[서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 인간이 앓는 대부분의 질병을 고칠 수 있는 신약 개발은 단백질 구조 예측에서 시작한다. 인간의 신체 주요 기관을 이루는 주성분인 단백질의 구조와 상호작용을 분석해야 하는데 인간의 힘으로 10년 이상 연구해야 하는 고된 작업이다. 의료 분야에 인공지능(AI)이 도입된 후 단백질 구조 예측 기간은 수 분~수 시간 내로 줄어들었다. 신약의 개발 속도는 빨라지고 인간의 수명 연장 꿈에 한 걸음 더 다가간 순간이다.

배경훈 LG AI연구원장이 지난달 5일 서울 강서구 마곡 LG사이언스파크 글로벌라운지에서 백민경 서울대 교수와 차세대 단백질 구조 예측 AI 공동 연구 계약을 체결했다. [사진=LG]

◆알츠하이머 정복 꿈만 아니다?...AI 있기에 가능
이 같은 공로로 데이비드 베이커 미국 워싱턴대 생화학과 교수와 데미스 허사비스 구글 딥마인드 최고경영자(CEO), 존 점퍼 구글 딥마인드 연구원이 지난해 노벨화학상을 수상했다. 구글 딥마인드팀은 단백질 구조예측을 30분으로 단축한 '알파폴드'를 개발했고, 베이커 교수는 원하는 대로 AI를 개발할 수 있는 AI '로제타폴드 디퓨전'을 개발한 공로다. 여기서 베이커 교수진에 주목할 만한 인물은 백민경 서울대 생명과학과 교수다. 백민경 교수는 '로제타폴드'를 공동 개발해 공동 학술지에 제1저자로 이름을 올렸다.

세계적으로 주목 받고 있는 백 교수의 손을 LG가 잡았다. LG AI연구원이 지난달 백 교수와 '차세대 단백질 구조 예측 AI' 개발을 위한 공동 연구 계약을 체결하면서다. LG AI연구원은 백 교수팀과 단백질 다중 상태(Multistate) 구조 예측 AI를 연내 개발해 신약 개발은 물론 생명 현상의 비밀을 풀 수 있는 연결고리를 찾는다는 계획이다.

특히 미국 잭슨랩(JAX)과 진행 중인 알츠하이머 인자 발굴 및 신약 개발 진행 속도를 더욱 높일 것으로 기대하고 있다. LG AI연구원은 지난해 초부터 세계적인 유전체 비영리 연구기관인 잭슨랩과 알츠하이머와 암의 진단과 치료에 활용할 수 있는 예측 AI 기술 공동 연구를 진행 중이다. LG의 생성형 AI '엑사원(EXAONE)'에 잭슨랩이 보유한 알츠하이머의 유전적 특성과 생애주기별 연구 자료를 학습시키는 작업을 진행 중이다.

◆'엑사원' 산파 배경훈 원장...AI·바이오 융합 기반 다져
배경훈 LG AI연구원장이 바로 이 '엑사원'의 산파 역할을 맡았다. 1976년생인 배경훈 원장은 LG유플러스에서 AI분야에서 두각을 보이며 지난 2018년 말 상무로 승진, LG AI연구원의 전신인 LG사이언스파크 AI추진단장으로 자리를 옮겼다. 그룹의 AI 핵심 연구를 맡은 배 원장은 지난 2020년 세계적인 AI 경연대회에서 '연속학습' 분야에서 1위를 차지하며 성과를 내기 시작했다. 당시 배 원장은 "컴퓨터 비전, 자연어 처리, 데이터 지능 등 AI 모든 분야에서 세계적인 기술력을 확보하겠다"고 자신감을 보였다.

LG그룹은 그해 말 그룹 차원의 최신 AI 원천기술 확보와 AI 난제 해결 역할을 수행하는 AI 전담조직인 LG AI연구원을 출범, 배 원장에게 키를 맡겼다. 취임 직후인 2021년 5월 당시 '초거대 AI'에 1조원 투자 계획을 밝히고, 계획대로 그해 연말 '엑사원'을 공개하기에 이른다. 배 원장은 그해 연말 인사에서 전무로 승진했다. 엑사원은 첫 공개 후 비약적인 발전을 이어갔다. 지난 2023년 '엑사원 2.0', 지난해 8월 '엑사원 3.0', 12월 '엑사원 3.5' 버전을 순차적으로 공개했다. 여기에 엑사원을 오픈소스로 공개, 개방형 AI 연구 생태계를 촉진시키는 역할까지 맡았다.

LG AI연구원은 엑사원을 단순히 사내 AI로 국한하지 않았다. 구글 클라우드(Google Cloud)를 비롯해 ▲델 테크놀로지스(Dell Technologies) ▲아마존웹서비스(AWS) ▲엔비디아(NVIDIA) ▲인텔(Intel) ▲잭슨랩(Jackson Laboratory) 등 글로벌 빅테크 기업들과 파트너십을 맺으며 AI로 실질적 성과를 창출하기 위한 생태계 확장에 나서고 있다.

◆"딥시크 뛰어넘는 AI가 한국에 있었다고?"
배 원장은 중국 AI 딥시크 후폭풍이 우리나라를 덮치면서 가장 바쁜 AI 인사 중 한 명으로 꼽힌다. 정부가 '3대 AI 강국' 도약을 선언한 지난달 17일 최상목 대통령 권한대행 부총리 겸 기획재정부 장관 주재 회의에서도 배 원장이 정책 제언에 나서기도 했다. 그 배경에 바로 엑사원의 '성능'과 '비용'이 있다.

딥시크는 약 78억원의 개발비용으로 챗GPT급 성능을 내는 것으로 세계에 충격을 안겼다. 그런데 '엑사원 3.5' 모델은 이 보다 적은 70억원이 들었다고 공개적으로 밝히면서다. 당시 배 원장은 "그룹 차원을 넘어서 글로벌로 공개했더라면, 우리가 더 잘 알렸으면 좋았을 텐데 아쉬움이 있다"고 언급하며 주목을 받았다. 우리나라도 적은 비용으로 딥시크에 뒤지지 않는 AI를 개발할 수 있는 사례를 제시한 것이다.

성능도 글로벌 AI와 비교해 뒤지지 않는다는 평가를 받았다. 엑사원 3.5 32B 모델은 최근 미국 에포크(Epoch) AI가 선정한 '주목할 만한 AI(Notable AI Model)'에 등재됐다. 에포크 AI는 과학자들로 구성된 미국의 비영리 AI 연구 기관으로 모델의 성능, 사용 빈도, 학습 비용 등 AI 모델 주요 요소 심사를 통과해야 등재가 가능하다. 우리나라도 외부 전문가들로부터 인정받는 글로벌 수준의 AI 모델을 보유하고 있다는 의미다.

현재 엑사원은 그룹 내 다방면으로 활용되고 있다. 우선 지난해 기업용 AI 에이전트 '챗엑사원(ChatEXAONE)'의 정식 서비스를 시작하며 LG맨들의 'AI의 일상화 시대'를 본격화했다. LG유플러스는 엑사원 기반의 소형 언어모델(sLLM)인 익시젠(ixi-GEN)을 개발했고, LG생활건강은 엑사원을 활용 새 화장품 소재를 개발했다. LG디스플레이는 AI 생산 체계를 도입, 유기발광다이오드(OLED) 생산 효율을 극대화하고 있고, LG CNS는 엑사원을 기반으로 금융 맞춤형 AI 평가 도구를 개발했다.

배경훈 LG AI연구원장 [사진=LG]

◆AI와 바이오의 융합, 구광모 회장의 꿈
현재 배 원장은 구광모 LG그룹 회장의 꿈을 실현시켜주는데 가장 선두에 서 있다. 구광모 회장은 LG그룹의 미래성장동력을 AI·바이오(Bio)·클린테크(Cleantech)로 삼고 집중 육성하고 있다. AI와 바이오를 결합, 난치병을 치료하겠다는 꿈 역시 구 회장이 내놓은 구상이다. 구 회장은 올해 신년사를 통해 "난치병을 치료하는 혁신 신약으로 사랑하는 사람들과 보다 오래 함께할 수 있는 미래에 도전하겠다"고 밝혔다.

배 원장은 LG그룹의 미래성장동력인 'A·B·C' 중 AI와 바이오의 융합에서 성과를 내야 하는 중요한 위치에 있다. 배 원장은 LG AI연구원 출범과 함께 "고객들에게 더 즐거우며, 더 편리하고, 더 건강하고, 더 행복한 삶을 제공하는 것은 물론이고, 인류의 보편적인 삶의 질 향상을 위해 같은 꿈을 꾸는 인재들과 함께 최신의 AI 기술을 선도해나가겠다"고 밝혔다. 

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