AI･로봇으로 새로운 화학반응 지도 그린다

인공지능(AI)과 로봇을 결합해 수천가지 화학 반응을 동시에 탐색하고 정밀하게 제어할 수 있는 신기술이 개발됐다. 

과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 인공지능 및 로봇 기반 합성 연구단(단장 바르토슈 그쥐보브스키)이 자체 제작한 AI·로봇 플랫폼을 통해 복잡한 화학 반응 네트워크를 지도화하고 새로운 화합물을 발견하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구 결과는 9월 25일 국제 학술지 '네이처(Nature)' 온라인판에 게재됐다.

IBS 연구팀이 개발한 플랫폼은 하루 약 1000회의 화학 실험을 자동 수행하며 방대한 데이터를 축적·분석한다. 이를 통해 동일한 원료라도 조건(온도·양·촉매 등)에 따라 전혀 다른 반응 결과가 나오는 복잡한 경로를 시각화하고 알려지지 않았던 숨은 반응 경로까지 찾아냈다.

대표적으로 150년 전 보고된 '한츠슈 피리딘 합성 반응'을 정밀하게 재구성해 기존 알려진 7종 생성물 외에 9개의 새로운 중간체·생성물을 추가로 규명했다.

연구진은 '프러시안 블루 유사체(PBA)' 756가지 조합을 합성해 최적의 금속 조성과 효율성을 확인했으며 지금까지 보고되지 않은 새로운 생성물 4종을 밝혀냈다. 이는 2차전지 소재 및 촉매 연구의 성능·정밀도를 높이는 데 기여할 것으로 전망된다.

제1저자인 얀카이 지아(Yankai Jia)는 "로봇과 AI 활용을 고도화해 새로운 분자 발견 속도를 혁신적으로 높여 신소재 연구에 활용하겠다"고 말했다.

그쥐보브스키 단장은 "화학 반응을 직선적 공식이 아닌 네트워크로 이해하는 것이 앞으로의 연구 패러다임을 바꿀 것"이라며 "AI·로봇 기반 접근은 미래 신약 개발과 첨단 소재 혁신에도 크게 기여할 것"이라고 강조했다.