고체 화합물 스크리닝에 고전하는 로봇

화학자들이 직면하는 문제는 모든 화합물이 그 물리적 특성에 따라 항상 동일하지 않다는 것입니다. 이로 인해, 로봇이 다른 어떤 것보다 더 잘 화학물을 취급할 수 있는 이유입니다.

요즘 거의 모든 분야에 활용되는 것처럼 스크리닝 과정을 개선하기 위해 인공지능(AI)이 사용되었습니다. 하지만, 로봇이 스크리닝 과정에서 효과적으로 활용될 수 있는 것은 균일한 액체를 사용할 때입니다. 고체 화학물의 경우, 로봇이 처리하기에 더 까다로운 것으로 밝혀졌습니다. 액체는 동질적이어서 로봇이 판독하기에 쉽지만, 고체 화학물은 푹신하거나, 투명하거나, 두툼한 성질을 가질 수도 있어 로봇이 판독하기 까다롭습니다.

이런 로봇의 한계에 대해 다행히도 우리 인간이 창의력을 발휘해 그 해법을 찾아냈습니다. 애브비 HTC(high throughput chemistry) 부서의 노아 투(Noah Tu)와 잉 왕(Ying Wang), 아만다 돔브로우스키(Amanda Dombrowski)라는 직원 세 명이 유리 구슬과 건조 혼합 기계를 사용하여, 로봇의 작업 진행에 도움을 줄 수 있는 아이디어를 제시했습니다.

돔브로우스키에 따르면, 그 아이디어는 좌절로부터 탄생했다고 하는데, 때로 좌절이 강력한 동기유발 요인이 되기도 합니다.

좋은 아이디어를 탁월한 해결책으로 변모시킨 1백만분의 1그램의 구슬

한 알의 화학 구슬의 무게는 백만분의 1그램인데, 이 무게의 5%가 활성 화학물질이며, 나머지 95%는 유리 구슬로 되어 있습니다.

화학적으로 코팅된 유리 구슬을 제조하는 자동화 과정(이를 발명한 화학자들에 의해 “켐비즈(ChemBeads)”로 명명)을 사용하면 화합물을 만드는 조건을 찾는 과정을 단순화할 수 있습니다. 이것이 이 작은 구슬들이 그렇게 주목받는 이유입니다.

애브비 신약 발견 및 화학 기술 부서의 선임 연구원 노아 투(Noah Tu) 박사는 “우수한 과학이란 좋은 아이디어를 내고 그것을 더 우수한 해결책으로 제시하는 것입니다. 이것이 바로 저희가 한 일입니다. 2016년에 켐비즈에 대한 아이디어를 낸 이래로 해결책이 될 기술을 정교하게 만들어 개선해 왔습니다.”라고 합니다.

HTC 팀장인 애닐 배수데반(Anil Vasudevan) 박사에 따르면 그 이후 켐비즈라는 말은 애브비의 화학 실험실에서 빠르게 퍼져나갔다고 합니다.

배수데반 박사는 “몇 년 전만 해도 누구도 켐비즈에 대해 말하거나 들어보지도 못했습니다. 하지만, 요즘 우리 실험실에서 켐비즈는 아주 일상적인 단어가 되었습니다. HTC 팀에서 켐비즈에 대해 처음 얘기했을 때만 해도 저는 적용이 제한될 것이라고 생각했습니다.”라며, “HTC 팀원들은 이 아이디어를 믿었고 포기하지 않았습니다. 오랫동안 신약 개발 과학자들을 괴롭혀 온 문제에 대한 실용적인 해법을 찾기 위한 이들의 결연한 의지에 깊이 감명 받았습니다.”라고 말했습니다.