한빛사 인터뷰
- 등록2024-08-01
- 조회489
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
제 논문 “APACE (AlPhaFold2 and Advanced Computing as a sErvice)”는 생물리학, 인공지능, 그리고 슈퍼컴퓨터 기술을 종합한 연구입니다. 생물리학은 생물학과 물리학을 결합한 학문으로, 수학과 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 분자의 성질을 분석하고 예측합니다. 예를 들어, 분자동력학은 분자들의 구조에서 에너지와 힘을 계산하여 분자의 움직임과 성질을 예측합니다. 인공지능은 주어진 데이터에서 패턴을 찾아내어 답을 도출하는 알고리즘입니다. 슈퍼컴퓨터는 대규모 계산을 병렬로 처리할 수 있는 강력한 컴퓨터입니다.
알파폴드(AlphaFold)는 단백질 서열에서 구조를 예측하는 인공지능 모델로, 기존의 생물학 알고리즘보다 빠르고 정확하게 구조를 예측할 수 있습니다. 특히, 인공 신경망을 활용해 복잡한 패턴을 학습하여 단백질 구조 예측의 정확성을 높였습니다. 하지만, 알파폴드는 많은 파라미터를 가지고 있어 학습에 많은 시간이 소요됩니다. 이 문제를 해결하기 위해 GPU 병렬화를 활용해 학습 속도를 높였습니다.
제 논문에서는 알파폴드를 슈퍼컴퓨터 환경에 맞게 설치하고, 데이터 저장 및 병렬화를 통해 단백질 구조 (Figure 1, 2) 예측 시간을 단축하는 연구를 진행했습니다. 이는 인공지능 프로그래밍이 익숙하지 않거나 GPU 장비가 없는 연구실에 큰 도움이 될 수 있습니다.
인공지능과 생물학을 결합하는 연구는 최근 몇 년간 가속화되고 있는 트렌드입니다. 이러한 동향을 고려할 때, 정량적 생물학에 관심이 있는 학생들은 인공지능과 다양한 학문을 결합하여 연구 주제와 진로를 결정할 수 있을 것입니다. 제약회사 및 바이오텍 산업체는 다양한 지식을 활용해 독립적으로 연구를 진행할 수 있는 능력을 요구합니다.
Figure 1: serotonin transporter (SERT)
Figure 2: GABA-A receptor
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
박사 학위는 University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC)에서 생물리학 전공으로 Emad Tajkhorshid 교수님의 연구실에서 수행했습니다. 동시에 Argonne National Laboratory의 AI Research, Data Science and Learning division에서 Eliu A. Huerta 교수님과 함께 연구했습니다.
UIUC는 뛰어난 연구중심의 주립대학으로, National Center for Supercomputing Applications (NCSA)를 통해 전 세계 연구자들이 사용할 수 있는 슈퍼컴퓨터를 운영하고 있습니다. Tajkhorshid 교수님의 연구실에서는 분자동력학을 이용해 생분자의 구조와 움직임을 연구했습니다. Argonne은 Department of Energy 소속의 연방 연구기관으로, 다양한 분야의 전문가들이 모여 새로운 아이디어를 개발하는 명망 있는 연구기관입니다.
이 두 기관에서 공동 연구를 하면서 다양한 과학적, 공학적 관점을 가진 연구원들과 교류할 수 있었습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구는 새로운 것을 밝혀내고 만드는 과정으로, 많은 배경지식, 창의력, 근면함이 필요합니다. 박사 학위 과정에서 느낀 점은, 연구를 하다 보면 모르는 것이 계속 등장하고, 이를 이해하고 연구에 적용했을 때 큰 보람을 느낀다는 것입니다. 연구가 잘 안될 때도 있지만, 끈기 있게 노력하는 것이 중요하다는 것을 깨달았습니다. 이는 박사 학위 과정 중 큰 성취라고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
인공지능, 생물학, 슈퍼컴퓨터 등 다양한 주제를 혼합한 연구는 이제 일상이 되었습니다. 박사 연구를 시작하기 전에 이러한 분야를 조금씩 경험해보는 것이 좋으며, 그러한 기회가 없더라도 괜찮습니다. 중요한 것은 새로운 연구를 위해 많은 사전 지식을 배우고, 이를 연구에 어떻게 접목할 것인가를 고민하는 것입니다. 다양한 논문을 읽고 기초 지식과 분석 기술을 키우는 것이 도움이 될 것입니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 Absci라는 바이오텍 회사에서 senior AI scientist로 일하고 있습니다. 인공지능, 분자동력학, 단백질 구조 분석 등을 통해 항체 개발을 진행하고 있으며, 다양한 제약회사 파트너와 협업하고 있습니다. 인턴 모집을 통해 인턴을 멘토링하며 매니지먼트 경험을 쌓고 있습니다. 회사에서 일하면서 다양한 분야의 뛰어난 사람들과 협업하는 것이 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
유학이나 국내 등 연구 장소는 중요한 사항이 아닙니다. 중요한 것은 연구 목표를 명확히 하고 이를 실천하기 위해 꾸준히 배우고 적용하려는 태도입니다. 이는 말처럼 쉽지 않지만, 열심히 연구에 몰두하는 것이 중요합니다. 모두 힘내서 열심히 연구합시다!
#Biophysics
# AI
# HPC
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