AI·로봇 기반 플랫폼으로 미지의 화학 반응 규명한다

하이커뮤니티매니져 0 6 09.25

AI･로봇 화학 실험 플랫폼을 자체개발한 연구진. 기초과학연구원(IBS) 제공

국내 연구진이 인공지능(AI)과 로봇을 결합한 새로운 화학 실험 플랫폼을 개발했다. 전통적인 화학 합성 방식의 한계를 넘어 새로운 화학 반응과 물질을 빠르고 정밀하게 탐색할 수 있는 길을 열었다는 점에서 주목된다.

기초과학연구원(IBS)은 바르토슈 그쥐보브스키 인공지능 및 로봇 기반 합성 연구단장 연구팀이 하루 약 1000회의 실험을 자동으로 수행하는 AI·로봇 화학 실험 플랫폼을 자체 개발했다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 이날 국제학술지 '네이처' 온라인판에 게재됐다.

이번에 개발된 플랫폼은 수천 가지 반응 조건을 동시에 탐색하면서 그 결과를 네트워크 형태의 지도로 시각화해 원하는 생성물을 선택적으로 합성할 수 있도록 구현됐다. 이를 통해 기존 연구에서 밝혀지지 않았던 숨은 반응 경로를 찾아내고 조건 변화에 따라 동일한 출발 물질이 전혀 다른 생성물로 전환될 수 있음을 확인했다.

대표 사례로 연구팀은 150년 전 보고된 ‘한츠슈 피리딘 합성 반응’을 재조명했다. 항생제와 항암제 등 의약품 제조에 널리 활용되는 이 반응을 정밀 지도화한 결과 기존 7종의 생성물 외에 9개의 새로운 중간체와 생성물이 추가로 발견됐다. 또 이차전지 소재로 주목받는 ‘프러시안 블루 유사체(PBA)’의 경우 756가지 금속 조성을 합성해 최적의 조합을 도출하고 기존보다 효율성이 높은 새로운 물질 4종을 규명했다.

연구팀은 이번 성과가 단순한 반응 결과를 넘어 복잡한 화학 네트워크 전체를 해석할 수 있는 도구로 자리 잡을 것이라고 강조했다. 특히 기존 전통적 실험 방식만으로는 확보하기 어려웠던 AI 학습용 데이터를 로봇 실험을 통해 빠르게 축적할 수 있게 되면서 앞으로 신약 개발과 신소재 탐구 속도가 크게 빨라질 것으로 전망된다.

연구 논문의 제1저자인 얀카이 지아 IBS 연구원은 “로봇과 AI를 고도화해 새로운 화학 물질 발견 속도를 획기적으로 높여갈 것”이라며 “발견된 분자들을 실제 신소재 연구에 활용할 계획”이라고 말했다. 그쥐보브스키 단장은 “화학 반응을 직선이 아닌 네트워크로 이해하는 것은 연구 패러다임의 중요한 전환점이 될 것”이라며 “AI와 로봇을 활용한 합성 기술이 미래 의약품과 소재 혁신에 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=74234

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