중앙대 이수영 교수팀, AI로 기계 재료 실험 방식 획기적 개선

중앙대(총장 박상규)는 기계공학부 이수영 교수(컴퓨터공학과 겸임) 연구팀이 실제로 재료를 부러뜨리지 않고도 기계적 거동을 미리 예측·해석할 수 있는 인공지능(AI) 기술을 세계 최초로 개발했다고 27일 밝혔다.

기계 재료는 항공기, 자동차, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 필수적으로 사용되며, 높은 신뢰성과 안정성이 요구된다. 지금까지는 적절한 재료 설계를 위해 실제 재료를 반복적으로 파괴하는 실험을 해야 했는데, 막대한 시간과 비용이 소요되는 한계가 있었다. 이 때문에 산업계와 학계에서는 더 빠르고 정확한 실험 방법 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다.

연구팀은 비파괴적 멀티모달 신호로부터 실제 기계 재료의 거동을 정밀하게 예측·해석할 수 있는 AI 기술을 개발했다. 이 기술은 단순히 데이터를 학습하는 수준을 넘어, 알려지지 않은 물리적 상관성을 규명하고 재료의 가상 특성화를 수행할 수 있는 새로운 접근법을 제안했다는 점에서 큰 의미가 있다고 연구팀은 설명했다.

특히, 연구팀은 기존 방법으로는 접근이 어려웠던 비선형 거동까지 AI를 통해 가상 예측·해석할 수 있음을 보여줬다. 비선형 거동이란 재료가 복잡하게 변형·파손되는 과정을 말한다. 이는 앞으로 재료의 변형·파손 메커니즘 규명, 신소재 설계, 산업 현장의 실시간 모니터링 등 다양한 분야로 확장될 수 있는 가능성을 보여준다.

이수영 교수는 “AI 기반 재료 특성화 기술은 기계 재료 연구의 새로운 장을 열 것”이라며 “향후 AI 기반 신소재 개발, 스마트 제조, 실시간 모니터링 등 폭넓은 응용이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이 연구는 이 교수 연구팀과 숭실대 박성현 교수 연구팀이 공동으로 한국연구재단 우수신진연구사업의 지원을 받아 수행했다. 기계공학 분야 세계적 학술지인 ‘International Journal of Mechanical Sciences’에 ‘Deep Learning-enabled Accurate and Interpretable Stress-Strain Characterization from Ultrasonic Measurements’라는 제목으로 게재됐다.

노수빈 기자