바이오인포매틱스 연계전공이란?
• 바이오인포매틱스(Bioinformatics)의 학문적 의의
- 생물학(Biology)와 정보학(informatics)의 합성어
- 컴퓨터를 이용해 각종 생명정보를 처리하는 학문으로 방대한 생물의 유전자 정보를 분석하기 위한 학문
염기 1,000 ~ 수만 개가 모여 유전자 1개를 구성하는데 인간 유전자 10만 개 중 어느 유전자, 나아가 유전자 중 어느 부분의 이상으로 유전병이 일어나는지 밝혀내려면 처리해야 할 정보량이 천문학적 규모로 방대함
- 유전자 예측 프로그램 개발, 생명정보 데이터베이스 구축 등 정보 기술의 개발과 바이오 칩이라 불리는 첨단 반도체의 개발 등이 대표적인 예
인체의 유전자에 대한 정보가 저장되어 있는 바이오 칩을 이용할 경우 한 번에 수천 가지 유전자의 특성을 읽어냄으로써 질병 조기진단/치료 가능
• 바이오인포매틱스 교육과 연구의 필요성
- 최근 수십년 사이에 바이오 의료 분야에 세 가지 중요한 변화가 있었음
유전체 서열판독기술을 포함한 다양한 오믹스(Omics, 분자들이나 세포 등의 집합체 전부) 기술이 개발되면서 바이오 의료 정보량이 급증
인터넷 및 모바일 기술의 보급으로 세계 전역에서 생산되는 바이오 의료 정보가 공유되기 시작
인공지능을 포함한 정보기술의 혁신으로 컴퓨터를 이용한 정보 분석능력이 크게 향상
- 생명과학 분야, 의약학 분야의 핵심적인 역할
개인별로 유전체를 분석하여 사전에 질병에 걸릴 확률을 알려주고 이를 예방할 수 있는 방법을 제공받음으로써 기본적인 건강 상태를 크게 향상
인공지능의 도움을 받아 진단함으로써 병을 조기에 진단하고 오류 최소화
개인의 유전체에 대한 질병 특이적인 분석 결과를 바탕으로 최적화된 개인맞춤형 치료를 진행
교육목표
바이오인포매틱스 연계전공의 교육목표는 다음과 같다.
소프트웨어학부, 생명과학기술학부, 디지털헬스케어학부간 융합 교육을 통해서 바이오인포매틱스라는 신산업에 맞는 전문 인력을 양성한다.
바이오인포매틱스 산업에 관하여 이해하고 이를 현업에 활용할 수 있는 전문가를 양성한다.
바이오인포매틱스의 특성을 이해하고 산업 현장에 필요한 새로운 특성을 가지는 바이오인포매틱스 기술을 개발을 할 수 있는 전문가를 양성한다.
융합기반기술로서의 바이오인포매틱스를 이해하고, 이를 바탕으로 산업에 적용하여 새로운 가치를 창출해낼 수 있는 전문가를 양성한다
바이오인포매틱스 연계전공이 목표로 하는 인재상은 ICT과 생명과학, 그리고 디지털헬스케어 지식을 기반으로 혁신적 바이오인포매틱스 서비스를 개발하고, 창업까지 연계할 수 있는 전문인력이다. 이를 위하여 생명과학기술과 더불어 인공지능, 빅데이터 등 디지털헬스케어에 특화된 기술을 학습한다. 특히, 인공지능, 빅데이터 등 ICT 기술이 어떻게 새로운 바이오인포매틱스 응용을 창출하고 있는지 심층적인 사례분석과 더불어 새로운 서비스를 모델링 하는 기법을 학습함으로써 혁신적인 바이오인포매틱스 서비스를 발굴할 수 있는 능력을 배양한다. 바이오인포매틱스 연계전공에서 교육하고자 하는 전문 교육분야는 다음과 같다.
생명과학: 생명 및 생물체(예: 미생물, 식물, 인간을 포함한 동물 등)에 대한 과학적 지식
통계학: 방대한 자료에서 의미 있는 정보를 얻어내기 위한 통계적 처리 기술
전산학: 인공지능과 빅데이터 기초 및 소프트웨어 설계/개발 기법
수학: 생물학적 자료의 방대함으로 인해 컴퓨터 계산 능력으로도 효율적으로 자료를 처리할 수 없는 경우 새로운 방법으로 자료를 해석해야 하는 기술
전망과 진로
가. 전망
바이오인포매틱스는 유전자 정보 등 바이오 데이터를 분석해 신약 개발을 지원하는 영역 (차세대염기서열분석(NGS)이 대표적)
2017년 기준 7억2000만달러(약 8100억원) 규모지만, 2023년 18억9000만달러(약 2조1194억원)로, 연평균 18% 성장률을 기록할 것으로 보임 (출처: “신약 넘어 서비스,분석 시장 전성기, K-바이오 모멘텀 확보”생명공학정책연구센터, 전자신문 2019년 2월 25일)
신약개발의 불확실성을 낮춰주고 효율성은 높여주기 때문에 이미 국내외에서 AI를 활용한 신약개발이 활발하기 진행
AI 신약개발은 비용과 시간이 적게 들고 성공확률이 높음
해외 다국적 제약사의 연구팀에는 바이오인포매틱스 전공자가 대부분
시장 규모 및 수요가 앞으로 계속 증가할 것
게놈 프로젝트와 NGS 기술이 개발되면서 밝혀지는 유전정보의 양이 그전과는 비교할 수 없을 정도로 늘어남
바이오 데이터는 앞으로도 기하급수적으로 증가할 것
나. 진로
교육 및 행정기관: 4년제 대학교, 식품의약품안전처, 한국보건산업진흥원
연구소: 생명공학연구원, 국제백신연구소, CJ 바이오기술연구소, 애경중앙연구소
기업체: CJ 제일제당, 삼성바이오로직스, 삼성테크원, LG 생명과학, 농심, 야쿠르트, GE healthcare, 녹십자, 대응제약, 제일약품, 종근당, 셀트리온 외 다양한 바이오벤처기업
국내외 석사/박사과정 대학원 진학
운영세칙
바이오인포매틱스 연계전공 운영과 관련된 세칙
바이오인포매틱스 연계전공 학생선발 내규
교과과정(표) 및 교과목 개요
가. 교과과정
1) 연계전공기초 (18학점: SW 및 디지털헬스케어 분야 9학점 + 생명과학기술 분야 9학점)
개설전공 | 교과목명 | 학점번호 | 학점 | 비고 |
---|---|---|---|---|
소프트웨어학부 | 기초데이터구조 | SWE2006(기존 ITD2010) | 3 | 필수(택1) |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
데이터구조론 | SWE2001(기존 CSE2003) | 3 | |
소프트웨어학부 | 기초알고리즘 | SWE2014(기존 ITD2011) | 3 | 필수(택1) |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
알고리즘기초 | SWE2007(기존 CSE2004) | 3 | |
소프트웨어학부 | 알고리즘분석 | SWE4014(기존 CSE3007) | 3 | |
소프트웨어학부 | 기초프로그래밍 | SWE2015(기존 ITD2012) | 3 | 필수(택1) |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
객체지향프로그래밍 | SWE2003(기존 ITD2004) | 3 |
개설전공 | 교과목명 | 학점번호 | 학점 | 비고 |
---|---|---|---|---|
생명과학기술학부 | 세포생물학 | BST2001 | 3 | 필수 |
생명과학기술학부 | 유전학및실험 | BST3011 | 3 | 필수 |
생명과학기술학부 | 유전체정보학 | BST3017 | 3 | 필수 |
2) 연계전공선택 (12학점: SW 및 디지털헬스케어 분야 6학점 + 생명과학기술 분야 6학점)
개설전공 | 교과목명 | 학점번호 | 학점 | 비고 |
---|---|---|---|---|
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
인공지능 | SWE3016(기존 CSE3004) | 3 | 선택 |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
데이터베이스 | SWE3017(기존 ITD3004) | 3 | 선택 |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
데이터마이닝 | SWE3018(기존 ITD3019) | 3 | 선택 |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
기계학습개론 | SWE4003(기존 ITD3021) | 3 | 선택 |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
빅데이터처리 | SWE4004(기존 ITD3020) | 3 | 선택 |
소프트웨어학부/ 디지털헬스케어학부 |
바이오컴퓨팅 | SWE4016/DHC3003 | 3 | 선택 |
개설전공 | 교과목명 | 학점번호 | 학점 | 비고 |
---|---|---|---|---|
생명과학기술학부 | 분자생물학 | BST2004 | 3 | 선택 |
생명과학기술학부 |
생명과학기술의 이해 |
BST2008 | 3 | 선택 |
생명과학기술학부 | 생물통계학 | BST2010 | 3 | 선택 |
3) 연계전공프로젝트 (6학점: 2과목)
개설전공 | 교과목명 | 학점번호 | 학점 | 비고 |
---|---|---|---|---|
소프트웨어학부 |
융합SW-PBL |
SWE3026(기존 ITD3033) |
3 | 필수(택1) |
소프트웨어학부 |
융합SW인턴십 |
SWE3027(기존 ITD3034) |
3 | |
소프트웨어학부 |
융합SW프로젝트 |
SWE3028(기존 ITD3035) |
3 | 필수 |
나. 교과목 개요
BST2001 세포생물학(CELL BIOLOGY):세포의 종류, 세포 소기관의 형태와 기능, 세포화학, 세포의 분화, 상호작용 등에 관한 강의
BST2004 분자생물학(MOLECULAR BIOLOGY):
핵산의 구조와 기능, 단백질 생합성의 조절 등에 관한 분자수준에서의 강의
BST2008 생명과학기술의이해(INTRODUCTION TO BIOSCIENCE AND BIOTECHNOLOGY):
생물자원을 효율적으로 활용하는 생명과학기술의 개요 및 현대 생명과학의 응용기술 및 산업화 등을 소개하는 강의
BST2010 생물통계학(BIOSTATISTICS):
생물통계의 기초분야와 생물학적 실험방법 및 설계 등 응용분야를 공부하고, 가설검정, 분산분석 및 회귀, 상관에 관한 통계학적인 이론을 생물학, 의학, 농학, 보건학의 범주에서 강의
BST3011 유전학및실험(GENETICS & LAB.):
유전자의 발현, 돌연변이 및 세대 간 전달방식, 유전자 빈도와 변화원인, 진화 등에 관한 강의
BST3017 유전체정보학(GENOME BIOINFORMATICS):
생물학 연구로부터 얻어진 수많은 정보를 컴퓨터로 정리, 분석, 가공, 이용하는 방법을 강의
DHC3003 바이오컴퓨팅(BIO-COMPUTING):
생명과학 분야의 데이터를 관리하고 분석하는 데 요구되는 컴퓨팅 문제들에 대해 논의한다. 이러한 데이터를 분석하기 위한 다양한 알고리즘을 이해하고 평가한다. 또한, 파이썬 프로그래밍 언어를 이용하여 이러한 데이터를 분석하는 훈련을 한다.
SWE2003(기존 ITD2004) 객체지향프로그래밍(OBJECT-ORIENTED PROGRAMMING):
컴퓨터를 사용하여 문제를 해결하기 위해 C++ 프로그래밍의 개발 환경을 이해한다. 객체지향 프로그래밍 언어의 특징을 습득하며, 주어진 문제를 해결하는 과정을 C++ 기반의 프로그래밍 언어로 기술하는 능력을 습득한다.
SWE2006(기존 ITD2010) 기초데이터구조(DATA STRUCTURE):
오픈소스SW개념과 대표적인 오픈소스SW인 리눅스 사용법과 리눅스에서 오픈소스SW개발에 필요한 사항을 소개한다. SW2001 데이터구조의 내용을 비전공자에게 적합한 난이도로 교육한다.
SWE2007(기존 CSE2004) 알고리즘기초(FUNDAMENTALS OF ALGORITHM):
대용량 정보의 저장 및 관리에 필요한 알고리즘의 설계 및 구현 기술을 공부한다. 특히 고급 데이터 구조 및 이에 관련된 알고리즘을 학습한다. 주요 내용으로 B-tree, Hashing, TRIE, Pattern matching, Heuristic search 등을 포함한다. 실습을 주요 수업 방식으로 채택하여 Software 개발 능력을 배양한다.
SWE2014(기존 ITD2011) 기초알고리즘(FUNDAMENTALS OF ALGORITHM):
대용량 정보의 저장 및 관리에 필요한 알고리즘의 설계 및 구현 기술을 공부한다. 특히 고급 데이터 구조 및 이에 관련된 알고리즘을 학습한다. SW 알고리즘기초 교과목의 내용을 비전공자에게 적합한 난이도로 교육한다.
SWE2015(기존 ITD2012) 기초프로그래밍(BASIC PROGRAMMING):
SW관련 연계전공, 융합전공을 선택한 학생들이 컴퓨터 프로그래밍에 대한 기초적인 지식과 스킬을 얻도록 하는 것을 목표로 한다. 수강하는 학생들이 SW전공자가 아니라는 상황을 감안하여, 핵심 원리 학습과 실습 위주로 강의를 진행한다. 특정 프로그래밍 언어에 국한하지 않고 C, Python, Java등 SW분야에서 핵심적인 언어에 대한 기본적인 문법과 활용에 대해서 강의한다.
SWE3016(기존 CSE3004) 인공지능(ARTIFICIAL INTELLIGENCE):
컴퓨터로 하여금 단순 계산만을 수행하는 기능 이상의 지능적인 작업을 수행할 수 있도록 하는 기술들을 공부한다. 먼저 지능적인 작업을 수행하는데 필요한 기초가 되는 이론과 알고리즘을 공부한다. 특히 지식표현, 추론, 시각, 언어 등과 같은 인간이 보유한 주요한 지능을 컴퓨터를 이용하여 구현하는 기술에 대하여 공부한다.
SWE3017(기존 ITD3004) 데이터베이스(INTRODUCTION TO DATABASE SYSTEMS):
데이터베이스의 기본 개념, DBMS의 기본 구조, 관계형 데이터베이스의 개념, 스키마 작성법, 정규화, SQL 등에 관한 것을 공부한다. 실습으로는 상용/오픈소스 DBMS를 이용하여 프로젝트를 수행한다.
SWE3018(기존 ITD3019) 데이터마이닝(DATA MINING):
데이터마이닝의 기본 개념인 방대하고 복잡한 데이터 내부의 유용하고 의미있는 정보를 추출하는 방법을 이해하고 현실의 여러 문제를 풀어보는 실습을 통해 데이터 활용 및 분석 기법들을 습득한다. 구체적으로는 다중 및 로지스틱 회귀모형, 판별분석, 트리기반 기법(의사결정나무), k-근접이웃법, 군집법, 신경망, 베이지안 분류법, 연관규칙 등을 배운다.
SWE3026(기존 ITD3033) 융합SW-PBL(Convergence SW PBL):
SW관련 연계전공, 융합전공을 선택한 학생들을 대상으로 각 전공에서 학습한 전공교과목 및 이론 등을 바탕으로 산업체와 연계하여 융·복합형 문제해결을 수행하는 것을 목표로 한다. 지도교수는 학생들이 문제해결을 수행하기 위해서필요한 기본지식을 제공할 뿐만 아니라, 문제해결중심학습(Problem Based Learning)을 수행할 수 있도록 학생들의 활동을 관리/감독한다.
SWE3027(기존 ITD3034) 융합SW인턴십(SW CONVERGENCE INTERNSHIP):
SW관련 연계전공, 융합전공을 선택한 학생들을 대상으로 각 전공에서 학습한 전공교과목 및 이론 등을 바탕으로 융·복합형 산업체 인턴십을 수행하는 것을 목표로 한다. 학생들은 SW관련된 산업체에서 방학중 혹은 학기중 인턴십을 수행한다. 지도교수는 학생들이 인턴십을 수행하기 전에 필요한 기본지식을 제공할 뿐만 아니라, 인턴십 수행과 관련된 활동들을 관리/감독한다.
SWE3028(기존 ITD3035) 융합SW프로젝트(SW CONVERGENCE PROJECT):
SW관련 연계전공, 융합전공을 선택한 학생들을 대상으로 각 전공에서 학습한 전공교과목 및 이론 등을 바탕으로 산업체 또는 사회가 필요로 하는 융·복합형 과제를 수행하는 것을 목표로 한다. 이를 위해서 학생들은 스스로 팀을 구성하여 프로젝트 기획 및 문제해결, 개발을 수행한다. 지도교수는 학생들이 프로젝트를 수행하는데 필요한 기본지식을 제공할 뿐만 아니라, 프로젝트 수행과 관련된 방법론을 지도한다.
SWE4003(기존 ITD3021) 기계학습개론(INTRODUCTION TO MACHINE LEARNING):
인공지능 교과목에 이어 딥러닝의 기본을 공부한다. 그리고 강화학습, 적대적신경망에 관하여 공부한다. 그 다음 컴퓨터시각, 자연어처리, 음성인식, 로보틱스 등의 주요 응용분야의 이론 및 기술을 학습한다.
SWE4004(기존 ITD3020) 빅데이터처리(BIG DATA PROCESSING):
빅데이터 처리의 개념을 이해하고, 관련 소프트웨어 플랫폼을 사용하여 이에 대한 응용을 설계/개발 할 수 있는 능력을 학습한다. 이를 위해서 빅데이터 구조(데이터웨어하우스, 데이터 구조 등)에 대해서 배우고, Hadoop, Storm, Spark와 같은 오픈소스 플랫폼, 그리고 TensorFlow, Wake 등 기계학습 소프트웨어의 사용법을 학습하며, 이러한 플랫폼들을 사용하여 데이터를 처리하고 분석하는 실제적인 개발을 수행한다.
SWE4014(기존 CSE3007) 알고리즘분석(ALGORITHM ANALYSIS):
알고리즘에 대한 기초이론 및 알고리즘의 기본 개념 및 복잡도 계산 방법, search, sorting, 그래프에 관한 복잡도 계산 방법을 연구. Min-Max, Open source(Sorting 및 Graph algorithm)를 활용한 알고리즘 개발 및 활용을 학습한다.
SWE4016 바이오컴퓨팅(BIO-COMPUTING):
생명과학 분야의 데이터를 관리하고 분석하는 데 요구되는 컴퓨팅 문제들에 대해 논의한다. 이러한 데이터를 분석하기 위한 다양한 알고리즘을 이해하고 평가한다. 또한, 파이썬 프로그래밍 언어를 이용하여 이러한 데이터를 분석하는 훈련을 한다.
운영위원
소속학과 | 교수명 | 비고 |
---|---|---|
생명과학기술학부 |
김수환 |
책임교수 |
생명과학기술학부 |
박준수 |
운영위원 |
생명과학기술학부 |
홍민선 |
운영위원 |
소프트웨어학부 |
김재권 |
운영위원 |
소프트웨어학부 |
임효상 |
운영위원 |
소프트웨어학부 |
성태응 |
운영위원 |
디지털헬스케어학부 |
윤상균 |
운영위원 |
디지털헬스케어학부 |
조영래 |
운영위원 |
학위증 표기
국문 | 영문 | ||
---|---|---|---|
학위 | 연계전공 | 학위 | 연계전공 |
연계학사 |
바이오인포매틱스 |
Bachelor of Interdisciplinary Studies |
Bioinformatics |