DN 보도에 따르면, 스웨덴 찰머스 공과대학교 연구진이 스스로 가설을 세우고, 실험을 설계하며, 결과를 분석하는 인공지능(AI) 기반 연구 로봇을 개발했습니다. 이는 과학 연구의 병목 현상으로 지적되는 인간의 한계를 극복할 수 있는 기술로 주목받고 있습니다.
연구 로봇 '이브(Eve)'와 '아담(Adam)'
연구팀을 이끄는 로스 D. 킹(Ross D. King) 교수는 "이 로봇들은 아시모프의 로봇 3원칙을 읽지 않았기 때문에 당신을 해치지 않는다는 것을 알지 못한다"며 농담을 건네며 연구실을 소개했습니다. 찰머스 대학 화학 건물 내 유리 방에는 두 개의 로봇 팔이 실험 장비들로 둘러싸여 있습니다. 이 로봇은 '이브(Eve)'로 명명되었으며, 자동화된 현미경, 광 흡수 측정 장비, 질량 분석기 등 최첨단 실험 장비를 갖추고 있습니다.
이브는 스스로 가설을 수립하고, 실험을 설계 및 수행하며, 그 결과를 바탕으로 결론을 도출하는 전 과정을 자동화합니다. 킹 교수는 "생물학과 의학을 완전히 이해하기 위해서는 현재보다 수백만 배 더 많은 실험이 필요하다"며, "인간은 하루에 수천 개의 실험을 계획할 수 없지만, 연구 로봇은 가능하다"고 강조했습니다.
이러한 아이디어는 킹 교수가 1980년대 후반 박사 과정 중 단백질 구조 예측 AI 연구를 하면서 실험을 도와줄 화학자를 찾지 못했던 경험에서 비롯되었습니다. 그는 "로봇이 실험을 대신할 수 있다면 어떨까"라고 생각했고, 이것이 연구 로봇 개발의 시작이었습니다.
AI와 과학 연구의 미래
킹 교수는 2024년 노벨 화학상이 단백질 구조 예측 AI인 알파폴드를 개발한 연구자들에게 돌아간 것을 언급하며, 자신도 비슷한 연구를 했지만 당시에는 데이터와 컴퓨팅 성능이 부족했다고 회상했습니다. 그는 지난 20년간 로봇이 실험을 수행할 수 있는지에 대한 연구에 매진해 왔습니다.
그의 첫 번째 연구 로봇인 '아담(Adam)'은 효모 세포에 대한 독립적인 분석을 수행하며 하루 1,000개의 실험을 진행했고, 2009년 과학 저널 '사이언스(Science)'에 발표되며 최초로 과학적 발견을 한 로봇으로 큰 주목을 받았습니다.
현재 이브는 말라리아, 주혈흡충증, 뎅기열 등 제약 산업에서 수익성이 낮아 소외되기 쉬운 '열대병' 치료를 위한 신약 후보 물질 탐색 실험을 수행하고 있습니다. 킹 교수는 "자본주의가 실패한 흥미로운 사례"라며, "주로 지구상 가장 가난한 사람들에게 영향을 미치는 질병을 치료하는 데 아무도 관심을 갖지 않는다"고 지적했습니다.
이브가 발견한 가장 흥미로운 물질은 항균 분자 '트리클로산(triclosan)'으로, 실험 결과 말라리아 치료에 잠재력이 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 킹 교수는 "이 연구를 후속할 자금이 부족하고, 제약 회사와의 협력도 쉽지 않다"며 어려움을 토로했습니다.
킹 교수는 로봇과 AI가 이러한 연구를 획기적으로 저렴하고 빠르게 만들어 기아, 질병, 빈곤과 같은 문제를 해결하는 데 기여할 것이라고 믿습니다. 그는 "더 발전된 과학과 더 나은 기술이 필요하며, 이것이 가장 가난한 사람들도 잘 살 수 있는 유일한 해결책"이라고 말했습니다.
또한, 그는 암 치료 분야에서 고가의 개인 맞춤형 치료가 아닌, 연구 로봇을 통해 이러한 기술을 모든 사람이 이용할 수 있도록 저렴하게 만드는 것이 가능하다고 전망했습니다.
차세대 로봇 '제네시스(Genesis)'
연구팀의 차세대 로봇인 '제네시스(Genesis)'는 효모 세포에 대한 매우 정밀한 실험을 수행하도록 설계되었습니다. 최근 'Journal of the Royal Society Interface'에 첫 논문을 발표하기도 했습니다. 제네시스는 효모 세포를 극도로 통제된 환경에서 배양하고 외부 요인이 미치는 영향을 조사합니다. 향후 20개의 검은색 상자로 구성되어 연구자들의 개입 없이 대규모 동시 실험을 수행할 수 있게 될 것입니다.
킹 교수는 "이 로봇을 통해 생명공학 분야의 병목 현상을 해결할 수 있다"고 말했습니다.
노벨상에 도전하는 연구 로봇
킹 교수는 '노벨 튜링 챌린지(The Nobel Turing Challenge)'의 창립자 중 한 명으로, 노벨상 수상에 걸맞은 연구를 수행할 수 있는 로봇을 만드는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 챌린지는 과학의 병목 현상, 즉 의학, 화학, 생물학의 미개척 분야를 탐구할 충분한 연구자가 부족하다는 문제를 해결하기 위해 고안되었습니다.
2020년 시작된 이 챌린지의 초기 목표는 2050년까지 달성하는 것이었으나, 최근 AI 기술의 급격한 발전으로 인해 킹 교수는 이 목표가 "비관적"이라고 평가합니다. 그는 "인간의 연구 능력은 크게 향상되지 않지만, 기계는 계속 발전하고 있다"며, "단순한 과학과 최고 수준의 과학 사이에 근본적인 차이는 없다고 생각하며, 연구 로봇도 충분히 도달할 수 있다"고 확신했습니다.
킹 교수는 막대한 자본을 가진 기업들과의 경쟁이 어렵지만, 과학 분야의 주도권을 AI 기업들이 가져가는 것을 원하지 않는다고 덧붙였습니다.
