원료 배합부터 광화학 반응·분석까지 자동화…20종 이상 물질에 적용 버추얼랩, 9종 17대 장비 통합 제어하는 자율실험 운영체제 구축 한국과학기술원(KAIST)과 버추얼랩이 로봇과 빛을 활용해 신약 후보물질을 자동으로 합성하는 기술을 개발했다. 원료 배합부터 화학반응, 생성물 분석까지 사람의 개입을 최소화해 신약 개발에 필요한 화합물 합성의 효율을 높일 수 있을 것으로 기대된다. KAIST는 화학과 박윤수 교수 연구진이 김형준 교수 연구진, 소재·화학 시뮬레이션 및 인공지능(AI) 플랫폼 기업 버추얼랩과 공동으로 무인 합성 시스템을 개발했다고 20일 밝혔다. 기존에는 신약 후보물질을 합성하기 위해 연구자가 원료를 직접 혼합하고 물질별로 반응 조건을 조절한 뒤 결과를 분석해야 했다. 이러한 방식은 다양한 화합물을 반복적으로 합성하고 최적의 반응 조건을 찾는 데 많은 시간과 노력이 필요했다. 연구진은 원료 준비 로봇과 자동화 펌프, 광반응기, 분석 장비 등을 하나의 시스템으로 연결해 합성 과정을 자동화했다 알라딘바로가기 . 로봇이 혼합한 원료를 가느다란 관에 연속적으로 흘려보내면서 가시광선을 조사해 화학반응을 일으키고, 생성된 물질의 종류와 양을 자동으로 분석하는 방식이다. 특히 빛을 이용해 분자의 특정 원자를 변환하는 새로운 합성법을 개발했다. 이를 통해 의약품 개발에 활용되는 화합물의 기본 구조를 기존보다 간단한 공정으로 합성하는 데 성공했다. 김형준 교수 연구진은 복잡한 화학반응 데이터를 체계적으로 구조화하고 향후 AI 기반 합성 설계에 활용할 수 있는 기반을 마련했다. 버추얼랩은 서로 다른 제조사의 실험 장비를 하나의 시스템으로 연결하는 자율실험 운영체제(SDL OS)를 개발했다. 이 운영체제는 펌프와 자동 시약 주입 모듈, 선택 밸브, 유량 제어기, 광반응기, 상 센서, 배압 조절기, 분획 수집기, 실시간 핵자기공명분광기(NMR) 등 9종 17대의 장비를 공통 인터페이스로 연결해 통합 제어한다 모바일 손오공릴게임예시 . 장비마다 통신 방식과 제어 체계가 달라도 하나의 플랫폼에서 시약 공급과 유량 설정, 광화학 반응, 생성물 분석 및 분획 수집까지 자동으로 수행할 수 있도록 한 것이 특징이다. 또 실험 과정에서 발생하는 측정 데이터를 자동으로 기록하고 데이터베이스에 축적한다. 연구자가 실험 목표를 설정하면 시스템이 정해진 절차에 따라 실험을 수행하고 결과를 저장하는 구조다. 연구진은 이렇게 축적된 데이터가 향후 AI 모델 학습과 반응 조건 최적화에 활용될 수 있을 것으로 보고 있다. 공동 연구진은 개발한 기술을 20종 이상의 물질에 적용했으며, 원료를 연속적으로 공급하는 방식으로 생산량을 확대할 수 있는 가능성도 확인했다고 설명했다. 향후에는 자율실험 운영체제에 AI를 연계해 시스템이 실험 결과를 학습하고 반응 조건을 스스로 개선하는 완전 자율실험실로 발전시킬 계획이다. 이번 연구 결과는 미국화학회가 발간하는 국제학술지 '잭스 골드(JACS Au)'에 지난 8월 7일 게재됐다. 스로 개선하는 완전