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Nikkei XTECH_2020.02.26

AI와 양자컴퓨터로 도전하는 영양학
‘스포츠 테크’나 ‘슬립 테크’에 이어 '인간 친화적'인 신영역 확대

“영양학이라는 학문을 변혁하는 단계에 와 있다”. 의약기반∙건강∙영양연구소 이사이자, 국립건강∙영양연구소 소장인 아베(阿部) 씨는 일본의 건강 수명을 연장시키는데 있어서 영양학이 다시 중요한 학문이 될 것이라는 기대를 담아 이렇게 말했다.

2020년 2월 21일, 국제생명과학연구기구는 ‘첨단기술심포지엄 건강수명의 연장을 위한 AI영양학과 AI디아트로피(Diatrofi는 그리스어로 영양을 의미)의 향후 전망에 대해’를 개최했다. 의약기반∙건강∙영양연구소나 도호쿠대학 등이 지금까지 일본이 축적해 온 영양학과 눈부시게 발전한 IT기술을 활용해 어떻게 세계를 리드해 나가야 하는가에 대해 논의했다.

이 심포지엄에서 기대를 모은 기술이 인공지능(AI)과 양자컴퓨터다. 왜 식사나 식품 등을 연구하는 영양학에서 이들 기술의 필요성이 높아지고 있을까? 단적으로 말하면 영양학은 단일 성분(영양소)이 몸에 어떻게 영향을 미치는가에 대해서 해명해 왔다. 그러나 현시점에서 복수의 영양소가 조합된 상태(식사)로 몸에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 그다지 조사하지 않았다.

만약 식품의 복잡한 영양소가 체내에서 어떻게 상호 간섭하고 있는지를 해명할 수 있다면, 개인에 맞춘 건강한 식사법을 제안하는 것도 가능해진다. 즉, 병을 의약품으로 치료하는 것이 아니라 식사를 통해 질병에 쉽게 걸리지 않는 몸을 만들 수 있을지도 모른다.

식품과 다르기는 하지만 단일 분자의 의약품 연구에서는 제약회사가 거액의 비용과 노력을 투자하고 있다. 인간이 태어나 수명이 다할 때까지 먹는 식품에 대한 연구이므로 더욱 막대한 비용과 시간이 발생하게 된다.

현재도 슈퍼컴퓨터는 일시적으로 이용하는데 거대한 비용이 발생함과 동시에 다수의 영양소의 조합을 해석하는데 상당한 시간이 걸린다. 그래서 영양학 연구자들은 AI나 양자컴퓨터 등의 새로운 기술을 적용함으로써 다분자(식품)의 기능평가를 저비용∙단시간에 해석하고 싶다는 생각이 있다.

-- 도호쿠대학은 양자컴퓨터를 이용 --
연구자들은 새로운 건강한 미래의 실현을 위해 이미 달리기 시작했다. 의약기반∙건강∙영양연구소는 19년 4월에 AI건강∙의약센터를 설립해 AI 신약 개발의 연구를 추진하고 있다. 20년 4월에는 연구소 내에 AI로 영양을 연구하는 부문을 신설할 계획이다.

일본의 영양학 역사는 오래됐다. 의약기반∙건강∙영양연구소 산하의 국립건강∙영양연구소는 20년에 창립 100주년을 맞는다. 긴 역사를 통해 축적한 지식을 정보과학에서 활용해 나간다.

도호쿠대학은 20년 2월부터 캐나다 D-Wave Systems의 양자컴퓨터를 이용한 연구를 추진한다. 이 연구는 앞에서 말한 다분자(식품)의 기능평가에서 중요한 역할을 담당한다. 이 심포지엄에 등단한 도호쿠대학 미래과학기술공동연구센터(NICHe)의 미야자와(宮澤) 교수는 “복수의 영양소가 세포의 대사 경로를 통해 인체에 어떤 작용을 미치는가 등을 해명하고 싶다. 또한 양자컴퓨터로 AI디아트로피라는 새로운 학술분야를 개척해 나갈 계획이다”라고 말했다.

심포지엄 개시 전에는 “왜 영양학에 양자컴퓨터 등의 기술이 필요한가?” 등의 의문이 있었다. 그러나 강연을 통해 영양학과 IT기술의 조합은 헬스케어 업계 그 자체를 크게 변혁할 가능성을 안고 있다고 생각했다. ‘스포츠 테크’나 ‘슬립 테크’ 등과 마찬가지로 인간 친화적인, 건강을 지원하는 테크놀로지의 하나로서 발전하는 것을 기대하고 싶다.

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