총설에 부쳐

이주용 | 서울대학교 제약학과, nicole23@snu.ac.kr 이 글을 쓰고있는 2023년 초, ChatGPT가 전세계적으로 많은 반향을 불러일으키고 있습니다. 몇 년 전만해도 불가능할것만 같았던 정확도의 다양한 언어 번역, 마치 사람이 쓴 것 같은 자연스러운 문장 생성 및 대화, 자동화된 컴퓨터 코드 작성 등의 다양한 작업을 빠른 시간에 수행하는 ChatGPT는 현재 인공 지능 기술의 발달의 속도와 정도가 우리의 예상을 뛰어 넘고 있다는것을 보여주고 있습니다. 2016년에 있었던 알파고와 이세돌의 대결로 우리에게 성큼 다가온 인공지능의 발전은 2023년 현재에도 계속되고 있습니다.

역사적으로 현재까지 인공 지능 분야의 발전에는 크게 세 번의 큰 발전이 있었다고 여겨지고 있습니다. 첫 번째 인공지능 발전의 붐은 1956년 다트머스 학회 이후 시작되었습니다. 존 맥카시와 마빈 민스키에 의해서 조직된 이 다트머스 학회에서 현재 인공지능 분야에서 사용되는 많은 용어들과 개념들이 정립되있습니다. 그 이후, 1970년대 초반까지 기계 추론, 자연어 처리 등의 문제들이 정의되고 이 문제들을 해결하기 위한 다양한 알고리즘들의 원형들이 제안되었습니다. 그러나 당시의 컴퓨터의 성능이 매우 제한적이었기 때문에 많은 알고리즘들이 실제로 구현되지 못하고 첫 번째 인공지능 연구의 겨울을 맞이하게 됩니다. 그 이후, 1980년대 초중반에 논리적 규칙에 따라서 특정 분야의 문제를 해결해주는 전문가 시스템(expert system), 신경망 모델을 효율적으로 학습시킬 수 있는 역전파(back propagation) 알고리즘 등이 제안되면서 두 번째 인공지능의 붐이 일어 났습니다. 그러나 이러한 두 번째 붐도 여전히 하드웨어와 소프트웨어의 한계에 부딫혀 실생활에서 사용할 수 있을 만큼 발전 된 인공지능을 만들어내지 못하였습니다. 그 이후, 인공 지능 분야는 다양한 수학, 통계학, 컴퓨터 과학 분야의 세부 분야로서 큰 주목을 받지 못한 채 연구되어 오다가 2010년대 초반 딥러닝의 발전으로 현재에 이르는 새로운 전기를 맞이하게 됩니다.

현재의 딥러닝의 발전이 지난 두 번의 인공지능의 붐과 다른 점은 데이터의 양과 컴퓨팅파워가 기존에 비해서 획기적으로 증가했다는 점이라고 볼 수 있습니다. 또한, 2000년대 후반 그래픽 카드를 이용해서 인공 지능에 관련된 연산을 CPU를 사용 하는 것에 비해서 훨씬 빠르게 할 수 있다는 점이 발견되면서 연산 능력이 획기적으로 향상되었습니다. 또한, 저장 장치의 발전으로 인해서 기존에 비해서 학습할 수 있는 데이터의 양이 폭발적으로 증가하여 현재의 인공지능의 발전을 가능하게 하였습니다.이렇게 빠르게 발전하고 있는 인공지능 기술은 최근 들어 화학에도 많은 영향을 끼치고 있습니다.

따라서 이번 <읽기 쉬운 총설>에서는 최근 인공지능이 어떻게 화학에 적용되고 있는지에 대해서 다양한 전문가들의 글을 통하여 소개하고자 합니다. 이번 4월 호에는 단백질 구조 예측 전문가이시며 로제타 폴드 프로그램을 개발하신 서울대학교 생명 과학부 백민경 교수님께서 인공지능이 단백질 구조 예측 및 디자인을 어떻게 바꾸고 있는지에 대해서 소개하는 글을 작성하여 주셨습니다. 5월 호에는 인공지능을 이용해서 원하는 물성을 가진 기능성 분자를 생성하고 이러한 분자들의 합성 경로를 예측하는 방법들이 산업에서 어떻게 활용되고 있는지에 대해서 삼성종합기술원의 이동선 책임연구원님께서 설명해 주실 예정입니다. 또한, 6월 호에서는 카이스트 화학과의 김우연 교수님 께서 새로운 분자 생성 및 전이 상태 예측을 수행하는 인공지능에 대해서 설명해 주실 예정입니다. 3개월에 걸쳐 진행될 총설 연재를 통해 인공지능이 어떻게 화학에 적용되고 화학 연구의 방향을 바꾸고 있는지에 대해서 조금 더 깊이 이해하실 수 있는 기회가 되기를 바랍니다.

마지막으로 이번 읽기 쉬운 총설에 참여해주신 전문가분들께 진심으로 감사드립니다.

이 주 용 Juyong Lee

•서울대학교 화학부 학사(2001－2005)

•서울대학교 화학부 석사(2005－2007)

•서울대학교 화학부 박사(2007－2011)

•고등과학원 계산과학부 방문연구원(2011－2012)

•National Institutes of Heart, Lung and Blood Institute/NIH, Visiting Fellow(2012－2017)

•강원대학교 화학과 조교수(2017－2022)

•서울대학교 제약학과 조교수(2022－현재)