클라우드, 코로나19 위기 극복에 힘을 더하다

클라우드,코로나19 위기 극복에 힘을 더하다

백신 연구를 돕는 사이언스 클라우드

2020년 1월, 빅토리아대학교와 Compute Canada는 Folding@Home 프로젝트를 통해 코로나 바이러스 연구를 시작하였습니다. 코로나 바이러스는 독특한 돌기 모양의 스파이크 단백질로 이루어져 있고 인간의 폐 세포 표면에 있는 ACE2 단백질을 통해 침입한다고 알려져 있습니다. 하지만 당시의 실험 기술로는 단백질의 접힘과 구조를 관찰하기 어려웠습니다. 그래서 연구팀은 바이러스 연구에 사이언스 클라우드인 Arbutus를 도입하기로 결정하였고, 클라우드 기반의 분자 동역학 시뮬레이션을 진행할 수 있게 되었습니다. 이로써 코로나 바이러스 단백질의 작용 과정을 시각화하고 이해할 수 있었고, 이 과정을 막을 수 있는 신약 후보물질을 발견하는 데 한층 더 다가갈 수 있었습니다.

모더나는 설립한 지 이제 10년이 조금 넘었지만, 코로나 백신 덕분에 더욱 유명해졌습니다. 모더나는 코로나 발병 초기부터 백신 연구를 시작하였습니다. 백신 연구는 일반적으로 수년이 걸리는 작업이지만, 모더나가 단기간에 백신 연구와 생산에 성공할 수 있었던 것은 클라우드 기반의 Drug Design Studio를 구축하면서였습니다. Drug Design Studio를 통해 새로운 mRNA 구조를 설계하고 AI 알고리즘을 사용하여 최적화할 수 있었습니다. 또한 품질 관리를 자동화하는 알고리즘이 있어 사람이 일일이 수작업으로 검토하던 시간을 단축할 수 있었고, 인간의 눈에 보이지 않는 부분까지 감지할 수 있어 분석 품질까지 향상할 수 있었습니다.

임상 솔루션을 지원하는 다이나믹 클라우드

듀크대학교 의과대학은 코로나 대유행에 대비하여 인공호흡기의 용량을 확장하기로 계획하였고, 인공호흡기를 분할하여 다수의 환자가 동시에 사용하는 방안을 수립하였습니다. 하나의 인공호흡기를 여러 환자에게 동시에 사용하는 상황을 가정하여 인공호흡기에서 환자의 폐로 흘러가는 공기의 질량과 에너지, 환자의 상태와 폐에서의 순응도와 저항을 실험해야 하는 매우 복잡한 시뮬레이션이었습니다. 단순 시뮬레이션만으로도 146,000여 개의 중간 csv 파일이 생성될 정도였습니다. 이에 연구진은 병렬 프레임워크를 지원하는 다이나믹 클라우드를 시뮬레이션 환경에 적용하였고, 엄청난 양의 변수를 효율적으로 운영하며 시뮬레이션할 수 있었습니다.

자가진단을 위한 테스팅 클라우드

스탠포드대학교 의과대학은 샌프란시스코 베이 지역의 코로나 발병률을 추정하기 위해 Vera 클라우드 테스팅 플랫폼을 개발하였고, 현재도 Vera를 통해 진단 결과를 수집하고 모니터링하고 있습니다. Vera는 샌프란시스코 지역 주민을 위해 스탠포드대학교를 중심으로 개발한 플랫폼이었지만, 구상 단계에서부터 향후 미국 전역에서 사용할 수 있도록 클라우드 기반으로 설계하였습니다. 실제로 학교, 공중보건국, 기업 등 다양한 지역사회에서 Vera 클라우드를 통해 가상의 조직을 구성하여 자체적으로 테스팅 서비스를 운영하고 있다고 합니다. 또한 Vera는 SCAN(Seattle Coronavirus Assessment Network)의 역학 테스팅 플랫폼을 확장하는 데에도 도움을 주고 있습니다.

클라우드는 의료 분야에서 새로운 디지털 혁신을 가속하는 원동력이 될 것입니다. 클라우드로 인해 전혀 예상치 못한 데이터를 수집하고 분석할 수 있는 기회가 만들어질 것이며, 백신이나 의료장비를 지금보다 더 빠르게 개발할 수 있을 것입니다.

# References
[1] https://www.infoworld.com/article/3586597/cloud-adoption-in-a-post-covid-world.html
[2] https://ourworldindata.org/covid-vaccinations?country=OWID_WRL
[3] https://onlineacademiccommunity.uvic.ca/rcs/shared-computing/
[4] https://www.computecanada.ca/featured/harnessing-the-power-of-scientific-cloud-computing-to-fight-covid-19/
[5] https://www.modernatx.com/mrna-technology/research-engine
[6] https://ieeexplore.ieee.org/document/9201333
[7] https://med.stanford.edu/vera.html
[8] https://news.microsoft.com/innovation-stories/stanford-vera-cloud-testing/



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최성철
최성철 클라우드 전문가

삼성SDS 전략마케팅팀

Corporate Strategy & Business Development, and Customer Success Lead