[산업경쟁력포럼] 바이오 혁신: 이슈와 과제 | 김흥열 국가생명공학정책연구센터 센터장 > 김광두의 1년 후

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◈ 주제 발표

“바이오경제”와 “디지털 경제”의 융합·전환 4대 명제

사회경제의 총체적 전환의 맥락에서 대비해야 

▲김흥열 국가생명공학정책연구센터 센터장

Ⅰ. Science Biz 특성 & 도전과제

1. 극도의 다양성

 ►1,000~1500만 생물종 (알려진 것 170만 종)

 ►​ 분자-세포-조직-개체-생태계 전문영역 상호 정보공유 통합, 협력 메커니즘

2. 높은 불확실성

 ►강한 규제 

 ►장기간에 거친 불확실성 

 ►바톤 연결 안됨 

 ►Long-term risk 경영 보상 메커니즘

3. 급속한 누적적 변화

 ►시행착오, 장기간 학습하는 조직 경험 중요§누적적 혁신에서 발명가에 대한 보호 (기초연구 vs 응용연구)

 ►지식 거래의 기본적 한계 (노하우 시장의 효율 부족) 

 ►위험과 통합의 문제 대응. 지식공유, 실패 지식의 확산

Ⅱ. New Biology

 1. 물리, 수학, 공학, 컴퓨터뿐만 아니라 인문, 사회과학 등과의 융·복합적 접근을 통해 복잡계 생명현상 등을 밝히는 것을 목표로 하는 연구 추세

 2. 정밀분석-재해석-통합/시스템화

  -첨단화/정밀화 기술의 발전과 활용으로 고품질의 방대한 자료가 생산되고 이를 활용한 획기적 혁신의 기회를 제공

  -고급의 기술 전문인력, ICT 융합인력 필요

 3. Big Data for Biology

 4. Data Driven R&D

  (연구방식)과학 Data化 ⇨ Data Driven R&D ⇨더 강한 과학

 5. Biomolecular Platforms

  -초기에는 디지털 플랫폼 자체에 막대한 노력이 필요. 하지만 뒤에 가서는 훨씬 더 성공확률 제고 가능

  -과학적인 가설‧증명 사이클을 고속/반복시행을 통해 플랫폼 자체의 전환, è성공확률 지속 제고

 6. Engineering Biology

  ► 합성생물학: 인공적으로 생명체의 구성요소(세포 등)를 설계, 제작, 합성하는 기술

  ► 합성생물학(바이오파운드리) 

   - 바이오의 디지털 전환 가속화, 기폭제 역할

   -생명 현상의 해석 è공학적 활용 è다양한 바이오 분야 

   -고도로 표준화된 데이터 생산 è바이오의 디지털 전환 가속화

   -자동화, 소프트웨어 엔지니어링의 중요성 부각, 바이오에도 애자일 방법론의 적용 확대

7. 디지털 바이오 시대

 ►바이오 기술개발에 장기간·고비용소요

  -생명 현상을 디지털 정보로 전환

  -디지털 정보에 기반한 해석

  -가상화 구현(Digital Twin)

8. 과제

 ► 과제1; Future of Lab

  향후 바이오 연구는 조직화 경쟁 ->오픈 사이언스, MOIP

  연구데이터의 수집·공유·활용 강화(S/W)

  실험자동화, 연구시설·장비의 원격화·스마트화, 차세대 정보 인프라(고속통신네트워크 등) 구축(H/W)

 ► 과제2; R&D 전략의 변화  

  - 다수의 파괴적 혁신기술을 날줄로 연계-18개국, 70개 기업 및 주요 연구기관 참여

  - Biz전략의 변화: 모더나사 플랫폼

   반복성을 보장하는 모달리티 중심 플랫폼 : 컴퓨터의 소프트웨어와 같은 기능 수행

   로봇공학, 자동화, 인공지능 및 클라우드를 활용한 제조공정 자동화 :컴퓨터의 하드웨어와 같은 기능 수행

   병렬적 R&D및 공유 학습 생태계 구축 :공정자동화 및 플랫폼 시스템의 시너지 효과로 연속적인 학습 및 대규모 병렬 작업 가능

Ⅲ. IMPACT

“바이오경제”와 “디지털 경제”의 융합/전환 4대 명제

 1. 디지털화는 화석 기반 경제에서 바이오 기반 경제로의 전환을 가속화

   ►디지털기술은 다양한 사회경제적 수준과 주체 사이의 복잡한 상호작용에 영향을 미치고 바이오 경제기술 구현에 필요한 혁신 활동을 촉진 

 2. 바이오 경제 기업들이 성과를 향상시키려면 디지털 역량 구축이 필요 

   ► 디지털화 및 디지털 솔루션 적용은 시장 경쟁 구조 및 시장 내 기업 위치에 영향을 미치게 되며, 디지털 역량은 주로 M&A 활동에 의해 구축 

 3. 바이오 경제 기업들은 디지털 역량 개발을 통해 비즈니스 기회 증가 및 이익 확보가 가능

   ► M&A 분석 결과, 바이오경제 기업들이 이미 초기 시장 경계를 벗어나고 있음을 보여주며, 이는 비즈니스 기회 증가로 연계됨을 추정

 4. 디지털경제 기업들이 바이오경제에 참여할 경우 더 큰 이익 확보 가능

   ► 바이오 경제에 적용되는 디지털기술에 대한 연구가 집중되고 있어 바이오경제가 디지털경제 기업들을 위한 새로운 기회를 제공할 것

   ► 또한 바이오 경제기업들도 디지털 역량을 구축함으로써 디지털경제에서 시장 기회를 찾을 수 있을 것임

Ⅳ. 규제-미지의 것이 산업화의 대상이 될 수 있는가?

 1. 신중한 경계 접근 방식

불확실한 리스크에 대한 과학적 증거가 없는 경우에도 연구개발을 허용하되 지속적인 리스크 평가를 통해 과학적 증거를 보강하는 규제

  ►규제과학 육성 ; 바이오 분야 특성에 따라 보다 합리적인 규제를 위한 과학적 근거 창출 -> 적정 신(新)규제 마련으로 융합신산업 촉진

  ►의료 빅데이터 활용

  ►혁신적 바이오 연구 허용

 2. R&D 규제 합리화의 과제

  ① Positive 규제 -> 예외적 금지(Negative 규제) 

선진국 수준의 규제 합리화를 통해 급속한 기술발전과 융합에 유연하게 대응 

줄기세포, 유전체 정보 등 국내 강점 기술을 중심으로 미래 바이오 시장 선점

  ② 포괄적 금지 -> 기초연구는 “원칙적 허용” 

기초연구에 대한 “원칙적 허용”으로 글로벌 기술경쟁력 확보에 민첩하게 대응

급속하게 변화하는 과학기술 환경에 발맞춰 적시성 있는 연구 추진 

  ③ 중앙집권적 통제 -> 연구 현장의 자율과 책임 

연구 현장의 자율과 책임을 강화하여 창의적 연구를 지원하는 규제환경 마련 

창의적 연구환경 조성과 동시에 연구 현장의 과도함 행정 부담 감소 

Ⅴ. 새로워진 바이오 혁신의 구조와 도전과제

  ► 바이오 대전환의 과제

  ► 우리는 생명체를 잘 모른다.

  ► 미지의 대상이 산업화의 대상이 될 수 있는가?

  ► New Biology 혁신의 구조에 대응

⇨ 사회경제의 총체적 전환의 맥락에서 대비해야​ 

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◈ 주제 발표

“바이오경제”와 “디지털 경제”의 융합·전환 4대 명제

사회경제의 총체적 전환의 맥락에서 대비해야 

▲김흥열 국가생명공학정책연구센터 센터장

Ⅰ. Science Biz 특성 & 도전과제

1. 극도의 다양성

 ►1,000~1500만 생물종 (알려진 것 170만 종)

 ►​ 분자-세포-조직-개체-생태계 전문영역 상호 정보공유 통합, 협력 메커니즘

2. 높은 불확실성

 ►강한 규제 

 ►장기간에 거친 불확실성 

 ►바톤 연결 안됨 

 ►Long-term risk 경영 보상 메커니즘

3. 급속한 누적적 변화

 ►시행착오, 장기간 학습하는 조직 경험 중요§누적적 혁신에서 발명가에 대한 보호 (기초연구 vs 응용연구)

 ►지식 거래의 기본적 한계 (노하우 시장의 효율 부족) 

 ►위험과 통합의 문제 대응. 지식공유, 실패 지식의 확산

Ⅱ. New Biology

 1. 물리, 수학, 공학, 컴퓨터뿐만 아니라 인문, 사회과학 등과의 융·복합적 접근을 통해 복잡계 생명현상 등을 밝히는 것을 목표로 하는 연구 추세

 2. 정밀분석-재해석-통합/시스템화

  -첨단화/정밀화 기술의 발전과 활용으로 고품질의 방대한 자료가 생산되고 이를 활용한 획기적 혁신의 기회를 제공

  -고급의 기술 전문인력, ICT 융합인력 필요

 3. Big Data for Biology

 4. Data Driven R&D

  (연구방식)과학 Data化 ⇨ Data Driven R&D ⇨더 강한 과학

 5. Biomolecular Platforms

  -초기에는 디지털 플랫폼 자체에 막대한 노력이 필요. 하지만 뒤에 가서는 훨씬 더 성공확률 제고 가능

  -과학적인 가설‧증명 사이클을 고속/반복시행을 통해 플랫폼 자체의 전환, è성공확률 지속 제고

 6. Engineering Biology

  ► 합성생물학: 인공적으로 생명체의 구성요소(세포 등)를 설계, 제작, 합성하는 기술

  ► 합성생물학(바이오파운드리) 

   - 바이오의 디지털 전환 가속화, 기폭제 역할

   -생명 현상의 해석 è공학적 활용 è다양한 바이오 분야 

   -고도로 표준화된 데이터 생산 è바이오의 디지털 전환 가속화

   -자동화, 소프트웨어 엔지니어링의 중요성 부각, 바이오에도 애자일 방법론의 적용 확대

7. 디지털 바이오 시대

 ►바이오 기술개발에 장기간·고비용소요

  -생명 현상을 디지털 정보로 전환

  -디지털 정보에 기반한 해석

  -가상화 구현(Digital Twin)

8. 과제

 ► 과제1; Future of Lab

  향후 바이오 연구는 조직화 경쟁 ->오픈 사이언스, MOIP

  연구데이터의 수집·공유·활용 강화(S/W)

  실험자동화, 연구시설·장비의 원격화·스마트화, 차세대 정보 인프라(고속통신네트워크 등) 구축(H/W)

 ► 과제2; R&D 전략의 변화  

  - 다수의 파괴적 혁신기술을 날줄로 연계-18개국, 70개 기업 및 주요 연구기관 참여

  - Biz전략의 변화: 모더나사 플랫폼

   반복성을 보장하는 모달리티 중심 플랫폼 : 컴퓨터의 소프트웨어와 같은 기능 수행

   로봇공학, 자동화, 인공지능 및 클라우드를 활용한 제조공정 자동화 :컴퓨터의 하드웨어와 같은 기능 수행

   병렬적 R&D및 공유 학습 생태계 구축 :공정자동화 및 플랫폼 시스템의 시너지 효과로 연속적인 학습 및 대규모 병렬 작업 가능

Ⅲ. IMPACT

“바이오경제”와 “디지털 경제”의 융합/전환 4대 명제

 1. 디지털화는 화석 기반 경제에서 바이오 기반 경제로의 전환을 가속화

   ►디지털기술은 다양한 사회경제적 수준과 주체 사이의 복잡한 상호작용에 영향을 미치고 바이오 경제기술 구현에 필요한 혁신 활동을 촉진 

 2. 바이오 경제 기업들이 성과를 향상시키려면 디지털 역량 구축이 필요 

   ► 디지털화 및 디지털 솔루션 적용은 시장 경쟁 구조 및 시장 내 기업 위치에 영향을 미치게 되며, 디지털 역량은 주로 M&A 활동에 의해 구축 

 3. 바이오 경제 기업들은 디지털 역량 개발을 통해 비즈니스 기회 증가 및 이익 확보가 가능

   ► M&A 분석 결과, 바이오경제 기업들이 이미 초기 시장 경계를 벗어나고 있음을 보여주며, 이는 비즈니스 기회 증가로 연계됨을 추정

 4. 디지털경제 기업들이 바이오경제에 참여할 경우 더 큰 이익 확보 가능

   ► 바이오 경제에 적용되는 디지털기술에 대한 연구가 집중되고 있어 바이오경제가 디지털경제 기업들을 위한 새로운 기회를 제공할 것

   ► 또한 바이오 경제기업들도 디지털 역량을 구축함으로써 디지털경제에서 시장 기회를 찾을 수 있을 것임

Ⅳ. 규제-미지의 것이 산업화의 대상이 될 수 있는가?

 1. 신중한 경계 접근 방식

불확실한 리스크에 대한 과학적 증거가 없는 경우에도 연구개발을 허용하되 지속적인 리스크 평가를 통해 과학적 증거를 보강하는 규제

  ►규제과학 육성 ; 바이오 분야 특성에 따라 보다 합리적인 규제를 위한 과학적 근거 창출 -> 적정 신(新)규제 마련으로 융합신산업 촉진

  ►의료 빅데이터 활용

  ►혁신적 바이오 연구 허용

 2. R&D 규제 합리화의 과제

  ① Positive 규제 -> 예외적 금지(Negative 규제) 

선진국 수준의 규제 합리화를 통해 급속한 기술발전과 융합에 유연하게 대응 

줄기세포, 유전체 정보 등 국내 강점 기술을 중심으로 미래 바이오 시장 선점

  ② 포괄적 금지 -> 기초연구는 “원칙적 허용” 

기초연구에 대한 “원칙적 허용”으로 글로벌 기술경쟁력 확보에 민첩하게 대응

급속하게 변화하는 과학기술 환경에 발맞춰 적시성 있는 연구 추진 

  ③ 중앙집권적 통제 -> 연구 현장의 자율과 책임 

연구 현장의 자율과 책임을 강화하여 창의적 연구를 지원하는 규제환경 마련 

창의적 연구환경 조성과 동시에 연구 현장의 과도함 행정 부담 감소 

Ⅴ. 새로워진 바이오 혁신의 구조와 도전과제

  ► 바이오 대전환의 과제

  ► 우리는 생명체를 잘 모른다.

  ► 미지의 대상이 산업화의 대상이 될 수 있는가?

  ► New Biology 혁신의 구조에 대응

⇨ 사회경제의 총체적 전환의 맥락에서 대비해야​