 눈물에서 혈당치를 측정할 수 있다. 스마트 스푼은 손 떨림의 진동을 예측·파악해 파킨슨씨병을 앓고 있는 사람들의 안정적인 식사를 돕게 하는데. 손 떨림 방지 스푼은 이미 상품화돼 아마존에서 판매되고 있다. 이런 기술들은 환자 또는 노년층의 삶의 질을 향상시키는데도 큰 역할을 하게 될 것으로 기대된다.

또한 베릴리는 현재 여러 제약회사와 협력해 연구를 진행 중이다. 글락소스마스클라인과 공동으로 바이오 전기 약품의 개발과 상용화, 지카 바이러스 퇴치를 위한 불임모기에 대한 개발, 프랑스 당뇨치료제 개발 중으로 헬스케어 분야의 다양한 연구를 시도하고 있다.

애플은 헬스킷-리서치킷-케어킷을 통해 다양한 앱 개발 환경 제공과 사용자 건강 데이터 수집에 중점을 두고 있다. 애플은 헬스킷을 기반으로 다양한 의료 데이터를 수집 관리하며, 이를 EMR(전자의무기록) 시스템과 연계해, 미국 내 대형병원으로 전송하는 것을 시작으로 헬스케어 시장에 다양한 접근을 시도하고 있다. 특히 주목해 봐야할 대목은 애플은 아예 예방부터 진단, 관리까지 통합되는 건강 종합플랫폼 구축한다는 점이다. 이는 그간 IBM이나 구글, 페이스북, 아마존 등이 추진하는 전략과는 다른 차별성을 보이고 있기 때문이다.

▲한국 가천대 길병원 왓슨AI 정밀의료추진단 방문(사진=아스펙미레기술경영연구소 제공)

그렇다면 국내 AI 헬스케어 현황은 어떤지 살펴보자. 국내 AI 헬스케어 시장규모는 2015년 17억9000만원에서 2020년 256억4000만 원으로 예상된다. 이는 세계 AI 헬스케어 시장보다 CAGR(연평균매출액 증가률)이 높은 70.4%로 예상된다.

현재 국내에서도 인공지능을 활용한 헬스케어 연구개발에 높은 관심을 갖고 있으며 관련 스타트업도 증가하고 있어 향후 5년 내로 빠른 성장성을 보일 것으로 전망된다. 국내 AI 헬스케어 스타트업 뷰노(Vuno)는 의료분야 적용 가능한 딥러닝 알고리즘 개발을 통해 의료 영상(CT, MRI등)을 분석 적용해 폐질환, 심혈관 질환 등 진단보조에 활용하고자 하고, 스탠다임(Standigm)은 인공지능 기반 시스템 생물학 전문 스타트업 기업으로 신약 개발에 활용할 수 있는 머신러닝 기술을 개발 중에 있다.

또 KIST 지능로봇 사업단은 치매노인들의 간병용도로, 인공지능 프로그램을 통해 스스로 이동하며 대화를 나눌 수 있는 로봇을 개발 중에 있으며, 그 밖의 서울 아산병원, 삼성서울병원 등 국내 대형병원들은 국내 스타트업과 협업해 인공지능 헬스케어 솔루션 개발을 서두르고 있다.

이처럼 국내 많은 IT 기반 스타트업, 대형병원 등이 헬스케어 산업에 적극 진출하고 있지만, 실리콘밸리 내 기업들의 AI 헬스케어 분야의 기술력과 공격적인 투자 동향을 감안할 때, 짧은 시간 내에 기술력과 시장규모 면에서 쉽게 따라갈 수 없어 커다란 격차가 벌어질 수밖에 없다.

결국 빠르게 변하는 시장에서 경쟁에 뒤쳐지지 않기 위해서는 국내 대형 IT회사들도 해당 관련분야에 적극 관심을 갖고 기술 연구 개발 및 투자에 적극 참여해야 한다. 또한 전통적인 바이오산업은 IT기업의 시장 진출을 견제하기 보다는 두 산업의 기술 융합을 통해 시너지 효과 창출이 절대적으로 필요하다.

또 하나는 AI 헬스케어 시장 선점의 경쟁력 확보에 있어, 인재가 정대적으로 필요하다. 현재 인재 유치를 위해 글로벌 기업들은 전쟁 중이라고 말해도 무방할 정도다. 인공지능 시장의 잠재성이 지속적으로 커질 것으로 전망되는 가운데 글로벌 회사들이 해당 분야 핵심인재 확보에 적극적인 행보를 보이고 있다.

최근 구글 모회사 알파벳은 생명과학과 보건의료 분야 핵심인재들을 대규모로 채용 중에 있다. 약 3조 달러(한화 약 3,369조원) 규모의 보건의료 부문의 인재를 영입을 적극적으로 추진하고 있는데, 구글의 칼리코 역시도 제넨테크(Genetech) 전 CEO겸 아서 레빈슨을 영입해 생명과학과 보건의료 인재 영입에 적극 투자하고 있다. 페이스북도 바이오 분야 연구진들에게 막대한 비용의 연구비 지원 계획을 밝힌 바 있다.

그 밖에도 대부분의 기업들은 인공지능 시장을 잡기 위해 IT 인재뿐 아니라 생명공학, 바이오 쪽 인재 영입에 총력을 기울이고 있다. 그만큼 융합 기술의 중요성을 알 수 있는 대목이다.

따라서 국내 AI 헬스케어 분야 기업들 역시 기술 투자뿐 아니라 장기적인 연구개발을 가능케 할 우수한 인력 확보에 총력을 기울여야 할 시점이다. 다행이도 작은 움직임도 포착되고 있다. 최근 SK 바이오가 2020년까지 바이오테크 인력을 최대 5배로 늘리겠다고 발표한 바 있다.

또 하나 중요한 점은 AI 헬스케어 분야에 있어 핵심은 데이터 수집과 분석으로 데이터가 가장 중요하다. 데이터를 어떻게 확보 하느냐도 관건이지만, 데이터 관리도 매우 중요하다. 데이터를 마음대로 조작하지 못하게 하는 엄격한 정부 규정도 필요하다. 이는 헬스케어 데이터는 사람의 생명을 담보로 하고 있기 때문에 이를 위해 개인 의료정보를 어떻게 수집하고 보관할 것인지 개인정보 보안 문제의 해결책이 필요하다. 그렇다고 원칙 없는 규제도 관련 산업 활성화에 문제가 따른다.

따라서 AI 헬스케어 분야가 국내에서 개발되고 적극적으로 활용되기 위해서는 하루라도 빨리 미흡한 관련 규정 개선이 시급한 이유다. 실리콘밸리에서는 개인 의료정보의 보안을 위해 여러 IT 보안회사와 해결책을 마련 중에 있다. 국내 기업도 기술 개발 및 활용 후 발생할 수 있는 다양한 문제점과 해결책에 대한 검토를 병행해야 한다.

마지막으로 현재 AI 소프트웨어 관련법이 없는 상황에서 법적 기준 적용이 매우 난해하다. 인공지능 기술이 의료 분야에 접목되면서 기술과 의료진과의 역할에 대한 가이드라인이 필요하다. 인공지능 기술은 아직까지는 의사의 진단과 처방을 보조하는 기능적 역할 수행이므로 모든 상황, 특히 사고나 위급 상황에 대한 적절한 가이드라인이 필요한 이유다.

[김들풀 기자 itnews@itnews.or.kr]