컴퓨터의 발전은 나날이 빠른 속도로 진행되고 있다. 인텔의 공동창립자인 고든 무어 박사는 마이크로칩 기술의 발전 속도에 관한 일종의 법칙으로 마이크로칩에 들어갈 수 있는 트랜지스터라는 부품이 10년마다 2배씩 증가한다는 내용을 1965년에 제시했다. 그러나 그 속도가 점점 빨라져 2년마다 2배씩 증가한다고 1975년에 정정했고, 그 법칙이 현재까지 이어져 오고 있다고 인텔은 보고하고 있다.
마이크로소프트와 애플도 이러한 가속화가 시작된 시점에서 설립됐다. 1980년도에는 개인용 컴퓨터가 보급되었고, 2000년대에는 스마트폰과 태블릿과 같은 모바일 기기가 보편화됐다. 그리고 현재에는 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 인공지능(Aritificial Intelligence, AI)의 기술 발전으로 컴퓨터는 더 강력해지고, 데이터를 처리하고 분석하는 능력이 크게 향상되었다.
실생활에서 이러한 기술들이 적용되고 있는 사례들은 다음과 같다. 애플의 시리(Siri), 구글 어시스턴트, 아마존의 알렉사(Alexa), 삼성의 빅스비(Bixby) 등과 같은 음성 비서는 자연어 처리(NLP) 기술을 사용해 사용자의 음성 명령을 이해하고, 이에 따라 다양한 작업을 수행해 준다.
넷플릭스, 유튜브, 스포티파이, 아마존과 같은 서비스에서는 AI를 사용해 사용자의 과거 행동과 선호도를 분석해 좋아할 가능성이 높은 영화, 음악, 책 또는 제품을 추천해 개인 맞춤형 경험을 제공한다. 그리고 구글 번역이나 파파고 같은 자동 번역 서비스는 AI 기반의 기계 학습을 통해 실시간 번역을 제공한다. 테슬라, 구글의 웨이모(Waymo) 같은 자율 주행 차량은 AI를 활용해 차량의 센서 데이터를 처리하고, 도로 상황을 분석해 스스로 운전한다.
완전한 자율 주행은 아직 상용화 초기 단계이지만, 이미 여러 자동차 제조업체들이 AI를 사용해 주행 보조 시스템을 제공하기 시작했다. 보안 카메라나 공항 등에서는 AI 기반의 얼굴 인식 시스템을 사용해 개인 식별 및 보안 강화 목적으로 활용되고, 웨어러블 디바이스는 AI를 사용해 심박수, 운동량, 수면 패턴 등을 분석하여 사용자에게 맞춤형 건강 관리 조언을 제공한다.
이러한 AI 기술의 발전은 신소재 개발에 적용해 새로운 물질을 빠르게 설계하고 최적화하는 데 중요한 역할을 하고 있다고 지속적으로 보고되고 있다. 최근 20년간 전산재료과학을 이용한 연구들의 데이터가 비약적인 축적을 이루었고, 소재 물성 데이터가 급격하게 AI 기술에 활용되고 있다. 다양한 분야에 활용되는 소재들의 주요한 기계적, 물리적, 그리고 화학적 물성들을 높은 정확성으로 예측할 수 있게 되었고, 이를 통해서 향상된 성능을 보이는 신소재를 설계하고 실험과 연계함으로써 신소재 개발을 가속화시키고 있다.
올해 10월에 발표된 노벨 물리학상과 노벨 화학상이 모두 AI 분야 연구자들에게 수상된 것을 고려했을 때, AI가 우리 사회에 미칠 영향이 크다는 것은 더욱더 확실해졌다. 이에 따라 신소재 분야도 AI와 함께 발전하여, 사회에 긍정적인 영향을 끼치고 더 많은 응용 분야에 적용될 수 있기를 기대해 본다. 정인철 한국지질자원연구원 선임연구원