2024년 12월 23일 중국 언론사 인민망(人民网)에 따르면, 중국에서 인공지능(AI, Artificial Intelligence)과 화학의 융합 발전으로 앞으로의 과학 발전에 대한 기대감이 커지고 있다. AI가 8일 동안 688회의 화학 실험을 수행하고, 7일 만에 약 1,000가지 촉매 조합을 분석하는 등 인간보다 훨씬 빠르게 작업을 처리할 수 있게 된 것이다. 중국과학기술대학(中国科学技术大学)의 ‘샤오라이(Xiaolai)’ 시스템(system)은 문헌 조사부터 화합물 합성, 성능 평가, 그리고 머신러닝 모델(machine learning model)의 구축 및 최적화까지 연구 과정 전체를 자동화했다. 이 시스템을 통해 2,000년도 더 걸릴 연구를 단 2개월 만에 완료했다.
AI와 화학의 결합은 지구 뿐만 아니라 우주로도 확장 중이다. 중국 연구진은 화성에서 산소를 추출할 수 있는 AI 로봇(robot)을 개발했다. 2023년 11월 13일(현지시간) 과학기술대학교 연구팀은 물에서 산소를 분해하는 촉매 개발용 로봇을 제작했다고 발표했다. 화성의 극지역과 행성 표면 아래에 있는 물에서 산소를 추출하는 방식이다. 이 로봇은 팔이 달린 냉장고 크기의 이동식 기계이다. 산(Acids)과 알칼리(Alkali)를 이용해 실제 화성의 샘플(sample)과 표면을 모방한 지구 운석을 용해 및 분리한 뒤 생성된 화합물을 분석했다. 그 결과 화성의 물을 분해하는 화학 물질에 대한 데이터(data)를 약 370만개 도출했고, 이를 토대로 물에서 산소를 생성할 수 있는 산소 진화 반응 촉매를 만들 수 있었다. (출처: HelloDD)
AI와 화학의 융합 발전은 실생활에도 영향을 미치고 있다. 산업에서 요구하는 화학 물질을 단기간 내 선별 및 제작할 수 있는 해결책을 제공하기 때문이다. 한 연구팀은 1년 만에 6천만 개의 유기 소분자 중에서 적합한 냉각제 분자를 선택하고, 이를 합성 및 테스트(test)해 실제 제품으로 전환하는 데 성공했다. 또한, AI는 화학과 관련한 복잡한 데이터를 효과적으로 분석 및 예측하는 데 강점을 지닌다. 예를 들어, AI 기반 모델인 ‘알파폴드3′(Alpha Fold3)는 단백질과 DNA(Deoxyribo Nucleic Acid), RNA(RiboNucleic Acid) 등의 구조와 상호작용을 정확히 예측해 생명과학 연구의 새로운 가능성도 열고 있다.
현재 AI의 도입은 화학 연구에서 발전의 다양성과 새로운 도전을 촉진하고 있다. 반복적이고 위험한 실험을 자동화하고, 방대한 데이터를 효율적으로 분석해 과거에는 불가능했던 문제들을 해결하는 등 단순히 도구를 넘어 연구 혁신의 핵심으로 자리 잡은 것이다. 특히, 지구를 넘어 우주 자원의 활용까지 연구 범위를 확장하는 AI의 기술적 진전은 화학 산업의 지속 가능성과 효율성을 높이는 데도 크게 기여할 것으로 기대된다.
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