초록 ▼

▣ 연구개요
본 연구에서는 신물질 및 신약 생성 후보군 등을 빠르게 찾기 위해 사용될 수 있는 그래프 생성모형 개발을 목표로 한다. 해당 목표를 달성하기 위해 본 연구에서는 그래프 신경망을 기반으로한 그래프 생성 모형을 발전시켜 기존의 그래프 생성 모형이 가진 다양한 단점들을 해결할 수 있는 새로운 생성 모형의 개발을 목표로 한다. 본 연구를 통해 나온 결과물은 신약 및 신물질에 대한 후보군을 다양하게 생성하여 일반적인 스크리닝 과정 속도를 비약적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

▣ 연구 목표대비 연구결과<

▣ 연구개요
본 연구에서는 신물질 및 신약 생성 후보군 등을 빠르게 찾기 위해 사용될 수 있는 그래프 생성모형 개발을 목표로 한다. 해당 목표를 달성하기 위해 본 연구에서는 그래프 신경망을 기반으로한 그래프 생성 모형을 발전시켜 기존의 그래프 생성 모형이 가진 다양한 단점들을 해결할 수 있는 새로운 생성 모형의 개발을 목표로 한다. 본 연구를 통해 나온 결과물은 신약 및 신물질에 대한 후보군을 다양하게 생성하여 일반적인 스크리닝 과정 속도를 비약적으로 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

▣ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표는 신약 및 신물질 개발을 위한 후보물질을 만들어 낼 수 있는 분자그래프 생성 모델의 개발이다. 기존에 존재하는 생성 모델들의 단점을 보안하기 위하여 다음과 같은 세가지 주요 목표를 설정하였다: 1) 대규모 그래프 생성이 가능한 그래프 생성 방법 개발, 2) 보상 구조를 활용하여 목적에 따른 그래프 생성 방법 개발, 3) 3차원 구조를 가지는 분자 그래프 생성 방법 개발. 연구 결과 각각의 목표를 달성하기 위한 알고리즘들을 제안하였다.
대규모 그래프 생성을 위해서는 그래프의 계층적 구조를 활용하여 생성할 수 있는 새로운 생성 모델을 개발하였으며 보상구조의 최대화를 위해서는 분자 그래프의 물리적 특성을 좀 더 정확하게 예측 할 수 있는 방법과 분자 그래프 데이터 증분을 통해 특성 예측 모델을 향상시킬 수 있는 방법론을 개발하였다. 3차원 구조를 가지는 분자 그래프 생성을 위해서는 3차원 공간상에서 분산(diffusion) 모델링을 사용하여 그래프 구조를 생성할 수 있는 방법론을 개발하였다. 각각의 연구 결과들은 정보과 학회와 BK21 기준 최우수 및 우수 국제학회들에 게재 및 발표되었고, 추가적으로 발표 될 예정이다. 특히 대규모의 계층적 그래프 생성 알고리즘은 기존에 존재하던 10가지의 생성 모델들과의 비교를 통해 성능의 우월성을 입증하였고 특성예측 모델의 우수성은 20가지 이상의 예측 모델들과 성능 비교를 통하여 그 우수성을 입증하였다.

▣ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
사회/경제적 측면
□ 다양한 신물질 개발에 사용될 수 있는 범용적 모형의 개발을 통해 사회/경제적 기여가치 높을 것으로 예상
□ 코로나 바이러스 감염증-19의 확산으로 인해 즉시적으로 대응 가능한 신약 및 백신 개발 능력 요구 급증. 이러한 개발의 최우선 단계는 적절한 후보군들을 생성하는 것. 본 연구를 통해 이런 문제를 해결하기 위한 다양한 후보물질들을 발굴해 낼 수 있을 것으로 기대됨
□ 전기자동차와 같은 친환경산업의 중요성이 지속적으로 강조될 것으로 예상됨. 전기를 기반으로 한 친환경 사업의 가장 큰 문제점중 하나는 배터리의 효율성. 본 연구를 통해 다양한 배터리 후보 물질들을 생성해 낼 수 있을 것으로 기대되며 이를 통해 최적의 배터리 구조를 찾아내는데 도움을 줄 것으로 기대됨
기술적 측면
□ 본 연구과제의 결과는 그래프 생성을 확장가능성(scalability), 제어가능성(controllability), 구조완결성의 세 가지 다른 측면에서 다루고 있으며 이러한 목표의 달성으로 데이터의 도메인에 상관없이 적용 가능한 범용적 알고리즘을 개발하였다

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 35