히타치·동경대, 인공세포 사용해 AI로 분석

냄새 구분하는 오차 적어 재해·의료 로봇으로 활용 기대 백소영 기자l승인2019.05.13 06:00:00

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히타치제작소와 동경대학은 인공지능(AI)을 사용해 2종류의 다른 냄새를 구분하는 기술을 개발했다. 냄새에 반응하는 단백질을 갖는 인공세포로 수집한 데이터를 AI로 분석한다. 냄새를 풍기는 문질의 농도를 측정할 수 있고 오차를 기존 방법의 반 이하로 낮췄다.

재해 현장용이나 의료용으로 후각을 갖는 로봇이나 센서를 개발하는데 활용해 갈 예정이다.

생물의 후각은 감도가 높아 재해현장에서 인명구조나 지뢰 탐지 등에 개나 쥐가 활용되고 있다. 단 생명에 위험이 있는 현장 등에서 사용하는 것은 어렵기 때문에 드론이나 로봇 등과 조합해 사용할 수 있는 후각을 담당하는 기술이 요구되고 있다.

연구그룹은 곰팡이의 냄새를 탐지할 수 있는 후각 수용체로 불리는 단백질을 곤충으로부터 추출했다. 이 단백질이 냄새에 반응하면 빛나게 만들어 배양세포에 넣어 인공세포를 만들었다. 페로몬을 검출할 수 있는 단백질에 대해서도 동일하게 인공세포를 설계했다.

곰팡이 냄새와 페로몬이 들어간 용액의 농도를 3단계로 바꾸고 인공세포를 30초 마다 용액에 적셨다. 곰팡이의 냄새나 페로몬에 반응해 빛나기까지의 시간 데이터를 모아 AI에 학습시켰다. 고속으로 학습이 가능한 뉴럴 네트워크를 사용했다.

곰팡이 냄새를 방출하는 용액과 페로몬을 내뿜는 용액을 3종류의 농도로 섞어놓고 AI로 판정한 결과 양자의 냄새 차이를 판정할 수 있었다. 용액의 농도측정도 가능해 곰팡이 냄새가 나는 용액 농도의 오차는 본래 방법보다 80% 적은 7%, 페로몬 용액의 오차는 동일한 50% 적은 28%였다.

사람에게는 약 400개의 후각 수용체가 있는데 냄새의 종류는 수십만 종이 있다. 사람은 적은 후각 수용체로 많은 냄새를 식별하고 있다. 지금까지 센서 등으로 특정의 냄새를 판별하는 장치 등은 있었지만 하나의 AI로 복수의 냄새를 판별할 수 있게 된 것으로 실제 현장에서 보다 이용하기 좋아졌다고 한다.
<닛케이산교신문>

백소영 기자  medi@binews.co.kr
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