AI, 2024 노벨 과학상 석권... 과학계 혁명 AI 시대를 열다

[이코노믹데일리] 인공지능(AI)이 2024년 노벨 과학상 수상자 발표가 과학계에 큰 반향을 일으키고 있다. 물리학상과 화학상 모두 인공지능(AI) 연구자들이 수상하면서, AI가 과학 발전의 새로운 주역으로 부상했음을 명확히 보여주고 있다.

스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 2024년 노벨 화학상 수상자로 데이비드 베이커 미국 워싱턴대 교수, 데미스 허사비스 구글 딥마인드 최고경영자(CEO), 존 점퍼 구글 딥마인드 수석연구원을 선정했다. 이들은 AI 기반의 단백질 구조 예측 및 설계 시스템인 '알파폴드(AlphaFold)'와 '로제타폴드(RosettaFold)'의 개발을 통해 생명과학 분야에 혁신적인 변화를 이끌었다.

노벨위원회는 "50년 넘게 풀리지 않았던 단백질 구조 예측 문제를 해결한 이들의 연구는 인류에게 큰 혜택을 줄 것"이라고 평가했다. 이들이 개발한 AI 시스템인 '알파폴드'와 '로제타폴드'는 기존 방식으로는 수백 년이 걸릴 단백질 구조 예측을 대폭 단축해 신약 개발과 같은 생명과학 연구에 새로운 지평을 열었다.

화학상에 앞서 2024년 노벨 물리학상은 AI의 기초를 세운 존 홉필드 프린스턴대 교수와 제프리 힌턴 토론토대 명예교수가 공동 수상했다. 이들은 인공 신경망과 딥러닝 기술을 개발하며 현대 AI의 이론적 토대를 마련한 공로를 인정받았다. 

힌턴 교수는 '심층신뢰신경망(Deep Belief Networks)'을 통해 AI가 스스로 학습하고 추론할 수 있는 능력을 발전시켰으며, 홉필드 교수는 '홉필드 네트워크'로 AI 연구에 중요한 기초를 제공했다. 노벨위원회는 "이들의 연구는 AI가 단순한 이론적 도구에서 실제 과학 문제를 해결하는 실용적인 기술로 발전할 수 있는 기반을 마련했다"고 설명했다.

◆  과학계의 평가, AI가 주도하는 새로운 시대

과학계는 이번 노벨상 수상을 두고 "사실상 AI가 과학을 주도하는 시대가 열렸다"는 평가를 내놓고 있다. 석차옥 서울대 화학부 교수는 "AI의 파급력은 기초과학의 틀을 깨고 새로운 패러다임을 열어갈 것"이라며 향후 수십 년간 AI의 영향력이 지속될 것으로 전망했다.

 
AI는 이미 연구 방식을 근본적으로 바꾸고 있다. 로제타폴드와 알파폴드를 필두로 한 AI 단백질 구조 예측 및 설계 도구는 단백질 연구자들에게 없어서는 안 될 필수 도구가 되었다. 의료 진단 분야에서도 수천만 장의 의료 이미지를 학습한 AI가 의사보다 더 정확한 진단을 내릴 수 있게 되었으며, 기상학에서도 AI는 기후 변화로 인한 이변을 예측하는 데 슈퍼컴퓨터보다 나은 성능을 보이고 있다.

나아가 AI는 과학 연구의 전 과정을 수행하는 'AI 과학자'로도 발전하고 있다. 일본 스타트업 사카나 AI가 개발한 AI는 연구자가 논문의 방향만 제시하면 AI가 아이디어를 구체화하고 실험을 수행하며 논문을 작성하는 단계까지 진행한다. 미국 카네기멜런대 화학공학과 게이브 고메스 교수팀 역시 유사한 'AI 화학자'를 개발하고 있다.

◆  AI의 선구자, 데미스 허사비스

이번 노벨 화학상 수상자 중 가장 주목받는 인물인 데미스 허사비스는 AI 분야의 선구자로 꼽힌다. 1976년 영국 북런던에서 태어난 허사비스는 어릴 때부터 체스와 바둑 등에서 뛰어난 재능을 보였고, 2011년 AI 스타트업 '딥마인드 테크놀로지스'를 창업했다. 2016년에는 AI 바둑 프로그램 '알파고'로 이세돌 9단을 상대로 승리하며 세계적인 주목을 받았다.

허사비스는 AI의 발전 가능성을 높이 평가하면서도 그 위험성에 대해서도 경고하고 있다. 그는 2023년 "AI로 인한 멸종 위험을 줄이는 것은 핵전쟁이나 팬데믹과 같은 사회적 위험처럼 전 세계적으로 최우선적으로 다뤄져야 한다"는 AI 안전 성명서에 서명한 바 있다.

베이커 교수는 2003년 많은 사람들이 불가능하다고 믿었던 '완전히 새로운 기능을 가진 단백질'을 컴퓨터로 설계하는 방법을 개발했다. 이후 그의 연구팀은 의약품, 백신, 나노물질, 초소형 센서 등으로 쓰일 수 있는 단백질을 잇따라 설계했다. 베이커 교수는 알파폴드에 영감을 받아 단백질 구조를 해독하고 설계하는 AI 모델인 로제타폴드를 개발했다.

국제 학술지 네이처는 "AI는 방대한 데이터를 분석하고 패턴을 감지하며 연구 자원을 최적화하고 가설을 생성할 수 있다"며 "이러한 능력은 기후 변화, 식량 안보, 질병 등 전 세계 문제 해결에 기여할 수 있다"고 평가했다.

이번 노벨상 수상은 AI가 단순한 도구를 넘어 과학 발전의 핵심 동력으로 자리매김했음을 보여주는 중요한 사건이다. AI는 이제 인류의 지식 확장과 문제 해결 능력을 획기적으로 향상시키는 기술로 인정받고 있으며, 앞으로 더 큰 혁신이 기대된다.