d라이브러리

가설을 세우고 실험을 통해 검증하는 로봇 과학자가 영국에서 개발됐다.

영국 웨일즈대 컴퓨터공학자인 로스 킹 교수 연구팀은 ‘네이처’ 1월 15일자에서 빵을 만들 때 쓰는 효모의 특정 유전자 기능을 로봇이 실험을 통해 찾아냈다고 밝혔다. 논문에 따르면 로봇의 연구 결과는 과학자들이 수행한 실험 결과와 거의 차이가 없었다.

이번 연구를 수행한 로봇은 가설을 세우고 실험을 계획하는 인공지능 프로그램과 실제 실험을 수행하는 자동기계가 결합된 형태다. 연구팀은 여기에 ‘로봇 과학자’(Robot Scientists)라는 이름을 붙였다.

킹 교수는 로봇 과학자로 하여금 효모에서 페닐알라닌이나 티로신과 같은 아미노산을 만드는데 관여하는 유전자를 찾아내도록 했다. 과학자들은 이미 이 유전자의 정체를 밝혀놓았지만 로봇 과학자에겐 아무런 정보도 주지 않았다. 대신 유전자의 기능이 밝혀지기 전단계에 해당하는 정보만을 제공했다.

연구팀은 로봇의 두뇌라고 할 수 있는 2가지 소프트웨어를 개발했다. 하나는 가설을 만들어내는 프로골(Progol)이며 다른 것은 가설을 검증하는데 적합한 실험을 선택하는 ASE다.

보통 알려지지 않은 유전자를 연구할 때는 우선 해당 유전자의 기능을 억제한 돌연변이체를 만든다. 이것을 특정 화학물질이나 영양분이 들어간 배양액에서 키우면서 정상 개체와 어떤 차이를 보이는지를 알아내 기능을 추정한다. 그리고 다시 이런 가정을 검증하기 위한 실험을 비슷한 방식으로 수행하게 된다.

로봇 과학자도 같은 과정을 밟았다. 우선 소프트웨어로 가설과 실험계획을 세우고 컴퓨터에 연결된 자동 실험기계를 작동시켜 실험을 수행했다. 사람이 관여하는 것은 효모가 자라는 배양접시를 배양기에 집어넣고 꺼내오는 경우에 한정됐다.

로봇 과학자는 정확성에서 대등했을 뿐 아니라 실험 횟수를 적게 했다는 점에서는 인간보다 나았다. 소프트웨어가 가장 빨리 답을 얻을 수 있는 가설과 실험을 선택하도록 했기 때문이다. 로봇의 실험 경비는 대학원생들의 3분의 2에 불과했다.

유전자 기능을 규명하는 실험은 과학자들이 늘 고역으로 여기던 아주 단조로운 반복작업이다. 연구팀은 “이같은 단조로운 연구를 로봇 과학자에게 맡기면 연구자들이 좀 더 창조적인 일을 할 시간이 많아질 것”이라고 기대했다.

한편 연구팀은 로봇 과학자의 다음 목표가 신약개발이 될 것이라고 밝혔다. 수만개의 서로 다른 화합물을 반응시켜하는 신약 후보물질 탐색작업도 로봇에 딱 맞는 일이기 때문이다.