[IT비즈뉴스 최태우 기자] 엔비디아가 이달 1일(현지시간)부터 6일까지 미국 시카고에서 열리는 북미 최대 방사선 의료기기 전시회 ‘북미방사선의학회 2019(Radiological Society of North America, RSNA)’에 참가, 엔비디아 클라라 연합학습(NVIDIA Clara Federated Learning, 클라라 FL)을 최초로 공개했다.

클라라 FL은 분산형 협력 학습(distributed, collaborative learning) 기술을 활용해 환자 데이터를 의료서비스 공급자가 내부적으로 관리할 수 있는 시스템으로 엔비디아 EGX 지능형 엣지컴퓨팅 플랫폼(NVIDIA EGX intelligent edge computing platform)에서 구동된다.

환자의 개인정보를 보호하는 분산형 협력 AI 모델 학습용 레퍼런스 애플리케이션으로 글로벌 시스템 제조업체를 통해 엔비디아 NGC-레디 포 엣지 서버(NGC Ready for Edge servers)에서 구동되는 분산형 클라이언트 시스템에서 구현된다.

작동방식은 클라라 FL이 헬름 차트(Helm chart)로 패키징된 후 쿠버네티스(Kubernetes) 인프라에서 간소화된 형태로 실행된다. 엔비디아 EGX 플랫폼은 연합 서버와 협업 클라이언트를 프로비저닝, 애플리케이션 컨테이너와 초기 AI 모델 등 연합학습 프로젝트를 시작하기 위해 필요한 기반 환경을 제공한다.

이를 통해 3D 슬라이서(slicer), MITK, 포비아(Fovia), 필립스 인텔리스페이스 디스커버리(Philips Intellispace Discovery)와 같은 의료용 뷰어에 적용된 클라라 AI 지원 어노테이션 소프트웨어개발키트(NVIDIA Clara AI-Assisted Annotation SDK)를 활용해 데이터를 레이블링할 수 있게 된다.

사전 학습된 모델과 전이 학습(transfer learning) 기법을 이용해 방사선 전문의의 레이블링 업무를 지원하면서 복잡한 3D 연구에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다는 게 사측의 설명이다.

클라라 FL을 사용하는 모든 병원의 엔비디아 EGX 서버는 로컬 데이터에 글로벌 모델을 학습시킨다. 로컬 학습결과는 안전한 연결장치를 통해 연합학습 서버에 다시 공유된다. 이 접근방식은 연합 평균화(federated averaging)를 통해 새로운 글로벌 모델을 만들고, 환자 기록을 제외한 부분적인 모델 가중치를 공유하여 환자들의 개인정보를 보호한다.

현재 미국영상의학회(American College of Radiology, ACR)가 의료영상용 국가 플랫폼인 AI-LAB에 엔비디아 클라라 FL를 시범 운영하고 있다. AI-LAB은 ACR의 의료영상 회원 3만8000명이 AI 모델을 안전하게 구축-공유-조정-검증하도록 할 계획이다.

UCLA 방사선학과(UCLA Radiology)도 해당 기술을 검증하고, 차후에는 캘리포니아 대학교(University of California) 전체 시스템에 이를 확대 적용을 목표로 엔비디아 클라라 FL을 사용하고 있다.

한편 엔비디아는 빠른 데이터 전송 속도로 이미지, 영상을 처리하면서 현장진료시에 AI 추론(inference)과 3D시각 정보를 제공하는 임베디드 AI 개발자키트 ‘엔비디아 클라라 AGX’도 공개했다.

클라라 AGX는 엔비디아 자비에(Xavier) 시스템온칩(SoC)으로 구동되며 10W의 낮은 전력을 소비하므로 의료기기에 내장되거나 작은 보조 시스템에 최적화된 점이 특징이다. 전시현장에서 공개된 하이퍼파인(Hyperfine)은 세계 최초의 휴대용 현장진료 MRI 시스템으로 클라라 AGX가 탑재됐다.

엔비디아는 클라라 SDK를 사전체험 프로그램을 통해 제공할 예정이다. 사전체험판에는 내시경 영상 스트리밍용 AI 추론과 초음파용 소프트웨어 빔포밍(beamforming) 등 2개 레퍼런스 애플리케이션이 포함됐다.