우주 현상 식별에 실시간 두뇌 분석까지… 연구 필수요건 된 AI

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우주 현상 식별에 실시간 두뇌 분석까지… 연구 필수요건 된 AI
[KOFAC 동향리포트] Vol.30-2 새로운 과학적 가치 발견 위한 필수요건

2021.11.17 09:00 한국과학창의재단 김원일 선임연구원

ⓒ게티이미지뱅크

[주요 동향]

미 국립과학재단(NSF)은 A3D3연구소(Accelerated AI Algorithms for Data-Driven Discovery Institute)에 향후 5년간 보조금 1,500만 달러를 지원할 방침이다. 워싱턴 대학 주도하에 9개 대학이 힘을 합친 A3D3연구소는 대규모 데이터를 실시간으로 분석할 수 있는 AI기반 알고리즘을 개발하고 있다. 그 궁극적 목표는 ‘모든 과학 분야에서 AI를 실시간으로 적용하는데 필수적인 제도적 지식을 구축하는 것’이다.

이는 방대한 데이터를 분석해야 하는 최신 연구에 꼭 필요한 일이다. 예를 들어 다중신호 천문학(Multi-messenger astrophysics)은 중력파 탐지기, 중성미자 탐지기, 망원경 등을 활용해 관측한 자료를 통합하고, 이를 바탕으로 초신성, 항성 충돌, 블랙홀과 같은 우주 현상을 식별 및 연구하는 분야다. A3D3연구원들이 개발 중인 AI알고리즘은, 천문학자들이 우주 현상을 보다 신속하게 식별하고 완전한 정보를 구축하도록 돕는다.

고에너지 입자물리학(high-energy particle physics)은 암흑 물질 입자(candidate dark matter particles)와 같은 새로운 유형의 입자를 발견하는 학문이다. 이를 위해선 고에너지 실험에서 발생하는 초당 4천만 건의 충돌을 분석하는 등 방대한 데이터 처리가 필수적이다.

신경 과학(neuroscience)에서도 AI의 속도와 분석력은 유용하다. 두뇌가 운동기능을 제어하고 감각 정보를 처리하는 복잡한 메커니즘을 파악하기 위해서다. 실시간 뇌 활동을 기반으로 하는 새로운 시험과 치료법이 가능해진다. 이 밖에도 과학 연구를 통해 생성되는 데이터의 양은 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 A3D3연구소는 대학원생과 학부생 모두를 포함하는 AI기반 연구 기회를 보다 늘리고자 한다. 이는 관련 인재를 육성하고, 지속가능한 AI기반 연구 환경을 마련하기 위해서다.

[현황 분석]

최근 NSF는 데이터 혁명 연구소(Harnessing Data Revolution Institute) 5곳 신설에 7,500만 달러를 투자하기로 했다. 목표는 데이터 활용, 관리, 분석 기술 및 관련 인프라를 개발해 데이터 과학 혁신을 주도하는 것이다. A3D3연구소 역시 이런 움직임의 일환이다.

데이터 혁명 연구소는 다방면에서 과학연구를 지원한다. 예를 들어, 머신러닝 알고리즘을 생물학에 활용하고, 최신 분석모델을 이용해 극지방 데이터를 분석한다.

[시사점]

최근 전 세계적으로 연구형태가 데이터 중심으로 전환되고 있다. 국내 학계도 서울대, 전남대 등에서 데이터사이언스대학원을 설립하는 등 착실히 대응에 나서고 있다.

A3D3연구소가 특별한 것은 AI를 데이터 사이언스에 적극 활용한다는 점이다. 이를 통한 새로운 과학적 가치발견에 본격적으로 나서고 있다.

*이 글은 한국과학창의재단에서 발행하는 ‘동향리포트’로부터 제공받았습니다.

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한국과학창의재단 김원일 선임연구원
저작권자 2021.11.17 ⓒ ScienceTimes

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전체 댓글 (1)

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조해지 2021년 11월 26일1:30 오후

AI가 이렇게 다양한 분야에 사용되다니.. 물리학에서 뿐만 아니라 신경과학에서도 AI를 이용해 실시간 뇌 활동을 기바능로 하는 시험과 치료법이 가능해진다니, 놀라워요. 우리나라도 이런 기술에 더 많은 투자를 했으면 좋겠네요