헬스케어로 영역 확장하는 NVIDIA
2022년 2월 15일 바이라인네트워크
NVIDA 하면 추억이 돋는다. 청소년기에 친구들과 그래픽 카드가 어떠한지, 몇기가 인지 나누었던 시절, 그리고 청년때 고화질 게임이 등장하면서 PC방에서 어떤 그래픽 카드를 탑재하고 있는지 홍보하던 시절..
PC조립을 할때도 NVIDA 그래픽 카드를 많이 사용했었다.
그런 그래픽 카드로 기억이 남는 회사가 이제 AI와 컴퓨팅 기술을 이용해서 헬스케어, 신약, 디지털 치료제 등 비대면 시대 다양한 사업으로 진출하고 있다. NDIVIA의 4차산업을 준비하고 혁신하는 내용을 구체적으로 정리해보았는데, 정말 광범위하고 전문적임을 알수 있다. 이 회사의 전망이 기대가 된다.
뉴스 원문
컴퓨팅 기술로 유명한 엔비디아가 최근 헬스케어로 사업 영역을 확장하고 있다. 헬스케어 제품을 직접 만드는 것은 아니다. 코로나19 치료제, 인공지능(AI) 기반 의료기기 등 다양한 의료 분야 제품을 만드는 과정을 돕는 것에 가깝다.
주로 컴퓨팅 기반을 제공하고 각 목적에 맞는 프레임워크, 애플리케이션, AI 모델 등 도구를 제공하는 것이 엔비디아의 역할이다. 클라라 디스커버리는 신약 개발을 위한 각종 도구들을 제공한다. FLARE(Federated Learning Application Runtime Environment)는 여러 병원과 연구소, 헬스케어 기업 간 협업을 가능하게 하는 연합학습(Federated Learning)을 위한 공통 컴퓨팅 인프라다.
이밖에 의료기기의 실시간 감지를 가능하게 하는 클라라 홀로스캔(Clara Holoscan), 엔터프라이즈용 AI 소프트웨어 솔루션인 AI 엔터프라이즈(AI Enterprise)가 엔비디아의 대표적인 헬스케어 관련 서비스다.
엔비디아가 헬스케어로 영역을 넓히는 이유는 코로나19 이후 디지털 헬스케어 산업이 급부상 중이기 때문인 것으로 보인다. 한국바이오협회가 지난달 30일 공개한 ‘코로나19 이후 급부상하고 있는 디지털헬스산업’ 보고서에 의하면, 헬스케어 분야의 디지털화는 코로나19 이후 헬스케어 수요 증가와 의료 인력 부족으로 단기간에 촉진되고 있다. 2020년 글로벌 디지털 헬스 산업 규모는 1520억달러(한화 약 174조원)였으며 2027년까지 5080억달러(582조원)까지 성장할 것으로 전망된다.
디지털 헬스케어 시장 규모1. 신약 개발을 지원하는 클라라 디스커버리
엔비디아는 작년 11월 진행된 자사 개발자 컨퍼런스인 GTC 2021에서 엔비디아 클라라 디스커버리(Clara Discovery)를 활용해 신약 개발 소프트웨어를 만든 스타트업 엔토스(Entos) 사례를 발표했다.
엔비디아 클라라 디스커버리는 신약 개발 관련 최첨단 프레임워크, 애플리케이션, AI 모델의 집합체다. 수십억개의 잠재적 약물 분자가 체내에서 어떤 상호작용을 할 수 있는지에 대해 다양한 정보를 제공한다. 유전체학, 현미경 검사, 가상 스크리닝, 컴퓨팅 화학, 시각화, 임상 이미징, 자연어 처리에 대한 지원을 통해 그래픽프로세서유닛(GPU)으로 가속화하는 신약 개발을 지원한다.
클라라 디스커버리는 5페타플롭스의 성능을 제공하는 AI 시스템인 엔비디아 DGX A100에서 실행되도록 최적화됐다. DGX A100은 연구원들이 빠르게 문제를 해결하고 IT팀이 배포하기 쉬운 통합 인프라를 활용할 수 있도록 돕는다.
오브넷은 신약 개발에 필요한 분자 약물 발견 모델을 훈련시키는데 필요한 데이터를 30배 정도 줄여준다. 신약 개발에 유망한 약물 화합물을 찾는 실험에서는 약 100배까지 필요한 데이터를 줄일 수 있다.
엔토스의 목표는 특정 형태의 암과 연관된 단백질을 비활성화하는 약물 분자를 찾는 것이다. 양자역학 계산을 머신러닝(ML) 워크플로우에 통합하면서 이러한 표적 단백질과 결합한 잠재적 화합물의 범위를 더욱 신속하게 좁히고 있다.
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2. FLARE, 연합학습을 위한 공통 컴퓨팅 기반 제공
소프트웨어 개발 키트인 엔비디아 FLARE는 연합학습을 위한 공통 컴퓨팅 기반을 제공해 의료 산업에서 AI 사용을 가속화한다. 분산된 여러 당사자들이 범용 AI 모델을 개발하기 위해 협력하는데 도움을 준다.
AI 애플리케이션 개발자가 AI 기술을 산업화하고 애플리케이션의 비즈니스 이점을 확장하려면 AI는 특정 단체, 기관, 지역에 소속되지 않은 외부 데이터에 대해 훈련, 검증되어야 한다.
연합학습에서는 참가자들이 각 그룹의 독점 데이터셋을 교환하지 않고도 AI 모델을 학습시키거나 평가하기 위해 협력한다. 민감한 데이터를 공유하지 않으면서 AI 모델을 공동으로 구축하고 외부에서 모델을 검증할 수 있다.
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FLARE를 통해 엔비디아는 췌장 종양을 분할하고 유방 조영술에서 유방 밀도를 분류해 유방암 위험을 판단하는 프로젝트를 주도했다. 코로나19와 관련해서는 환자의 산소 요구량을 예측하는 연구를 진행해 네이처 메디슨에 논문을 발표했다.
해당 연구에서는 EXAM(electronic medical record (EMR) chest X-ray AI model)라는 연합학습 모델 학습을 위해 전세계 20개 기관 데이터를 사용했다. EXAM 모델은 바이탈 사인, 실험실 데이터, 흉부 엑스레이 데이터를 사용해 코로나19 증상이 있는 환자의 미래 산소 요구량을 예측한다.
AI 소프트웨어와 연결된 의료기기를 사용 중인 모습-- 중략 --
3. 클라라 홀로스캔으로 AI 의료기기에서 실시간 감지 가능
AI 기반 의료기기는 로봇 보조 수술, 중재적 방사선 시술, 방사선 치료 계획 등을 수행하는 의료진에게 발전된 의사 결정 도구가 된다. 임상 애플리케이션에서 AI 기반 의료기기를 사용하려면 기기에서 데이터를 실시간으로 처리, 예측, 시각화하는 가속화된 파이프라인이 필요하다.
엔비디아 클라라 홀로스캔은 의료기기에서 실시간 감지를 가능하게 하는 의료기기용 AI 컴퓨팅 플랫폼이다. 2021년 11월 GTC 2021에서 첫 공개됐다.
클라라 홀로스캔은 의료 기기부터 엔비디아 인증 엣지 서버, 데이터 센터 또는 클라우드의 엔비디아 DGX 시스템까지 확장 가능한 아키텍처다.
이외 클라라 홀로스캔은 멀티모달 센서 데이터를 처리하고, 물리학 기반 모델을 실행하고, AI 추론을 가속화하며, 고품질 그래픽을 실시간 렌더링하는 등 의료 애플리케이션에 대한 다양한 기능을 지원한다.
많은 의료 기기 회사에서 AI와 로봇 공학을 활용하고 있으며 로봇 수술, 모바일 CT 스캔, 기관지경 검사 등에 엔비디아 가속 컴퓨팅 플랫폼을 사용하고 있다. 클라라 홀로스캔은 기기 제조업체가 기기에서 데이터 센터까지 확장함으로써 이러한 애플리케이션을 더 효과적으로 지원하고, 광범위한 엔비디아 AI 솔루션에 액세스해 확장할 수 있도록 개발됐다.
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AI 엔터프라이즈를 활용한 암 타겟팅 모습4. 엔터프라이즈용 AI 소프트웨어 솔루션, AI 엔터프라이즈
엔비디아 AI 엔터프라이즈는 엔터프라이즈용 AI 소프트웨어 솔루션이다. 엔비디아가 인증, 최적화, 지원하는 엔터프라이즈급 AI 툴과 프레임워크로 구성됐다. 헬스케어뿐만 아니라 스마트팩토리, 금융서비스의 부정 행위 감지 등을 위한 AI 솔루션을 개발하는데 필요한 소프트웨어를 제공한다.
엔비디아 AI 엔터프라이즈 소프트웨어 스위트는 서버 가상화에 VM웨어 v스피어를 사용하는 기업의 IT 전문가들이 데이터센터와 하이브리드 클라우드 환경 관리에 사용하는 것과 동일한 툴로 AI를 구현하도록 지원한다. 또한 베어메탈 서버와 유사한 v스피어 환경에서 스케일 아웃, 멀티노드 AI 애플리케이션 성능을 제공한다.
엔비디아에 따르면 AI 엔터프라이즈를 사용하면 AI 모델 개발 시간을 80주에서 8주 수준으로 단축 가능하다. 베어메탈에서 구현되는 동일한 스케일 아웃과 높은 엔비디아 가속 컴퓨팅 성능으로 VM웨어 v스피어에서 고급 AI 애플리케이션을 배포·관리할 수 있다.
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