재료정보학
Materials Informatics · MI · 소재정보학
소재 데이터와 통계·계산·머신러닝을 연결해 소재를 이해하고 설계하는 분야.
Materials & AI · glossary
연구와 사례를 읽다가 만난 낯선 용어, 개념부터 가볍게 살펴보세요.
39개 용어
전체 보기예시는 개념 이해를 위한 설명입니다. 실제 연구 결과는 AI·소재 이슈에서 원문과 함께 확인하세요. 엄선한 용어 86개에는 Colab에서 바로 돌려볼 수 있는 실습 노트북이 있습니다. “AI 자동 추가” 표시가 붙은 용어는 새 이슈를 수집할 때 자동으로 추가된 것으로, 아직 사람이 검토하지 않았고 실습 노트북이 없습니다. 노트북의 데이터는 개념 확인용으로 생성한 값이며 실제 측정값이 아닙니다.
Materials Informatics · MI · 소재정보학
소재 데이터와 통계·계산·머신러닝을 연결해 소재를 이해하고 설계하는 분야.
Composition Descriptor · Magpie · 원소 특성 통계
조성만으로 계산할 수 있는 원소 특성의 통계값을 모델 입력으로 쓰는 표현.
Crystal Graph · CGCNN · 구조 그래프
결정 구조를 원자 노드와 이웃 결합 간선의 그래프로 바꾸어 모델에 넣는 표현.
Machine Learning Interatomic Potential · MLIP · MLFF · 기계학습 포텐셜
DFT 등의 에너지·힘 데이터를 학습해 원자 배열에서 에너지와 힘을 빠르게 예측하는 모델. 대규모·장시간 시뮬레이션을 가능하게 하되 학습 범위를 벗어나면 신뢰도가 떨어진다.
Inverse Design
조성에서 물성을 예측하는 방향과 반대로, 원하는 물성에서 후보 구조나 조성을 찾는 접근.
Active Learning · AL
다음에 정답을 확보할 데이터를 모델이 선택하고 새 결과로 학습을 갱신하는 방법.
Bayesian Optimization · BO
예측값과 불확실성을 이용해 평가 비용이 큰 목표 함수의 좋은 조건을 찾는 방법.
Acquisition Function · EI · UCB · 기대 개선
예측값과 불확실성을 하나의 점수로 합쳐 다음에 평가할 조건을 정하는 함수.
Surrogate Model
비싼 실험이나 계산의 결과를 빠르게 근사하는 모델.
High-throughput Screening · HTS · 다단 스크리닝
값싼 판정으로 후보를 대량으로 걸러내고 남은 후보에 비싼 검증을 적용하는 단계적 탐색.
Closed-loop Discovery · 순환 탐색
후보 제안·실험 또는 계산·결과 분석·모델 갱신을 반복하는 탐색 방식.
Self-driving Laboratory · SDL · 자율실험
자동화 장비와 데이터 기반 의사결정을 결합해 다음 실험을 선택하고 수행하는 시스템.
Literature Mining · Text Mining · 문헌 마이닝
논문과 특허 문장에서 조성·공정·물성 값을 자동으로 뽑아 데이터로 만드는 작업. 추출값은 원문 대조가 필요하다.
Matched Molecular Pair Analysis · MMPA
서로 한 부분만 다른 두 분자를 짝지어 비교하면서, 그 작은 구조 변화가 물성이나 활성에 미치는 영향을 해석하는 방법이다. 구조-성질 관계를 국소적으로 파악하는 데 유용하다.
재료 후보 분자에서 치환기 하나를 바꿨을 때 전하 이동성 변화가 얼마나 큰지 비교할 때 쓸 수 있다.
Demand Response
전력 수요가 높거나 계통이 불안정할 때, 전기 사용량을 줄이거나 시점을 옮겨 전력망 운영에 협조하는 방식이다. 에너지 시스템에서 부하를 유연하게 관리하는 개념이다.
대규모 계산 자원을 전력망 상황에 맞춰 조정하는 데이터센터 운영에서 수요반응 개념이 중요하다.
Hierarchical Machine Learning
데이터나 예측 문제를 여러 수준의 계층으로 나누어 학습하는 방법이다. 상위 수준은 거친 구조를, 하위 수준은 세부 변동을 다루도록 설계할 수 있다.
촉매 표면의 전체 경향과 개별 활성 자리의 차이를 계층형 머신러닝으로 함께 모델링할 수 있다.
Simulation Framework
현상, 입력, 상태 변화, 출력 평가를 하나의 절차로 묶어 재현 가능한 시뮬레이션을 수행하게 하는 통합 구조이다. 물리 모델, 데이터 처리, 추론, 검증 단계를 연결해 복잡한 시스템을 체계적으로 분석한다.
표면 촉매 구조와 분광 신호를 함께 해석하는 계산 파이프라인을 구성할 때 사용된다.
Machine Learning Molecular Dynamics · MLMD
머신러닝으로 원자 간 상호작용이나 힘을 근사해 분자동역학 시뮬레이션을 빠르게 수행하는 방법이다. 고비용 양자역학 계산보다 큰 시스템과 긴 시간척도를 더 효율적으로 다룰 수 있다.
전해질 분자의 확산과 용매화 구조를 빠르게 평가할 때 사용한다.
Physics Constraint
모델이 예측해야 할 해가 물리 법칙, 대칭성, 보존법칙 등과 어긋나지 않도록 거는 제한이다. 학습 안정성과 일반화 성능을 높이는 데 자주 사용된다.
결정 구조 복원에서 원자 간 거리나 시료 대칭성을 물리 제약으로 넣을 수 있다.
Motif Language
복잡한 구조를 반복 가능한 의미 단위인 모티프로 표현하고 조작하기 위한 구조 표현 방식이다. 해석 가능성과 편집 가능성을 높여 생성과 설계를 연결한다.
결정구조를 원자 단위 대신 모티프 조합으로 표현해 새로운 구조를 생성할 때 사용된다.
Representation Learning
원시 데이터로부터 다운스트림 과제에 유용한 특징 표현을 자동으로 학습하는 방법이다. 수작업 특징 설계 없이 데이터의 구조와 패턴을 추출하는 데 초점을 둔다.
결정 구조 원시 입력에서 성질 예측에 유리한 잠재 표현을 학습한다.
Local Electronic Descriptor
원자 주변의 국소 환경에서 전자구조 정보를 요약해 수치화한 표현이다. 원자 주변 결합 상태나 전하 분포 같은 미시적 전자 특성을 비교 가능하게 만든다.
재료 역설계에서 원자 주변의 국소 전자 기술자를 함께 생성해 물성을 반영할 수 있다.
Machine-learning-assisted Molecular Dynamics · ML-assisted MD
머신러닝 모델을 이용해 원자 간 힘이나 에너지 계산을 가속하거나 보정하는 분자동역학 기법이다. 기존 MD보다 더 큰 시스템이나 더 긴 시간척도를 다루기 위해 사용된다.
고체전해질 계면에서 이온 이동 장벽을 계산할 때 머신러닝 보조 분자동역학을 적용할 수 있다.
Fragment-based Representation Learning
분자, 고분자, 조성처럼 복잡한 대상을 더 작은 조각 단위로 나누어 표현을 학습하는 방법이다. 전체를 직접 다루는 대신 조각의 조합으로 특성을 요약해 일반화와 해석을 돕는다.
폴리머 조성의 반복 단위와 치환기 정보를 조각으로 나눠 물성 예측 입력으로 쓴다.
Image Restoration
열화된 영상에서 잡음, 블러, 왜곡 등을 줄여 원래 구조를 더 잘 드러나게 하는 과정이다. 관측 한계나 촬영 조건 때문에 손상된 데이터를 후처리로 개선할 때 쓴다.
현미경 영상에서 노이즈를 줄여 미세 구조를 더 선명하게 복원한다.
Intelligent Detector
측정 중 생성되는 데이터를 실시간으로 분석해 다음 측정 조건이나 데이터 수집 방식을 조정하는 검출기 또는 검출기 시스템이다. 자동화된 실험 환경에서 측정 효율과 데이터 품질을 높이는 데 쓰인다.
X선 산란 실험에서 지능형 검출기가 이상 신호를 즉시 감지해 측정 시간을 조정할 수 있다.
Closed-loop Framework
실험, 분석, 의사결정 단계를 하나의 순환 과정으로 연결해 다음 실험을 자동으로 갱신하는 절차이다. 각 반복에서 얻은 결과를 바로 다음 탐색에 반영해 효율을 높인다.
페로브스카이트 태양전지에서 후보 분자 탐색과 공정 최적화를 하나의 폐루프 프레임워크로 묶을 수 있다.
Physics-Guided Active Learning
물리 법칙이나 도메인 지식을 학습 전략에 반영한 능동학습이다. 모델의 예측과 물리적 제약을 함께 사용해 다음에 실험하거나 계산할 후보를 더 효율적으로 고른다.
계면 장벽이 큰 복합재 후보를 우선 실험하도록 물리 유도 능동학습을 설계할 수 있다.
Substructure Model
분자나 고분자, 결정 구조를 더 작은 구조 단위인 서브구조로 분해해 표현하고 예측하는 모델이다. 각 부분 구조가 물성에 미치는 기여를 해석하기 쉽다는 장점이 있다.
Quality Control
제품이나 시료가 정해진 기준을 만족하는지 검사하고 관리하는 절차다. 측정값, 결함 검출, 합격·불합격 판정을 포함한다.
박막 성장 후 두께와 결함 분포를 품질관리 지표로 확인한다.
Process Control
제조나 실험 공정의 입력과 상태를 감시하고 조정해 원하는 출력을 유지하는 방법이다. 센서 신호나 모델 예측을 이용해 조건을 자동으로 보정할 수 있다.
2D 재료 CVD에서 온도와 가스 유량을 공정 제어로 조절한다.
Physics-aware Machine Learning
물리 법칙, 대칭성, 보존량, 제약조건을 학습 과정이나 목적함수에 반영하는 머신러닝 방법이다. 데이터 적합도만이 아니라 물리적으로 타당한 예측과 생성이 가능하도록 돕는다.
미세구조 설계에서 계면과 결정학 제약을 손실 함수에 넣어 실현 가능한 구조를 유도한다.
Latent Space Sampling
학습된 잠재공간에서 점을 선택해 디코더나 생성 모델로 실제 후보를 만들어내는 방법이다. 탐색 공간을 직접 다루지 않고도 새로운 구조를 효율적으로 생성할 수 있다.
미세조직 역설계에서 잠재공간 샘플링으로 훈련 데이터 밖의 후보 구조를 생성한다.
Prototype Bias
모델의 예측이나 생성이 새로운 분포 자체보다 기존에 알려진 대표 구조나 템플릿에 과도하게 의존하는 현상입니다. 겉보기 성능이 높아도 실제 일반화는 제한될 수 있습니다.
생성형 결정구조 예측에서 기존 프로토타입을 제거하면 성능이 급락하는 현상으로 드러납니다.
Physics-Informed Machine Learning · PIML
물리 법칙, 보존식, 경계조건, 경험적 제약 등을 학습 과정이나 모델 구조에 반영하는 기계학습 방법이다. 데이터만으로 학습할 때보다 물리적으로 타당한 예측과 더 나은 일반화를 기대할 수 있다.
촉매 스크리닝에서 반응 메커니즘 제약을 손실함수에 넣어 비현실적인 후보를 줄일 수 있다.
Semantic Learning
데이터의 표면적 형식보다 개념적 의미와 관계를 학습하는 접근이다. 서로 다른 표현 간의 대응과 맥락을 이해하는 데 유용하다.
전기촉매 문헌에서 비슷한 기능을 가진 표현을 묶어 같은 후보군으로 연결한다.
Information Extraction · IE
비정형 텍스트나 문서에서 원하는 사실을 찾아 구조화된 형태로 변환하는 방법이다. 개체, 관계, 속성값을 자동으로 뽑아 표나 데이터베이스로 만드는 데 쓰인다.
재료 논문에서 조성, 공정 조건, 물성 값을 자동으로 추출해 데이터셋을 만든다.
Machine Learning Potential · ML Potential
원자 배열로부터 에너지, 힘, 응력 같은 물리량을 빠르게 예측하도록 학습한 모델이다. 양자역학 계산보다 훨씬 저렴하게 분자동역학이나 구조탐색에 활용된다.
고압 상평형 후보를 찾기 위해 머신러닝 포텐셜로 대규모 구조탐색을 돌린다.
Virtual Reference Electrode
실제 전극을 추가로 넣지 않고, 측정 가능한 전지 신호로부터 내부 전위나 상태를 추정하는 가상 센서 개념이다. 기계학습을 이용해 관측하기 어려운 전극 전위를 재구성하는 데 쓰인다.
배터리 열화 진단에서 가상 기준전극으로 음극 전위를 추정한다.