IBS 연구팀, AI·로봇 합성 플랫폼 개발…"화학 신물질 발견 가속"

인공지능(AI)과 로봇을 활용해 새로운 화학 생성물을 보다 빠르고 정밀하게 탐색할 수 있는 길이 열렸다.

과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 인공지능·로봇 기반 합성 연구단 바르토슈 그쥐보브스키 단장 연구팀이 화학 합성물을 자동으로 실험·생성하는 AI·로봇 플랫폼을 개발했다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 네이처 온라인판에 게재됐다.

이번 플랫폼은 하루 최대 1000회의 화학 실험을 자동 수행하며, 수천 가지 반응 조건을 동시에 시험하고 결과를 정밀한 지도로 그려낸다. 이를 통해 연구진은 반응 경로를 시각화하고 특정 조건에서 나타나는 숨은 반응까지 규명했다. 동일한 원료라도 조건을 달리하면 전혀 다른 생성물이 만들어질 수 있으며, 알려지지 않았던 신물질도 발견됐다.

연구진은 항생제와 항암제 제조에 활용되는 ‘한츠슈 피리딘 합성 반응’을 정밀 지도화해 기존 알려진 7종 외에 새로운 중간체와 생성물 9종을 추가로 확인했다. 또 이차전지 소재로 쓰이는 ‘프러시안 블루 유사체’ 756가지 조합을 합성해 최적의 조합을 도출하고, 보고된 적 없는 생성물 4종을 새롭게 밝혀냈다.

이번 성과는 고전적 화학 반응에도 여전히 미지의 경로가 존재함을 입증하며, 합성 효율성과 정밀성을 높이는 새로운 연구 방향을 제시한 것으로 평가된다. 특히 로봇을 활용해 실험 데이터를 대규모로 축적하고 AI 학습에 즉시 활용함으로써 데이터 부족 문제를 해소한 점에서 의미가 크다.

제1저자인 얀카이 지아 연구원은 “AI와 로봇을 고도화해 새로운 화학 물질 발견 속도를 획기적으로 높여갈 것”이라며 “새로 찾은 분자들을 신소재 연구에 실제 활용할 계획”이라고 말했다.

그쥐보브스키 단장은 “화학 반응을 직선이 아닌 네트워크로 보는 시각은 연구의 전환점이 될 것”이라며 “AI·로봇 플랫폼을 통해 합성 효율성과 다양성을 크게 높이고 신약 개발과 소재 혁신에도 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.