[오픈 소스 AI] 새로운 물질의 구조를 설계해주는 AI, MatterGen을 소개합니다.

안녕하세요,

오늘 소개해드릴 AI는 재료과학 분야에서 새로운 가능성을 열어주는 혁신적인 기술입니다. 이 AI는 기존의 물질을 단순히 분석하거나 데이터에서 패턴을 찾아내는 역할을 넘어, 완전히 새로운 물질의 구조를 설계하고 제안하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 기존에는 실험과 이론적 계산을 통해 오랜 시간이 걸렸던 작업을 AI가 보다 효율적이고 정교하게 수행할 수 있도록 도와주는 것입니다. 그럼 이 AI 모델이 무엇인지에 대해 알아보겠습니다.

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MatterGen란

MatterGen은 마이크로소프트 리서치에서 개발한 생성형 AI 모델로, 새로운 무기질 재료를 설계하고 발견하는데 사용됩니다. 이 모델은 기존의 재료 발견 방식에서 벗어나 특정 속성에 맞는 새로운 재료를 직접 생성하도록 설계되었으며, 재료 과학 분야에 혁신을 가져올 수 있는 도구로 평가받고 있습니다. MatterGen은 전통적인 검색 기반 접근 방식이 아닌, 새로운 재료의 구조를 생성하고 시뮬레이션하는 데 특화되어 있습니다. 이를 통해 기존의 재료 설계 방식을 효율적이고 정교하게 혁신하고 있습니다.

• Microsoft 소개페이지: https://www.microsoft.com/en-us/research/publication/mattergen-a-generative-model-for-inorganic-materials-design/

출처 : Microsoft 유튜브

 

MatterGen은 선전 고급기술연구원과 협력하여 예측한 새로운 재료인 TaCr₂O₆를 실제로 합성하는 데 성공함으로써, 이론적 예측이 실질적인 결과로 이어질 수 있음을 입증했습니다. 또한, MatterGen은 Azure Quantum Elements 플랫폼에 통합되어 연구자와 기업이 클라우드 기반으로 재료 설계와 시뮬레이션을 효율적으로 수행할 수 있도록 지원하며, 첨단 재료 개발의 가속화와 접근성 확대에 기여하고 있습니다.

 

 

주요 특징

1. 생성형 AI 모델
   - 확산 모델(diffusion model) 아키텍처를 기반으로 3차원 결정 구조 직접 생성
   - 이미지 생성 AI(DALL-E)와 유사한 원리로 작동하지만, 재료 설계에 특화된 모델
   
   
2. 목표 지향적 설계
   - 특정 화학 조성, 대칭성, 물리적/화학적 특성 등 사용자 정의 조건에 맞춰 새로운 재료를 설계
   - 기존의 탐색 방식에 비해 효율성 크게 향상
   
   
3. 높은 정확도
   - 기존 AI 모델보다 2.9배 더 높은 확률로 안정적이고 새로운 재료 생성
   - 밀도 범함수 이론(DFT) 국소 에너지 최소값보다 17.5배 더 가까운 구조로 생성
   
   
4. 다양한 응용 분야
   - 전기 자동차, 신재생 에너지, 에너지 저장(배터리 설계), 반도체 설계, 탄소 포집 기술, 촉매 개발 등

 

 

라이선스

MatterGen은 MIT 라이선스가 적용된 오픈 소스 소프트웨어로, 개인, 연구 기관, 기업 등 누구나 자유롭게 사용할 수 있습니다. 이 라이선스는 사용 목적에 제한을 두지 않으며, 상업적 활용도 가능합니다. 사용자는 소스 코드를 자유롭게 수정하거나 배포할 수 있으며, 수정된 소프트웨어를 상업적으로 활용할 수도 있습니다. 단, 소프트웨어를 배포할 때는 원본 라이선스와 저작권 고지를 반드시 포함해야 합니다. 이러한 간단하고 유연한 조건 덕분에 MIT 라이선스는 상업적 및 비상업적 프로젝트에서 널리 사용되고 있습니다.

 

 

MatterGen 모델 공개

MatterGen 모델은 현재 오픈 소스로 공개되어, 전 세계 누구나 자유롭게 활용할 수 있습니다. 이 모델의 소스 코드는 MIT 라이선스 하에 제공되어, 다양한 목적으로 자유롭게 사용이 가능합니다.

• Microsoft 깃허브 : https://github.com/microsoft/mattergen

GitHub - microsoft/mattergen: Official implementation of MatterGen -- a generative model for inorganic materials design across t

 

 

향후 전망

MatterGen은 재료 과학 분야에서 AI의 잠재력을 증명하는 중요한 계기가 될 것으로 기대됩니다. 차세대 배터리 재료 설계, 태양광 패널과 에너지 저장 기술, 촉매 설계 및 탄소 포집 기술, 반도체와 같은 고성능 전자 재료 설계 등 다양한 응용 분야에서 AI를 활용한 소재 개발이 점차 상용화될 것으로 보입니다. 앞으로 MatterGen이 지속적으로 발전하고 전 세계 연구자들과 긴밀히 협력함에 따라, 여러 산업에서 새로운 재료 발견이 가속화될 것입니다. 이는 에너지, 환경, 첨단 기술 산업 전반에 큰 변화를 가져오고, 우리의 삶에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보입니다.

 

 

감사합니다. 😊