AI 소재 강국으로 가는 길…AI로 ‘소재 설계’, 자율실험실서 ‘실험·검증’

과기정통부, AI 소재 R&D 플랫폼 구축 전략 발표
물성 AI 모델·AI 소재 자율실험센터·데이터플랫폼 구축
AI 활용 소재 R&D 패러다임 전환...공급망 불확실성 대응

정부가 인공지능(AI)를 활용한 소재 R&D 패러다임 전환을 위해 소재 AI 모델과 소재 전용 자율실험실, 데이터 통합 플랫폼 등을 구축한다.

AI 기반 소재 기술혁신 가속화와 국가 소재 경쟁력 강화를 통해 소재 기술 패권 경쟁과 공급망 불확실성 등에 선제적 대응하겠다는 전략이다.

과학기술정보통신부는 30일 제8회 과학기술관계장관회의에서 이런 내용의 ‘AI 소재 R&D 플랫폼 구축 전략(2026∼2030년)안’을 발표했다.

기존 소재 연구는 연구자의 경험과 반복 실험에 의존하고 있어 신소재 개발부터 상용화까지 10-∼0년 이상의 막대한 시간과 비용을 투입해야 한다. 이마저도 성공 여부를 예측하기 어려워 주요 선진국은 AI를 활용해 소재 개발 기간 단축과 비용 절감 등을 목표로 독자적 AI 소재 생태계 구축에 집중하고 있다.

이날 발표된 전략은 우리나라의 세계적인 재료과학 기술과 우수한 AI 활용·개발 역량을 활용해 AI 소재 연구개발 패러다임을 혁신적으로 전환하기 위해 마련됐다.

우선, ‘소재 AI 독자 모델’ 개발을 추진한다. 이를 위해 계산·실험을 통해 확보된 다양한 정보를 학습해 소재의 핵심 요소인 6대 물성을 각각 예측하는 ‘물성 AI 모델’과 6대 물성 간 상관 관계를 동시에 예측·설계하는 ‘다중 물성 AI 모델’을 개발한다.

조기 확보가 필요한 공급망 관련 첨단 소재 및 국가전략기술 분야 미래 소재 개발을 위한 ‘소재 AI 특화모델’도 개발해 소재 AI 모델과 자율실험, 데이터 플랫폼을 하나로 연결하는 ‘AI 소재 연구동료’를 구축할 계획이다.

연구자가 AI 소재 연구동료를 활용해 소재 설계부터 검증까지 전 R&D 과정을 주도할 수 있는 인프라를 만들겠다는 것이다.

소재 합성부터 시작품 제조까지 24시간 자동화로 실험·검증하는 이차전지, 수소·에너지, 우주항공·모빌리티, 유기반도체·디스플레이 등 4곳의 ‘AI 소재 전용 자율실험센터’ 구축에도 나선다.

자율실험센터는 로봇과 AI가 결합해 소재 설계·합성·분석·평가 전 과정을 스스로 수행하는 실험실을 뜻한다. 연구자 개입을 최소화해 고품질의 표준화된 실험데이터를 안정적으로 생성할 수 있다.

과기정통부는 자율실험센터 네트워크를 국내 산학연 연구자에게 클라우드 기반으로 제공해 시·공간 제약 없이 신뢰성 높은 데이터 중심의 소재 연구를 수행하도록 도울 예정이다.

하반기에는 ‘국가소재연구데이터통합센터’(가칭)를 지정해 소재연구데이터를 통합 관리하고, AI 기반 소재 인프라를 전담 운영토록 할 방침이다.

아울러 기존 소재연구데이터생태계플랫폼 기능을 ‘국가소재연구데이터통합플랫폼’(가칭)으로 확대 개편해 국가 차원의 데이터 중심 소재연구 생태계 수준을 한 단계 끌어 올린다.

이를 위해 산재돼 있는 소재연구데이터나 자율실험센터에서 생성되는 방대한 소재 실험데이터를 AI 학습이 즉시 가능한 ‘AI-Ready 데이터셋’으로 5년 이내 1000만 건, 10년 이내 5000만 건 고도화해 나갈 계획이다.

이밖에 소재 전문성과 AI 활용 역량을 겸비한 ‘AI소재 융합인재’를 석사 300명, 박사 75명 이상 배출하고, 기존 실험 중심 연구자를 AI 데이터 기반 연구를 주도하는 실무형 인재로 전환해 인력 확보에 나선다.

김성수 과기정통부 연구개발정책실장은 “데이터-소재 AI 모델-자율실험실로 이어지는 ‘혁신적 소재 R&D 생태계’를 조성해 글로벌 공급망 대응과 국가전략기술 미래 소재 선점으로 국가 경쟁력 강화에 기여하겠다”고 말했다.

이준기 기자 bongchu@dt.co.kr