원하는 소재 개발, 인공지능으로 한다

[아이뉴스24 정종오 기자] 한국과학기술원(KAIST) 연구팀이 구조적 복잡성을 지닌 다공성 소재를 생성하는 인공지능 모델을 개발해 이용자가 원하는 특성의 소재를 선택적으로 생성할 수 있게 됐다.

KAIST(총장 이광형)는 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 원하는 물성을 가진 금속 유기 골격체(Metal-Organic Frameworks, MOF)를 생성하는 인공지능 모델을 개발했다고 23일 발표했다.

김지한 교수 연구팀이 개발한 생성형 인공지능 모델인 모퓨전(MOFFUSION)은 금속 유기 골격체의 구조를 보다 효율적으로 표현하기 위해, 이들의 공극 구조를 3차원 모델링 기법을 활용해 나타내는 혁신적 접근 방식을 채택했다. 이 기법을 통해 기존 모델들에서 보고된 낮은 구조 생성 효율을 81.7%로 크게 높였다.

모퓨전은 생성 과정에서 이용자가 원하는 특성을 다양한 형태로 표현해 인공지능 모델에 입력할 수 있는 특징이 있다. 연구팀은 이용자가 원하는 물성을 숫자, 카테고리, 텍스트 등 다양한 형태로 입력할 수 있으며 데이터 형태와 관계없이 높은 생성 성능을 보였다고 설명했다.

이용자가 생성하고자 하는 물질의 특성값을 텍스트 형태(예: 30g/L의 수소 흡착량을 갖는 구조)로 모델에 입력하면 모델은 이에 상응하는 물질을 선택적으로 생성한다. 이러한 특징은 소재 개발에 있어 인공지능 모델의 활용성과 편의성을 크게 개선하는 요소로 작용한다.

김지한 교수는 “원하는 물성의 소재를 개발하는 것은 소재 분야의 가장 큰 목표이며 오랜 연구 주제”라며 “연구팀이 개발한 기술은 인공지능을 활용한 다공성 소재 개발에 있어 큰 발전을 이뤘으며, 앞으로 해당 분야에서 생성형 인공지능의 도입을 촉진할 것”이라고 말했다.

KAIST 생명화학공학과 박준길 박사, 이유한 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과(논문명 : Multi-modal conditional diffusion model using signed distance functions for metal-organic frameworks generation)는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 지난 1월 2일 실렸다.