인공지능(AI)과 로봇이 결합되면서 화학 연구의 패러다임이 바뀌고 있다. 기존에는 수천 가지 조건을 하나씩 실험해야 했지만 하루 1000건 이상의 반응을 동시에 확인하고 이들을 한데 모아 정밀한 지도로 제작할 수도 있게 됐다. 신소재를 찾고 신약 후보물질을 발굴하는 데 속도가 붙을 전망이다.
과학기술정보통신부는 바르토시 그지보프스키 기초과학연구원(IBS) AI 및 로봇 기반 합성 연구단장이 신속하고 정밀하게 화학 합성물을 실험하고 만들어내는 플랫폼을 개발했다고 24일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.
연구팀은 로봇 실험 장치에 AI 분석 알고리즘을 결합해 복잡한 화학 반응 과정을 네트워크 형태로 시각화했다. 화학 반응은 ‘A+B=C’처럼 단순한 식으로 표현되지만 실제 현상은 훨씬 복잡하다. 화합물의 양, 온도, 촉매 등의 조건에 따라 수많은 변수가 생길 수 있어서다. 연구팀은 개발한 플랫폼을 활용하면 숨겨진 반응 경로를 밝혀내고 조건에 따라 생성물이 만들어지는 과정을 추적할 수 있다.
상용화 가능성도 입증했다. 예컨대 연구팀은 150년 전 보고된 고전적인 합성 반응인 ‘한치 피리딘 합성’ 과정을 지도로 제작해 지금까지 알려진 7종 외에 9종의 새로운 중간체·생성물을 찾아내는 데 성공했다. 또 2차전지 등에 쓰이는 구조체인 ‘프러시안 블루 유사체’의 금속 조성을 합성해 기존보다 효율성과 정밀도를 높일 수 있는 조합을 찾아내기도 했다.
이번 연구 성과는 단순 실험 자동화를 넘어 AI를 활용해 화학 반응 네트워크를 체계적으로 재구성했다는 점에서 의미가 깊다. 정교한 AI 플랫폼을 구축하기 위해서는 학습에 필요한 대규모·고품질 데이터가 필수적이다. 연구팀의 플랫폼은 로봇 실험을 통해 얻은 방대한 반응 데이터를 AI와 바로 연계해 학습할 수 있어 화학 연구의 정밀성과 확장성을 끌어올릴 것으로 기대된다. 논문의 제1 저자인 얀카이 지아 IBS 선임연구원은 “새로 발견한 분자들을 신소재 연구에 적용할 계획”이라고 말했다.
이영애 기자
과학기술정보통신부는 바르토시 그지보프스키 기초과학연구원(IBS) AI 및 로봇 기반 합성 연구단장이 신속하고 정밀하게 화학 합성물을 실험하고 만들어내는 플랫폼을 개발했다고 24일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.
연구팀은 로봇 실험 장치에 AI 분석 알고리즘을 결합해 복잡한 화학 반응 과정을 네트워크 형태로 시각화했다. 화학 반응은 ‘A+B=C’처럼 단순한 식으로 표현되지만 실제 현상은 훨씬 복잡하다. 화합물의 양, 온도, 촉매 등의 조건에 따라 수많은 변수가 생길 수 있어서다. 연구팀은 개발한 플랫폼을 활용하면 숨겨진 반응 경로를 밝혀내고 조건에 따라 생성물이 만들어지는 과정을 추적할 수 있다.
상용화 가능성도 입증했다. 예컨대 연구팀은 150년 전 보고된 고전적인 합성 반응인 ‘한치 피리딘 합성’ 과정을 지도로 제작해 지금까지 알려진 7종 외에 9종의 새로운 중간체·생성물을 찾아내는 데 성공했다. 또 2차전지 등에 쓰이는 구조체인 ‘프러시안 블루 유사체’의 금속 조성을 합성해 기존보다 효율성과 정밀도를 높일 수 있는 조합을 찾아내기도 했다.
이번 연구 성과는 단순 실험 자동화를 넘어 AI를 활용해 화학 반응 네트워크를 체계적으로 재구성했다는 점에서 의미가 깊다. 정교한 AI 플랫폼을 구축하기 위해서는 학습에 필요한 대규모·고품질 데이터가 필수적이다. 연구팀의 플랫폼은 로봇 실험을 통해 얻은 방대한 반응 데이터를 AI와 바로 연계해 학습할 수 있어 화학 연구의 정밀성과 확장성을 끌어올릴 것으로 기대된다. 논문의 제1 저자인 얀카이 지아 IBS 선임연구원은 “새로 발견한 분자들을 신소재 연구에 적용할 계획”이라고 말했다.
이영애 기자
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