[대학저널 온종림 기자] KAIST(한국과학기술원)가 유기반응을 정확하게 예측할 수 있는 인공지능(AI)을 개발했다.
KAIST는 생명화학공학과 정유성 교수 연구팀이 화학자처럼 생각하는 인공지능을 개발했다고 4일 밝혔다.
유기 화학자는 반응물을 보고 유기 화학반응의 결과를 예상해 약물이나 유기발광다이오드(OLED) 등 원하는 물성을 갖는 분자를 합성한다. 하지만 실험을 통해 화학반응의 생성물을 직접 확인하는 작업은 시간과 비용이 많이 소모된다. 게다가 같은 반응물에서 다양한 생성물이 생길 수 있어 숙련된 화학자라도 모든 화학반응을 정확하게 예측하지 못 한다.
정 교수팀은 화학자가 반응 결과를 예측하는 방법에서 아이디어를 얻었다. 화학자는 반응 중심을 파악하고 화학반응 규칙을 적용해 가능한 생성물을 예측한다. 이 과정을 본떠서 공개 화학반응 데이터베이스로부터 화학반응 규칙을 도출했다.
화학반응 규칙을 바탕으로 분자의 화학 반응성을 예측하기 위해 분자를 그래프로 취급하는 그래프 신경망(GNN) 모델을 개발했다. 이 모델에 반응물을 넣으면 화학반응 규칙과 반응 중심을 식별해 생성물을 성공적으로 예측한다.
정 교수팀은 미국 특허무역청 데이터를 이용해 유기 반응을 90% 이상의 정확도로 예측하는 데 성공했다.
연구팀은 이 연구를 활용하면 분자 설계 과정이 비약적으로 빨라질 것으로 기대하며, 새로운 화합물 개발에 실용적인 응용을 기대하고 있다.
KAIST 생명화학공학과 첸수안 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `네이처 머신 인텔리전스' 9월호 표지논문으로 선정돼 출판됐다.
[ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
