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"분자 생성 AI로 신약 개발 효율을 15배 높였어요"

꿈은 삶의 이정표이자 동력이다. 꿈은 곧 미래의 삶이다. 꿈은 그래서 소중하다. 꿈은 사람마다 다르고 다른 만큼 다채롭다. 스타트업이 꾸는 꿈도 그럴 것이다. 소중하고 다채롭다. '이균성의 스타트업 스토리'는 누군가의 꿈 이야기다. 꿈꾸는 사람이 자신의 이야기를 들려주고 다른 꿈꾸는 사람을 소개하는 릴레이 형식으로 진행된다. [편집자주] “분자 생성 AI로 신약 개발 효율을 15배 높였어요” 발견과 발명은 반복되는 시행착오 끝에 얻어지는 성과다. 신약 개발도 그러하다. 한 논문에 따르면 보통 신약 하나를 개발하는 데는 10여년이 걸린다. 여기에 드는 비용도 평균 3조원에 육박하는 것으로 알려졌다. 신약 개발 기간이 길고 비용이 많이 드는 까닭은 약효가 있는 새로운 물질(분자구조)을 합성할 때 성공확률이 극히 낮기 때문이다. 무려 9000분의 1이라고 한다. 분자 합성 실험 한 번에 보통 3주 이상이 걸리고 수백만 원의 비용이 든다. 하나의 실험을 하느냐 마느냐는 결국 시간과 비용에 관한 결정이다. 임재창 히츠 공동창업자는 인공지능(AI)을 이용해 이 결정에 도움을 줌으로써 신약 개발의 시행착오를 줄여 효율을 높이려고 한다. ■시행착오는 왜 불가피한가 신약 개발은 인체에서 질병을 일으키는 단백질을 찾아내고 이와 상호 작용을 일으켜 질병을 치료하기 위한 물질(화합물)을 만들어내는 것이다. 이 개발 과정은 보통 4단계로 진행된다. 기초-탐색 연구, 비임상, 임상, 허가-승인 등이다. 이 과정을 거쳐 9000개의 후보 물질 가운데 딱 하나가 신약이 된다. 개발기간으로 따지면 보통 기초-탐색 연구에 5년, 비임상 1.5년, 임상 5년, 허가-승인 2년 등이 소요된다. 기초-탐색 연구는 질병 유발 단백질을 찾아내고 이를 치료할 수 있을 것으로 예측되는 후보 물질을 탐색하는 것을 말하는 데 보통 9000에서 1만개의 물질 목록이 생성된다. 비임상은 안정성 실험을 통해 후보물질을 최적화하는 단계로 목록이 50개로 줄어든다. 임상은 보통 3단계로 진행되며 다시 화합물이 5개로 줄어든다. 이중 최상의 물질이 허가와 승인 과정을 거쳐 신약이 된다. “9000에서 1만개의 후보 물질 가운데 어떤 것이 최상의 약효를 가질지를 알 수 없으니 다 실험을 해야 하잖아요. 그런데 후보 물질이긴 하지만 실패할 확률이 높다면 실험을 안 해도 되는 것이죠. 히츠가 개발한 시스템은 인공지능을 통해 후보 물질을 발굴하고 이와 단백질의 관계를 예측해주는 것이에요.” ■인공지능 신약 개발 플랫폼 '하이퍼랩' 신약 개발을 위한 실험의 시행착오를 조금이라도 줄이기 위해 히츠가 개발한 것이 '하이퍼랩(HYPERLAB)'이다. '인공지능 신약 개발 플랫폼'이다. 서비스형 소프트웨어(SaaS) 형태로 제공되며 직관적 UI가 특징이다. '하이퍼랩'은 주로 신약 개발 초기 기초-탐색 연구 단계에 초점을 맞추고 있다. “생성형 AI는 무언가를 만들어내는 AI잖아요. 우리가 AI를 통해 만들어내려 하는 것은 분자(Molecule)예요. 정확히는 신약 후보 물질이 될 분자죠. 과거의 데이터를 학습해서 신약 물질 후보가 될 분자의 구조를 디자인하고 제안해주죠. 우리는 특히 '스캐폴드 기반 분자 생성 모델(Scaffold-based molecular generative model)'을 개발하였어요. 스캐폴드는 물성을 특정 짓는 분자의 뼈대라고 할 수 있죠. 이를 고정해놓고 합성을 통해 분자 구조를 점진적으로 바꿔가며 새 분자를 만들죠.” 스캐폴드는 물질의 물성과 깊은 관계가 있고, 스캐폴드를 유지한 채 합성을 통해 분자 구조를 점차적으로 바꿔간다면, 무작위로 분자를 합성하는 것보다, 원하는 물질을 찾아가는데 더 효과적이라는 의미로 이해됐다. 하이퍼랩은 분자 생성 모델과 함께 '물질-단백질 상호 작용 예측 모델'도 갖고 있다. 데이터 학습을 통해 약물 후보 물질과 질병의 원인으로서의 단백질 사이의 상호 작용과 결합 구조를 예측해주는 것이다. 이 예측이 정확하다면 분자 합성 실험을 할지 말지 고민스러울 때 중요한 참고자료가 되는 것이겠다. 하이퍼랩은 또 '분자 탐색 모델'도 있다. 천문학적인 숫자의 분자 가운데에서 후보가 될 수 있는 물질을 빠르게 탐색한다. “하이퍼랩은 신약 개발 초기에 후보 분자 대규모 가상 탐색부터, 물성 예측, 신규성 있는 분자 설계까지 할 수 있습니다. 이 과정을 통해 필요 없을 것으로 보이는 후보 물질은 실험에서 제외시킬 수 있는 것이죠.” ■“효과가 15배나 커진 사례도 나왔죠” L사는 '타깃 A(질병 단백질 가운데 하나)'에 대한 특허성 있는 신규 골격(스캐폴드)을 찾고 있었다. 이 타깃과 관련해서는 이미 1000개 이상의 물질에 광범위하게 특허가 걸려 있었다. 특허를 낼 새 물질을 찾기가 그만큼 어려운 것. 관건은 천문학적인 숫자의 분자를 빠르게 탐색하고 '타깃 A'에 맞게 선별하는 것. 이를 위해 L사가 손잡은 게 히츠의 하이퍼랩이다. “히츠의 '약물-단백질 상호작용 예측 모델'의 성능을 검증하기 위해 우선 타깃 A와 기존에 보고된 활성분자의 예측값을 돌려보고 이를 실험값과 비교했어요. 타깃 A에 대한 실험 결과를 우리 모델 학습에 전혀 사용하지 않았지만 R값이 0.6으로 나타났지요. 이는 예측값의 정확도가 높다는 것을 뜻하지요. 그런 뒤 우리 '스캐폴드 기반 분자 생성 모델'을 통해 타깃 A에 대해 활성을 보일 확률이 높은 후보물질을 디자인했어요. 그런 다음 다시 '약물-단백질 상호작용 예측 모델'을 통해 우선 실험할 상위 분자를 선별했죠. AI의 이 작업이 끝나고 나서 L사 의약화학자가 후보 분자를 재선별하고, L사의 의약합성팀에서 검토한 뒤 유도체를 생성해 분자를 합성하는 후속 실험에 들어갔죠. L사는 이 과정을 통해 6개월간 활성물질 15종을 확인할 수 있었습니다. 히츠를 만나기 전에는 1년 동안 단 2종의 활성 물질을 확인할 수 있었을 뿐이라고 해요. 하이퍼랩을 이용하니 효율을 15배 가량 높였다고 볼 수 있는 것이지요.” ■“논문 기술이 아니라 산업에 적용될 기술” 히츠가 갖고 있는 AI 신약 개발 플랫폼은 임재창 공동창업자의 박사 학위 논문 주제이기도 하다. 논문을 쓰던 중 문득 생각했단다. '논문상에서만 작동하는 기술이 아니라, 실제 현실에서 가치를 창출하는 기술을 만들고 싶다.' 창업에는 고민도 컸다. 창업은커녕 회사 생활도 안 해본 터라 '내가 과연 회사를 운영할 수 있을까'를 생각해보지 않을 수 없었다. 그 때 힘이 된 게 지도교수였다. KAIST 화학과 김우연 교수. 김 교수가 공동창업을 제안했고 히츠 팀이 출발하게 됐다. 2020년 5월이었고, 임재창 공동창업자는 당시 스물여섯이었다. 그 이후 누적으로 100억 원을 투자받았고, 팀원은 31명으로 불어났다. 고객도 늘어났다. 300여개의 제약회사, 신약개발연구소, 대학 등이 하이퍼랩을 쓰고 있다. 지난해 10월 처음 유료화를 시행해 매출도 발생하고 있다. “앞으로는 인간이 상상하지 못했던 분자 구조를 AI를 포함한 디지털 기술이 생성할 것입니다. 코로나19 팬데믹처럼 감염병이 발생할 때 가능하면 빨리 치료제가 나오면 좋겠지요. 신약 개발의 디지털 전환이 필요한 이유일 것입니다. 그 과정에서 히츠가 영향력 있는 역할을 하는 팀이 될 수 있도록 노력할 것입니다.” 덧붙이는 말씀: 임재창 히츠 공동창업자가 다음 인터뷰 대상으로 추천한 사람은 콘테크 스타트업 메이사의 김영훈 대표입니다.

2024.07.04 10:03이균성

KAIST, 미생물로 '계란' 만들었다… "식량난 도움"

KAIST가 미생물로 계란을 만들어 공개했다. 상용화되면 전세계 식량난 해결에 도움이 될 것으로 기대됐다. KAIST(총장 이광형)는 생물공정연구센터 최경록 연구교수(논문제1저자)와 생명화학공학과 이상엽 특훈교수(교신저자)가 '미생물 유래 친환경 액상 계란 대체물 개발'논문을 발표했다고 4일 밝혔다. 이번 연구의 포인트는 미생물 용해물을 가열해 젤을 만드는데 있다. 이 젤이 삶은 계란과 유사한 미시적 구조와 물리적인 특성을 갖는다는 것이다. 연구팀은 이 젤에 미생물 유래 식용 효소나 식물성 재료를 첨가해 다양한 식감을 구현할 수 있다는 것을 확인하고 계란 대체제를 만들어냈다. 연구팀은 “액체 상태인 용해물을 이용해 머랭 쿠키를 굽는 등, 미생물 용해물이 난액을 기능적으로 대체할 수 있음을 규명했다”고 말했다. 현재까지 비동물성 단백질을 기반으로 계란 대체제 개발이 진행돼왔으나, 계란의 온전한 영양을 제공하는 동시에 젤화, 거품 형성 등 난액(卵液)이 요리 재료로서 지니는 중요한 핵심 기능적 특성을 함께 구현하는 대체제는 개발이 어려웠다. 연구팀은 "단위 건조 질량당 단백질 함량이 육류에 비견될 정도로 많은 미생물 바이오매스를 난액 대체제로 개발했다"고 설명했다. 특히, 인류의 오랜 섭취 경험을 통해 효모, 고초균, 유산균 및 기타 프로바이오틱스 균주 등 다양한 미생물 안정성이 검증됐고, 미생물 바이오매스는 생산 시 발생하는 이산화탄소뿐만 아니라 물, 토지 등 요구되는 자원이 적으면서도 고품질 영양성분을 가지고 있어 미래 식량 자원 확보에 기여할 것으로 기대했다. 연구팀이 개발 과정에서 어려웠던 점은 미생물 배양을 통해 회수한 반고체 상태의 미생물 바이오매스에 열을 가하면 난액과 달리 액상으로 변했다. 이에 연구진은 계란찜을 만들기 위해선 먼저 계란의 껍데기를 깨트리고 난액을 모아야 한다는 사실에 착안, 미생물의 세포 구조 중 난각에 상응하는 세포벽과 세포막을 파쇄하는 방법으로 미생물 용해물을 제조했다. 이상엽 특훈교수는 “미래 장거리 우주여행 식량, 전시 상황 등 긴급 상황 시의 대비를 위한 비상식량 등으로도 활용할 수 있다”며 “무엇보다 지속 가능한 식량 체계 확보에 도움이 될 것”으로 기대했다. 이 논문은 네이처(Nature)가 발행하는 'npj 식품 과학(npj Science of Food)'에 6월 19일자 온라인으로 게재됐다.

2024.07.04 08:09박희범

"제2 블루포스·디웨이브 '대덕퀀텀밸리'서 나올 것"

"제2의 블루포스, 주리히 인스트루먼트, 디웨이브 시스템즈가 '대덕퀀텀밸리'에서 나올 것이다." 대덕퀀텀밸리 조성에 시동이 걸렸다. 목표는 글로벌 양자컴퓨팅 소부장 리더 유니콘 기업 육성이다.블루포스는 양자컴 극저온 냉동기 글로벌 리더다. 주리히 인스트루먼트는 양자컴 퓨비트 측정 및 제어장비 세계 최강자다. 다웨이브 시스템즈는 IBM과 구글에 양자컴퓨터의 길을 열어준 선도기업이다. 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 3일 KRISS 대전 본원에서 양자컴퓨팅 소부장(소재·부품·장비) 산업 육성을 위한 '양자컴퓨팅 소부장 스케일업 밸리 협의회를 개최했다. 27개 지·산·학·연과는 업무협약도 체결했다. 배성수 KRISS 연구전략실장 사회로 진행된 이 협약에는 ▲KRISS ▲대전광역시 ▲과학기술연결플랫폼사회적협동조합(PoSEP)과 ▲제조기업(MKS, 위드웨이브, SDT 등 18여 곳) ▲국내외 수요기업(LG전자, 파스칼, 콴델라) ▲벤처캐피털(한국과학기술지주, 블루포인트파트너스) 등 28개 기관이 참여했다. 협의체 사업 총괄 기관은 KRISS가 맡았다. 민간 연결 등 지원은 PoSEP이 책임진다. 기술 스케일업과 인력양성은 KRISS를 중심으로 KIST, ETRI, KISTI, KAIST, 서울대, 부산대, UNIST, 성균관대가 나설 계획이다. Q-허브밸리 구축 등 인프라는 대전시와 대덕테크노파크가 주도한다. PoSEP은 협의회 운영 등을 지원할 계획이다. 투자 부문은 블루포인트파트너스(대표 이용관)와 한국과학기술지주(KST, 대표 최치호) 등이 맡기로 했다. 2027년까지 양자 소부장 기업 100개 유치 시장 1조 만들 것 이날 협의회 협약에 이어 '대덕퀀텀밸리' 사업 계획을 공개한 이용환 PoSEP 전략기획위원(사무국장)은 오는 2027년까지△대덕 소부장 기업 100개 유치 △1조 시장 창출 △매출 30%증대를 목표로 "R&D와 기업 육성에 적극 나설 것"이라고 말했다. 11년 뒤인 오는 2035년에는 소부장 기업이 1천개, 유니콘 기업 3개, 글로벌 마켓쉐어 10% 장악을 중장기 목표로 세웠다. 이 위원은 "바이오나 AI, 반도체 혁명의 완성은 양자과학"이라며 "코로나 백신이나 전기차 배터리, 보안 등의 문제를 양자가 모두 해결할 것으로 본다"고 양자의 미래를 긍정 예측했다. "양자 분야는 동맹과 블럭화가 필요하고, 그런 방향으로 세계가 움직이고 있습니다. 전략 기술이기 때문에 수출입 규제도 심할 것입니다. 초기 시장 편입 실패하면 진입장벽이 높을 것입니다." 이 위원은 "2030년 슈퍼컴 시장이 4.5조원이라면, 반도체 소부장 글로벌 시장은 약 200조 원 시장이고, 이 가운데 한국은 3.9%를 장악하고 있다"고 분석했다. KRISS 내년 양자융합센터 Q-랩 조성·클라우드 서비스 이 위원은 "지금은 양자컴 플랫폼 춘추전국시대"라며 "2023연 양자과학기술 시장 규모는 26조원이고, 오는 2030년에는 156조 시장으로 성장할 것"으로 내다봤다. 대덕퀀텀밸리 조성과 관련 협의체는 오는 2030년 본격화할 양자시대에 대비해 올해부터 QX(퀀텀 트랜스포메이션) 준비에 들어간다. KRISS의 양자컴 20큐비트 클라우드 서비스도 2025년부터 테스트 모드로 시작할 계획이다. 2027년에는 50큐비트로 서비스 한다는 것이 목표다. 협의회는 양자컴을 구현하는 초전도 방식과 이온트랩 방식, 포토닉 방식, 중성원자 방식, 다이아몬드 방식 등과의 연계 기술 개발 전략도 세웠다. 이 위원은 "이들 기반 사업들의 완성형을 대덕퀀텀밸리 구축으로 본다"며 "대전시가 양자 융합센터 내 Q-COMM 공간을 내줘 50개 기업이 입주할 수 있게 됐다. 또 KRISS는 2025년 Q-랩을 조성한다"고 부연 설명했다.대전시는 이를 위해 대전 도룡동 출연연 공동관리아파트 부지에 양자융합 R&D통합플랫폼 구축 사업을 2025년부터 2028년까지 진행할 계획이다. 양자융합센터 내 조성할 Q-허브는 오픈 플랫폼으로 운영한다. 이에 앞서 한성호 MKS 대표는 "소부장이 약한 게 늘 마음에 걸렸다"며 "장비 시장만 100조원 대인데, 이번 기회에 글로벌로 진출할 수 있는 협력 기반이 만들어질 것으로 기대한다"고 말했다. 또 강노원 KRISS 성과정책본부장과 이용호 KRISS 초전도양자컴퓨팅시스템연구단장은 "테스트베드와 시스템, 인력 등이 유기적으로 돌아가야 한다"며 "투자를 하고 싶어도 인프라가 제대로 갖춰지지 못한 현실을 협력으로 타개해 나갈 것"이라고 강조했다. 신용현 연세대 특임교수와 함께 협의회에 참석한 정광화 PoSEP 이사장은 "양자는 30년 전부터 해야하나 말아야 하나 고민이 많았던 분야"라며 "세상이 바뀔 때 뛰어들지 않으면 망한다. 양자컴이 그런 분야고, 지금이 뛰어들 때"라고 강조했다.한편 이날 행사에는 콴델라 김유석 한국대표, 파스칼 정희정 전무, 메가존클라우드 김동호 부사장, (주)뮤텍코리아 임상규 CEO, 대전시 정태영 전략산업정책과장, 코셈 이준희 대표, 아이작리서치 박형상 대표,지씨아이 유봉국 대표 등이 참석했다.

2024.07.03 14:55박희범

KAIST '인류 위기 타개' 아이디어 공모전서 5개팀 시상

'KAIST 크레이지 데이(Crazy Day) 아이디어 공모전'에서 동국대학교가 대상을 수상했다. KAIST는 지난 1일 행정동 본관에서 이광형 총장이 참석한 가운데 공모전 시상식을 개최했다. 이 공모전은 인구 위기를 극복할 과학기술 아이디어를 찾기 위해 KAIST가 3월부터 진행한 대국민 공모전이다. 총 254개 아이템이 접수됐다. 수상작은 5건이 선정됐다. 대상은 '유산율 감소를 위한 휴대용 AI 태아측정기 개발'을 제안한 박인아·이다은·허한나 팀(이상 동국대 법학과)이 차지했다. 이 아이디어는 24시간 태아의 상태를 관찰할 수 있는 패치형 초박 생체측정 기기다. 최우수상은 노인 활용에 초점을 관광 안내 서비스 '할말'을 제안한 충남대 팀(윤민지·안규리·이승민)에 돌아갔다. 이들은 '할머니·할아버지가 알려주는 마을 여행 컨셉에 GPS· 3D 거리뷰 기술을 적용했다. 우수상은 '행복한 감정을 키우는 행복루틴 앱 챌린지'를 제안한 유인근(인천 도담초 교사) 씨와 송태오, 김은결(베트남 호치민 국제고2) 팀이 제안한 AI로 질병 초기 증상을 발견해 통보하는 '하우스피탈(House+Hospital)'을 제안했다. 대상에게는 상금 500만원, 최우수상은 상금 300만원, 우수상에는 상금 100만원과 총장상이 각각 주어졌다. 서용석 KAIST 국가미래전략기술 정책연구소장은 “인구 위기와 관련해 전문가들이 간과하거나 놓치고 있었던 문제에 대한 다양한 아이디어와 해결 방안이 제시됐다"고 말했다. 서 소장은 "이번에 제시된 아이디어들이 실제 R&D로 추진될 수 있도록 과기부나 보건복지부에 제안할 예정"이라고 덧붙였다.

2024.07.02 10:16박희범

KAIST 프레지던츠 클럽 멤버 장성환 회장 별세…3년 전 200억 건물 기부

"어려운 사람을 돕는 오른 팔이 되어 주고 싶다"며 지난 2021년 KAIST에 200억 원 상당의 부동산을 기부해 화제가 됐던 장성환 회장이 1일 오전 9시 40분 별세했다. 향년 94세. 고 장 회장은 이 기부로 KAIST 측으로부터 명예박사 학위를 받았다.고 장 회장은 KAIST 기여 공로가 큰 인물로 구성된 KAIST 프레지던츠 클럽 멤버 14명 중 1인이다. KAIST 프레지던츠 클럽에는 고 정문술 회장과 최태원 SK그룹 회장 등이 포함돼 있다. 1930년 황해도에서 7남매 중 셋째로 태어난 고 장 회장은 18세 때인 1947년 월남해 무역업을 거쳐 화장품 용기 제조회사 '삼성 브러쉬'를 세운 후 중국으로 진출해 사업가로 성공했다. 고학으로 대학원까지 마쳤다. 물티슈 한장을 물에 헹궈 다시 쓸 정도로 근검절약했던 것으로 유명하다. 어려운 형편 속에서 공부하는 절실함을 누구보다 잘 알았던 장 회장은 생전 장학 사업에 관심을 가졌다. 지난 2021년 서울시 강남구 논현동 소재 200억 원 상당의 지상 6층 지하 2층 부동산을 과학기술 인재 양성에 써달라며 KAIST에 쾌척했다. 고 장 회장의 기부금은 현재 '(가칭)장성환·안하옥 바이오신약센터'를 건립 중이다. 오는2026년 8월 완공한다. 고 장 회장은 과학기술 발전에 기여한 공로로 2022년 KAIST 명예경영학 박사 학위를 받았다. 유족으로 부인 안하옥 여사(93)와의 사이에 1남 1녀가 있다. 빈소는 연세대학교 용인장례식장(특실)에 마련됐다. 발인은 3일 오전 8시, 장지는 경춘공원묘원(강원도 춘천시 서면)이다.

2024.07.01 18:20박희범

과기정통부-국방부, "스텔스 탐지 양자레이더 개발 검토"

'민관군 양자정보협의회'가 출범했다. 양자과학기술을 미래 국방 게임체인저로 만들기 위해 향후 스텔스 탐지 양자레이더 기술 개발 등을 검토하기로 했다. 과학기술정보통신부와 국방부는 양자과학 기술을 국방분야에 적용하고 확산하기 위한 '민관군 양자정보협의회(이하 '협의회')'를 구성하고 27일 일산 킨텍스에서 개최한 '퀀텀코리아 2024'에서 출범식을 개최했다. 출범식은 과기정통부 강도현 차관과 국방부 이영빈 기획조정실장의 축사에 이어 기조강연으로 듀크대학교 김정상 교수의 '양자과학기술이 가져올 미래', 미래양자융합포럼 김재완 의장의 '국내 양자과학기술 확산 현황'이 발표됐다. 또 육군사관학교 정근홍 교수가 '해외 국방분야 양자과학기술 동향', 과기정통부 측이 '민관군 양자정보협의회 운영방향'을 공개했다. 협의회는 △정보교류 및 협력과제 발굴 △제도 및 규제 등 2개 분과를 운영하기로 했다. 기술 개발과 관련해서는 ▲물리적으로 도청을 원천 차단하는 양자암호통신(세계 3번째 상용화)의 국방적용 ▲GPS 교란 시 정밀항법이 가능한 양자중력센서(세계 최고 수준) 기반 양자항법 ▲스텔스 물체를 탐지할 수 있는 양자레이더 등을 검토하기로 했다. 의장은 과기정통부 네트워크정책실장과 국방부 기획조정실장, 미래양자융합포럼 학계 의장(김재완 KIAS)·산업계 의장(양승현 SKT)이 공동으로 맡는다. 참여기관은 총 30개다. 과기정통부 , 국방부, 방위사업청을 비롯한 출연연구기관과 육·해·공군, SKT, KT, LG U+, 한화시스템, LIG넥스원, 대학에서 KAIST, 고려대, 서울시립대, 부산대, 한림대, 육사, 세종대 등이 참여했다. 협의회는 오는 8월부터 민·관·군 양자정보협의회 실무 분과를 운영할 계획이다. 강도현 차관은,“기존 기술의 한계로 인한 불가능을 가능하게 하는 양자과학기술이 첨단기술기반 강군 건설에 기여할 수 있도록 본격적으로 논의를 시작할 시점”이라며, "국방분야의 양자과학기술 실증·전력화에 앞장설 것"이라고 말했다.

2024.06.27 15:34박희범

CPU·GPU 에너지 사용 100만분의 1로 줄인 '열컴' 나오나

기존 CPU나 GPU가 사용하는 에너지의 100만분의 1만으로도 경로찾기 등 복합한 최적화 계산을 할 수 있는 차세대 열 컴퓨팅 기술이 개발됐다. 인공지능과 딥러닝 등의 확산에 따른 전기 에너지 사용량이 현안으로 부상한 가운데 공개된 혁신적인 컴퓨팅 구동 기술이어서 과학기술계의 관심을 끌었다. KAIST는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 미국 샌디아 국립연구소와 공동으로 산화물 반도체의 열-전기 상호작용에 기반하는 열 컴퓨팅(Thermal computing) 기술 개발에 성공했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 반도체 소자에서 발생하는 열이 CPU의 계산 성능을 떨어뜨리고, 이 열을 처리하는 추가 비용이 발생한다는데 주목했다. 이 같은 문제 해결 방안으로 연구팀은 전기-열 상호작용이 강한 산화나이오븀(NbO₂) 기반의 모트 전이 (Mott transition) 반도체를 눈여겨 봤다. 모트 전이 반도체는 온도에 따라 전기적 특성이 부도체에서 도체로 변하는 전기-열 상호작용이 강한 반도체 소자다. 연구팀은 낮은 열전도도와 높은 비열을 가지고 있는 폴리이미드 기판으로 모트 전이 반도체 소자를 제작했다. 소자에서 발생한 열은 폴리이미드 기판에 저장했다. 저장된 열은 일정 시간 동안 유지돼 시간적 정보 역할을 했다. 또 이 열은 공간적으로도 이웃 소자로 전파되면서 공간적 정보 역할도 했다. 연구팀은 "열 정보를 시,공간적으로 활용해 컴퓨팅을 수행할 수 있었다"며 "CPU나 GPU가 쓰는 에너지 소모량 대비 1백만분의 1 정도만 써도 경로 찾기 등과 같은 복잡한 최적화 문제를 풀수 있었다"고 부연 설명했다. 김경민 교수는 “버려지던 반도체 소자 열을 컴퓨팅에 활용하는 개념을 최초로 제안했다"며 "열 컴퓨팅 기술을 활용하면 뉴런과 같은 신경계의 복잡한 신호도 매우 간단히 구현할 수 있다"고 말했다. 김 교수는 또 고차원의 최적화 문제를 기존의 반도체 기술을 바탕으로 해결할 수 있어 양자 컴퓨팅의 현실적인 대안이 될 수 있다”고 기술의 장점을 강조했다 이 연구는 KAIST 신소재공학과 김광민 박사과정, 인재현 박사, 이영현 박사과정 연구원이 공동 제1 저자로 참여했다. 관련 논문은 재료 분야 국제 학술지 `네이처 머티리얼즈(Nature Materials, Impact factor: 41.2)'(6월18일자)에 게재됐다.

2024.06.26 05:06박희범

스페이스린텍· 레오스페이스, "시험시설 이용 허가·인력 지원을…"

"우주환경을 모사한 시험시설을 이용할 수 있다면 우주탐사 분야 기업 성장에 많은 도움 될 것이다."-윤학순 스페이스 린텍 대표. "우주 분야 벤처나 창업기업에게는 현실적으로 인력에 대한 정책적 지원이 가장 중요하고, 필요한 부분이다."-이형권 레오스페이스 대표. 우주항공청(청장 윤영빈)이 지난 25일 사천 청사에서 마련한 우주과학탐사 부문 기업 관계자들과의 간담회에서 나온 업체 바람이다. 이날 간담회에는 우주청 경영진과 △현대자동차 △무인탐사연구소 △스페이스 린텍 △KAIST 인공위성연구소 △인텔리안테크 △스페이스빔 △레오스페이스 △그린광학 △와이엔디케이 △보령 △인터그래비티테크놀로지스 등 11개 기업에서 관계자가 참여했다. 이들은 우주환경 시설 이용과 인력 양성 지원 외에 ▲지속가능한 민간지원 프로그램 기획 ▲국내 기업의 국제협력 프로젝트 참여 장려 등을 요청했다. 윤영빈 청장은 “정부 투자가 기존에는 발사체와 인공위성을 중심으로 이루어졌으나, 앞으로는 우주탐사 분야에 대한 투자를 늘리고 그 역할을 논의할 필요가 있다”고 말했다. 윤 청장은 또 "인력양성의 중요성에도 깊이 공감하며, 대학 뿐만 아니라 청소년부터 인재로 양성하여 우주항공 분야에 기여할 수 있도록 정책적 노력을 기울일 것”이라고 밝혔다. 한편 우주청은 지난 5월 개청이후 우주수송(발사체) 부문과 인공위성 부문 기업 간담회를 잇따라 개최했다.

2024.06.26 01:17박희범

공군, "양자암호체계 완성…실증사업 진행중"

"공군은 이미 양자암호체계를 완성했다. 내년이면 군 전력에서도 큰 변화가 올 것으로 예상한다." 25일 열린 '퀀텀코리아 2024'의 양자와 국방안보 세션에서 공군 측 패널로 참석한 공군본부 정책실 유기필 미래기획센터장은 "양자암호 개발을 완료하고, 현재 실증사업을 진행중"이라며 "조만간 확대적용할 계획"이라고 말했다. '퀀텀코리아 2024'가 '양자로 느끼고, 사고하고, 소통하는-양자로 연결되는 세상'을 주제로 오는 27일까지 일산 킨텍스 제2전시장에서 사흘간의 여정에 들어갔다. 이날 250여 명이 참여한 개막식에서 김재완 '퀀텀코리아 2024' 조직위원장은 "우리나라는 나노와 디지털을 넘어 양자의 세계를 향한 대도약을 시작했다"며 "현대 양자역학이 등장한지 100년, 양자얽힘 제안 90년, 벨 부등식 60년이 된 올해 양자 상용화가 앞으로 나아가고 있다"고 양자에 대한 기대를 드러냈다. 고동진 국민의힘 의원은 축사에서 "10년 전 유럽 출장에서 임원들이 제게 묻기를 양자컴퓨팅이 가져올 세상을 어떻게 보고 있느냐는 질문을 해왔다. 이 때 내가 한 대답이 "애가 둘인데, 왜 양자를 생각하냐"고 답한 적이 있다"며 "그 땐 나도 몰랐지만, 그 변화가 지금 현실이 되고 있다"고 언급했다. 고 의원은 "양자가 우리 삶을 완전히 바꿔놨다"며 "AI나 반도체에 양자가 더해져 향후 어떤 변화가 올지 상상하기도 어렵다"고 덧붙였다. 이어 최재윤 KAIST 교수와 GIST 이상윤 교수 등 9명에 대한 공로 표창을 황판식 과기정통부 연구개발정책실장이 장관을 대신해 수여했다. 표창 수상자는 이들 외에 △국가보안기술연구소 지세완 △SK텔레콤 김동우 △한국과학기술연구원 임향택 △한국과학기술정보연구원 함재균 △미래양자융합센터 김효실 △LG전자 김성혁 △한국전자통신연구원 방정호 박사 등이다. 양자정보경진대회 시상도 진행됐다. 대상은 △'큐비트의 화살'(이승우/강이수/신명진(이상 KAIST) △이태연(숙명여대) △김미루(숭실대) 등이 △'퀀텀붐은 온다(황승재/김민석/백승재/최준재/곽재원(이상 광주과학기술원)'가 차지했다. 특별강연에서는 하버드 대학 미카일 루킨(Mikhail Lukin) 교수가 '양자컴퓨팅의 새로운 지평'을 주제로 '오류수정 기술이 적용된 양자 알고리즘'에 대해 자세히 설명했다. 미카일 루킨 교수는 "48개의 논리 큐비트와 수백 개의 논리 게이트를 사용해 복잡한 스크램블링 회로를 수행할 수 있음을 입증했다"며 "100개의 큐비트를 제어하는 수준까지는 왔다"고 덧붙였다. 미카일 루킨 교수는 큐에라 컴퓨팅과 퀀텀 다이아몬드 테크놀로지 공동 창업자다. 이어 과학 유튜버 궤도와 가수 이장원(페퍼톤스)이 함께하는 퀀텀 토크 콘서트가 진행됐다. 한편 컨퍼런스 세션에서는 200여 명이 참석한 가운데 이날 양자와 관련한 국가별 전략 및 글로벌 협력과 양자와 국방안보를 주제로 연사 발표와 열띤 토론이 전개됐다.

2024.06.25 18:51박희범

"믿을 만한 AI 위해"…라이너, AI 신뢰도 측정하는 지표 만든다

믿을 수 있는 인공지능(AI) 시스템 구축을 위해 기업과 대학이 손잡았다. 라이너는 한국과학기술원(KAIST) 인터랙션 연구실(KIXLAB)과 'AI 에이전트 시스템 신뢰도 측정 지표 및 벤치마크 개발'을 위한 공동 연구를 진행한다고 25일 밝혔다. 이번 연구는 AI 에이전트 시스템 신뢰도 제고를 위해 라이너가 전문 대학 연구기관과 진행하는 첫 산학협력 프로젝트이다. 라이너와 KIXLAB은 내년 3월까지 공동 연구를 진행할 예정이다. AI 에이전트 시스템 신뢰도를 측정하고 규정할 수 있는 벤치마크 데이터셋을 구축할 방침이다. 최근 AI 기술의 활용도는 높아지고 있지만, AI 신뢰도에 대한 우려는 지속적으로 제기되고 있다. 일례로 구글은 지난달 새로운 검색 서비스 'AI 오버뷰'를 공개했지만, 출시 이후 환각 현상으로 인해 비판을 받은 바 있다. 라이너와 KIXLAB은 이러한 AI 신뢰 문제를 해결하기 위해 공동연구를 계획했다. 각자의 전문성과 역량을 결합해 AI 에이전트 시스템 신뢰도를 측정할 수 있는 벤치마크 데이터셋을 개발하겠다는 설명이다. 라이너는 2023년 2월 AI 검색 에이전트를 출시한 정보탐색 AI 스타트업이다. 2015년부터 웹 하이라이팅 서비스를 운영해 왔다. 이를 통해 사람이 직접 중요하고 유용하다고 판단하고 선별한 고품질의 데이터를 수집해 AI 에이전트를 고도화해 왔다. 카이스트 전산학부 김주호 교수가 이끄는 KIXLAB은 대규모 온라인 시스템에서의 인간-컴퓨터 상호작용(HCI) 분야 연구를 수행하고 있는 연구실이다. KIXLAB은 올해 FAccT 학회에 제출한 논문을 통해 'AI 생성물로부터 정확한 정보를 파악할 수 있는 효과적인 방법'을 제안한 바 있다. 이 연구실은 AI 기술 발전과 더불어 AI 신뢰성 및 투명성 제고에 기여할 수 있는 연구를 진행하고 있다. 김주호 교수는 "기술 중심 AI의 관점을 넘어 사람 중심 AI 관점을 담아내기 위해서는 이에 맞는 평가와 벤치마크의 수립이 필수적이다"며 "앞으로 라이너와 사용자 중심 AI 연구를 진행함으로써, 라이너 효용가치를 올리는 것은 물론 학문적으로도 기여할 것"이라고 기대감을 전했다. 김진우 라이너 대표는 "라이너의 첫 산학협력 프로젝트를 KIXLAB과 함께 할 수 있어 기쁘다"며 "프로젝트를 통해 상호 이익 증진은 물론, AI 검색 엔진에 대한 사용자의 신뢰 향상에 기여하길 바란다"고 밝혔다.

2024.06.25 12:08김미정

김상욱 KAIST '토종'교수, "바쁘다 바빠"…세계적 학회 2곳 의장 맡아

국내외 대학과 소재 분야에서 왕성한 활동을 해온 김상욱 KAIST 신소재공학과 교수가 최근 국제적으로 명성있는 학회 의장 타이틀 2개를 추가로 달았다. KAIST는 김상욱 교수가 미국재료학회(MRS) 2025년 봄 학회 의장(Meeting Chair)직과 함께 유럽재료학회(E-MRS) 2025년 가을 학회 의장직을 각각 맡게 됐다고 24일 밝혔다. MRS는 1973년 미국에서 설립됐다. 전 세계 1만3천여 명의 연구자를 회원으로 뒀다. E-MRS는 1983년 MRS 학회에서 떨어져 나온 유럽 중심 학회다. 50여 개국 연구자들이 참여했다. 이 학회는 기초과학과 산업 간 연결 및 커뮤니티를 강화하기 위해 설립됐다. 내년 봄엔 프랑스 스트라스부르, 가을엔 폴란드 바르샤바에서 학회를 개최한다. 이 두 학회는 인공지능, 반도체, 에너지, 지속성, 헬스케어 등 인류가 당면한 난제를 신소재 측면에서 접근해 해결하려는 시도를 지속해 왔다. 김상욱 교수는 KAIST에서 화학공학 학사, 석박사 학위를 취득했다. 미국 위스콘신대 박사후연구원을 거쳐 2004년부터 KAIST 신소재공학과 교수로 재직 중이다. 현재 (주)소재창조 기업 CTO와 함께 KAIST 나노융합연구소 소장, 인권윤리센터 센터장, 에너지 스토리지 머터리얼즈 저널 부편집장, 다차원나노조립제어 창의연구단장 등을 겸하고 있다. 김 교수는 고질적 난제였던 분자조립 나노 패터닝 결함 문제를 세계 최초로 해결한 연구자다.

2024.06.24 16:03박희범

[기자수첩] KAIST, 잇따른 이미지 실추 어쩌나

기대를 모았던 가수 지드래곤이 KAIST '애물단지'로 전락할 위기에 처했다. 최근 지드래곤이 KAIST 강단에 서서 강의하고, 학생들과 대화하는 모습이 공개되면서 '지드래곤 적정성 논란'에 기름을 부었다. 그런데 지드래곤이 강단에 선 모습은 '진짜 사진'은 아니었다. 디지털 크리에이터가 만든 AI생성 이미지였다. 이 사진은 지드래곤이 이달 초 KAIST 기계공학과 초빙교수로 임명되면서 불거진 논란에 기름을 부었다. KAIST는 이달 초 지드래곤 소속사인 갤럭시코퍼레이션과 공동연구센터를 만들겠다고 밝혔다. 이 센터에선 AI로봇 등의 융합연구와 햅틱 등 최신기술을 활용한 아바타 개발 등을 해나갈 계획이다. 이달 초 KAIST가 '이노베이트 코리아 2024' 행사를 개최하며 지드래곤을 중심으로 이광형 총장과 AI대학원 석사과정 학생, 디자인학부 학생회장이 '엔터테크의 미래'를 주제로 토크쇼를 진행했다. KAIST 측은 여기서 더 나아가 리더십 특강 강단에도 지드래곤을 세울 방침이었다. 여기까지는 그런대로 아무 문제 없었다. 부정적 이미지 덧칠한 셈 문제의 발단은 가수 지드래곤을 전면에 내세워 '초빙교수'에 임명했다는 사실이 알려지면서다. '교수 적합성' 논란에 불이 붙었다. 이 행사에 참석했던 출연연 관계자는 "KAIST가 지난 2월 대통령이 참석한 학위 수여식 때 '삭감된 R&D 예산 복원'을 외치는 졸업생을 대통령 경호원들이 매고 나간, 이른바 '입틀막' 사건으로 실추된 이미지를 만회하기 위해 만든 이벤트 아니었냐"며 "이마저도 지드래곤 초빙교수 임명이라는 '악수'를 둬 본전도 못찾은 것 같다"고 평했다. 사실 '입틀막' 사건은 원인 제공자가 누가됐든 KAIST에게는 뼈아픈 상처로 남아있다. 이 사건 이후 KAIST는 브랜드 가치 제고를 위해 총장이 직접 학생들과 교감에 나섰다. 교가 랩을 시연하거나, 학생 식당을 직접 찾아 식사 품질을 따져 챙겨주는 등 나름 각별한 행보를 보였다. 물론 KAIST가 연구대학인 만큼 굵직굵직한 연구성과를 공개하는 일도 빼먹지 않았다. 대만 포모사 그룹 및 머크사 와의 협력, 뉴로모픽 관련 연구결과, 강아지 '생생이' 조각 기증 등이 있다. '입틀막' 사건 충격 여전…트라우마 겪는 KAIST 그럼에도 '입틀막' 사건은 타격이 커도 너무 컸다. KAIST를 생각하면 '입틀막'이 먼저 떠오를만큼 KAIST 상징이 됐다. KAIST 관계자는 "엎친 데 덮친 격으로 지난 달 발생한 랩실 화재사고는 수습도 쉽지 않은 것으로 안다. 앞으로도 2~3건 정도 추가 이벤트를 기획하고 있다는 소문이 있다"고 지적한다. 이 관계자는 또 "대중성 확보에만 치중하는 KAIST가 아니라, 진정 대한민국 과학기술 발전에 무엇을 기여할지를 고민하는 대승적· 거시적 차원의 글로벌 연구중심 대학으로 거듭났으면 한다"며 기대감도 드러냈다. 오는 10월이면 과학기술계는 노벨상 발표로 또 시끄러울 것이다. 지난해 기준 노벨상 수상자가 1천 명을 돌파했지만, 대한민국 과학기술계엔 아직 '0'명이다. 건립한 지 반세기가 넘은 KAIST, 쏟아부은 국민 세금만 지금까지 수 십조 원이다. 이제 노벨상 정도 나올 때가 되지 않았을까. 그런 기대를 갖는 것이 '국민적 욕심'에 불과한 일인지 이광형 KAIST 총장에게 묻고 싶다.

2024.06.23 09:08박희범

KAIST, 뉴로모픽 컴퓨팅 신뢰성·속도 실험실 수준 '개선'

국내 연구진이 뉴로모픽 컴퓨팅의 신뢰성과 속도를 일부 개선했다. 뉴로모픽 소자 상용화에 기여할 전망이다. KAIST는 전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 한양대학교 연구진과 공동으로 차세대 메모리 소자의 신뢰성과 성능을 높일 수 있는 이종원자가 이온 도핑 방법을 개발했다고 21일 밝혔다. 이종원자가 이온(Aliovalent ion)은 원래 존재하던 원자와 다른 원자가(공유 결합의 척도)를 갖는 이온을 말한다. 연구팀은 기존 차세대 메모리 소자의 가장 큰 문제인 불규칙한 소자 특성 변화를 개선하기 위해 이종원자가 할라이드(halide) 이온을 산화물 층 내에 주입하는 방법을 찾았다. 이 결과 소자 동작의 균일성, 동작 속도, 그리고 성능이 '주목할 만큼' 향상됐음을 실험적으로 확인했다. KAIST 배종민 연구원(석사과정)은 "신뢰성 문제는 어느 정도 해결한 것으로 본다"며 "그러나 뉴로모픽 소자가 상용화 되기 위해서는 뉴로모픽 소자의 회로단에서 아날로그를 디지털 값으로 변환하는 보틀랙 발생 등 여러 문제를 먼저 해결해야 할 것"이라고 말했다. 최신현 교수는 "이번에 밝혀낸 성능 향상 원리를 다양한 반도체 소자에 응용할 수 있을 것"으로 내다봤다. 이 연구는 KAIST 전기및전자공학부 배종민 석사과정, 한양대학교 권초아 박사후연구원이 공동 제1 저자로 참여했다. 연구결과는 국제 학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 6월호에 게재됐다.

2024.06.21 09:53박희범

[인사]KAIST(한국과학기술원)

◇ 보임▲ 국제협력처장 김소영 ▲행정부장 박성대 ▲발전협력팀장 이창준 ▲건설팀장 박규훈 ▲KAIST 클리닉 운영팀장 손선권 ▲연구정책전략팀장 최배진 ▲일반연구지원팀장 양시정 ▲기술가치창출원 기획운영팀장 박희서 ▲KAIST 우주연구원 팀장 제성애

2024.06.20 17:38박희범

KAIST, 멀티모달 대형언어모델 '깃허브' 공개…GPT-4V 시각성능 "제꼈다"

국내 연구진이 오픈AI의 GPT-4V와 구글 제미나이-프로(Gemini-Pro)의 시각 성능을 능가하는 멀티모달 대형언어모델을 개발, 오픈소스 커뮤니티 깃허브(Github)에 공개했다. 최근 주목받는 생성형 AI 트랜드가 멀티모달화로 진화 중이어서 귀추가 주목됐다. KAIST는 전기및전자공학부 노용만 교수 연구팀이 GPT-4V 등 비공개 상업 모델의 시각 성능을 넘어서는 공개형 멀티모달 대형언어모델을 선보였다고 20일 밝혔다. 연구팀은 멀티모달 대형언어모델 시각 성능을 개선하기 위해 '콜라보(CoLLaVO)'와 '모아이(MoAI)' 2가지 기술을 자체 개발했다. 이병관 연구원(박사과정,제1저자)은 "GPT-4V나 제미나이-프로 등과 시각성능 만을 비교하면 점수나 정확도 면에서 최대 10% 더 우수하다"고 말했다. 인지추론성도 함께 따져봐야 하지만, 이는 이번 연구 주제에서 벗어나 나중에 생각할 부분이라는 것이 이 연구원 얘기다. 사실 인지추론성도 개별 검토한 결과 오픈AI나 구글 모델 대비 결코 뒤지진 않는다는 것이 이 연구원의 귀뜸이다. 연구팀은 '콜라보'를 개발하기 전 기존 공개형 멀티모달 대형언어모델 성능이 비공개형에 비해 떨어지는 이유를 1차적으로 물체 수준에 대한 이미지 이해 능력 저하에서 찾았다. 연구팀은 이를 개선하기 위해 이미지 내 정보를 배경과 물체 단위로 분할하고 각 배경 및 물체에 대한 정보를 멀티모달 대형언어모델에 직접 넣어주는 '크레용 프롬프트(Crayon Prompt)'라는 시각적 프롬프트를 새로 설계했다. 또 시각적 지시 조정 단계에서 크레용 프롬프트로 학습한 정보를 잃어버리지 않기 위해 물체 수준 이미지 이해 능력과 시각-언어 태스크 처리 능력을 서로 다른 파라미터로 학습시키는 획기적인 학습전략인 '듀얼 큐로라(Dual QLoRA)'를 제안했다. 이병관 연구원은 "이로 인해 이미지 내에서 배경 및 물체를 1차원적으로 구분하는 능력이 크게 향상됐다"고 덧붙였다. 대형언어모델인 모아이(MoAI)'도 개발했다. 인간이 사물을 판단하는 인지과학적 요소(물체 존재나 상태, 상호작용, 배경, 텍스트 등)에서 영감을 얻었다는 것이 연구팀 설명이다. 연구팀은 "기존 멀티모달 대형언어모델은 텍스트에 의미적으로 정렬된 시각 인코더(vision encoder)만을 사용하기 때문에, 이미지 픽셀 수준에서의 상세하고 종합적인 실세계 장면에 대한 이해가 모자란다고 판단했다"고 말했다. 연구팀은 △전체적 분할 △한계가 없는 물체 검출기 △상황 그래프 생성 △글자 인식 등 4가지 컴퓨터 비전 모델을 언어로 변환한 뒤 멀티모달 대형언어모델에 입력했다. 이를 연구팀이 실제 검증한 결과 '콜라보'는 Math Vista(대학수준 수학 및 물리문제)나 MM-벤치(영어 객관식 문제), MMB-CN(중국어 객관식 문제), AI2D(어학문제) 등의 풀이에서 기존 모델 대비 최대 10%까지 점수와 정확도가 우수했다. 또 '모아이'는 기존 공개형 및 비공개형 LLVMs(멀티모달 대형언어)와 비교한 결과 각 질문에 따라 점수가 20포인트 이상 우수하게 답변한 경우도 나타났다. 이병관 연구원은 "3개월전 깃허브에 올려놓은 '콜라보'(https://github.com/ByungKwanLee/CoLLaVO)와 '모아이'(https://github.com/ByungKwanLee/MoAI)에 관심을 가져달라"며 "박사학위가 마무리되면 멀티모달 대형언어를 아이템으로 창업할 생각도 있다"고 말했다. 박사과정 5년차인 이 연구원은 또 "개인적으로 향후 기회가 닿는다면, 핸드폰에 들어가는 사이즈로 현재 성능을 유지하는 멀티모달 대형언어모델을 만들어 볼 것"이라고 덧붙였다. 노용만 교수는 “연구팀에서 개발한 공개형 멀티모달 대형언어모델이 허깅페이스 일간 화제의 논문(Huggingface Daily Papers)에 추천됐다"며 "SNS 등을 통해 전세계에 점차 알려지는 등 관련분야 발전에 기여할 것"으로 기대했다. 연구에는 논문 제1저자 이병관 박사과정 연구원 외에도 박범찬 석박사통합과정, 김채원 박사과정이 공동 저자로 참여했다. 연구결과는 '콜라보'의 경우 자연어 처리(NLP) 분야 국제 학회 'ACL Findings 2024'(5월16일자)에 게재됐다. '모아이(MoAI)'는 컴퓨터 비전 국제 학회인 'ECCV 2024'에 논문을 제출하고 결과를 기다리고 있다. 한편 이 연구는 KAIST 미래국방 인공지능 특화연구센터 및 전기및전자공학부 지원을 받아 수행했다.

2024.06.20 14:26박희범

KAIST, 챗GPT4.0 정답률보다 32.5% 더 나은 'PlanRAG' 첫 공개

KAIST가 거대언어모델(LLM)을 이용해 챗GPT4.0의 기업 의사결정 정답률을 32.5% 개선한 '플랜래그'(Plan RAG)를 처음 공개했다. 오픈AI의 최신모델인 챗GPT 4.0은 의사결정 구조에서 통상 40~50%의 정답률을 보인다. 이를 30% 이상 개선했다. KAIST는 전산학부 김민수 교수 연구팀이 ▲의사결정 문제 ▲기업 데이터베이스 ▲비즈니스 규칙 집합 등 3 가지를 기반으로 비즈니스 규칙에 부합하는 최적의 의사결정을 내릴 수 있는 '플랜래그(PlanRAG)'을 개발했다고 19일 밝혔다. 김 교수는 엔비디아 GPU 연구센터장과 IBM 알마덴 연구센터 연구원을 지냈다. 지난 2021년부터 KAIST 전산학부 교수로 재직 중이다. 연구팀은 기업 의사결정 문제를 푸는데 있어 GPT-3.5 터보에서 반복적 RAG 기술을 사용하더라도 정답률이 10% 미만이라는데 착안해 대안을 모색했다. 최근 AI분야에서는 LLM이 학습된 내용만으로 답변하는 것 대신, 데이터베이스를 검색해 답변을 생성하는 검색 증강 생성(Retrieval-Augmented Generation; 이하 RAG) 기술이 각광받고 있다. 연구팀은 여기에서 한 단계 더 나아갔다. 반복적 RAG를 이용하기 전에 먼저 어떤 데이터 분석이 필요한지에 대한 거시적 차원의 계획을 먼저 생성했다. 마치 기업의 의사결정권자가 어떤 데이터 분석이 필요한지 먼저 계획을 세우면, 그 계획에 따라 데이터 분석팀이 데이터베이스 솔루션들을 이용해 분석하는 형태와 유사한 구조다. 연구팀은 "다만 이러한 과정을 모두 사람이 아닌 거대언어모델이 수행하도록 한 것이커다란 차이"라며 "'플랜래그' 기술은 계획에 따른 데이터 분석 결과로 적절한 답변을 도출하지 못하면, 다시 계획을 수립하고 데이터 분석을 수행하는 과정을 반복한다"고 설명했다. 김민수 교수는 “지금까지 LLM 기반으로 의사결정 문제를 푼 연구가 없었다"며 "기업 의사결정 성능을 평가할 수 있는 의사결정 질의응답(DQA) 벤치마크를 새롭게 만들었다"고 말했다. 실제 이 벤치마크에서 GPT-4.0을 사용할 때 종래의 반복적 'RAG'의 의사결정 정답률에 비해 '플랜래그'는 최대 32.5%까지 정답률을 개선했다. 김 교수는 "기업 CEO가 '플랜래그'를 실제 활용하기 까지는 1~2년이 더 걸릴 것으로 예상한다"며 "기존 챗GPT 4.0의 의사결정 정답률을 획기적으로 끌어올려 문제의 3분의 2가량을 맞출 수 있다는데 큰 의미를 부여한다"고 덧붙였다. 이 연구에는 KAIST 전산학부 이명화 박사과정과 안선호 석사과정이 공동 제1 저자, 김민수 교수가 교신 저자로 참여했다. 연구 결과는 자연어처리 분야 최고 학회(top conference)인 'NAACL' 에 지난 17일 발표됐다.

2024.06.19 09:14박희범

KAIST, 네이처에 '팬데믹 조약' 준수 방안 게재…국내 법학자로는 처음

코로나 당시 모든 나라가 세계보건기구(WHO) 발표마저 의심하며 우왕좌왕했다. 이를 국내 연구진이 명쾌하게 해결할 방안을 제시했다. 이 해결방안은 네이처 본지 월드 뷰(World View) 코너에 'WHO에서 협상 중인 팬데믹 조약의 준수 방안에 대한 연구'라는 제목으로 게재됐다. KAIST는 문술미래전략대학원 박태정 교수가 우리나라 법학자로는 최초로 네이처 본지에 연구결과를 게재했다고 18일 밝혔다. 박 교수가 네이처에서 제시한 내용은 크게 두 가지다. 하나는 정부의 팬데믹 조약 준수와 관련부처 협업의 중요성이다. 다른 하나는 대통령 또는 국무총리 산하 팬데믹 조약 준수 관련 전담 조직(TF) 팀을 만들어 적극적인 협력을 유도할 수 있는 제도적 방안을 마련해야 한다는 것이다. 박태정 교수는 "강제 규정이 없는 등 보건 관련 국제법의 태생적 한계가 있는 것은 맞다"며 "그럼에도 이런 절차와 규정이 만들어지면 국제적 평판 등을 생각해야 하기 때문에 실질적으로는 지킬 것으로 본다"고 말했다. 박 교수는 또 "핵사찰하듯 보복 등의 조항을 국제 협약 조항에 넣어보자는 제안이 없었던 것은 아니지만, 이는 조약의 변경이고 안지키면 그만이기 때문에 결국 간접적,자율적 규제로 가는 방향이 맞다"고 덧붙였다. 한편 WHO는 또 다른 팬데믹이 올 것을 대비해 국가 간 백신 공급의 형평성 확보 및 원활화를 위해 팬데믹 조약을 협상 중이다. 2025년/에 조약이 타결될 것으로 예측되고 있다.

2024.06.18 09:49박희범

KAIST, "과학고 상위 30%·일반고 상위 10% 성적이면 고2라도 진학 가능"

KAIST가 게임 SW개발업체로 이름이 알려진 크래프톤 장병규 의장과 김범준 네이버 최고운영책임자 사례를 내세워 과학영재선발에 나섰다. 이들은 모두 과학고 2학년 때 과학영재선발제도를 이용해 KAIST에 조기입학한 케이스다. KAIST는 15일 오전 대전 본원 대강당에서 조기 진학을 위한 과학영재선발제도 설명회를 개최한다. 영재선발 대상은 과학고·일반고·자율고 2학년 수료 예정자다. 과학영재선발제도는 지난 1월 개정됐다. 기존 대상 외에 영재교육진흥법에 따른 영재학교 재학생과 영재교육특례자 지원을 허용한다. 제출 서류도 간소화했다. 수학·과학·정보 과목(과학기술 분야) 중 어느 한 과목 한 학기 석차 백분위가 일반고·자율고·기타학교는 상위 10%이내, 과학고·영재학교는 상위 30% 이내면 지원할 수 있도록 했다. 또 전국 단위 이상의 창의연구(Research & Education)·과학전람회·올림피아드·기타 연구활동 대회 입상 이력이 있으면 소속 학교장 추천을 받아 지원할 수 있다. 제출 서류도 간소화했다. 학교생활기록부·고등학교 성적증명서를 포함해 최대 6종까지 요구되던 서류는 지원서 및 자기소개서와 학교장 추천서 등 총 2종으로 줄였다. 최근 3년간 과학영재선발 과정 지원자는 341명이고, 93.5%인 319명이 선발됐다. 이 중 130명이 학사과정 입시전형에 최종 합격했다. 합격 후 KAIST에 등록한 경우 초·중등교육법 시행령에 따라 남은 고교과정을 마치지 않아도 고졸 학력을 인정받게 된다. 김용현 KAIST 입학처장은 "장병규 크래프톤 의장과 김범준 네이버 최고운영책임자가 과학고 2학년 때 이 제도를 활용했다"며 "인공지능 분야의 석학으로 신경망 기계 번역 알고리즘을 개발한 조경현 뉴욕대 교수도 일반고 2학년 재학 중 입학했다"고 설명했다. KAIST 과학영재선발제도 신청 서류 제출 기간은 오는 7월 22일부터 26일까지 5일간이다. 8월 23일에 심사 결과를 발표할 예정이다. 합격자는 9월에 시작되는 KAIST 수시 전형에 지원할 수 있다. 김용현 처장은 "영재학교의 경우, 한국과학영재학교(KSA)에 한해 올해 시범 도입된다"며 "차년도부터 타 영재학교로 확대 적용할 예정"이라고 덧붙였다. 한편 KAIST는 15일 진행하는 대면 설명회 외에도 4회에 걸쳐 온라인 설명회를 진행할 예정이다.

2024.06.14 15:47박희범

정문술 회장 별세…"이 돈 모방하는데 쓰지 마세요"

"이 돈을 모방하는데 쓰지 마십시오, 비범한 사람들이 모이게 하세요. 이 돈으로 화합을 추구하지 마시오." 지난 2001년 고 정문술 미래산업 회장이 KAIST에 300억 원을 기부하면서 신신당부한 말이다. 이 문장은 지금도 KAIST 정문술 빌딩 1층 기념 동상 벽에 새겨져 있다. 정 회장은 당시 "국민을 먹여살릴 인재를 기르고 기술을 개발하여 주시기 바랍니다"는 당부와 함께 3가지를 꼭 지켜달라고 지금은 고인이 된 당시 홍창선 총장에게 부탁했다. 정문술 회장이 12일 숙환으로 별세했다. 향년 86세. 고 정 회장은 우리나라 벤처 1세대다. 1938년 전북 임실에서 태어나 남성고등학교를 졸업하고 1962년 중앙정보부에 특채돼 다니다 원광대 동양철학과에 들어갔다. 1983년 천안에서 반도체 장비 제조업체 미래산업을 창업한 정 회장은 우리나라 벤처 산업을 일궈내는 데 결정적인 역할을 했다. 반도체 장비 '메모리 테스트 핸들러'로 자리를 잡은 뒤인 1999년 11월에는 국내 최초 나스닥 상장으로 전국적인 주목 받았다. 2001년 '착한 기업을 만들어 달라'는 말을 남기며 퇴역한 뒤에는 KAIST와 인연이 끈끈하게 이어졌다. 이광형 총장과 막역한 사이였다. KAIST는 당시 기부금 300억원 중 100억원을 들여 2003년 연면적 9038㎡, 지하 2층 지상 10층의 규모로 정문술빌딩을 완공했다. 지금은 바이오및뇌공학과라는 간판이 달렸지만, 당시엔 바이오시스템학과로 출발했다. 이곳에는 이수영 교수와 최철희 교수, KAIST 총장인 이광형 교수 등이 둥지를 틀었다. 고 정문술 회장은 이후 2007년 KAIST 명예박사 학위를 받았다. 그 뒤 연구와 공부에 방해된다면서 KAIST를 찾지 않다가 2009년에야 다시 방문했다. 2009년 방문 당시에도 "정문술 빌딩에서 국민에게 희망을 주는 신기술이 나오기 전에는 찾아오지 않겠다"고 선언해 화제가 됐다. 고 정문술 회장은 2014년 KAIST에 215억 원을 추가 기부했다. 바이오및뇌공학과는 현재 1500여 명의 석, 박사 학위 수여자를 배출했다. 이광형 KAIST 총장은 ""나 자신과의 싸움에서 나는 이겼다. 기쁘다"고 하셨던 말씀이 가장 기억에 남는다"며 고 정문술 회장의 강인하고 의로운 정신에 대해 회상했다. 고 정문술 회장은 국민은행 이사회 의장, 2009∼2013년 한국과학기술원(KAIST) 이사장을 지냈다. 2014년 미국 경제 전문지 포브스의 '아시아·태평양 자선가 48인'에 선정됐다. 과학기술 발전에 기여한 공로로 과학기술훈장 창조장을 받았다. 빈소는 건국대학교병원 장례식장 202호. 발인 15일 오전 9시이며 장지는 서울추모공원 광주시안이다. (02)2030-7900.

2024.06.13 15:16박희범

"초음파 진단기가 못 본 것도 보여 드립니다"

꿈은 삶의 이정표이자 동력이다. 꿈은 곧 미래의 삶이다. 꿈은 그래서 소중하다. 꿈은 사람마다 다르고 다른 만큼 다채롭다. 스타트업이 꾸는 꿈도 그럴 것이다. 소중하고 다채롭다. '이균성의 스타트업 스토리'는 누군가의 꿈 이야기다. 꿈꾸는 사람이 자신의 이야기를 들려주고 다른 꿈꾸는 사람을 소개하는 릴레이 형식으로 진행된다. [편집자주] “초음파 진단기가 못 본 것도 보여 드립니다” 초음파 진단기는 MRI나 X레이 등 다른 의료 영상 장치에 비해 몇 가지 장점이 있다. 인체에 해롭지 않고, 휴대가 가능하며, 가격이 저렴하다는 것이 큰 특징이다. 이 때문에 세계적으로 광범위하게 보급되어 있다. 초음파 진단기는 그러나 더 개선해야 할 한계도 있다. 영상이 흐릿해 알아보기가 쉽지 않고, 주관적 경험에 의존해 판독해야 하며, 촬영한 인체 조직에 대한 정보도 충분하지 않다. 배럴아이 김명기 공동창업자는 이런 한계를 극복하고자 한다. ■배럴아이라는 심해어를 아시나요? 배럴아이(barreleye)는 빛이 잘 들어오지 않는 깊은 바다에 사는 심해어다. 수심 400~2,500m에 서식한다. 대서양 동부(기니만)·태평양 서부(일본·오스트레일리아· 뉴질랜드)·열대 인도양 등에 분포하며 생김새가 기괴하다. 두개골이 투명하며 눈은 커다란 원동형인 게 특징다. 미세하게 들어오는 빛을 모아 사물을 분별하기 위해 독특하게 진화한 것이다. “우리 회사의 비전은 'Beyond Ultrasound: Seeing the Unseen'이에요. 현재의 초음파 진단기로는 볼 수 없었던 것을 볼 수 있도록 해주는 솔루션을 내놓는 것이죠. 우리의 일이 빛이 거의 들어오지 않는 심해에서 배럴아이가 사물을 보는 것과 비슷하다고 생각했죠. 그래서 회사이름도 배럴아이로 지었어요.” ■초음파 영상에서 보이지 않는 것들 초음파는 주파수 20kHz 이상의 음파다. 사람 귀로는 들을 수 없다. 이 음파를 인체 내부로 전파시키면 체내 연조직과 부닥친 뒤 반사하게 된다. 반사는 조직에 따라 다르다. 그렇게 반사된 음파를 통해 영상을 얻는다. 이 영상으로 조직의 크기나 특성을 알 수 있다. “초음파 영상은 눈으로 볼 수 없는 인체 내부 조직을 보여주죠. 조직에서 반사된 음파를 영상으로 바꾸는 방식으로 볼 수 있는 거죠. 그런데 반사된 음파를 영상으로 바꿀 때 소실된 정보도 적지 않아요. 영상으로 바꾸는 과정에서 음파 전체를 사용하는 게 아니라 음파 윤곽만 사용한다고 보면 이해하기 쉽죠. 실제 음파의 파동은 획득된 영상보다 훨씬 미세하고 더 많은 정보를 가지고 있는데 많은 부분이 생략된 셈이죠. 영상은 또 형태학적 정보만 가지고 객관적이기보다는 주관적 경험으로 판독하고 진단할 수밖에 없어요.” ■“AI를 통해 소실된 정보까지 정량적으로 보여줍니다” 배럴아이가 하고자 하는 일은 인공지능(AI)을 이용해 초음파 진단기에서 소실된 정보까지 더해 조직 특성을 정량적으로 제시하는 것. 흐릿한 형태학적 흑백 영상을 조직의 생태학적 특성을 반영한 칼라 영상으로 바꿔주고, 무엇보다 세포의 병리학적 변화에 민감한 바이오마커(biomarker)를 복원했다. “초음파 영상을 통한 진단에 필요한 바이오마커를 정량적으로 제시할 수 있다는 게 가장 큰 특징이고, 이를 세계 최초로 상용화했다고 보시면 됩니다. 이를 테면 양성종양인지 악성종양(암)인지를 진단할 때 과거에는 형태학적 영상을 보고 의사의 주관적인 축적된 경험을 통해 판단해왔다면 우리 솔루션은 그 판단의 지표, 즉 바이오마커를 정량적으로 제시해주는 것이죠. 바이오마커는 크게 네 가지인데, 음파가 조직에서 반사되는 속도, 음파가 소실되는 정도, 세포의 크기, 일정 공간에서 세포의 양 등이 그것입니다. 이 지표를 수치로 측정해 양성종양인지 악성종양인지를 판별할 수 있게 해주죠. 임상 결과 우리 솔루션을 덧붙이게 되면 초음파 진단기만 쓸 때보다 진단정확도(Diagnostic performance)가 90%에서 95%로 5% 포인트 높아지고, 진단에 드는 시간은 14초에서 4초로 71% 단축되는 것으로 나왔어요.” 배럴아이는 이 초음파 진단 보조 솔루션을 유방암 진단에 먼저 투입하고, 추후에 지방간 심장질환 폐질환 등에도 투입할 계획이다. ■카이스트 연구소 기반의 기술 창업 배럴아이는 KAIST 연구소 기반 기술 스타트업이다. 배현민 KAIST 전기 및 전자공학부 교수가 창업자이자 대표이사(CEO)를 맡았다. 배 교수는 KAIST창업원장이기도 하다. 그동안 여러 기술 기업 창업에 관여했다. 김명기 공동창업자는 배 교수의 제자다. 사내 직함은 수석. 기술 분야를 총괄한다. 김 수석은 카이스트에 입학하면서 즐겁게 기술을 개발하고 그것이 인류에 도움이 되는 방향을 고민해왔다고 한다. 그러던 중 배 교수가 여러 제자와 연구실 창업을 하고 그 아이템이 인류에 도움이 된다는 사실을 발견했다. 김 수석은 그 길로 배 교수 연구실에 인턴으로 들어가 이후 석박사 과정까지 마쳤다. 정량적 초음파 진단 솔루션은 그 과정에서 얻은 아이템이다. 세계적으로 필요성이 제기되고 논문도 다수 나왔지만 상용화되지 않았다는 사실에 주목했다. 2016년부터 개념을 잡고 3년 여간 온갖 시행착오 끝에 2018년부터 본격적인 모델 설계에 나설 수 있었다. 그리고 이 아이템으로 2021년에 본격 창업했다. 이 과정에서 논문 15건을 발표했으며 국내외 특허 14건을 등록했다. 배럴아이는 아직 매출이 발생하지 않고 있다. 오는 8월 식약처 인허가를 완료할 예정이며 이후 매출이 발생할 것으로 보고 있다. 올해 5억원, 2025년 20억원, 2026년 50억원, 2027년 250억원 등으로 매출이 늘어날 것으로 보고 있다. 2025년 하반기에는 미국 FDA 승인도 받을 수 있을 것으로 예상되고 있다. "서비스 창업보다는 기술 창업을 하고 싶었어요. 아이디어보다는 원천 기술에 기반한 창업이 더 안정적이라고 본 것이죠. 우리가 세계 최초로 상용화한 기술로 초음파 진단의 패러다임을 변화시킬 수 있다는 데 보람을 느껴요." 덧붙이는 말씀: 김명기 배럴아이 공동창업자가 다음 인터뷰 대상으로 추천한 사람은 인공지능 기반의 신약개발 회사 히츠의 임재창 공동창업자입니다.

2024.06.13 13:18이균성

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