정부가 신소재 개발에 속도를 내기 위해 '소재 AI 모델'의 독자 개발을 지원하고, 연구로봇이 24시간 실험·검증하는 자율실험 인프라 구축에 나선다.

과학기술정보통신부는 30일 개최한 제8회 과학기술관계장관회의에서 'AI 소재 R&D 플랫폼 구축 전략(안)'을 발표했다고 밝혔다.

기존 소재 연구는 연구자의 경험과 반복 실험에 의존하는 방식이어서 신소재 개발부터 상용화까지 10~20년 이상의 막대한 시간과 비용이 투입되고, 투입한 노력에 비해 성공 여부를 예측하기 어려운 구조적 한계점이 있어 불확실성 최소화하고 글로벌 트렌드를 반영한 국가적 차원의 전략이 절실한 상황이다.

이에 과기정통부는 한국의 세계적 재료과학 기술 수준과 우수한 국가적 AI 활용·개발 역량 확대 추세를 발판 삼아 AI소재 연구개발 패러다임을 혁신적으로 전환하기 위한 전략을 마련했다.

이번 전략은 'AI소재 독자기술 확보로 소재 신시장 개척'이라는 비전을 앞세워 지속 가능한 AI 기반 소재 기술혁신 가속화와 국가 소재경쟁력 강화를 위한 4대 핵심 추진전략을 제시했다.

먼저, 과기정통부는 신소재 설계의 정확도를 높이고 개발기간을 획기적으로 단축하기 위한 '소재 AI 모델'의 독자 개발을 지원한다.

계산·실험으로 확보한 다양한 정보를 학습해 소재의 핵심 요소인 기계·자기·전기·화학·열·광학 등 6대 물성을 각각 예측하는 '물성 AI모델'을 개발하고, 6대 물성 간 상관관계를 동시 예측·설계하는 '다중 물성 AI 모델'을 개발할 계획이다.

또한 조기 확보가 필요한 공급망 관련 첨단소재 및 국가전략기술 분야 미래소재 개발을 위한 '소재AI 특화모델'을 개발하며, 이번 전략으로 구축되는 소재 AI모델-자율실험-데이터플랫폼을 하나로 연결하는 'AI소재 연구동료'를 통해 연구자가 소재 설계부터 검증까지의 전 R&D 과정을 주도할 수 있게 할 계획이다.

이어서 과기정통부는 소재 합성부터 시작품 제조까지 24시간 자동화로 실험·검증하는 주요 전략분야별 'AI소재 전용 자율실험센터' 구축을 지원한다.

자율실험센터는 로봇과 AI가 결합돼 소재의 설계-합성-분석-평가 전 과정을 스스로 수행하는 실험실로, 연구자의 개입을 최소화해 고품질의 표준화된 실험데이터를 안정적으로 생성할 수 있다.

국내 산·학·연 연구자는 클라우드 기반의 '자율실험센터 네트워크'를 통해 시간·공간의 제약이 없이 신뢰성이 높은 데이터 중심의 소재 연구를 할 수 있게 된다.

아울러 과기정통부는 국가 차원의 소재연구데이터를 통합 관리하고, AI 기반 소재 인프라를 전담 운영하는 '국가소재연구데이터통합센터(가칭)'를 올해 하반기에 지정하고, '소재연구데이터생태계플랫폼'의 기능을 확대·개편해 '국가소재연구데이터통합플랫폼(가칭)'을 구축할 계획이다.

'국가소재연구데이터통합플랫폼'은 클라우드 기반의 AI 서비스 인프라를 구축·운영하며 소재연구데이터의 수집·등록·관리, 표준화, 품질관리 관리, 보안대책, 활용 촉진 등을 체계적으로 선도해 국가 차원의 데이터 중심 소재연구 생태계의 수준을 한층 더 끌어올릴 계획이다.

특히 흩어져 있는 소재연구데이터나 자율실험센터에서 생성되는 방대한 소재 실험데이터를 AI 학습이 즉시 가능한 AI-Ready 데이터셋으로 5년 이내 1000만 건, 10년 이내 5000만 건 고도화를 목표로 한다. 온톨로지 기반의 구조화와 표준화로 데이터 주권을 강화하고 해외 GPU 서비스 등 해외 의존도를 낮추어 데이터 유출 방지 등에도 기여할 것으로 기대된다.

이와 함께 과기정통부는 특정 소재 전문성과 AI 활용 역량을 겸비한 융합형 인재의 체계적 양성을 지원한다.

AI소재 융합인재를 석사 300명, 박사 75명 이상 배출하기 위해 산·학·연 간 공동연구, 인턴십 프로그램으로 현장 중심 문제해결 역량을 강화한다.

기존 실험 중심 연구자를 AI·데이터 기반 연구를 주도하는 실무형 인재로 전환하기 위한 교육·훈련 프로그램도 신설해 소재AI 융합 인재를 확보한다.

김성주 과기정통부 연구개발정책실장은 "최근 과기정통부는 글로벌 AI 경쟁 본격화 시대에 발맞춰 과학기술 R&D와 AI의 융합을 위한 과학기술×AI 국가전략과 AI 시대 과학기술 경쟁력 대도약을 위한 K-문샷 추진전략을 수립해 실천해 나가고 있다"고 말했다.

그러면서 "데이터-소재 AI 모델-자율실험실로 이어지는 혁신적 소재 R&D 생태계를 조성해 글로벌 공급망 현안 대응과 국가전략기술 미래 소재 선점을 통한 국가 경쟁력 강화에 기여하겠다"고 강조했다.

문의: 과학기술정보통신부 원천기술과(044-202-4546)