[환경부]인공지능 기반으로 양귀비 종 판별 분류 기술 개발

환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 복잡한 분석 과정을 거치지 않고 불법 양귀비를 높은 정확도로 판별하는 인공지능(AI) 기반 양귀비 종 판별 디엔에이(DNA) 빅데이터 2계층 분류 기술*을 개발했다고 밝혔다.

* 1단계에서 양귀비 속(Papaver) 중 아편 성분이 있는 3개종 분류, 2단계에서 특정 종 동정까지 가능하게 층위 단계별 분석 방법

양귀비는 전 세계적으로 110여 종이 있는데 우리나라에서는 아편 성분이 있는 파파베르 브락테아툼 등 3가지 종*은 재배할 수 없다. 이들 재배 금지 종은 아편 성분이 없는 종과 비슷해 육안으로 구별하기가 어렵다.

* △파파베르 브락테아툼(Papaver bracteatum), △파파베르 세티게룸(Papaver setigerum), △파파베르 솜니페룸(Papaver somniferum) 

전 세계 학계에서는 아편 성분이 포함된 양귀비를 구분하기 위해 유전자 표시자(genetic marker) 기반의 연구를 하고 있지만 아직까지 효율적인 판별 기술이 개발되지 않았다. 

이에 국립생물자원관은 2021년부터 진행 중인 ‘생물정보 빅데이터 활용 전문인력양성’ 사업의 일환으로 상명대 김창배 교수 연구진과 디엔에이 염기서열을 인공지능(AI)*에 기반해 양귀비 종을 판별하는 기술을 연구해 왔다.

* AI 기반 기술 : ① 데이터 세트 구축, ② 생물학적 특징 추출, ③ 인공지능 모델 훈련 ④ AI 모델 성능 평가

이 기술은 양귀비 21종에 대한 디엔에이 염기서열을 이용하여 1단계에서 양귀비 속(Papaver) 중 아편 성분이 있는 3가지 종을 분류(정확도 88.9%)한 다음 2단계에서 3종 중 특정 종을 판별(정확도 100%)할 수 있는 층위 단계별 분석 방법을 적용했다. 

국립생물자원관은 이 기술이 기존 분석 방법(계통수 작성 등)보다 빠르고 정확하게 양귀비 종 판별 결과를 도출할 수 있을 것으로 기대했다.

아울러 향후 과학수사 기법에 이 기술이 적용된다면 불법 양귀비 수사에 도움이 될 것으로 예상했다.

정복철 국립생물자원관 생물자원활용부장은 “이번에 개발된 양귀비 종 판별 분류 기술은 생물정보 빅데이터 분석이 가능한 전문인력을 양성하는 과정에서 나온 산물이다”라며, “앞으로도 생물공학 분야에서 디엔에이뿐만 아니라 인공지능을 이용해 다양한 생물정보를 분석할 수 있는 전문인력을 적극적으로 양성하겠다”라고 밝혔다.

붙임  1. 인공지능 기반 불법 양귀비 판별 디엔에이 빅데이터 2계층 분류.

      2. 전문용어 설명.  끝.