반도체·이차전지·우주항공 소재, AI·로봇이 24시간 개발한다
인공지능(AI)이 신소재를 설계하고 연구 로봇이 24시간 실험·검증하는 자율실험 인프라가 국내에 구축된다.
과학기술정보통신부(과기정통부)는 30일 개최된 제8회 과학기술관계장관회의에서 반도체·이차전지·우주항공 등 핵심 산업 분야의 신소재 개발 기간과 비용을 획기적으로 줄이기 위한 ‘AI소재 R&D 플랫폼 구축 전략(`26~`30)(안)’을 발표했다. 10~20년씩 걸리던 소재 개발 주기를 AI와 로봇 자동화로 단축해 글로벌 공급망 불확실성과 기술패권 경쟁에 맞선다는 구상이다.
글로벌 공급망 불확실성과 기술패권 경쟁이 심화되는 가운데 기존 소재 연구는 연구자의 경험과 반복 실험에 의존해 상용화까지 막대한 시간과 비용이 소요되는 구조적 한계를 안고 있다.
과기정통부는 한국의 재료과학 기술 수준과 AI 활용·개발 역량을 바탕으로 소재 R&D 패러다임을 전환한다는 목표 아래 AI 모델 독자 개발·자율실험센터 구축·국가 데이터 통합 플랫폼 운영·융합형 인재 양성을 4대 핵심 전략으로 제시했다.
신소재 설계 정확도를 높이고 개발 기간을 단축하기 위해 소재 AI 모델을 독자 개발한다. 계산·실험 데이터를 학습해 소재의 6대 물성(기계·자기·전기·화학·열·광학)을 각각 예측하는 '물성 AI 모델'과 물성 간 상관관계를 동시에 예측·설계하는 '다중 물성 AI 모델'을 개발한다.
공급망 관련 첨단소재와 국가전략기술 분야 미래소재 개발을 위한 '소재AI 특화모델'도 지속 개발한다. 소재 AI 모델·자율실험·데이터 플랫폼을 하나로 연결하는 'AI 소재 연구동료'를 통해 연구자가 설계부터 검증까지 전 R&D 과정을 주도하도록 지원한다.
소재 합성부터 시작품 제조까지 24시간 자동화로 실험·검증하는 전략분야별 'AI 소재 전용 자율실험센터'도 구축한다. 로봇과 AI를 결합해 소재 설계-합성-분석-평가 전 과정을 자동 수행하고 연구자 개입을 최소화해 고품질 표준화 실험데이터를 안정적으로 생성한다.
국내 산·학·연 연구자는 클라우드 기반 '자율실험센터 네트워크'를 통해 시간·공간 제약 없이 신뢰도 높은 데이터 중심 소재 연구를 수행할 수 있다.
4대 자율실험센터(명칭 가칭)는 분야별로 역할을 나눈다. 이차전지 자율실험센터는 양극재·액체전해질·고체전해질 등 세라믹·유기/무기화학 계열 소재를, 수소·에너지 자율실험센터는 전기화학·열촉매·광촉매 연구를 맡는다. 우주항공·모빌리티 자율실험센터는 알루미늄·니켈합금·티타늄·마그네슘 등 금속·복합재·세라믹 계열을, 유기반도체·디스플레이 자율실험센터는 유기반도체·기능성 유기고분자 등 유기화학·복합재 계열을 집중 연구한다.
국가 차원의 소재 연구데이터를 통합 관리하고 AI 기반 소재 인프라를 전담 운영하는 '국가소재연구데이터통합센터(가칭)'를 2026년 하반기 중 지정한다. '소재연구데이터생태계플랫폼'을 확대 개편해 '국가소재연구데이터통합플랫폼(가칭)'을 구축하고 산재된 소재 연구데이터와 자율실험센터 생성 실험데이터를 AI 학습이 즉시 가능한 데이터셋으로 5년 이내 1000만 건, 10년 이내 5000만 건 고도화를 목표로 한다.
온톨로지 기반 구조화·표준화로 데이터 자산화와 데이터 주권을 강화하고 해외 GPU 서비스 의존도를 낮춰 데이터 유출도 방지한다. 온톨로지는 특정 전문 분야의 개념·속성·관계를 체계적으로 정의하고 연결한 지식 구조 체계다.
소재 전문성과 AI 활용 역량을 겸비한 융합형 인재도 체계적으로 양성한다. 석사 300명, 박사 75명 이상의 AI 소재 융합인재 배출을 목표로 산·학·연 공동연구와 인턴십 프로그램을 운영해 현장 중심 문제해결 역량을 강화한다. 기존 실험 중심 연구자를 AI·데이터 기반 연구 인재로 전환하는 교육·훈련 프로그램도 신설한다.
김성수 연구개발정책실장은 "데이터-소재 AI 모델-자율실험실로 이어지는 혁신적 소재 R&D 생태계를 조성해 글로벌 공급망 현안에 대응하고, 국가전략기술 미래 소재를 선점해 국가 경쟁력 강화에 기여하겠다"고 밝혔다.
[조가현 기자 gahyun@donga.com]
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