한국과학기술연구원(KIST)이 AI와 로봇기술을 접목해 개발한 무인실험실.[KIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 사람의 개입 없이도 AI가 직접 설계하고 로봇이 실험하는 자율실험실 구축이 본격 추진된다.

과학기술정보통신부는 12일 가톨릭대학교 서울성모병원 옴니버스파크에서 ‘AI-네이티브 첨단바이오 자율실험실 구축’ 사업 착수보고회를 개최했다.

이번 사업은 정부의 K-문샷 신약개발 가속화 미션 실현을 위한 핵심 기반사업으로, 인공지능(AI)과 로보틱스를 활용해 바이오 연구개발의 병목구간을 획기적으로 개선하고 연구실 단위의 AI 전환(AX)을 촉진하기 위해 추진된다.

최근 첨단바이오 연구는 대규모 반복 실험과 데이터 기반 AI 학습의 중요성이 커지고 있으나, 여전히 많은 실험이 연구자의 수작업에 의존하고 있어 낮은 재현성, 높은 비용, 긴 연구 기간 등의 한계를 안고 있다. 이에 따라 AI 기반 실험설계, 로봇 기반 자동화 실험, 표준화된 데이터 수집·분석이 통합된 자율실험실 구축 필요성이 높아지고 있다.

과기정통부는 오는 2028년까지 총 495억 원을 투입, 범용 자율실험실 1개와 특화 자율실험실 5개를 구축할 계획이다. 첨단바이오 실험의 병목 프로세스를 자동화·고속화·표준화하고, AI가 실험을 설계하고 로봇이 수행하며 결과를 학습하는 ‘폐쇄루프(Closed-loop)’ 형태의 AI-네이티브 연구 환경을 구현할 예정이다.

이날 착수보고회에는 과기정통부, 한국연구재단, K-문샷 신약개발 가속화 미션을 총괄하는 K-문샷 신약개발 PD, 연구책임자 및 연구진 등이 참석한 가운데 선정된 6개 연구과제가 연구계획을 발표했다. 범용 분야에서는 가톨릭대학교가 ‘첨단바이오 AI 전환을 위한 K-Cell 범용 자율실험실 플랫폼 구축’을, 특화 분야에서는 액체생검, 감염병, 유전자 전달체, 효소 공학, 오가노이드 기반 약물효능평가 등 다양한 첨단바이오 분야의 AI-네이티브 자율실험실 구축 계획이 공유됐다.

특히 이번 사업은 단순한 실험 자동화를 넘어 AI 기반 가상화실험실(Virtual Lab), 실험 자동제어 기술, 데이터 기반 실험 최적화 기술 등을 결합하여 바이오 연구의 생산성과 재현성을 획기적으로 향상하고, 궁극적으로 신약개발 기간과 비용을 단축을 목표로 한다.

오대현 과기정통부 미래전략기술정책관은 “AI와 로보틱스가 결합한 자율실험실은 바이오 연구개발 패러다임을 근본적으로 바꾸는 게임체인저가 될 것”이라며 “정부는 K-문샷 신약개발 가속화 미션의 핵심 인프라로서 AI-네이티브 자율실험실을 전략적으로 육성하여 신약개발 생산성을 높이고, AI 바이오 혁신연구거점, 국가바이오데이터 플랫폼 등 관련 사업과의 연계를 강화하여 AI 기반 바이오 연구 혁신 생태계를 조성해 나가겠다”고 밝혔다.