일본산업뉴스요약

재료 개발 20배 속도의 계산기
산업기술종합연구소와 업계 연계

신재료 개발의 스피드를 20배 가속화한다---. 소재 제조사와 산업기술종합연구소가 협력하고 있는 ‘최첨단 재료 초고속 개발 기반 기술 프로젝트’(약칭 초초(超超) 프로젝트)’가 전환점을 맞이하여 프로젝트 전반기의 성과로서 재료 개발의 시뮬레이터 그룹을 공개했다. 앞으로는 인공지능(AI)을 활용한 재료 개발에 중점을 두고 목표 달성을 꾀한다.

4월 12일, 소재 제조사 등이 참가하는 첨단 소재 고속개발기술연합(ADMAT)와 산업기술종합연구소가 도내에서 ‘시뮬레이터 공개설명회’를 열었다. 액정 재료 및 촉매 원료, 나노카본 등 다양한 산업 용도의 재료 개발에 대응하는 9종류의 시뮬레이터(계산 프로그램)를 발표했다.

프로젝트 리더인 무라야마(村山)·산업기술종합연구소 이사는 결집된 기업 관계자에 대해 시뮬레이션의 활용을 호소했다. 또한 프로젝트를 지원하고 있는 신 에너지 산업기술종합개발기구(NEDO)는 시뮬레이터 이용을 희망하는 기업을 대상으로 한 새로운 조성 사업을 시작한다고 밝혔다.

2016년도에 6년간의 예정으로 시작한 ‘초초 프로젝트’는 유기·고분자 계열의 재료가 주요 대상이다. 재료의 시작(試作) 회수 및 개발 기간을 기존에 비해 20분의 1로 단축시킨다는 야심 찬 목표를 내걸고 있다. 프로젝트 참가를 목적으로 결성한 ADMAT에는 이데미쓰고산(出光興産), 도레(東レ), 니혼(日本)제온, 파나소닉, 히타치카세이(日立化成) 등 유력 제조사 18사가 이름을 올리고 있다.

프로젝트는 ‘계산 과학’, ‘프로세스 기술 개발’, ‘첨단 계측’의 3가지 수단을 통해 재료 개발을 가속화하는 것을 목표로 하고 있다. 이 중에서 계산 과학에서는 최초 3년간 시뮬레이터 개발을 중점적으로 추진했다.

올해부터 후반 3년 동안은 개발한 각종 계산 시뮬레이터를 활용함에 따라 AI를 활용한 재료 탐색의 수법을 확립하는 것을 목표로 삼고 있으며 그 일부는 앞당겨서 실시하는 형식으로 연구를 추진하고 있다.

산업기술종합연구소의 연구 그룹은 AI를 사용한 촉매 반응의 수율을 예측하는 것에 성공했다. 촉매 분자의 구조 및 특징을 계산기 시뮬레이션으로 수치화한 데이터를 준비해 실험을 통해 얻어진 수율과의 관계를 기계학습 시켰다. 학습을 마친 AI에게 수율을 예측하고 싶은 촉매 분자의 특징 데이터를 입력하자 그 수율을 높은 정밀도로 예측할 수 있었다.

프로젝트의 대상이 되고 있는 재료 분야는 일본 화학산업의 경쟁력과 직결되어 있다. 유기 반도체 등의 ‘반도체 재료’, 콘덴서 등의 용도의 ‘고기능 전도 재료’, 자동차 부품에도 사용되는 ‘고기능 고분자 재료’뿐만 아니라, 화학 프로세스 효율화의 열쇠를 쥐고 있는 ‘고성능 촉매’ 및 ‘나노카본 재료’ 등이 그것이다.

프로젝트 참가 기업은 각자 자사의 관심 분야에서 모델적인 재료 개발 테마를 추진하고 있다. 신규 재료의 개발을 둘러싼 경쟁이 세계적으로 치열해지고 있는 가운데, AI 및 시뮬레이터를 무기로 재료 개발을 가속화하는 것에 대한 중요성이 더욱 높아지고 있다.

▶ 산업기술종합연구소와 ADMAT가 공개한 시뮬레이터 그룹
- 전기∙조명 등의 캐리어 수송 시뮬레이터
- 계면 원자 다이나믹스∙반응 시뮬레이터
- 몬테카를로 풀밴드 디바이스 시뮬레이터
- 전도율 등의 외장 응답물성 시뮬레이터
- 전압 인가(印加)조시화(粗視化) 분자동력학 시뮬레이터
- 범용 인터페이스
- 필러 충진 컴퍼짓(composite) 시뮬레이터
- 나노카본 컴퍼짓용 시뮬레이터
- 반응성 유체 시뮬레이터

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