요즘 컴퓨터의 연산능력에 의존하는 수많은 프로젝트가 있습니다. 날씨를 예측하는 데에도 슈퍼컴퓨터가 이용되고 있고, 복잡다단한 계산을 수행하는 여러가지 과학 프로젝트 뿐만 아니라 이제는 작은 휴대폰에도 막강한 컴퓨터가 들어가 있습니다. 그렇지만, 아직도 컴퓨터가 잘 풀지 못하고 사람들의 직관이 훨씬 나은 문제들도 많은 것 같습니다.
오늘 소개하는 Foldit 이라는 프로젝트는 생명과학의 어려운 문제 중의 하나인 단백질의 3차원 구조와 관련한 문제를 사람들이 게임을 수행하는 방식으로 프로그램을 제공해서, 많은 사람들의 직관력과 퍼즐을 푸는 능력을 최대한 활용하는 크라우드소싱 과학 프로젝트입니다.
워싱턴 주립대학(University of Washington)의 과학자들이 시작한 이 프로젝트는 어려운 단백질의 접힘구조(folding) 문제를 온라인 게임의 형태로 개발한 것입니다. 이 게임을 하는 플레이어들은 단백질의 가장 낮은 에너지 구조를 가지도록 단백질의 모양을 변경하면 에너지 상태가 낮을 수록 점수를 많이 땁니다. 마우스로 단백질 모양을 이리저리 돌려보다가 가장 낮은 에너지 상태를 유지할 것으로 보이는 형태를 만들면 됩니다. 몇 가지 규칙과 단백질들의 모양에 익숙해지면 직관적으로 쉽게 찾을 수 있는데, 의외로 컴퓨터로 이런 작업을 하면 대단히 복잡한 작업이 되기 때문에 무척 어렵다고 합니다. 반대로 복잡한 3차원 작업을 사람이 수행한 것에 대한 에너지 상태는 비교적 쉽게 컴퓨터가 계산을 할 수 있습니다.
처음에는 생화학과의 David Baker 교수가 rosetta@home 이라는 다운로드 가능한 프로그램을 개발해서 집에 가지고 가서 일을 할 수 있도록 했던 것인데, 같은 원리를 이용해서 온라인으로 확장을 하고 보다 많은 사람들이 집단적으로 참여할 수 있도록 하였습니다. 온라인 프로젝트 Foldit은 2009년 5월에 시작되어 현재까지 10만명이 넘는 사람들이 퍼즐을 풀듯이 문제를 풀고 있습니다. 이로 인해 슈퍼컴퓨터로도 풀기 어려웠던 여러 복잡한 단백질의 구조가 밝혀지고 있습니다. Foldit 홈페이지에는 다양한 도전과제가 계속 등록되고 있는데, 최근에는 이를 응용한 프로젝트로 AIDS 백신 개발에 있어 최대 난제로 꼽히고 있는 HIV Env 단백질의 모양을 디자인하는 프로젝트가 등록되었다고 합니다.
예를 들어, 아래의 단백질 문제를 푸는 그림을 보면 좌측은 제대로 접히지 않아서 에너지 상태가 높아 불안정한 상태이고, 우측은 잘 접혀서 에너지 상태가 낮아 안정된 상태입니다. 스코어도 우측이 훨씬 높다는 것을 알 수 있고, 현재의 랭킹 등도 볼 수 있습니다.
그리드(Grid) 컴퓨팅이라는 것이 있습니다. 네트워크에 연결되어 있는 컴퓨터들 중에서 현재 컴퓨팅 자원이 남는 컴퓨터들을 모아서 슈퍼컴퓨터 이상의 연산을 해내는 것으로, 천문학이나 물리학 문제를 푸는데 많이 이용되고 있습니다. 앞으로는 소셜 네트워크의 시대가 됩니다. 사람들의 지식과 지능을 최대한 활용하는 이와 같은 크라우드소싱 과학 프로젝트가 더 많이 만들어지고, 많은 사람들의 지혜를 모은다면 풀기 어려웠던 여러 난제들이 생각보다 쉽게 풀리지 않을까?하고 생각해 봅니다.
