AI 기반 생물학과 신약 개발 혁신을 가속화하는 오픈 개발 플랫폼 NVIDIA BioNeMo™이 대대적으로 확장됩니다. 미국 샌프란시스코에서 열리는 JP모건 헬스케어 콘퍼런스(J.P. Morgan Healthcare Conference)에서 이러한 소식이 전해졌죠.
생명과학 산업은 방대한 양의 과학적 데이터를 생성합니다. BioNeMo는 데이터 생성과 처리, 모델 훈련, 최적화, 배포를 지원하는 개발 플랫폼인데요. 업계는 이를 활용해 데이터를 경쟁력 있는 발견의 원동력으로 전환하고, 현재 연간 약 3,000억 달러로 추산되는 연구개발 비용을 최소화하는 동시에 성공 가능성을 극대화할 수 있습니다.
이번 확장으로 BioNeMo에는 다음과 같은 기능이 추가됐습니다.
- 새로운 NVIDIA Clara™ 오픈 모델: RNA 구조 예측을 위한 RNA프로(RNAPro) 모델과 AI가 설계한 약물이 실제로 합성 가능하도록 검증하는 리아신 v2(ReaSyn v2) 모델을 포함합니다.
- BioNeMo Recipes: 생물학적 파운데이션 모델의 훈련, 맞춤화, 배포를 보다 쉽고 효율적으로 가속확장할 수 있도록 지원합니다.
- BioNeMo 데이터 처리 라이브러리: 분자 설계를 위한 GPU 가속 화학정보학 도구인 nvMolKit을 포함합니다.
NVIDIA 헬스케어 부문 부사장 Kimberly Powell은 “생물학과 신약 개발은 지금 ‘트랜스포머 모멘트’에 도달하고 있습니다. BioNeMo는 실험 데이터를 AI가 활용할 수 있는 인텔리전스로 전환해 모든 실험이 다음 실험으로 이어지도록 하죠. 이를 통해 발견 속도를 높이고, 연구자들이 생물학 분야의 가장 어려운 과제들을 해결하는 새로운 프런티어 모델을 구축할 수 있도록 지원하는 지속적인 학습 사이클을 만들어냅니다”고 말했습니다.
NVIDIA는 선도적인 생명과학 기관들과 협력해 BioNeMo를 연구실 실험과 과학 워크플로우와 통합하고 있습니다. 생물학과 신약 개발 전반에 걸친 AI 라이프사이클을 구현하며, 실험과 AI를 연결하는 선순환 구조를 완성하는 것이죠.
이날 일라이 릴리(Eli Lilly)는 신약 개발 분야에서 가장 오래된 과제들을 해결하기 위한 공동 혁신 랩(co-innovation lab)을 출범하기 위해 NVIDIA와 업계 최초의 협력을 발표했습니다. 또한 써모 피셔 사이언티픽(Thermo Fisher Scientific)은 과학 장비를 지능화하고 실험실의 자율성을 한층 강화하기 위한 협력을 NVIDIA와 추진한다고 밝혔죠.
NVIDIA와 일라이 릴리, 획기적인 공동 혁신 AI 랩 설립
NVIDIA와 릴리의 협력은 서로의 핵심 역량을 결합해 NVIDIA의 가속 컴퓨팅, AI, 로보틱스 전문성과 릴리의 세계적으로 인정받는 신약 발견과 개발 역량을 통합할 것입니다. NVIDIA BioNeMo 플랫폼과 릴리의 에이전틱 랩이 릴리의 화학자와 생물학자들을 지원하는데요. 이를 통해 신약 개발의 패러다임을 혁신할 수 있는 과제들을 릴리가 본격적으로 추진할 수 있을 것으로 기대됩니다. 또한 제조부터 상업 운영에 이르기까지 릴리의 전 사업 영역에 가속 컴퓨팅과 첨단 AI를 적용할 수 있는 기회도 함께 모색할 계획입니다.
이번 공동 혁신 랩 구축은 바이오제약 업계에서 가장 강력한 AI 인프라로 평가받는 릴리의 NVIDIA DGX SuperPOD™과 AI 팩토리 구축에 이은 후속 단계입니다. 새로운 이니셔티브는 기존 인프라를 넘어 확장되며, Vera Rubin을 포함한 차세대 NVIDIA 아키텍처에 대한 투자를 활용할 계획인데요. 향후 5년간 인재, 인프라 그리고 컴퓨팅 전반에 걸쳐 최대 10억 달러에 달하는 투자가 이뤄질 것으로 예상됩니다.
릴리의 부사장 겸 최고정보·디지털책임자(CIDO) Diogo Rau는 “이번 협력은 신약 개발의 다음 시대를 정의할 역량을 촉진하는 촉매제가 될 것입니다. NVIDIA와 협력함으로써 저희는 대규모 컴퓨팅 자원과 전문 인재, 그리고 방대한 규모로 데이터를 설계하고 활용할 수 있는 역량을 결합하고 있죠. 빠른 실험과 점점 더 고도화된 맞춤형 모델을 기반으로 발견이 이뤄지는 미래로 나아가고 있습니다. 이는 신약 개발 분야에서 응용 AI를 선도하고 새로운 형태의 데이터 생성과 모델 개발에 과감히 투자하겠다는 저희의 의지를 반영한 것이죠”라고 말했습니다.
NVIDIA와 써모 피셔 사이언티픽, 확장 가능한 과학적 발견 위한 자율형 실험실 인프라 구축
NVIDIA의 풀스택 AI 컴퓨팅과 써모 피셔의 업계 선도적 과학 장비를 통합함으로써, 이번 협력의목표는 과학 연구 실험실을 확장 가능하고 자동화된 데이터 팩토리로 전환하는 것입니다. 이는 다음과 같은 기술을 통해 구현되는데요.
- 엣지부터 클라우드까지 통합된 AI 컴퓨팅: NVIDIA DGX Spark™ 데스크톱 슈퍼컴퓨터를 활용해 자율형 실험실 워크플로우를 오케스트레이션하고, 실험실 엣지에서 클라우드까지 고처리량 실험 관리를 위한 끊김 없는 컴퓨팅 패브릭을 제공합니다.
- 실험실 오케스트레이션을 위한 멀티 에이전트 시스템: NVIDIA NeMo™ 소프트웨어 스위트를 사용해 프로토콜을 자율적으로 생성하고 실험을 수행하며, 지속적인 인간 개입 없이 실시간 품질 관리를 수행할 수 있는 에이전틱 워크플로우를 개발합니다.
- 자율형 데이터 분석: BioNeMo 도구를 통합해 장비 출력 데이터를 실시간으로 자율 해석함으로써, 원시 데이터에서 실행 가능한 과학적 인사이트로의 전환을 가속화합니다.
써모 피셔의 부사장 Gianluca Pettitti는 “인공지능과 실험실 자동화의 결합은 과학 연구가 수행되는 방식을 변화시킬 것입니다. 써모 피셔의 실험실 기술 리더십과 NVIDIA의 AI 솔루션을 결합함으로써 고객들이 더 빠르게 작업하고 정확도를 높이며, 각 실험에서 더 많은 가치를 얻을 수 있도록 지원할 수 있는데요. 이는 궁극적으로 인류에 중대한 영향을 미칠 수 있는 발견을 가속화하는 데 기여할 것입니다”고 말했습니다.
NVIDIA 기반 AI 신약 개발 생태계
전 세계의 혁신 기업들은 BioNeMo 플랫폼을 기반으로 신약 개발을 위한 AI의 미래를 구축하고 있습니다. 이를 통해 개발자들은 생물학을 이해하고 잠재적 치료제를 설계하는 데 있어 산업 규모의 AI 중심 접근 방식을 적용할 수 있죠.
BioNeMo를 활용해 모델 훈련과 개발을 확장하고 있는 바이오테크와 신약 개발 분야의 주요 모델 개발 기업은 다음과 같습니다.
- 베이스캠프 리서치(Basecamp Research)는 유전의학 분야에서 오랫동안 해결되지 않았던 과제인 대규모 DNA 구간을 정밀하게 삽입할 수 있는 시스템을 포함해, 신약 설계를 위한 EDEN 계열 AI 모델을 선보였습니다.
- 볼츠 PBC(Boltz PBC)는 AI 기반 분자 설계를 위한 소프트웨어 플랫폼인 볼츠 랩(Boltz Lab)을 출시했습니다.
- 차이 디스커버리(Chai Discovery)는 BioNeMo를 활용해 생체분자 파운데이션 모델의 개발과 배포를 가속화하고 있습니다.
- 나테라(Natera)는 방대한 자체 유전체와 임상 암 데이터세트를 기반으로 구축된 독자적인 AI 파운데이션 모델 플랫폼을 발표하며, 신약 발굴과 설계를 지원합니다.
이 외에도 아페리스(Apheris), 다이노 테라퓨틱스(Dyno Therapeutics), 오픈폴드(OpenFold), 테레이 테라퓨틱스(Terray Therapeutics)가 최근 BioNeMo 플랫폼을 활용해 개발한 모델을 공개했습니다.
미래 디지털 실험실을 구축하는 AI 과학자들
과학 데이터를 집계하고 데이터 분석, 가설 생성, 실험 설계를 위한 에이전틱 워크플로우를 구축하는 것은 과학적 발견을 가속화하는 데 필수입니다.
AI 과학자 기업으로 구성된 성장하는 생태계는 NVIDIA 오픈 모델과 NVIDIA NeMo 프레임워크를 기반으로 과학 분야에 특화된 도메인별 에이전트를 개발하고 있습니다. 주요 사례는 다음과 같죠.
- 에디슨 사이언티픽(Edison Scientific)은 최근 하룻밤 만에 6개월 분량의 연구를 수행할 수 있는 자율형 발견을 위한 AI 과학자 시스템 ‘코스모스(Kosmos)’를 공개했습니다.
- 테트라사이언스(Tetrascience)는 개방형상호운용 가능하며 산업 표준에 부합하는 AI 워크플로우 발전을 위해 써모 피셔와의 협력을 발표했으며, 그래프, 차트, 도표에서 과학적 지식을 추출하기 위해 NVIDIA Nemotron™ 오픈 모델을 통합하고 있습니다.
- 오킨(Owkin)은 방대한 환자 데이터를 기반으로 훈련된 생물학적 발견을 위한 프런티어 생물학 모델 ‘오킨제로(OwkinZero)’를 발표했습니다.
이 외에도 벤칠링(Benchling), 사이토리즌(CytoReason), 헬릭스AI(HelixAI, 사피오 사이언스(Sapio Sciences) 계열사), 포테이토(Potato) 등이 AI 과학을 위해 NVIDIA 네모와 NVIDIA NIM™ 마이크로서비스를 도입하고 있습니다.
이러한 디지털 에이전틱 시스템을 물리적 실험실과 연결함으로써, 인실리코(in-silico) 실험과 실제 환경에서의 검증 간 선순환 구조가 완성되죠.
또한 로보틱스, 실험실 자동화 기업 생태계와도 협력해 시뮬레이션과 피지컬 AI 기술을 도입하고 있습니다. 주요 사례는 다음과 같습니다.
- 멀티플라이 랩스(Multiply Labs)는 NVIDIA Isaac Sim™ 프레임워크를 활용해 바이오 제조 환경에 배치되기 전 로봇을 검증테스트하기 위한 로보틱스 디지털 트윈을 구축하고 있으며, NVIDIA Isaac GR00T 모델을 사용해 새로운 조작 기술을 훈련시키고 있습니다.
- 릴라 사이언스(Lila Sciences)는 과학적 초지능을 구축하고 있는 기업으로, 자동화된 실험실을 활용해 데이터를 생성하고, 자사의 AI 시스템이 설계한 실험을 검증함으로써 과학적 방법론의 전 과정을 대규모로 확장하고 있습니다.
- 하이레스 바이오솔루션즈(HighRes Biosolutions)는 시뮬레이션 우선 실험실 자동화 설계를 위해 NVIDIA 아이작 심을 활용하고 있다. 또한, NVIDIA Cosmos-Reason1 모델을 통해 로봇이 실시간으로 상호작용하며 실험을 조정할 수 있도록 하고 있습니다.
- 오픈트론스 랩웍스(Opentrons Labworks)는 실험실 자동화 기업으로, 제한된 환경을 넘어 로봇이 작동할 수 있도록 Isaac Sim을 활용해 로봇을 훈련시키고 있죠. 또한, 디지털 에이전트를 물리적 실험실 운영과 연결하는 AI 기반 워크플로우를 지원하고 있습니다.
이 외에도 암젠(Amgen), 오토마타(Automata), 로슈(Roche), 트랜스크립타 바이오(Transcripta Bio) 등은 NVIDIA Omniverse™ 라이브러리와 아이작 심을 활용해 디지털 트윈을 구축하고, 실험실과 제조 시설에 피지컬 AI를 도입하고 있습니다.
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