"세계 시장 통할 AI 신약개발 추진"…정부, 바이오 특화 모델 ‘총력전’

[이데일리 한광범 기자] 정부가 추진 중인 ‘AI 특화 파운데이션 모델’ 프로젝트가 착수 5개월 만에 세계 시장에서 통할 수 있는 기술적 기반을 확보하며 의료와 바이오 산업의 혁신을 예고하고 있다. 구글과 앤스로픽 등 글로벌 빅테크가 장악한 AI 시장에서 ‘특화 모델’이라는 전략으로 승부수를 던진 우리 기술이 세계적 수준의 성능을 증명해내면서, 정부 역시 이를 실질적인 사업화 성과로 잇기 위한 정책적 지원에 박차를 가할 방침이다.

과학기술정보통신부는 정보통신산업진흥원(NIPA)·한국정보통신기술협회(TTA)와 함께 31일 ‘AI 특화 파운데이션 모델 프로젝트’ 중간성과 평가 결과를 발표했다. 평가 결과 루닛·카이스트 2개 컨소시엄 모두 대부분의 비교 벤치마크에서 사업계획서상 제시한 글로벌 타깃 모델과 유사하거나 더 높은 성능 수준을 달성한 것으로 나타났다. 두 컨소시엄은 자체 기술력을 바탕으로 기초 단계부터 학습시키는 ‘프롬스크래치(From Scratch)’ 방식으로 모델을 개발했으며, 정부는 TTA를 통해 구조 예측 등 기술적 지표를 중심으로 검증을 마쳤다.

“루닛, 앤스로픽 능가하는 의과학 특화 모델”

루닛 컨소시엄이 개발한 ‘전주기 의과학 특화 모델’은 분자, 경로, 의약품 안전성, 임상시험 가이드라인에서 실세계 임상 데이터까지 아우르는 핵심 의료 지식을 학습했다. 이 모델은 16B급(MOE 방식) 규모임에도 불구하고 앤스로픽의 ‘Claude 3.5 Sonnet’ 등 100B~1T급 초대형 모델보다 의학 논문에 기반한 질의응답 정확도와 답변의 근거 일치성 면에서 더 우수한 결과를 보였다. 특히 과학 연구 데이터를 활용한 코드 작성 및 분석 수행 능력에서도 높은 평가를 받았다.

이를 바탕으로 구축된 ‘임상 의사결정 지원 시스템(CDSS)’은 실제 병원 환경에 적용되어 가능성을 입증했다. 국민건강보험공단 일산병원 실증 결과, 응급실 환자의 위급도를 나누는 5단계 분류에서 높은 정확도를 기록했으며 진단명 일치도는 94.0%에 달했다. 또한 이상약물반응 판단과 보고서 작성 성능도 우수해 현장 의료진으로부터 실제 진료 현장에서 활용 가능한 수준이라는 평가를 받았다.

“카이스트, ‘알파폴드3’ 대비 30배 빠른 구조 예측”

바이오 분야에서는 카이스트 컨소시엄의 2B급 ‘바이오 파운데이션 모델(K-Fold)’이 혁신을 주도하고 있다. 이 모델은 단백질 복합체의 3차원 구조 예측 정확도 면에서 구글의 ‘알파폴드3’에 근접한 수준을 달성했으며, 예측 속도는 최대 30배 이상 단축시켰다. 기존에 약 30분 정도 걸리던 작업을 평균 1분 이내로 끝낼 수 있게 된 것이다.

기존 알파폴드 모델은 다중서열정렬(MSA) 데이터가 부족한 희소 복합체나 단백질의 동적 변화를 예측하는 데 한계가 있었으나, 카이스트는 물리·화학적 상호작용에 기반한 새로운 생성 모델링 방식을 적용해 이를 극복했다. 이는 신약 개발의 핵심인 약물 결합에 따른 구조 변화 예측의 정확도를 높여 서비스형 신약 개발의 새로운 가능성을 열었다는 평가다.

정부, 일단 9월가지 GPU 지원 지속…업계는 추가지원 기대

본 프로젝트는 우리나라 AI 경쟁력을 확보하기 위해 범용 모델 외에 우리만의 ‘특화 AI 파운데이션 모델’을 개발하는 사업이다. 지난해 10월, 텍스트 중심의 범용 모델만으로는 의료·바이오 전문 분야의 요구를 충족하기 어렵다는 판단에 따라 시작됐다. 과기정통부는 두 컨소시엄에 각각 B200 GPU 256장을 지원해왔으며, 이번 평가 결과를 바탕으로 지원을 9월까지 이어가기로 했다. 다만 9월 이후의 추가 지원 여부에 대해 과기정통부 관계자는 “아직 결정된 것이 없으며 구체적인 내용은 9월 시점에 가봐야 알 수 있다”고 밝혔다.

개발된 모델들은 4월 초부터 허깅페이스를 통해 상업적 활용이 가능한 ‘Apache 2.0’ 라이선스로 공개된다. 루닛 컨소시엄은 향후 분자-단백질-오믹스 영역까지 학습 범위를 확장해 최대 32B급 전주기 모델로 고도화하고, 프로젝트 이후에는 1T급 초대규모 모델로의 확장을 추진한다. 또한 7~8월 중 일산병원 등 9개 병원과 SK바이오팜에서 현장 실증을 진행하며, 카카오헬스케어와 협력해 대국민 맞춤형 챗봇 서비스도 선보일 계획이다. 국산 NPU인 리벨리온의 칩에서의 구동 실증도 병행한다.

카이스트 컨소시엄은 2단계 사업을 통해 모델을 7B급으로 확장하고 별도의 경량화 모델을 구축한다. 최종 모델이 탑재된 플랫폼의 통합 테스트를 거쳐 오는 7월 국립보건원 등 협력 기관을 대상으로 베타 서비스를 오픈할 예정이다. 개발한 최종 모델은 HITS의 신약 개발 플랫폼과 글로벌 빅파마 머크(Merck)의 클라우드 서비스에 탑재되어 글로벌 시장 공략에 본격적으로 나선다.

최동원 과기정통부 인공지능인프라정책관은 “5개월이라는 짧은 기간에도 불구하고 핵심 벤치마크에서 경쟁력 있는 결과를 확보하는 등 세계 시장에서 통할 수 있는 기술적 기반을 마련했다”며 “진단치료·신약 개발 등 고부가가치 산업에서 산업적 잠재력이 실제 사업화로 이어질 수 있도록 정책적 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.