[KOFAC 동향리포트] Vol.30-2 새로운 과학적 가치 발견 위한 필수요건
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[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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잉여 영양분을 세포 안에 축적해 살이 찌게 하는 '백색 지방세포'를 영양분을 태워 없애는 '갈색 지방세포'로 바꾸는 방법을 국내 연구진이 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 고명곤 교수팀이 전북대 안정은 교수팀과 공동으로 TET(Ten-eleven translocation) 단백질을 억제하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포화 되고, 기존 갈색 지방세포는 더 활성화돼 열량 소비를 촉진한다는 사실을 발견했다고 26일 밝혔다.
'유유상종'(類類相從)이라는 말처럼 몸에서 나는 냄새가 비슷한 사람끼리 서로 알아보고 친구가 될 가능성이 높다는 과학 연구 결과가 나왔다. 또 친구를 맺은 사람들이 낯선 사람들보다 체취가 비슷할 가능성이 높으며, 냄새 판별 기기인 전자코(eNose)를 통해 체취를 확인하면 서로 낯선 두 사람이 친구가 될 수 있는지도 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 흔히 '케미가 맞는다'라는 말을 많이 해왔는데 실제로 후각 차원에서 화학(chemistry)이 작용하는 셈이다.
기후변화로 대기 중 오존 농도가 짙어지고 있으며 앞으로도 그럴 것이라는 보고서가 나왔다. 국립환경과학원은 기후변화와 오존을 주제로 한 현안 보고서를 27일 홈페이지(www.nier.go.kr)에 공개한다. 보고서는 그간 나온 국내외 논문·통계자료·기사 등을 종합 것이다. 보고서에 따르면 우리나라 연평균 오존 농도는 1989년 0.011ppm에서 2020년 0.03ppm으로 상승했다.
한국천문연구원은 우주물체 전자광학 감시 시스템(OWL Net)으로 누리호 탑재 위성들을 포착했다고 24일 밝혔다. 누리호가 성능검증 위성과 더미 위성을 궤도에 무사히 올려놓은 것을 확인한 것이다. 천문연은 누리호 발사 당일인 지난 21일 오후 8시 20분부터 모로코에 있는 OWL Net 2호기로 추적을 시작해 22일 낮 12시 52분 3초와 오후 1시 3분 26초 사이에 발사체 3단과 더미 위성을 관측했다.
노화는 인간을 비롯해 모든 동물의 피할 수 없는 운명처럼 받아들여지고 있지만 '장수'의 상징이 돼온 일부 거북 종은 놀라울 정도로 적은 노화 현상만 보이는 것으로 나타났다. 과학 저널 '사이언스'(Science)는 최신호에서 이런 증거를 제시한 두 편의 논문을 나란히 다뤘다. 미국과학진흥협회(AAAS) 등에 따르면 펜실베이니아주립대학 생태학 부교수 데이비드 밀러 박사 등이 참여한 국제 연구팀은 거북은 물론 양서류와 뱀, 악어 등을 포함한 사지 냉혈동물 77종의 노화와 수명을 비교했다.
유방암은 흔한 암 유형 가운데 하나다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 매년 전 세계에서 유방암 진단을 받는 사람이 약 230만 명에 달한다. 유방암도 초기에 찾아내면 대체로 치료 효과를 볼 수 있다. 하지만 이미 다른 부위로 전이된 상태에서 발견되면 훨씬 더 치료하기 어렵다. 암의 전이는, 원발 암에서 떨어져 나온 '순환 종양 세포' 클러스터(CTCs)가 혈류를 타고 다른 기관으로 이동해 새로운 종양을 형성하는 것이다.
화성 탐사 후발주자인 중국이 미국보다 2년 앞서 화성 암석시료를 지구로 가져올 것이라고 중국 우주탐사 관계자가 밝혔다. UPI 통신과 우주 전문 매체 '스페이스뉴스' 등에 따르면 중국의 화성탐사 미션 '톈원(天問)1'을 설계한 쑨쯔어저우 연구원은 지난 20일 난징대학 개교 120주년 세미나에 참석해 우주선 두 대를 활용해 화성 암석 시료를 지구로 가져오는 '톈원3호' 계획을 공개했다.