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인공지능(AI)

생명공학에서의 인공지능(AI)은 기계 학습, 딥 러닝, 신경망, 자연어 처리 등 다양한 기술을 포괄, 생명공학에서 AI의 핵심 전제는 이러한 기술을 사용하여 복잡한 생물학적 과정을 이해하고, 연구 방법론을 개선하며, 혁신적인 생명공학 애플리케이션 개발에 이용됩니다.

인공지능(AI)

개념

생명공학에서의 인공지능(AI) 은 기계 학습, 딥 러닝, 신경망, 자연어 처리 등 다양한 기술을 포괄하며, 생명공학에서 AI의 핵심 전제는 이러한 기술을 사용하여 복잡한 생물학적 과정을 이해하고, 연구 방법론을 개선하며, 혁신적인 생명공학 애플리케이션을 개발하는 것입니다.


Collection에서는 BioIN에서 담고 있는 인공지능에 관한 다양한 자료를 종합적으로 살펴볼 수 있습니다.


연구 동향

연구 동향

주요 내용

신약 개발에서의 AI 활용

신약 후보 물질 발굴과 개발 시간을 단축. 머신러닝 알고리즘을 통해 새로운 약물 타겟을 찾고 약물의 효능 예측 및 부작용 최소화

유전자 편집 및 CRISPR

CRISPR 기술의 정확성과 효율성을 높여 유전자 치료법 개발에 기여. 가이드 RNA 설계와 뉴클레이스 최적화

맞춤형 치료

유전자, 환경, 생활습관 데이터를 분석하여 맞춤형 치료 제공. 치료 반응 예측 및 부작용 위험 환자 식별

줄기세포 기술

데이터 분석과 패턴 인식을 통해 치료 잠재력 극대화. 줄기세포의 분화와 배양 최적화

조직 공학 및 바이오프린팅

조직 공학 및 바이오프린팅에서 복잡한 조직 구조 설계와 공정 최적화. 인공 장기와 조직 재생 의학 및 장기 이식에 활용

빅데이터 및 바이오인포매틱스

빅데이터와 AI 통합으로 유전체학, 단백질학, 대사체학 분야 데이터 분석. 질병 진단, 바이오마커 발견, 맞춤형 치료 개발 지원

환경 바이오기술

환경 데이터를 분석하여 기후 변화, 오염 등 생태학적 문제 예측 및 완화



활용 분야

활용 분야

주요 내용

신약 개발

약물 발굴: 화합물의 잠재적인 효과와 안전성 예측
- 예: Enki(Variational AI), Pharma.ai(Insilico Medicine), AtomNetⓇ(Atomwise) 등

임상 시험 최적화: 임상 시험의 디자인을 최적화하고, 환자 모집 과정을 개선하며, 데이터 분석을 통해 더 빠르고 정확한 결과를 도출
- 예: IBM Watson Health, Synthetic Data API(Syntegra.io), Gretel Synthesics(Gretel.ai) 등

유전자 분석 및 편집

○ 유전체학: 유전자 시퀀싱 데이터를 분석하여 질병과 관련된 유전자 변이를 식별

- 예: AlphaFold(Google DeepMIND), RoseTTAFold(Washington University) 등

○ CRISPR 기술: CRISPR-Cas9 유전자 편집 기술의 효율성을 높이고, 오프 타겟 효과를 줄이는 데 도움을 줌

- 예: Project Hanover(Microsoft), DeepPrime(Yonsei University) 등

의료 영상 분석

○ 방사선학: CT, MRI 및 X-ray 이미지에서 질병을 자동으로 식별하고 진단

- 예: SubtleMRTM 2.0(Subtle Medical Inc.), Caption Guidance Software(Caption Health Inc.), Med-PaLM2 LLM(Google) 등

○ 병리학: 조직 샘플의 디지털 이미지를 분석하여 암과 같은 질병을 진단

- 예: PathExplore, AISight(PathAI) 등

맞춤형 치료

○ 정밀 의료: 환자의 유전자, 생활 습관, 환경적 요인을 분석하여 맞춤형 치료 계획을 수립

- 예: IBM Watson for Oncology 등

○ 예측 분석: 환자의 건강 데이터를 분석하여 질병의 발병 가능성을 예측하고 예방적 조치를 추천

- 예: Cardiogram 등

헬스케어 운영 효율화

○ 의료 기록 관리: 전자 건강 기록(EHR)을 분석하고 관리하여 의료 서비스 제공 효율화

- 예: Suki Assistant(Suki AI), Conversational AI for Healthcare(Hyro), Dregon Ambient Experience (DAXTM) Copilot DAX express(Nuance Communications), DeepMind Health 등

○ 공급망 관리: 병원의 공급망 관리 및 운영 최적화

- 예: Qventus 등


시장동향

○ 2024년 글로벌 헬스케어 분야 인공지능 시장 규모는 2,090만 달러로 급격한 성장세를 보이는 추세

- 2023년 시장규모는 1,450만 달러이며 2024년의 경우 2,090만 달러로 증가

- 헬스케어 분야 인공지능 시장의 경우 연평균 성장률(CAGR)이 48.1%로 급속도로 성장하고 있으며, 2029년에는 1억 4840만 달러의 시장규모로 예측

- 미국이 시장을 주도하고 있지만 아시아태평양 지역의 급속한 성장이 관찰됨


출처

○ 국가생명공학정책연구센터, BioINpro, KRIBB워킹그룹 생명공학분야 인공지능 연구동향, 2024.1

○ 국가생명공학정책연구센터, BioINdustry No. 192, 헬스케어 분야 인공지능의 성장 기회, 2024.5

○ 국가생명공학정책연구센터, BioINwatch 23-58, 고성능 프라임 에디터(유전자가위)를 설계할 수 있는 인공지능(AI) 모델 개발, 2024.8


*해당 내용은 OpenAI의 ChatGPT를 이용하여 정리하였습니다.

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        End-to-End 생성형 AI가 설계한 약물의 임상 2상 결과가 곧 발표될 예정 BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 24-49 ◇ 최근 다수의 AI 설계 후보물질이 임상에 진입하면서 AI 신약개발의 효용성 검증이 본격화. 최소 7개 후보물질이 임상 2상에 진입한 가운데 리커전(Recursion)의 후보물질 2개에 관한 임상 2상 결과가 연내 발표될 것으로 예상. 한편, 타겟 발굴에서 후보물질 도출, 임상시험 성공률 예측까지 End-to-End로 진화하는 생성형 AI와 클라우드 기반의 SaaS 플랫폼이 AI 신약개발 산업의 발전을 가속화할 전망 ▸주요 출처 : Nature Medicine, Inside the nascent industry of AI-designed drugs, 2023.6, Nature Biotechnology, A small-molecule TNIK inhibitor targets fibrosis in preclinical and cli

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