바이오인

 미국 국가안보위원회, AIxBio 백서 시리즈 공개

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 24-39

 ■미국의 국가안보위원회는 인공지능과 바이오테크놀로지(AIxBio)의 융합에 관한 정책 결정을 지원하기 위한 일련의 백서를 공개(2024.1)

○ 본 백서는 미국이 AIxBio 분야에서 선도적인 위치를 유지할 수 있도록 지원하고, 책임있는 개발과 혁신을 장려하기 위한 목적으로,

  - AIxBio와 관련된 기술적 개념과 위험을 설명하며, 혁신을 촉진하기 위한 내용 등을 포함하여 3편의 시리즈로 발표

○ 이 시리즈의 자료들은 AIxBio의 융합이 가져올 혁신과 기회를 최대한 활용하기 위해 미국 정부와 정책 입안자들에게 필요한 정보를 제공

  - 백서 1편에서는 AIxBio의 개념을 소개하며, 2편에서는 AIxBio의 적용 사례, 3편에서는 AIxBio의 위험요인을 설명

 ■ White Paper 1: AIxBio 소개

○ AIxBio의 기술적 개념은 인공지능(AI)과 바이오테크놀로지(Biotechnology)의 융합을 통해 생명과학 연구와 개발을 향상시키고 혁신을 촉진하는 것

  - 다양한 AI 도구와 기술을 바이오기술에 적용하면 더 빠르고 정확한 분석, 예측, 실험이 가능할 것으로 기대

○ AIxBio는 대형 언어 모델(Large Language Models, LLM)과 생물학적 디자인 도구(Biological Design Tools, BDT)로 구분

  - LLM은 대량의 텍스트 데이터 학습으로 자연어 처리 능력을 갖춘 AI 모델로, 텍스트 기반의 정보 제공, 실험 문제 해결, 연구 자료 요약 가능

   ※ 특징 : 사용이 쉽고, 과학적 정보 제공에 유용하지만, 생물학적 데이터 분석에는 한계가 있음

  - BDT는 생물학적 데이터를 학습하여 예측, 시뮬레이션 및 분석을 수행하는 AI 모델로, 유전자 서열 분석, 현미경 이미지 해석, 3D 구조 예측 등 수행

   ※ 특징 : 생물학적 및 컴퓨터 과학 지식이 필요하며, 다양한 생물학적 예측 작업을 수행

< AI 모델별 설명 및 특징 >

○ AIxBio는 더 빠르고 효율적인 연구 및 개발을 가능하게 하여, 인간과 환경의 건강 개선에 기여하는 것을 목표

  - AI를 통해 연구와 실험 과정을 자동화하고, 정확성을 높이며, 시간과 비용을 절감하여 효율성을 증대

  - 또한 새로운 발견과 기술 개발을 가속화하고, 생명과학 분야의 발전을 도모하여 혁신을 촉진

 ■ White Paper 2: AIxBio 적용 사례

○ AI는 의료, 농업, 산업 생산 등 다양한 분야에서 바이오기술의 혁신을 주도할 것으로 예상

  - 백서 2편에서는 AI가 바이오분야에 어떻게 적용되고 있는지 구체적인 사례를 통해 설명

< AIxBio 적용 사례 >

 ■ White Paper 3: AIxBio 위험 요인

○ AI 모델의 학습 데이터 품질을 높이고, 잠재적 오용을 방지하기 위한 안전 장치 마련 필요

  - AI 모델이 부정확한 데이터를 생성하거나, 편향된 데이터셋으로 학습되었을 경우, 부정확한 예측과 잘못된 실험 설계로 인해 시간과 비용이 낭비될 수 있음

  - AI 도구는 유해한 생물학적 제제를 개발하는 데 악용될 수 있으며, 특히 생물학적 이해도가 높은 전문가들이 이러한 AI 도구를 악용할 경우, 심각한 위험을 초래할 수 있음

   ※ 악의적으로 유해한 병원체를 설계하고 배포할 가능성이 있으며, 이는 공중보건과 안전에 큰 위협

< LLM과 BDT의 서로 다른 위험 요인 >

■이러한 장점과 위험을 균형 있게 고려하여 AIxBio 도구의 안전한 사용과 개발을 촉진하는 규제 마련 필요

○ AI 도구의 사용 의도를 평가하는 것이 중요

  - 선의의 사용자가 실수로 유해한 생물학적 개체를 생성할 수 있는 반면, 악의적인 사용자는 의도적으로 이를 활용 가능

  - 정책 결정자는 AI 도구의 사용에 대한 의도를 평가하고, 잠재적인 오용을 방지하기 위한 안전 장치를 마련

○ AI 도구는 학습 데이터의 질과 완전성에 의존하는데, 불완전하거나 편향된 데이터는 부정확한 결과를 초래

  - AI 모델의 학습 데이터 품질을 향상시키고, 데이터 편향을 최소화하기 위한 노력이 필요

○ AIxBio 기술의 안전한 개발과 사용을 보장하기 위한 규제와 정책이 필요

  - 초기 안전장치를 마련하고, AI 모델의 오용을 방지하기 위한 정책을 수립할 필요

○ AIxBio는 생명과학 분야의 발전을 가속화하고, 인류와 지구의 건강 개선에 기여할 수 있는 잠재력을 지닌 중요한 분야로,

  - AI 모델의 학습 데이터 품질을 높이고 잠재적 오용을 방지함으로써, AIxBio의 이점을 최대한 활용할 수 있을 것으로 기대

참고 미국, ‘신흥 바이오기술에 관한 국가안보위원회’ 중간보고서 발표

■생명공학기술은 의학, 식품/농업, 바이오제조, 환경 개선뿐만 아니라 미국의 국방 역량을 강화할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있음

○ 특히, 합성생물학과 바이오제조는 전쟁 및 분쟁 지역에서 공급망의 탄력성을 높일 수 있으며, 새로운 특성을 가진 소재, 생체 재료, 치료제 등 개선된 제품 개발을 촉진할 수 있음

○ 그러나, 중국은 국방 분야를 포함한 생명공학 산업에 대규모 투자를 통해 글로벌 공급망을 통제하고자 하고 있으며, 이는 궁극적으로 적국이 미국에 대항하여 생명공학기술을 개발하여 무기화할 위험이 있음

  - 중국은 데이터 생성, 저장 및 분석에 대해 정부 주도의 총체적인 접근 방식을 취하고 있으며, 이러한 활동에 BGI가 동원되고 있다고 판단  

     ※ BGI 그룹은 중국군과의 협력 이력이 입증되었으며 Needham, K., & Baldwin, C. (2021, July 7). China’s Gene Giant Harvests Data From Millions of Pregnant Women. Reuters. https://www.reuters.com/ investigates/special-report/health-china-bgi-dna/

, 코로나19 팬데믹 기간 동안 전 세계에서 막대한 양의 유전 정보를 수집 Warrick, J., & Brown, C. (2023, October 19). China’s Quest for Human Genetic Data Spurs Fears

○ 생명공학기술의 연구개발 및 활용에 관한 글로벌 규범과 가치를 누가, 어떻게 형성할 것인지에 대한 글로벌 경쟁이 지속되고 있음

< 바이오 신기술을 위한 국가안보위원회 중간보고서 요약 >    

<바이오안보 관련 미국의 주요 조치>

< 국가 바이오안보 위원회 개요 >    

■미국 의회는 다가오는 바이오시대를 선도하기 위해 ‘신흥 바이오기술에 관한 국가안보위원회’를 설립하고, 종합적인 정책 권고안을 개발하도록 지시  

○ 위원회의 주요 임무는 신흥 바이오기술이 미국의 국방 활동에 미칠 수 있는 영향을 검토하는 것

  - 특히, 의회가 요청한 검토 주제는 미국의 글로벌 경쟁력 파악, 국제 협력 동향, 연구개발 촉진, 군사적 이용에 따른 위험 파악, 윤리적/법적/사회적/ 환경적 고려사항, 데이터 공유, 인력 및 교육, 바이오제조 혁신 등

     ※ 주요 주제 : 바이오기술의 글로벌 경쟁력, 미국의 기술적 우위를 유지하고 보호하는 방법, 국제 협력 및 경쟁력 동향, 연구, 개발 및 테스트를 촉진하는 방법, 바이오기술의 군사적 이용에 따른 위협, 윤리적, 법적, 사회적, 환경적 고려 사항, 기술에 대한 국제 표준, 미국 정부 안팎의 데이터 공유, 바이오제조 혁신

■(활동 보고) 위원회는 2023년 12월까지 새로운 법안을 제안하고, 기존 법안을 지지, 정부 관계자들에게 구체적인 정책적 조치를 촉구

○ 식량 안보와 농업 공급망이 국가 안보의 핵심 요소임을 인식하고, 특히 바이오기술의 규제와 조정을 위한 세 가지 법안(농업 및 국가 안보법, 생명공학 감독 및 조정법, 농업 생명공학 조정법) 법안 영문명 및 주요 내용 : 농업 및 국가안보법(The Agriculture and National Security Act, 미국 농무부(USDA)와 국가안보 기관 간의 연계를 강화하기 위해 국가안보 수석고문직을 신설하고, USDA에 국가안보 관점에서 식량 및 농업과 관련된 격차나 한계를 파악하도록 하는 법안), 생명공학 감독 및 조정 법안(The Biotechnology Oversight Coordination Act, 공식 조정위원회를 통해 효율적이고 위험에 비례하는 생명공학 규제를 위한 조치를 마련하기 위한 법안); 농업 생명공학 조정 법안(The Agricultural Biotechnology Coordination Act, 농무부(USDA) 내에 생명공학 정책실을 설립하여 USDA 산하 기관 간, 그리고 USDA와 다른 연방 기관 간의 농업 생명공학 활동을 조정하는 법안임)

에 관한 법안을 제안

  - 또한 이미 제안된 식물생리활성제법안, 식품공급망 역량 및 탄력성 법안, 바이오제조 및 일자리 법안, 합성생물학 발전법안 법안 영문명 및 주요 내용 : 식물생체자극제법안(The Plant Biostimulant Act, 식물생체자극제의 정의 개정 및 이를 기존 살충제 규제에서 면제하는 내용을 담고 있음); 식품공급망 역량 및 탄력성 법안(The Food Supply Chain Capacity and Resiliency Act, 생명공학 및 바이오제조를 통해 식품을 제조 및 가공하는 기업과 공급망 인프라에 대해 농무부(USDA)의 대출 보증 프로그램을 재승인하는 법안임); 바이오제조 및 일자리 법안(The Biomanufacturing and Jobs Act, 바이오 기반 제품에 대한 연방 정부의 의무 구매 요건과 자발적 표시를 통해 바이오 기반 제품의 시장 창출을 확대하는 데 도움이 되는 바이오 우대 프로그램을 재승인하는 법안); 합성생물학발전법안(The Synthetic Biology Advancement Act, 농무부(USDA) 산하에 합성생물학을 식량 안보와 농업에 적용하는 것에 중점을 둔 합성생물학 센터를 설립하는 법안임)  

이 농지법(Farm Bill) 법안의 공식 명칭은 “Agricultural Improvement Act”임

재승인에 포함될 것을 지지

  - 위원회는 의회와 행정부가 연구비 지원 및 투자 시 바이오기술 및 바이오제조를 우선순위에 둘 것을 촉구

■(향후 계획) 세 가지 영역에서 연구 및 정책 권고안을 수립 중

[바이오 시대를 선도하기 위한 미국 정부의 대응]

(1) 생명공학 제품 규제 시스템 조화

  - “생명공학 규제를 위한 조정 프레임워크(Coordinated Framework for Regulation of Biotechnology)”는 농무부(USDA), 식품의약국(FDA), 환경보호청(EPA) 간의 중복된 규제 절차를 초래하고 있으며, 일관성 없는 조정이 지적되어 2022년 행정명령 14081에 따라 개선을 위한 의견수렴이 진행됨

- 위원회는 규제 감독을 개선할 수 있는 정책 옵션으로 ① 개별 법령 개정을 통해 중복 규제와 격차를 줄이는 방안, ② 생명공학 제품의 위해성 평가를 위한 통합 규제 절차 마련, ③ 개별 기관의 검토 및 위해성 평가를 촉진하되 기관 간 조정을 법적으로 의무화하는 하이브리드 접근 방식 등을 검토 중

(2) 정부 내 인력의 바이오리터러시(Bioliteracy) 보고서에서 제시하는 “바이오 리터러시(Bioliteracy)” 개념은 생명공학에 대한 이해와 친숙함을 개인, 직원, 또는 팀에 심어주는 것으로, 위원회는 가까운 미래에 미국인들이 컴퓨팅이 우리의 일상 생활과 어떻게 상호작용하는지 이해하는 것과 같은 방식으로 생물학과 생명공학을 이해해야 한다고 보고 있음

개선

  - 미국 정부의 바이오리터러시(혹은 생명공학 전문성)을 강화하기 위해 생명공학 인재 양성, 교류 및 채용 방안 전략을 마련 중

(3) 국제 파트너 및 동맹국 활용

  - 국제적 파트너십 우선순위 위원회가 파악한 우선순위는 다음과 같음: 동맹국 및 북대서양조약기구(NATO)를 통한 전략 조율, 생명공학 기술의 오용을 방지하기 위한 국제 표준과 규범 수립, 경제 안보와 비상사태 대비를 위한 글로벌 바이오제조 및 생명공학 공급망 강화, 생명공학 제품의 시장 접근과 무역 촉진을 위한 생명공학 규제의 국제적 조화, 바이오 제조 제품의 국제적 분류 기준 개발, 지역 및 글로벌 규모의 R&D 프로젝트 착수, 컴퓨팅 장비를 보다 효율적으로 활용하기 위한 데이터 공유 및 개인정보 보호

를 파악하고, 기존의 양자 및 다자간 파트너십 강화를 강조

(4) 국방 등 정부가 필요를 충족하는 생명공학 활용

  - 정부가 산업계와 학계에 연구개발 목표를 명확하게 설명하고, 정부의 구매력을 통해 바이오 기반 제품의 수요 창출, 산업계의 역량과 회복력 확보, 산학연이 협력하여 보호해야 할 핵심기술을 선별할 것을 고려

(5) 국방부의 바이오기술 채택 및 발전 확대

  - 국방부의 바이오 연구 관리 방식과 프로그램, 신기술에 민첩하게 대응할 수 있는 거버넌스 구조를 갖추고 있는지 검토 중

(6) 연방 부처 및 기관 간 조정 개선

  - 바이오 정책 수립과 연구개발 지원에 관여하는 연방 부처와 기관 간의 조율을 위해 필요한 조치를 파악

  - 양자기술, 나노기술, 인공지능기술에 관한 국가 이니셔티브 등을 모범 사례로 파악하고 검토 중

[바이오기술의 혁신 가속화와 수용(embrace)]

(1) 다른 첨단기술과의 융합을 통한 잠재력 확대

  - 컴퓨팅기술, 센터를 통한 측정기술, 로봇기술, 고도화된 제조기술 등의 발전으로 가속화된 바이오기술의 잠재력을 분석하고, 이를 극대화하기 위한 정책을 모색

(2) 생물학을 위한 컴퓨팅기술 및 데이터 분석 지원

  - 생물학 분야의 고급 데이터 분석 시스템은 아직 개발 초기 단계에 있으나, 정교함과 기능 면에서 계속 발전할 것으로 개발 및 구현을 장려하고, 데이터의 품질과 다양성 보장, 안전장치 모색을 고려

(3) 미래 혁신을 위한 생물학적 데이터 수집 및 활용

  - 위원회는 글로벌 경쟁력 유지를 위해 ① 데이터 자산 식별 및 지속가능성, ② 상호운용성(interoperability), ③ 파트너십, ④ 보안 및 보호에 관한 조사 및 정책 권고를 고려 중

(4) 신기술의 최신 동향 파악을 위한 호라이즌 스캐닝(Horizon scanning)

  - ① 호라이즌 스캐닝의 비효율성, ② 심의 및 계획 부족, ③ 전문가 참여 부족을 문제점으로 파악하고, 이에 대한 정책 권고를 마련 중

(5) 혁신적인 연구를 위한 연구비 지원

  - 강력한 혁신 생태계 구축 및 연구 격차 해소를 위한 새로운 연구비 지원 시스템을 연구하고 있으며, 국내외 다양한 영역에서 혁신 모델 탐색 중

(6) 국가 안보에 중요한 기술 정보의 보호

  - 바이오기술 혁신을 보호하기 위한 기존 지적재산권 보호 수단(수출 통제, 외국인 투자 제한, 비자 통제, 연구 보안)과 그 한계를 검토 중

(7) 혁신에 도움이 되는 생태계 구축

  - 혁신적인 아이디어가 최종 제품으로 상용화되는 과정에서 발생하는 병목 현상의 원인을 분석하고, 기존 지원 체계와 자원 현황을 조사 중

(8) 국내 인프라 확장

  - 기업 규모와 유형(파일럿 또는 상업적 규모의 생산)에 따른 적절한 인프라를 확보할 수 있는 방안을 모색

(9) 바이오제조를 위한 탄력적인 공급망 구축

  - 바이오제조는 원재료, 기술수준, 규제, 제조역량, 인력, 자금 등의 문제로 혁신의 장벽을 직면하고 있으며, 개선 방안을 검토 중

(10) 생명공학 인력 양성 및 교육 장려

  - 각 분야의 구체적인 인력 현황과 수요를 정량화하고, 정책 권고안을 개발 중

[기술의 오용(misuse)을 방지하고 책임 있는 사용을 위한 규범 장려]

(1) 기술 오용의 방지, 탐지 및 대응

  - 바이오신기술은 오용될 위험성도 있지만, 오용을 예방, 탐지, 완화할 수 있는 기술적 역량을 제공할 수 있으며(예. 폐수 감시를 통한 생물학적 위협 조기 탐지), 책임 있는 혁신을 위한 모범 사례를 탐색

(2) 합리적이고 책임감 있는 거버넌스 촉진

  - 자급자족이 가능하고 탄력성을 갖춘 국내 공급망과 데이터 저장 시스템 구축, 바이오기술의 오용 사례에 대한 입법적 접근 방식에 대해 동맹국들과 협력하고, 국제적 대화를 촉진

(3) 혁신을 주도하는 대상(국가 및 전문가)과의 소통

  - 바이오기술 혁신과 대중의 신뢰 관계를 잘 이해하고, 신뢰를 강화하기 위한 정책 및 입법적 조치를 마련 중

(4) 거버넌스 프레임워크의 적용가능성을 확인

  - 실무자들의 경험과 전문성 통합이 중요하며, 신기술의 오용 가능성 및 기존 권고가 왜 실패하는지 여러 시나리오를 검토할 계획

출처 : 국가생명공학정책연구센터, BioINwatch 24-37, 미국, ‘신흥 바이오기술에 관한 국가안보위원회’ 중간보고서 발표, 2024.6.11

...................(계속)