AI가 가설 세우고 로봇이 24시간 실험…'자율실험실' 생태계 만든다

삼성종합기술원·SK하이닉스 등 80여개 기관 참여…K-문샷 핵심 인프라 구축

인공지능(AI)이 가설을 세우면 로봇과 실험장비가 사람의 개입 없이 24시간 실험하고, 그 결과를 다시 AI가 학습하는 '자율실험실' 생태계 구축이 본격화된다. 삼성종합기술원과 SK하이닉스 등 기업과 대학·연구기관 80여곳이 참여해 기술 개발부터 표준화, 실증까지 공동 추진한다.

과학기술정보통신부와 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 11일 서울 엘타워에서 '자율실험실 산·학·연 협의체' 출범식을 개최했다. 국내에서 자율실험실을 중심으로 산업계와 대학, 연구기관이 참여하는 국가 차원의 협의체가 출범하는 것은 이번이 처음이다.

기사의 이해를 돕기 위한 자료 사진. 미국 로렌스버클리국립연구소의 자율실험실 'A-Lab'에서 로봇이 소재 합성 실험을 수행하고 있다. A-Lab은 AI와 로봇을 결합해 실험 설계부터 합성·분석까지 자동화한 연구시설이다. Marilyn Sargent/Berkeley Lab 제공

자율실험실(Self-Driving Lab·SDL)은 AI와 로봇, 실험장비를 연계해 사람의 개입을 최소화하면서 실험을 자동으로 반복하는 차세대 연구 플랫폼이다. AI가 실험 조건을 설정하고 로봇이 실험을 수행한 뒤 결과를 분석해 다시 새로운 실험 조건을 만드는 방식이다.

24시간 연속 실험과 방대한 실험 조건의 탐색이 가능해 기존 수년이 걸리던 연구 기간을 수개월 수준으로 단축하고 실험의 재현성과 효율성을 높일 수 있다는 것이 정부의 설명이다. 소재와 바이오, 제약 분야 등을 중심으로 활용이 확대되고 있으며 미국과 유럽 등에서도 관련 투자가 이어지고 있다.

자율실험실은 정부가 추진하는 도전형 연구개발(R&D) 프로젝트 'K-문샷'의 핵심 연구 인프라로 활용될 예정이다. AI가 가설을 생성하고 실험으로 검증한 뒤 결과를 다시 학습해 새로운 가설을 만드는 '가설-실험-분석-재가설'의 폐루프(Closed-loop) 연구 체계를 구축하는 것이 목표다.

장비·데이터 제각각…국가 표준·공동 인프라 만든다

국내에서도 바이오와 소재 등 첨단 연구 분야를 중심으로 자율실험실 도입이 늘고 있지만 연구기관마다 장비와 데이터 형식, 운영 방식이 달라 개별 실험실 간 연계가 어렵다는 문제가 제기돼 왔다.

새 협의체는 이를 해결하기 위해 자율실험실 기술과 플랫폼·표준 정립, 공동 활용 인프라와 레퍼런스 자율실험실 구축, 데이터 축적, 수요기업 실증과 민간 확산 등을 추진한다.

서울대 정유성 교수가 협의체 위원장을 맡고 국가과학AI연구센터(NAIS)와 KBSI가 공동간사를 담당한다. 파크시스템스와 에이치비솔루션 등 장비 공급기업을 비롯해 삼성종합기술원, SK하이닉스 등 수요기업 50개사와 30여개 대학·연구기관이 참여한다.

특히 자율실험실에서 생산되는 연구 데이터를 AI가 바로 학습할 수 있도록 데이터 축적과 품질관리 체계도 마련할 계획이다. 연구장비 간 통신 규격과 데이터 형식, 운영 체계를 표준화해 서로 다른 기관의 자율실험실을 연계하는 기반도 구축한다.

황금숙 KBSI 원장 직무대행은 "KBSI의 연구장비 운영·지원 경험을 바탕으로 자율실험실 공통 운영체계와 표준 마련, 연구현장 확산에 기여하겠다"고 말했다. 유용균 국가과학AI연구센터장도 "자율실험실에서 생산되는 데이터가 AI 학습으로 곧바로 이어지도록 데이터 축적·품질관리 체계를 구축하고 이를 국가 차원의 AI 학습 자산으로 만들어 나가겠다"고 했다.

구혁채 과기정통부 제1차관은 "자율실험실은 K-문샷 등 국가적 미션을 뒷받침하는 핵심 인프라로 과학적 발견과 검증을 가속화하는 데 기여할 것"이라며 "정부와 출연연, 대학, 산업계가 함께 국내 자율실험실 생태계를 구축할 수 있도록 정책·제도적으로 적극 지원하겠다"고 밝혔다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr