일본산업뉴스요약

소재 개발, AI로 '10배속'
미쓰비시케미컬, 200억엔으로 연구소

국내 최대 화학기업인 미쓰비시케미컬홀딩스(HD)는 연구 개발을, 인공지능(AI)을 활용한 체제로 만든다. 총액 200억엔 이상을 투자하여 요코하마시에 위치한 기초화학중핵연구소를 2021년말까지 전면 쇄신한다. 연구 데이터를 AI로 분석하여 신소재 개발 기간을 최대 10분의 1로 단축하는 효과를 전망하고 있다. 소재 개발 현장에서도 디지털화가 국제 경쟁력을 좌우하는 단계에 들어섰다고 할 수 있다.

-- 경험에 의지, 데이터 분석으로 탈피 --
소재 개발에서는 유럽과 미국을 중심으로 ‘Materials Informatics(MI)’라는 방법이 확산되고 있다. AI 등의 활용으로 방대한 데이터 처리나 혁신적인 소재의 발견이 가능해질 것으로 기대된다. 미쓰비시케미컬HD이 추진하는 대규모의 AI 활용은 일본의 소재 개발의 디지털화를 가속시킬 것이다.

미쓰비시케미컬HD 산하의 사업회사, 미쓰미시케미컬이 요코하마시에 위치한 연구소를 쇄신하여 MI를 폭넓게 채용한다. 현재는 여러 개로 나뉘어져 있는 연구동을 하나의 커다란 연구동으로 집약한다. 새로운 연구동은 지상 6층, 지하 1층이다. 연면적은 4만 5,000㎡로 도쿄돔의 부지 면적과 거의 같은 규모다.

종이 등으로 보관해 온 실험 등의 기존 연구 정보를 전부 데이터베이스화한다. 이들 데이터를 인간의 뇌의 움직임을 모방한 심층학습을 이용하여, 무게나 강도, 내열성 등의 개발 목적에 맞춘 신소재를 개발하기 쉽도록 한다.

미쓰비시케미컬HD는 데이터를 자사의 특화 분야인 자동차용 고기능 수지나 디스플레이 재료, 생분해 플라스틱 등의 개발에 활용한다. 현재는 수년이 걸리는 합성수지의 개발 기간을 최대 10분의 1정도로 단축하는 효과를 얻을 수 있을 것으로 전망한다.

센서 등을 활용하여 24시간 무인으로 실험을 할 수 있는 설비도 도입한다. 취득 데이터를 자동적으로 관리할 수 있도록 한다. 연구자가 장시간 입회하여 성능 평가를 실시하는 부담을 대폭으로 완화한다.

일본의 소재업체는 반도체 관련이나 탄소섬유 등 폭넓은 분야에서 오랫동안 국제적인 경쟁력을 유지해 왔다. 연구자의 경험이나 감, 실패 데이터를 포함한 시행 착오의 축적이 이를 뒷받침해 주었다.

그러나 해외에서는 MI의 채용으로 소재 개발을 단번에 효율화하려는 움직임이 가속되고 있다. 관민이 추진하는 공동 프로젝트가 속속 탄생하고 있고 개별 기업들도 의욕적이다.

독일 BASF는 슈퍼컴퓨터를 독자적으로 개발. 소재 설계부터 평가까지 기존에는 수개월 걸렸던 기간을 수일로 단축하였다. 미국의 Dow Chemical(당시)도 17년에 캐나다의 양자컴퓨터 해석 기업과 제휴, 개발이나 생산공정을 디지털화하였다.

한국 삼성전자는 미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 협력. AI를 이용하여 리튬이온 배터리용 소재를 개발하였다.

이러한 상황에서 미쓰비시케미컬HD는 연구개발의 디지털화에서 뒤처지게 되면 국제경쟁력이 저하될 것이라는 판단에서 대형 투자를 결단하였다.

다른 화학기업도 대응을 서두르고 있다. 아사히카세이(旭化成)는 현재, 소재 개발에서의 디지털 활용이 그룹 전체에서 10% 정도에 불과하지만 앞으로 10년 이내에 모든 연구에서의 활용을 목표한다. 스미토모화학도 올 4월에 데이터를 활용하는 전문 부서를 설치하였다. 일본의 소재 개발이 세계에서 우위를 유지할 것인가? 향후 큰 과제가 될 것으로 보인다.

▶ Materials Informatics(MI)
인공지능(AI) 등을 활용하여, 신소재를 효율적으로 탐색하는 방법이다. 전자 데이터화된 실험이나 논문 등을 해석하여 신소재의 분자 구조나 제조 방법 등을 도출한다. 실험을 반복하는 기존의 연구 개발 방법보다도 시간이나 비용을 대폭 삭감할 수 있는 효과가 있다.

2011년에 미국의 오바마 정권이 MI 프로젝트 ‘머티어리얼 게놈 계획’을 발표하며 세계의 주목을 받았다. 유럽이나 중국, 한국에서도 이와 같은 프로젝트가 확산되고 있다.

● 화학업체의 MI 채용은 유럽과 미국이 선두

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