미국 에너지부(DOE)는 제네시스 미션(Genesis Mission) 산하에서 AI 촉매 프로젝트를 주도할 기관으로 SLAC 국립가속기연구소를 선정했으며, 그 밖의 8개 프로젝트에서도 협력 파트너로 참여하도록 했다.

2026년 10월 9일 — 미국 에너지부(DOE) 산하 SLAC 국립가속기연구소가 DOE로부터 인공지능(AI) 기반 자율 촉매 발견 프로젝트를 주도하도록 선정되었으며, DOE의 제네시스 미션(Genesis Mission)을 통해 여덟 개의 다른 프로젝트에도 파트너로 참여하게 되었습니다. 제네시스 미션은 국가의 복잡한 과학기술 과제를 해결하기 위한 AI 접근법에 투자하는 프로그램입니다.

SLAC가 주도하는 이 프로젝트는 AI의 추론을 실험과 직접 연결하여, 에너지 및 화학 생산에 중요한 촉매 과정에 대한 과학적 이해를 가속화하는 것을 목표로 합니다. 파트너 프로젝트 여덟 개는 다년간 진행되는 대형 협력 과제들로, 바이오과학부터 양자 소재, 마이크로일렉트로닉스, 핵융합 에너지에 이르는 분야의 수요를 다룹니다.

SLAC의 존 사라오(John Sarrao) 연구소장은 "SLAC는 DOE가 연구소, 대학, 민간 부문을 결집해 중대한 에너지 과제를 해결하려는 의지를 보여주는 이번 새로운 프로젝트들에서 리더십과 전문성을 발휘하게 되어 자랑스럽습니다."라며, "이 아홉 개의 신규 프로젝트는 [AI]와 SLAC의 전문성을 결합하여 과학기술적 영향력을 가속화할 것입니다."라고 말했습니다.

선정된 프로젝트는 전날 DOE가 발표했습니다.

제네시스 미션은 정부, 산업계, 학계, 비영리단체, 국제 파트너를 동원하여 과학기술을 위한 AI를 발전시키려는 국가적 이니셔티브입니다. 파트너들은 DOE가 구축한 미국 과학·안보 플랫폼(American Science and Security Platform)을 활용해, 연구자들을 데이터, 컴퓨팅 자원, AI 도구와 연결하는 공유 인프라에서 협력하며 과학적 발견을 가속화합니다. 파트너들은 에너지, 국가안보, 과학적 발견, 보건, 우주 등 국가가 직면한 가장 중대한 과제에 집중하고 있습니다.

SLAC는 중요한 시스템의 자율 진단, 제어, 고속 데이터 처리를 위한 기계학습 및 인공지능 분야에 깊은 전문성을 보유하고 있습니다. SLAC의 주요 시설은 물리학, 생물학, 에너지 등 여러 분야의 연구를 통해 세상을 비추는 데이터셋을 생산하며, 우주의 거대한 규모부터 전자, 원자, 분자 운동의 가장 작고 빠른 규모에 이르기까지 발견을 이끌어 내고 있습니다.

SLAC는 이론, 촉매 시험, 작동 중인 촉매에 대한 X선 측정을 결합한 오랜 역사의 촉매 프로그램을 운영하고 있습니다. 또한 SLAC는 DOE 기초에너지과학(BES) ISAAC AI 패스파인더(Pathfinder)를 주도하고 있는데, 이는 제네시스 미션 프로젝트로서 전국 DOE 사용자 시설의 측정 데이터, DOE 슈퍼컴퓨터에서 수행된 이론 계산, 과학 문헌을 결합하여 AI가 증거를 평가하고 경쟁하는 과학적 가설의 순위를 매길 수 있도록 합니다.

SLAC가 주도하는 촉매 프로젝트는 제네시스 미션: AI로 과학과 에너지를 혁신하기 위한 공모(Transforming Science and Energy with AI Request for Applications, RFA)의 1단계(Phase I) 과제입니다. 새로 선정된 파트너 과제 여덟 개 중 하나는 1단계 RFA 과제이고, 나머지 일곱 개는 2단계(Phase II) RFA 과제입니다.

1단계 RFA 과제의 목표는 과학적 역량을 혁신할 수 있는 유망한 경로를 찾아내고, 향후 투자와 규모 확대를 위한 기반을 마련하는 것입니다. 프로젝트 팀은 AI를 과학 연구와 통합하는 연구 워크플로를 설계하고 시연하며, 이러한 접근법이 발견을 가속화하고, 예측 능력을 향상하며, 실험을 강화하거나 새로운 과학적 통찰을 창출할 수 있는지를 엄밀하게 평가하게 됩니다.

SLAC가 주도하는 프로젝트 "촉매에서 활성-선택성-안정성 메커니즘 규칙의 폐루프 자율 발견(Closed-Loop Autonomous Discovery of Mechanistic Activity-Selectivity-Stability Rules in Catalysis)"은 AI 에이전트가 촉매의 작동 원리에 대한 경쟁 가설들을 비교하고, 부족한 증거를 파악하며, 이를 가장 잘 검증할 수 있는 다음 실험을 선택하는 폐루프 시스템을 구축할 예정입니다.

이 프로젝트의 책임연구자는 SLAC 스탠퍼드 싱크로트론 방사광원(SSRL)의 화학·촉매 부문 디렉터인 디모스테니스 소카라스(Dimosthenis Sokaras)입니다. 이 프로젝트는 캘리포니아공과대학(Caltech)의 해리 앳워터(Harry Atwater) 공학응용과학 교수가 이끄는 연구진, 로런스 버클리 국립연구소의 분자생물물리학·통합생체영상 부문 디렉터인 준코 야노(Junko Yano)가 이끄는 연구진과 협력하여 진행됩니다. 이 협력에는 SLAC를 포함하며 앳워터가 주도하는 여러 기관 컨소시엄인, DOE가 지원하는 리퀴드 선라이트 얼라이언스(Liquid Sunlight Alliance) 소속 연구자들과, SLAC와 스탠퍼드대학교 공과대학이 공동으로 운영하는 SUNCAT 계면과학·촉매 센터(SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis) 연구자들도 참여합니다.

DOE 과학국 사용자 시설인 SSRL에서는 이 시스템이 실시간 X선 측정을 전기화학, 컴퓨터 모델, 기존 발표 지식과 결합하게 됩니다. 각 결과는 다시 추론 과정에 입력되어 다음 측정을 안내합니다. 1단계에서는 이 접근법이 표준적인 방법보다 적은 실험으로 과학적 이해에 도달할 수 있는지를 시험하게 됩니다. 촉매가 어떻게 작동하는지에 대한 더 빠른 통찰은 연구자들이 에너지 및 화학 생산을 위한 더 효율적이고 내구성 있는 공정을 개발하는 데 도움을 주며, 자율 실험실이라는 더 큰 비전을 발전시키는 데에도 기여할 것입니다.

소카라스는 "[AI]는 과학적 증거를 저울질하고, 어떤 측정이 가장 많은 것을 알려줄지 판단하며, 그 결정은 SSRL에서 실제 실험이 됩니다."라며, "결과는 곧바로 추론 과정으로 되돌아갑니다. 이 폐루프는 과학자들이 아이디어를 훨씬 빠르게 검증하고 배울 수 있는 자율 실험실을 향한 핵심 단계입니다."라고 말했습니다.

SLAC는 가속기 시설을 발전시키기 위한 또 다른 1단계 프로젝트와, 생물학, 마이크로일렉트로닉스, 양자 소재, 핵융합 에너지, 가속기 과학 분야에 걸친 일곱 개의 2단계 프로젝트에도 파트너로 참여합니다.

2단계 RFA 과제의 목표는 AI의 이점을 이미 보여주고 혁신적인 과학적 역량으로 나아갈 궤적을 입증한 프로젝트의 규모를 키우고 영향력을 확대하는 것입니다. 선정된 프로젝트는 다년간 진행되며, 학제 간 팀을 활용해 DOE의 주요 임무 분야 전반에 걸쳐 국가적 과학기술 과제를 다룹니다.

SLAC는 다음 여덟 개 프로젝트에서 협력할 예정입니다.

**1단계**

- 빔 손실에서 빔 지능으로: 자율 가속기 시설을 위한 적응형 생성형 AI(From Beam Loss to Beam Intelligence: Adaptive Generative AI for Autonomous Accelerator Facilities). 주관 기관: 로런스 버클리 국립연구소

**2단계**

- 서열-구조 앙상블 모델링 개선을 통한 계산 효소 설계의 장벽 극복(Overcoming Barriers in Computational Enzyme Design Through Improved Sequence-Structure Ensemble Modeling). 주관 기관: 워싱턴대학교

- AI4HPC: AI 지원 과학 소프트웨어 개발 및 최적화를 위한 반복적 프레임워크(AI4HPC: An Iterative Framework for AI-Assisted Scientific Software Development and Optimization). 주관 기관: 아르곤 국립연구소

- AI 기반 기능성 양자 자석 설계(AI-Empowered Design of Functional Quantum Magnets). 주관 기관: 오크리지 국립연구소

- 다기관 가속기 팀 코어(MOAT-Core) 프로젝트(The Multi-Office Accelerator Team Core (MOAT-Core) Project). 주관 기관: 로런스 버클리 국립연구소

- AXESS: 극한 환경 사양에서 실리콘까지의 가속화(AXESS: Accelerating eXtreme Environment Specs-to-Silicon). 주관 기관: 페르미 국립가속기연구소

- AI 기반 디지털 트윈 플랫폼 SPARC를 통한 상업용 핵융합 에너지 실현 가속화(Accelerating the Path to Commercial Fusion Energy via an AI-enabled Digital Twin Platform for SPARC). 주관 기관: Commonwealth Fusion Systems LLC

- 바이오경제를 위한 AI 우위 확보를 위한 RNA 구조체 해독(Decoding the RNA Structurome to Secure AI Advantage for the Bioeconomy). 주관 기관: The Regents of the University of California, UC San Diego

SLAC가 참여하는 제네시스 미션 프로젝트 전체 목록은 통합 과학·데이터 집약 컴퓨팅(Integrated Scientific and Data-Intensive Computing) 웹사이트에서 확인할 수 있습니다.

이번 투자는 7월에 DOE가 발표한 앞선 선정에 이은 것입니다. 당시 DOE는 SLAC가 AI 도구를 개발해 사용후 리튬이온 배터리에서 금속을 추출하는 기술을 개선함으로써 국가의 핵심 광물 공급을 확보하는 1단계 프로젝트를 주도하도록 선정했습니다. 이 협력에는 SLAC-스탠퍼드 배터리 센터와 서던캘리포니아대학교 연구자들이 참여합니다.