인공지능(AI), 로봇을 활용해 새로운 화학 생성물을 빠르게 탐색하고, 정밀하게 만들 수 있을 전망이다.
과학기술정보통신부(장관 배경훈)는 바르토슈 그쥐보브스키 기초과학연구원(IBS·원장 노도영) 인공지능 및 로봇 기반 합성 연구단장팀이 화학 합성물을 실험·생성하는 AI·로봇 플랫폼을 개발했다고 밝혔다. 성과는 국제 학술지 네이처에 25일 오전 0시 온라인 게재됐다.
개발 플랫폼은 AI·로봇을 결합해 수천 가지 화학 반응 조건을 동시에 실험해 결과를 정밀 지도로 그려내고 원하는 물질을 선택적으로 생성할 수 있도록 구현됐다.
실제 화학 반응은 양이나 온도를 조금만 바꿔도 전혀 다른 결과가 나올 수 있고, 과정은 여러 경로의 복잡한 네트워크로 이뤄진다.
연구진은 하루에 약 1000회 화학 실험을 자동 수행하는 AI·로봇 플랫폼을 자체 제작·활용해, 복잡한 네트워크 형태 화학 반응 과정을 정밀 지도로 그려냈다. 화학 반응 경로를 시각화하고, 특정 조건에서 나타나는 숨은 화학 반응 경로까지 발견했다.
대표적으로, 150년 전 처음 보고돼 항생제·항암제 등 의약품 제조에 활용되는 '한츠슈 피리딘 합성 반응'을 정밀하게 지도화하고 전체 반응 네트워크를 재구성했다. 이로써 이미 알려진 기존 7종 생성물 외에 9개의 새로운 중간체·생성물을 추가로 밝혀냈다.
또 이차전지 등에 활용되는 '프러시안 블루 유사체' 금속 조성(756가지)을 합성해 기존 촉매보다 효율성·정밀도가 높은 최적의 조합을 찾아내고, 새로운 생성물 4종을 규명했다.
이번 연구로 미지의 화학 영역 탐구, 새로운 물질 연구가 한층 가속화될 전망이다.
제1저자인 얀카이 지아는 “로봇과 AI 활용을 고도화해 새로운 화학 물질 발견 속도를 획기적으로 높여나갈 것”이라며 “새롭게 찾은 분자들을 신소재 연구에 실제로 활용할 계획”이라고 밝혔다.
그쥐보브스키 연구단장은 “화학 반응을 직선이 아닌 네트워크 형태로 바라보는 것은 앞으로 화학 연구에 중요한 전환점이 될 것”이라며 “AI와 로봇 활용을 통해 화학 합성의 효율성과 다양성을 크게 높이고 미래 신약 개발과 소재 혁신에도 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
