없는 물질 종류도 필요하면 AI로 설계해 만든다

조선비즈
  • 김윤수 기자
    입력 2020.10.27 13:00

    카이스트, 원하는 기능 갖춘 신소재 구조 역설계 기술 개발
    컴퓨터 등록 후보군 중 최적 물질 찾는 기존 방법 단점 보완
    수소촉매로 활용 가능한 신소재 23종 구조 예측 성공

    소재 역설계 방법으로 신소재 구조를 예측해 만드는 과정 모식도./카이스트
    원하는 기능을 갖춘 신소재의 예상 구조를 인공지능(AI)으로 찾아 만드는 기술이 개발됐다. 컴퓨터에 등록된 물질들 중 원하는 기능을 갖춘 물질을 찾는 스크리닝 탐색법과 반대로 기능을 토대로 구조를 설계하는 방식이기 때문에 등록되지 않은 물질도 만들 수 있다.

    카이스트(KAIST)는 정유성 생명화학공학과 교수 연구팀이 AI 기술을 이용해 새로운 물질을 예측하는 ‘소재 역설계’ 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

    물질이 갖출 수 있는 구조의 경우의 수는 무수히 많다. 이 중 원하는 기능을 갖춘 구조를 찾기 위해 컴퓨터 스크리닝 탐색법이 쓰이고 있다. 컴퓨터에 미리 등록된 물질 후보군 중 조건에 맞는 물질을 골라내는 방법이다. 하지만 최적의 물질이 후보군에 등록됐을 경우에만 제대로 활용할 수 있다.

    연구팀은 AI가 기존 후보군에 없는 물질을 새로 설계해 낼 수 있도록 했다. 의도한 기능을 구현할 수 있는 물질 조성과 구조를 예측해서 설계하는 방법이다. 이를 위해 ‘적대적 생성 신경망(GAN)’이라는 AI 모델을 사용했다.

    연구팀은 소재 역설계 기술을 통해 실제로 수소생산 효율을 높여주는 마그네슘·망간·산화물 기반의 광촉매를 포함해 23종의 물질 구조를 예측해냈다. 이는 기존 학계 데이터베이스상에 존재하지 않았던 물질이다.

    정 교수는 "사용자가 원하는 특정 물성을 갖는 소재를 설계하는 데 활용할 수 있다"고 말했다.

    연구성과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 국제 학술지 ‘센트럴 사이언스(Central Science)’ 8월호에 실렸다.

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