신약개발의 패러다임을 바꿀 AITRICS의 DD팀을 소개합니다

안녕하세요, AITRICS 입니다! 😊

 

AITRICS에는 높은 목표와 큰 포부를 가지고 계신 분들이 많이 있는데요,

특히 우리의 서비스가 신약개발의 패러다임을 혁신할 것이라 자부하는 Drug Discovery팀의 두 남자를 만나보았습니다. 😎

 

 

왼쪽 Simon, 오른쪽 Tony

 

 

1) 각자 간단한 자기 소개 부탁드립니다.

 

Tony 안녕하세요, DD팀 리서치 엔지니어 조한석(Tony)입니다. 저는 카이스트에서 산업공학을 전공하였구요. 이전에 자연어 처리 및 바이오 관련 경력을 거쳐 현재 AITRICS에 오게 되었습니다.

 

Simon 안녕하세요, DD팀 리서치 사이언티스트 류성옥(Simon)입니다. 저는 카이스트 화학과와 물리학과에서 학부 학위, 그리고 화학과에서 박사 학위를 받았습니다. 박사과정 동안에는 흔히들 생각하시는 비커와 용액을 이용해서 실험하는 화학이 아닌, 컴퓨터를 통해 물질을 디자인하고 발굴하는 ‘계산 화학(Computational Chemistry)’을 전공하였습니다.

 

 

2) 언제부터 AITRICS에 함께 하게 되셨나요? 처음에 오게 되신 계기는?

 

Tony 저는 2019년 10월에 AITRICS에 입사하였습니다. AITRICS에 대해서는 인공지능 스타트업 중 논문을 많이 제출한 회사로 입소문이 나 있어 잘 알고 있었습니다. 스타트업이 제품이나 서비스로 유명해지는 것이 아니라 기술력으로 소문이 나는 것은 굉장히 드문 일이기 때문에 흥미를 가지고 있었어요. 그러던 중 지인의 소개로 AITRICS에 지원 기회가 생겨 입사하게 되었습니다.

 

Simon 저는 2020년 2월에 입사하였습니다. 대학원에서 연구하던 시절, AITRICS의 황성주, 양은호, 신진우 교수님께서 쓰신 논문들과 현재 리서치팀의 팀장님이신 이주호 박사님(John)의 논문들을 많이 참고 했었는데요. 논문들을 보면서 늘 이런 논문을 쓰는 분들과 함께 연구하고 싶다고 생각해왔어요. 제가 졸업을 할 때 즈음, 마침 황성주 교수님을 만나 뵐 일이 생겨 이야기를 나누다가 교수님께서 AITRICS를 추천해 주셨고, 그 날 고민없이 바로 지원하게 되었습니다.

 

 

3) 현재 AITRICS에서는 하고 계신 일에 대해 설명 부탁드립니다!

 

Simon 우선 저희 팀에 대해 포괄적으로 말씀 드리자면, 신약개발 과정의 실험을 통한 검증 이전 단계에서, 신약 후보 물질을 탐색 및 발굴하는 인공지능 모델을 개발하고 있습니다. 기존의 신약개발 과정은 시험관, 전임상 (동물실험) 그리고 임상실험에서의 실패율이 높은 편인데요, 그에 따라 많은 시간과 비용이 소요됩니다. 이와 같은 과정이 인공지능 모델로 완전히 대체될 수는 없지만, 기존의 성공과 실패가 기록된 데이터로부터 학습한 인공지능 기술을 통해 성공 확률이 높은 케이스를 제안하여 실험과정에서의 발생하는 실패를 줄여 시간과 비용을 단축시킬 수 있습니다. 이를 위해, 약물 후보군의 독성(toxicity), 특정 질병 치료제로써의 효용성(efficacy) 그리고 흡수/분포/대사/배출(ADME; absorption/distribution/metabolism/exerction)등의 물성을 예측하여, 제약회사에서 물질을 발굴하고자 할 때 신약으로써 가능성이 높은 후보군을 제시하고자 합니다.

 

Tony 기존의 제약회사들의 신약 개발 프로세스를 효율화 시킬 수 있는 모델을 개발하고 있습니다. 예를 들면 실험 단계에서 발생할 수 있는 실패 확률을 미리 계산하여 의사 결정에 도움을 주거나, 기존에 해왔던 대용량의 실험 대신 집중적으로 봐야할 물질들을 뽑아내는 것 등 효율적인 프로세스를 구축하는 것 입니다. 그 중에서도 저는 기존에 알려진 화합물 외에 신약이 될 조건을 가진 새로운 화합물을 생성하는 인공지능(generative model)을 개발하는 과정을 담당하고 있습니다.

 

 

 

 

4) 원래 바이오헬스 분야에 관심이 있으셨나요? 이와 관련된 경험이 있으시다면?

 

Tony 저는 학창시절에 물리, 화학, 생물, 지구과학 중 생물을 가장 싫어할 만큼 바이오쪽으로는 원래 관심이 없었는데, 아주 가까운 지인분이 ‘생물정보학(Bioinformatics)’을 전공하셔서 자세하게 이야기를 듣다 보니 점점 흥미가 생겼어요. 그러던 중 인공지능을 개발하는 관점에서 바이오 업계를 바라보니 제가 할 수 있는 것들이 많아 보여 점차 관심을 가지게 되었습니다. 어느 분야에서도 적용할 수 있는 산업공학을 전공했던터라 바이오헬스 업계로 넘어 오는 것에도 부담이 덜 했습니다. 전 회사에서 몇 개월 정도 관련 업무를 진행하고 AITRICS에 들어와 본격적으로 하고 있습니다.

 

Simon 저는 어렸을 때부터 의료나 신약 관련 이야기를 많이 접해왔고, 이 분야에 궁금증이 많았어요. 대학원에 와서 연구를 하다보니, 어렸을 때 어렴풋이 호기심을 가졌던 문제들을 제가 하나씩 풀어나가고 있더라구요. 그 과정이 저한테는 굉장히 흥미로웠어요. 인공지능이 여러 분야에서 활용될 수 있지만, 특히 의료나 헬스케어 분야는 이 기술을 통해 해결할 수 있는 문제들이 많이 있는 것 같아서 더 재미있게 느껴지는 것 같아요. 인공지능이 긍정적으로 기여할 수 있는 점이 많은 분야라고 생각되어 계속 이 분야에서 연구를 이어나가고 있습니다.

 

 

5) 신약개발 프로젝트를 진행하시면서 가장 흥미로운 점이 있으시다면? 

 

Tony 첫번째로 흥미로운 점은 신약개발 자체가 가지고 있는 가치입니다. 컴퓨터 비전이나 자연어 처리 분야에서 하는 인공지능 연구가 기술의 최전선에서 문제들을 해결할 강력한 무기를 만들어내는 작업이라면, 신약개발 연구에서 하는 인공지능 연구는 그 무기를 가지고 새로운 전선에서 싸우는 것과 같습니다. 인공지능이 많은 분야와 업계에서 활용되며 다양한 변화를 이끌어내지만, 특히 신약개발은 그보다 더 많은 가치를 가지고 있다고 생각해요. AITRICS가 그리고 제가 하고 있는 일이 인류에 도움이 될 것이라 생각하면 참 뿌듯합니다. 두번째로 흥미로운 점은 인공지능을 이용한 신약개발은 진입장벽이 높다는 점입니다. 신약개발에 대한 이해와 인공지능 분야의 전문성을 모두 보유해야 하니까요. 전체 인공지능 연구를 하는 사람이 100명이라면 그 중에서도 1~2명 정도 발을 들이고 있는 만큼 남들이 하지 않는 일을 하고 있다고 생각하면 자랑스럽습니다.

 

Simon 일단 저는 인공지능이라는 단어와 신약개발이라는 단어는 조금 상반되는 의미를 내포하고 생각해요. 인공지능은 데이터로부터 가설을 학습하는 것을 일컫는데, 신약개발은 말그대로 누군가가 경험해보지 못한 새로운(novel) 물질을 발굴하는 과정이에요. 유의미한 가설을 학습할 만큼의 데이터가 없는 경우가 많다는 뜻이죠. 이러한 데이터 부족 문제는 신약개발 프로젝트의 대표적인 난제라고 볼 수 있습니다. 컴퓨터 비전이나 자연어 처리와 같은 분야는 활용할 수 있는 데이터가 굉장히 많은 점과 상반되죠. 따라서 적은 수의 데이터로 정확도가 높고, 신뢰할 수 있으며, 결과를 해석할 수 있는 예측모델을 개발하는 난제를 마주하고 있는데, 이러한 난제들을 하나하나 해결해 나가는 것이 저한테는 도전적이고 재미있게 느껴집니다. 저는 지속적으로 연구하면서 저희의 모델이 제약산업에서 유용하게 활용될 수 있도록 하는 목표를 가지고 있습니다. 또한 실험으로부터 확보된 데이터를 통해 모델들이 계속해서 개선되어, 제약산업 전체가 선순환 구조로 발전할 수 있도록 하고자 합니다.

 

 

6) 인공지능 기술을 활용한 신약개발 플랫폼 개발 과정에서 가장 중요한 점은 무엇인가요?

 

Tony 연구를 하고 모델을 생성하는데 데이터가 가장 중요한데요, 신약개발 분야는 데이터가 매우 적고 희박(sparse)합니다. 그렇기때문에 더더욱 저희가 개발한 모델을 정확도와 같은 숫자로만 성능을 평가를 하는 것이 아니라, 현실 세계에서의 검증 과정을 반드시 거쳐야한다고 생각합니다. 모델의 신뢰도를 향상시켜 많은 곳에서 활용될 수 있으려면, 이러한 검증은 필수입니다.

 

Simon 저도 토니와 의견이 비슷한데요. 우선 인공지능 모델은 어딘가에 활용이 될 수 있도록 개발을 하는 것 인데, 과연 인공지능을 적용하는 것이 유효한지 등을 가설 검증 관점에서 통계적으로 확인하는 단계가 꼭 필요합니다. 데이터가 부족하다 보니 적은 데이터로 정확하고 신뢰도 있는 모델을 개발해야 하는데, 모델의 정확도와 신뢰성을 제약/병원과 협업을 통해 실험적으로 검증하여, 우리 모델의 장점과 한계점 등을 명확하게 파악하면서, 새롭게 확보된 데이터를 통해 계속해서 발전시켜 나가야한다고 생각합니다.

저는 신약개발을 위한 신뢰 가능한 인공지능 모델 개발에 있어서, 베이지안 딥러닝과 같은 연구가 핵심이라고 생각하는데요. AITRICS는 다른 많은 모델들 중에서도 베이지안 딥러닝에 굉장한 강점이 가지고 있습니다. 이런 면에서 이주호 박사님(John), 황성주/양은호 교수님의 “Uncertainty-aware attention, Set Transformer” 논문도 현재 연구에 큰 도움이 되는데요, 현재 이런 분들과 함께 행복하게 연구 하며 난제들을 풀어나가고 있습니다.   

 

 

7) 이러한 신약개발 플랫폼이 개발된다면, 사회에 어떠한 효과를 가져올 수 있을까요? 

 

Simon 먼저, 신약개발에서 시간과 비용은 확실하게 절감될 수 있을 것입니다. 예를 들어, 독성 예측 모델을 활용하면, 임상실험 단계에서 부작용으로 사망하거나 고통받는 사람들의 수가 감소할 것이고, 동물 실험에 들어가는 사회적/경제적 비용 역시 줄어들 수 있을 거라고 생각합니다. 화합물의 독성을 예측하는 모델이라고 한다면, 꼭 약이 아니더라도 여러 군데에 유용하게 쓰일 수 있는데요. 예를 들어 가습기 살균제나 화장품 등에 들어가는 물질의 독성도 확인을 할 수가 있습니다. 만약 몇 년 전, 가습기 살균제 이슈가 터졌을 때 이 독성 물질 예측이 있었다면 훨씬 더 많은 사람을 살릴 수 있었을 거란 생각에 안타까운 심정이 듭니다. 올해 상반기 내에 신약 개발 전 과정을 커버하는 플랫폼을 구축하는 것이 목표입니다.

 

Tony 린스타트업이나 애자일 프로세스에서 주장하는 성장 방법은 빠르게 실행하고 빠르게 실패하는 것입니다. 그만큼 빠른 실행이 중요하다고 말 하는 것이겠지요. 저희가 연구하고 있는 신약개발 플랫폼은 약 개발 과정의 애자일 프로세스가 될 것이라 생각됩니다. 애초에 하지 않아도 될 실험을 걸러주고, 훨씬 빠르게 실행할 수 있도록 도와줄 수 있으니까요. 애자일 프로세스처럼 유의미한 실험을 통해 교훈을 얻어 신속하게 발전할 수 있을 것입니다. 이러한 플랫폼이 경제적, 사회적인 비용을 절감할 뿐만 아니라 패러다임을 바꿀 수 있지 않을까 기대합니다.

 

 

8) AITRICS와 다른 기업과의 차이점이 있다면?

 

Simon 저는 첫 회사라 비교를 하기 쉽지 않은데요, AITRICS에 첫 출근을 했을 때 느낀 점을 말씀드리자면 “체계가 잘 잡힌 연구실” 같았어요. 연구가 잘 풀리지 않을 때는 보통 낙담하거나 수렁에 빠지기 쉬운데, 이 곳에서는 언제든 의논할 수 있는 리서쳐 분들이 많이 계시고 가이드해주시는 교수님들도 계셔서 문제없어요. 또한, 각자 자기의 할 일만 하는 게 아니라 주기적으로 미팅을 하면서 공유하고 함께 고민하는 이 시스템이 굉장히 좋은 것 같아요.

 

Tony 스타트업에서는 모든 직무가 크로스-펑셔널(cross-functional) 하게 업무 해야한다고 하는데, AITRICS는 리서쳐도 크로스-펑셔널한 조직을 경험 할 수 있는 몇 안되는 회사 중 하나 인 것 같습니다. 직무가 전혀 다른 구성원들이 밀접하게 일을 함께 하는 게 쉬운 일이 아닌데, 이 곳에서는 개개인이 우선 그런 마인드를 가지고 있고 조직 구성도 잘 되어있어 이러한 협업이 가능합니다.

 

 

 

 

9) 리서쳐들에게 어필하고 싶은, 다른 어떤 곳에서도 찾기 힘든 AITRICS만의 장점/강점이 있다면?

 

Simon 연구적으로 항상 의논할 수 있는 동료 연구자 분들, 그리고 교수님 분들이 계셔서 머신러닝 문제에 대한 어려움을 극복해갈 수 있는 역량을 갖추고 있습니다. 리서처들은 동료들과 의논하는 과정에서 새로운 아이디어와 해결책이 떠오르게 되는 환경에 항상 감사하고 있습니다. 또한, 이 곳에서는 연구와 비즈니스의 연결고리를 함께 의논하면서, 연구의 방향성을 설정할 수 있다는 점이 굉장히 매력적입니다. 이런 좋은 환경과 동료분들이 계시기에 저 역시 하루가 다르게 성장하고 있음을 느낍니다. 마지막으로, 항상 떨어지지않는 간식과 맛있는 식사는 물론이고, 입사시 제공되는 최고급 장비들로 쾌적한 연구환경에서 연구하고 있습니다. 참고로 저는 43인치 모니터를 선택하여 마음껏 연구를 즐기고 있습니다. 이렇게 좋은 복지와 환경이 있기에 매일 출근길 발걸음이 가볍습니다. 과장이 아니라 정말루요 ㅎㅎ

 

Tony 앞서 사이먼이 성장과 복지에 대해 얘기하였는데, 저 역시 공감합니다. 저는 필드에서 일 한지 5년정도 되었는데 제가 경험한 AITRICS의 채용 기준은 그 어떤 회사의 채용 기준보다 훨씬 높습니다. 훌륭한 동료들이 있으면 그 자체로도 빠르게 성장할 수 있는 환경을 만들어 줄 뿐 아니라 서로의 멘탈을 챙겨주는(?) 좋은 복지 혜택이 되기도 하는 것 같습니다.

 

 

10)  개인적인 목표나 꿈이 있으신가요? AITRICS에서의 경험이 개인의 목표에 어떻게 도움이 된다고 생각하시나요?

 

Tony 저는 기술 그 자체보단 기술을 사용하여 현실의 문제를 해결하는데 관심이 많습니다. 인공지능을 연구 및 개발했던 것들을 바탕으로 인공지능을 이용할 수 있는 영역의 기획이나 전략 등에 적용하는 일을 해보고 싶어요. 기술의 최전선에 있는 AITRICS는 기술을 직접 개발하고, 이러한 기술이 비즈니스 측면에서 어떤 의미를 부여하고 적용되는지를 볼 수 있는 몇 안되는 회사입니다. 이 곳에서의 경험이 개인적으로도 많은 도움이 될 것이라 생각됩니다.

 

Simon 단기적으로는 우선 현재 하고 있는 신약개발 프로젝트가 비즈니스적인 성공으로 이어졌으면 하는 바람을 가지고 있습니다. 신약개발 분야는 연구 단계와 비즈니스 단계의 갭이 매우 좁고 서로 긴밀하게 협력해야 하는 만큼, 우리 AITRICS가 수행하는 연구가 비즈니스적인 가치로 창출될 것이라고 믿습니다. 장기적으로는 모든 연구원들의 꿈이겠지만, 제가 하는 많은 리서치가 현실세계에서 성공적으로 활용되는 경험을 많이 쌓고 싶습니다.

 

 

 

 

AITRICS는 유능한 인재들을 기다리고 있습니다!

패러다임 혁신의 길을 함께 하고 싶으신 분들은 언제든 문을 두드려주세요 😁