포스텍이 인공지능(AI) 딥러닝을 활용해 투명망토 물질로 알려진 메타물질을 설계할 수 있는 방법을 찾아냈다.
포스텍(총장 김도연)은 노준석 기계공학과·화학공학과 교수와 석·박사통합과정 소순애·문정호 씨 팀이 딥러닝을 활용, 임의로 새로운 구조체를 설계하는 방법과 재료를 선택할 수 있도록 하는 자유도 높은 설계법을 개발했다고 15일 밝혔다.
투명망토 물질로 알려진 메타물질은 설계에 따라 성질이 크게 달라지기때문에 직관에 기반해 설계, 제작, 실험을 통해 시행착오를 반복하는 설계방식이다.
연구팀은 여기에 데이터를 기반으로 한 AI를 활용하는 방법을 활용했다. 다양한 메타물질의 설계 방법, 광특성 상관관계를 인공지능에 학습시켰다.
연구팀은 AI가 임의로 구조체 설계를 하도록 유도했다. 물질의 종류를 분류해 하나의 설계요소로 추가함으로써, 필요한 광특성에 적절한 물질 종류까지 설계할 수 있도록했다. 이 방식을 이용해 설계된 메타물질을 광학 수치 해석한 결과, 인공 신경망에 입력했던 광특성과 일치하는 특성을 가진 것으로 확인됐다.
광학 이론과 메타물질 설계 제작을 진행해 다양한 연구성과를 발표해온 연구팀은 AI를 도입하기 위해, 딥러닝에 필수적으로 여겨지는 프로그래밍 언어 '파이썬(Python)'도 연구했다.
이번 연구성과로 메타물질 설계에 걸리는 시간을 단축할 수 있게 됐다. 경험적 설계에 국한되지 않아 더욱 다양하고 새로운 메타물질을 설계할 수 있다. 메타물질은 디스플레이나 보안, 군사기술 등 활용도가 높은 반면, 아직까지 개발단계에 머물러 있어 AI 도입은 메타물질 기술 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
노준석 교수는 “인공지능을 활용한 완전한 메타물질 설계법을 개발하는데 도전하고 나노공정을 이용, 제작을 고려한 설계 검토를 학습시켜 획기적이면서도 실현 가능한 메타물질을 만들고 싶다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 이공기초연구사업, 미래소재디스커버리사업, 글로벌프론티어사업, 선도연구센터사업 및 글로벌박사 양성사업의 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
