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The Classification System and Information Service for Establishing a National Collaborative R&D Strategy in Infectious Diseases: Focusing on the Classification Model for Overseas Coronavirus R&D Projects
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Doyeon Lee (Division of Data Analysis, Korea Institute of Science and Technology Information)
Jae-Seong Lee (Department of Science and Technology Management Policy, University of Science and Technology)
Seung-pyo Jun (Data Analysis Platform Center, Korea Institute of Science and Technology Information)
Keun-Hwan Kim (Division of Data Analysis, Korea Institute of Science and Technology Information)
Vol. 26, No. 3, Page: 127 ~ 147
10.13088/jiis.2020.26.3.127
Keywords
National-Funded Project, Infectious diseases, Classification, Bidirectional RNN, Coronavirus, Collaboration
Abstract
The world is suffering from numerous human and economic losses due to the novel coronavirus infection (COVID-19). The Korean government established a strategy to overcome the national infectious disease crisis through research and development.
It is difficult to find distinctive features and changes in a specific R&D field when using the existing technical classification or science and technology standard classification. Recently, a few studies have been conducted to establish a classification system to provide information about the investment research areas of infectious diseases in Korea through a comparative analysis of Korea government-funded research projects. However, these studies did not provide the necessary information for establishing cooperative research strategies among countries in the infectious diseases, which is required as an execution plan to achieve the goals of national health security and fostering new growth industries. Therefore, it is inevitable to study information services based on the classification system and classification model for establishing a national collaborative R&D strategy.
Seven classification - Diagnosis_biomarker, Drug_discovery, Epidemiology, Evaluation_validation, Mechanism_signaling pathway, Prediction, and Vaccine_therapeutic antibody - systems were derived through reviewing infectious diseases-related national-funded research projects of South Korea. A classification system model was trained by combining Scopus data with a bidirectional RNN model. The classification performance of the final model secured robustness with an accuracy of over 90%. In order to conduct the empirical study, an infectious disease classification system was applied to the coronavirus-related research and development projects of major countries such as the STAR Metrics (National Institutes of Health) and NSF (National Science Foundation) of the United States(US), the CORDIS (Community Research & Development Information Service)of the European Union(EU), and the KAKEN (Database of Grants-in-Aid for Scientific Research) of Japan.
It can be seen that the research and development trends of infectious diseases (coronavirus) in major countries are mostly concentrated in the prediction that deals with predicting success for clinical trials at the new drug development stage or predicting toxicity that causes side effects. The intriguing result is that for all of these nations, the portion of national investment in the vaccine_therapeutic antibody, which is recognized as an area of research and development aimed at the development of vaccines and treatments, was also very small (5.1%). It indirectly explained the reason of the poor development of vaccines and treatments. Based on the result of examining the investment status of coronavirus-related research projects through comparative analysis by country, it was found that the US and Japan are relatively evenly investing in all infectious diseases-related research areas, while Europe has relatively large investments in specific research areas such as diagnosis_biomarker. Moreover, the information on major coronavirus-related research organizations in major countries was provided by the classification system, thereby allowing establishing an international collaborative R&D projects.
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국가 감염병 공동R&D전략 수립을 위한 분류체계 및 정보서비스에 대한 연구: 해외 코로나바이러스 R&D과제의 분류모델을 중심으로
이도연 (한국과학기술정보연구원)
이재성 (한국과학기술정보연구원)
전승표 (한국과학기술정보연구원)
김근환 (한국과학기술정보연구원)
Keywords
국가 연구개발 과제, 감염병, 문서분류, 양방향 RNN, 코로나바이러스
Abstract
세계는 신형 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 수 많은 인명 피해와 경제적 손실을 기록하고 있는 상황이다. 우리나라 정부는 연구개발(Research & Development)을 통해 국가 감염병 위기를 극복하려는 전략을 수립하고 실행하기 위한 투자방향을 수립하였다. 기존 기술분류나 과학기술 표준분류에 따른 통계를 활용하면 특정 R&D 분야의 특이점 및 변화를 발견하기 어렵다는 한계가 존재해왔다. 최근 우리나라 감염병 연구개발 과제를 대상으로 수요자의 목적에 맞게 분류체계를 수립하고 연구비 비교 분석을 통해 투자가 요구되는 연구 분야를 제시하는 연구들이 진행되었다. 하지만 현재 국가 보건 안보와 신성장 산업육성이라는 목표를 달성하기 위한 실행방안으로 요구되고 있는 전염병 연구분야의 국가간 협력전략 수립에 필요한 정보를 체계적으로 제공하고 있지 못한 상황이다. 따라서 국가 공동 연구개발 전략 수립을 위한 분류체계와 분류모델기반의 정보서비스에 대한 연구가 요구되고 있다. 우선 감염병관련 NTIS 과제데이터를 기반으로 정성분석을 통해 7개의 분류체계를 도출하였다. 스코퍼스(Scopus) 데이터와 양방향 RNN모델을 사용하여, 분류체계 모델을 학습시켰다. 최종적인 모델의 분류 성능은 90%이상의 높은 정확도와 강건성을 확보하였다. 실증연구를 위해 주요 국가의코로나바이러스 연구개발 과제를 대상으로 전염병 분류체계를 적용하였다. 주요 국가의 감염병(코로나바이러스) 연구개발과제를 분류체계별로 분석한 결과, 세계적으로 유행하는 바이러스의 예상치 못한 창궐이 확산되는 속도에 비해 백신과 치료제 개발이 제대로 이뤄지지 않는 원인의 배경을 간접적으로 확인할 수 있었다. 국가별 비교분석을 통해 미국과 일본은상대적으로 모든 영역에 골고루 연구개발 투자를 하고 있는 것으로 나타난 반면, 유럽은 상대적으로 특정 연구분야에 많은 투자를 하는 집중화 전략을 취하는 것으로 나타났다. 동시에 주요 국가의 코로나 바이러스 주요 연구조직에 대한 정보를 분류체계별로 제공하여 국제 공동R&D 전략의 기초정보를 제공하였다. 본 연구 결과를 통해 세 가지 정책적 의미를도출할 수 있다. 첫째, 데이터기반 과학기술정책 관점에서 수요자 관심분야에 대한 국가 R&D사업의 정보를 글로벌 기준으로 문서를 분류하는 방안을 제시하였다. 둘째, 감염병관련 국가 R&D사업 영역에 대한 정보분석 서비스 기획의 기반을마련하였다. 마지막으로 국가 감염병 R&D 분류체계 수립을 통해 분류 체계의 궁극적 목표인 산업, 기업, 정책 정보를 제공할 수 있는 기반을 마련한 것이다.
Cite this article
JIIS Style
Lee, D., J.-S. Lee, S.-p. Jun, and K.-H. Kim, "The Classification System and Information Service for Establishing a National Collaborative R&D Strategy in Infectious Diseases: Focusing on the Classification Model for Overseas Coronavirus R&D Projects", Journal of Intelligence and Information Systems, Vol. 26, No. 3 (2020), 127~147.

IEEE Style
Doyeon Lee, Jae-Seong Lee, Seung-pyo Jun, and Keun-Hwan Kim, "The Classification System and Information Service for Establishing a National Collaborative R&D Strategy in Infectious Diseases: Focusing on the Classification Model for Overseas Coronavirus R&D Projects", Journal of Intelligence and Information Systems, vol. 26, no. 3, pp. 127~147, 2020.

ACM Style
Lee, D., Lee, J.-S., Jun, S.-p., and Kim, K.-H., 2020. The Classification System and Information Service for Establishing a National Collaborative R&D Strategy in Infectious Diseases: Focusing on the Classification Model for Overseas Coronavirus R&D Projects. Journal of Intelligence and Information Systems. 26, 3, 127--147.
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