[아이티데일리] IBM은 인공지능(AI)을 활용해 '영원한 화학물질(PFAS)'을 식별하고 대체 물질을 제안하는 도구를 개발, 자사 연구 활동에 적용했다고 블로그 게시글을 통해 밝혔다. PFAS는 영구히 분해되지 않는 과불화화합물로 1940년대에 개발됐으며, 프라이팬 등의 바닥재(테플론)을 비롯해 화장품에서까지 널리 사용되는 독성 물질이다.

PFAS는 인체에도 축적돼 건강상의 장애를 일으킨다. 콜레스테롤 수치 상승, 면역력 저하, 갑상선 피해, 임신 여성 피해, 어린이 발육 지연 등을 유발할 수 있다. 최근 PFAS를 분해할 수 있는 기술이 개발되고는 있지만 역부족이어서 세계 각국이 그 사용을 규제하고 있다.

IBM이 개발한 AI 기반 PFAS 스크리닝 도구는 ‘안전 소재 조언자(Safer Materials Advisor)’라고 명명됐다. 블로그 게시글에 따르면 이 도구는 PFAS와 같은 플루오르 화학물질을 IBM의 연구 활동에서 식별 및 제거하는 데 도움을 준다고 한다. 또한 대체 가능한 물질이 있을 경우 이를 추천하는 기능도 포함되어 있다.

이 도구를 활용했다고 해서 PFAS가 완전히 제거되었는지를 보장할 수는 없다. 다만 오류를 줄이고 IBM 직원들의 시간을 절약하여 다른 업무에 집중할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 뉴욕 요크타운의 IBM 리서치 본부 화학물질 코디네이터인 앤젤라 허친슨은 이를 통해 업무 효율이 크게 향상됐다고 설명했다.

허친슨은 IBM의 내부 연구소에서 진행되는 연구와 관련된 화학물질 분석 요청이 들어오면 이를 검토하는 업무를 맡고 있다. IBM의 연구원들은 반도체부터 양자컴퓨팅에 이르기까지 다양한 연구에 필요한 화학물질 분석을 요청한다.

지금까지는 화학물질에 대한 요청을 검토하려면, 화학물질 안전 데이터 시트(SDS)를 하나하나 확인해야 했다. 캘리포니아대학교 샌디에이고 캠퍼스에 따르면 SDS는 독성, 유출/누출 대응, 보관 지침, 응급처치 및 화재 대처 방법, 규제 정보 등 화학물질에 대한 핵심 데이터를 담고 있다. 화학 코디네이터는 이와 함께 해당 화학물질이 IBM 내부 정책이나 지역, 주, 연방 차원에서 제한되거나 금지된 물질인지도 확인해야 한다.

이번에 개발된 ‘안전 소재 조언자’는 최대 세 단계의 스크리닝을 통해 이러한 정보를 제공하며, 다른 유해 물질에 대한 대체 물질도 제안할 수 있다. 이 AI 도구는 새로운 유해 화학물질에 대해서도 적응할 수 있도록 설계됐다고 IBM은 밝혔다.

IBM 리서치는 블로그에서, 지속가능한 데이터 처리와 소재 연구를 위해 오랫동안 AI 및 고성능 컴퓨팅을 활용해 왔다고 설명했다. 이는 소재 연구를 위한 AI 모델군의 하나다.

PFAS 스크리닝 도구는 ‘PFACTS’ 프로젝트의 일환으로 더욱 가속화됐다. 이 프로젝트는 IBM 리서치가 주도하고, 코넬대학교, 디지털사이언스, 누맷, 피츠버그대학교 등이 공동으로 참여했다. 이 프로젝트는 2023년 12월 미국 국립과학재단(NSF)의 지원을 받아 시작됐으며, PFAS를 대체, 재설계 또는 제거하려는 이들을 위한 자원(리소스)을 개발하고 있다.

이 프로젝트를 통해 2024년 3월 PFAS 식별을 돕는 오픈소스 스크리닝 도구 ‘pfasID’가 출시됐다. 이 도구는 안전한 화학물질 협력을 지원하는 비영리 단체인 켐포워드(ChemForward)에서 운영한다. 이는 웹 기반 플랫폼으로, 기업, 연구자, 정책 입안자들이 PFAS를 식별하는 과정을 간소화하도록 설계됐다.

IBM이 개발한 도구는 pfasID에서 한 발 더 나아가 분석 대상 화학물질 성분이 불완전하거나 모호할 경우, AI가 PFAS 표함 여부를 추정해 잠재 리스크까지 밝혀낸다. 규제에 저촉되는 지의 여부를 체크하고 환경과 건강에 대한 위험도를 평가하며 이를 수치화해 보여준다.

그 결과 SDS를 통한 검토 시간에 비해 4배 이상 빨라졌으며, 오류도 크게 줄인 것으로 나타났다. IBM 내부 적용 결과 최고 430%의 효율성 향상을 보였다고 한다.