암 환자의 조직 변화를 인공지능(AI)이 예측하고, 로봇이 밤낮없이 신약 후보물질을 실험한다. 뇌졸중이나 척수손상으로 몸을 움직이기 어려운 환자는 생각만으로 글자를 입력하고 기계를 조작한다. 공상과학 영화에서 보던 장면이 국가의 미래산업 로드맵 안으로 들어왔다.

 정부는 최근 10~20년 뒤 대한민국의 새로운 성장동력을 확보하기 위한 ‘7대 SEED 프로젝트’를 발표했다. 소형모듈원자로(SMR), 핵융합, 재생에너지, 양자, 우주·항공, 첨단바이오, 첨단 공급망을 국가 차원에서 장기적으로 육성하겠다는 구상이다. 이 가운데 우리의 건강과 삶에 가장 직접적으로 다가오는 분야가 첨단바이오다.

 2030년까지 암 특화 AI 모델과 AI·로봇 자율실험실, 바이오파운드리 등 AI바이오 기반시설을 구축할 계획이다. 이를 활용해 신약 후보물질을 발굴하는 속도를 현재보다 10배 높이고, 세계시장에서 경쟁할 수 있는 신약을 개발한다는 목표다.

■ AI가 예측하고 로봇이 실험하는 신약개발

 지금의 신약개발은 후보물질을 찾고 안전성과 효과를 검증하는 데 오랜 시간과 막대한 비용이 필요하다. 수많은 후보 가운데 실제 치료제로 살아남는 물질은 극히 일부다.

 AI는 방대한 유전체·단백질·임상 데이터를 분석해 질병과 관련된 표적과 유망 후보물질을 좁혀줄 수 있다. AI가 실험 조건을 설계하면 로봇은 약물 조합과 반응을 자동으로 시험한다. 그 결과를 AI가 다시 학습해 다음 실험을 설계하는 순환 구조도 가능하다. 연구자가 하나씩 가설을 세우고 실험하던 방식에서, AI와 로봇이 반복적으로 가설을 수정하는 방식으로 연구의 속도와 정밀도가 달라지는 것이다.

 암 특화 AI는 환자마다 다른 암 조직의 변화와 치료 반응을 예측하는 데 활용될 수 있다. 같은 암이라도 유전자 변이와 종양의 특성이 다르기 때문에 모든 환자에게 같은 약이 똑같이 듣지는 않는다. AI가 환자별 데이터를 정밀하게 분석하면 어떤 치료가 효과적일지 예측하고 불필요한 치료와 부작용을 줄이는 정밀의료에 한 걸음 더 다가갈 수 있다.

■ 생명체를 설계하고 생산하는 바이오파운드리

 정부가 추진하는 바이오파운드리는 원하는 기능을 가진 생명체의 설계도를 AI가 만들고, 로봇이 이를 자동으로 제작·검증하는 일종의 ‘생명공학 공장’이다.

 이 시설에서는 신약과 백신뿐 아니라 유전자·세포치료제, 바이오플라스틱, 지속가능항공유에 이르기까지 다양한 바이오 제품을 개발할 수 있다. 바이오산업의 범위가 질병 치료를 넘어 소재·화학·에너지 분야까지 넓어지는 셈이다.

 희귀·난치질환 환자에게는 더욱 중요한 변화다. 환자 수가 적어 기존 시장 논리만으로는 개발이 어려웠던 치료제도 AI와 자동화 기술로 연구비용과 기간을 줄일 수 있기 때문이다. 정부는 유전자·세포치료제의 신속한 사업화를 위해 민·관이 공동 투자하는 별도의 사업체도 출범시킬 계획이다.

■ 생각과 기계를 연결하는 BCI

 또 하나 주목할 기술은 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)다. BCI는 뇌에서 발생하는 신호를 읽어 컴퓨터나 외부 기기를 제어하는 기술이다. 정부는 2035년까지 생각만으로 글자를 입력하고 기계를 조작할 수 있는 제품의 상용화를 목표로 하고 있다.

 이 기술이 먼저 필요한 곳은 일상생활에 불편이 없는 사람이 아니라, 말하거나 움직이는 기능을 잃은 환자들이다. 뇌졸중, 척수손상, 루게릭병 등으로 의사 표현이 어렵거나 팔다리를 움직일 수 없는 환자가 생각으로 자신의 의사를 전달하고, 휠체어나 로봇 보조기기를 작동할 수 있다면 삶의 독립성은 크게 높아진다.

 BCI와 재활로봇이 연결되면 뇌 신호에 맞춰 마비된 신체의 움직임을 반복적으로 훈련하는 맞춤형 재활도 가능해진다. 치료의 목표가 단순히 생명을 연장하는 데서 잃어버린 기능과 일상을 회복하는 방향으로 넓어지는 것이다.

■ 기술보다 먼저 준비해야 할 질문

 그러나 미래의료가 밝은 가능성만을 의미하는 것은 아니다. AI가 내린 치료 판단이 잘못됐을 때 누가 책임질 것인지, 환자의 유전체와 뇌 신호는 누가 소유하고 보호할 것인지, 값비싼 첨단치료에 누구나 접근할 수 있을지를 함께 논의해야 한다.

 특히 뇌 신호는 인간의 의도와 감정에 가장 가까운 정보다. BCI가 의료의 영역을 넘어 교육·노동·산업 현장으로 확산될수록 ‘생각의 정보’를 어디까지 수집하고 활용할 수 있는지 분명한 기준이 필요하다. 기술개발의 속도만큼 생명윤리와 개인정보 보호, 의료기기 안전성에 대한 사회적 합의도 빨라져야 한다.

 미래의료의 경쟁력은 뛰어난 AI나 새로운 치료제 하나로 완성되지 않는다. AI가 질병을 예측하고, 로봇이 실험하며, 바이오파운드리가 치료제를 생산하고, 병원이 이를 임상에서 안전하게 검증하는 생태계가 함께 작동해야 한다.

 정부가 심은 첨단기술의 씨앗이 진정한 미래의료로 성장했는지는 기술의 화려함이 아니라 환자의 고통을 얼마나 줄이고, 잃어버린 기능과 일상을 얼마나 되돌려주었는가로 평가해야 한다. 미래의료의 최종 목적지는 기술이 아니라 결국 사람이어야 한다.