April 20,2019

학문 간 융합으로 경제 빅데이터 분석 성공

과학기술 방법론을 융합하여 국제경제현상을 정확히 분석하다

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생물정보학과 물리학의 연구방법을 융합하여 △주가 △환율 △무역수지 등 주요 경제지표에서 나타나는 정보의 흐름을 분석·종합하여 국가 간 경제적 영향력의 관계를 파악할 수 있는 기술이 우리나라와 싱가포르 연구진에 의해 개발되었다.

▲ 윤성로 교수 연구팀 ⓒ교육과학기술부


서울대 윤성로 교수가 주도하고 김진규 연구원, 세종대 김건 교수, 싱가포르 경영대 안성배 교수, 경희대 권영균 교수가 참여한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 일반연구자지원사업(우수신진연구) 및 중견연구자지원사업(핵심연구)의 지원으로 수행되었고, 국제적으로 저명한 다학제(interdisciplinary) 온라인 오픈액세스 과학전문지인 ‘플로스 원(PLOS ONE)’최신호(1월 2일)에 발표되었다. 

경제 빅데이터 분석의 중요성

최근 선진 기업은 기존의 마케팅 방식에서 벗어나 막대한 양의 정보(Big Data)를 수집·분석해 대상별 맞춤형 상품을 판매하여 큰 수익을 올리는 등 빅데이터에 주목하고 있다. 

또한 세계 각국에서는 △주가 △환율 △무역수지 등 주요 경제지표를 장기간 수집한 경제 빅데이터를 분석해 국내외 다양한 경제현상을 이해하고 예측한다. 예를 들면, 1990년대 후반에 발생한 아시아 재정위기와 최근 유럽 재정위기의 주요 원인을 파악하거나, 향후 발생할 수 있는 경제문제를 예측하는데도 유용하게 활용된다. 

경제 빅데이터를 분석함에 있어서 가장 중요한 핵심요소는 경제지표 간에 또는 국가 간에 정보 흐름을 파악하여 상호 영향의 방향과 정도를 밝히는 과정이다. 달러 대 원화 환율이 상승하여 무역수지가 악화되거나, 미국이나 중국의 경기가 호전되면 수출이 증가하여 국내 경기도 활성화되는 사례를 생각해 볼 수 있다. 그러나 이 과정은 복수의 국가에 대한 다수의 경제지표를 장기간 수집해야 하므로, 데이터가 방대하고 상당히 복잡하여 효율적으로 계산하고 통계적으로 유의미하게 검증하는 것이 매우 어렵다. 

또한 지금까지 대부분의 연구팀들은 물리학적 방법론(이전 엔트로피)을 활용하여 단일 경제지표만을 주목하고 분석해왔기 때문에, 다양한 경제지표가 복합적으로 작용하는 국가 간 경제적 영향력을 효과적으로 분석하는 데 한계가 있었다. 

생물정보학과 물리학을 융합하다

윤성로 교수 연구팀은 생물정보학과 물리학을 융합한 방법으로 장기간의 방대한 경제지표를 분석하고 검증하는데 성공하였다. 

사람의 생명현상은 DNA, RNA, 단백질 등 각종 생체물질의 상호 작용에 의해 일어나므로, 이를 설명하기 위한 다양한 생물학적 네트워크를 구축하고 있다. 특히 물질 간 상호작용과 영향력을 다양한 정보를 통해 파악하는 기술(차세대 시퀀싱 등)이 개발되었고, 다양한 빅데이터를 수집·분석하고 있다.

연구팀은 이 점을 착안하여 신개념 경제 빅데이터 분석기법을 개발하였다. 우선 기존의 연구방법인 이전 엔트로피를 사용해 연구대상 국가의 경제지표 간의 정보 흐름을 측정하고 통계적 유의성 검증을 거쳐 경제지표 네트워크를 만들었다. 이어서 생물정보학의 방법으로 각 국가별 경제지표 네트워크를 병합해 국가 간 상호 경제 영향력을 종합적으로 나타내는 국제경제 영향력 네트워크를 구축하였다.

연구팀은 우리나라와 세계경제에 영향력을 미치는 주요 18개국의 1994년 1월부터 2009년 9월까지 총 192개월간 수집된 5가지의 거시 경제지표를 분석해 국가 간 경제적 영향력을 밝혀냈다.

연구팀은 이미 잘 알려진 바와 같이 서방국가들의 영향력이 아시아 국가들보다 크고, 일본의 영향력은 아시아 외환위기 이후 급속도로 감소한 것을 확인하였다. 

또한 연구팀은 유럽연합(EU)에 속한 국가들의 상호작용이 매우 활발하고, 독일의 경우 EU에서의 영향력이 EU 외부보다 크며, 러시아는 상대적으로 경제적인 측면에서 서방국가들과의 연결정도가 미약하다는 사실도 규명하였다.

한편, 우리나라는 1997년 외환위기 당시 외부 국가들의 영향을 크게 받았지만, 이를 효과적으로 극복하면서 국제적인 영향력이 점차 확대되었음을 연구팀의 분석결과로 재확인되었다. 윤성로 교수는 “이번 연구성과는 생물정보학과 물리학의 방법론을 융합하여 경제 분야 빅데이터를 효과적으로 분석할 수 있음을 증명한 사례로, 향후 다른 종류의 빅데이터 분석에도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.





생물정보학 : 생명과학과 정보학을 융합하여 복잡하고 방대한 생명현상의 정보를 컴퓨터 등으로 해석하는 학문
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5개 거시 경제지표 : 산업생산지수, 주가지수, 소비자물가지수, 환율, 무역지수

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