AI⁴M Lab
AI⁴M Lab at DGIST

Advanced Intelligence for Materials

AI⁴M Lab에 오신 것을 환영합니다. 우리는 이론, 실험, 데이터를 폐루프 연구 인프라에서 통합하는 AI 기반 워크플로우를 개발하여 차세대 배터리 및 에너지 소재의 발견과 최적화를 가속화합니다.

ComputationExperimentData

연구 분야

데이터와 인공지능이 주도하는 에너지 소재 연구

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1. Physics-Informed AI Design (계산과학 및 소재 설계)

Accelerating Discovery with DFT & MLIP

Physics-Informed AI

우리는 소재 발견의 첫 단계에서 물리적 이론의 정확성과 AI의 속도를 결합하여 탐색 공간을 혁신적으로 확장합니다.

  • DFT & MLIP: 양자역학 기반의 제일원리계산(DFT)과 이를 가속화하는 머신러닝 원자간 포텐셜(MLIP)을 결합하여, 거대 스케일의 원자 시뮬레이션을 수행하고 복잡한 반응 메커니즘을 규명합니다.
  • Virtual Screening: 방대한 화학 공간을 초고속으로 탐색하는 가상 스크리닝(Virtual Screening)을 통해, 실험 전 단계에서 유망한 후보 물질과 최적의 물성을 정밀하게 예측합니다.
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2. Autonomous Research Systems (자율 연구 실험실)

Realizing Closed-Loop Discovery Beyond Human Intuition

Autonomous Research

반복적이고 소모적인 실험 과정을 자동화하고, AI가 스스로 다음 실험을 설계하는 자율 주행 실험실(Self-Driving Lab)을 구현합니다.

  • Closed-Loop Discovery: 소재의 설계, 합성, 분석, 평가로 이어지는 연구의 전 과정을 자동화 루프로 연결합니다.
  • AI-Guided Optimization: AI 기반 최적화 알고리즘이 실험 데이터를 실시간으로 학습하여, 실험 횟수를 최소화합니다.
  • Beyond Human Intuition: 데이터 기반의 탐색을 통해 연구자의 경험이나 직관(Human Intuition)을 뛰어넘는 새로운 화학적 조성과 혁신적인 소재를 발견합니다.
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3. Lab-to-Fab Scaling (공정 최적화 및 플랫폼)

Bridging the Gap via Process Modeling & Multiscale Analysis

Lab-to-Fab

실험실의 기초 연구 성과가 실제 산업 현장의 양산 공정으로 이어질 수 있도록 데이터 기반의 스케일업 기술을 연구합니다.

  • Multiscale Analysis: 미시적 특성부터 거시적 성능까지 아우르는 멀티스케일 분석(Multiscale Analysis)을 수행하여 소재와 시스템 간의 상관관계를 규명합니다.
  • Process Modeling: 데이터와 공정 변수 간의 관계를 학습하는 공정 모델링(Process Modeling) 및 디지털 트윈을 통해, 제조 공정에서의 성능을 예측하고 시행착오를 줄입니다.

What We Build

실험실의 발견을 산업 양산까지 — 우리가 만드는 것들

AI Models

MLIP·생성 모델·대리모델로 소재 물성과 반응을 예측합니다.

Datasets

계산·실험·특성 데이터를 폐루프로 축적한 통합 데이터셋.

Experimental Workflows

자율 실험과 AI 최적화를 잇는 Self-Driving Lab 워크플로우.

Material Candidates

차세대 배터리·에너지 소재 후보군과 양산 가능 공정.

Team

Principal Investigator

박인철

박인철

Principal Investigator

“우리는 인공지능을 활용하여 에너지 소재 연구의 패러다임을 혁신하는 것을 목표로 합니다.”

Postdoctoral Researchers

박영진

박영진

Post-Doctoral Researcher

Ph.D. Students

김효진

김효진

PhD Course

“연구분야: 제일원리계산, 이차전지소재”

DFTBattery Materials
김수현

김수현

PhD Course

“연구분야: 이차전지소재, 소재 합성”

Battery MaterialsMaterials Synthesis

Undergraduates

Undergraduate Researchers (학부연구생)

이상아

이상아

Undergraduate Researcher

“연구분야: 시뮬레이션”

Battery Simulator
이

이승인

Undergraduate Researcher

전

전세미

Undergraduate Researcher

Research Interns

이정우

이정우

Research Intern

“연구분야: 합성 매커니즘, 이차전지소재”

Synthesis MechanismBattery Materials
성지인

성지인

Research Intern

“연구분야: AI 소재분석, 이차전지소재”

AI for MaterialsBattery Materials

Publications

Selected Highlights
2026Materials Horizons, 2026,13, 727-735. [Front Cover]

“Generative Inverse Design for Microstructure Control in Li– and Mn–Rich Layered-Oxide Precursors”

Geunho Choi†, Changhwan Lee†, Jieun Kim, Insoo Ye, Keeyoung Jung*, and Inchul Park*

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2025ACS Energy Letters, Vol 10, 5414–5421.

“Machine Learning-Accelerated Development of High-Nickel NCM Cathodes via Multi-Variable Co-optimization”

Seon Hwa Lee†, Insoo Ye†, Changhwan Lee, Jieun Kim, Sang-Cheol Nam*, and Inchul Park*

논문 보기
2025Energy and Environmental Science, Vol 18(9), 4222.

“Data-driven insights into reaction mechanism of Li-rich cathodes”

Jieun Kim†, Injun Choi†, Ju Seong Kim, Hyokkee Hwang, Byoungyong Yu, Sang-Cheol Nam, and Inchul Park*

논문 보기
전체 논문

2025

Seon Hwa Lee†, Insoo Ye†, Changhwan Lee, Jieun Kim, Sang-Cheol Nam*, and Inchul Park* "Machine Learning-Accelerated Development of High-Nickel NCM Cathodes via Multi-Variable Co-optimization" ACS Energy Letters, Vol 10, 5414–5421.
논문 보기
Jieun Kim†, Injun Choi†, Ju Seong Kim, Hyokkee Hwang, Byoungyong Yu, Sang-Cheol Nam, and Inchul Park* "Data-driven insights into reaction mechanism of Li-rich cathodes" Energy and Environmental Science, Vol 18(9), 4222.
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Youngsu Lee, Jaesub Kwon, Jong-Heon Lim, Eunseong Choi, Kyoung Eun Lee, Shin Park, Docheon Ahn, Changshin Jo, Yong-Tae Kim, Yoon-Uk Heo, Inchul Park*, and Kyu-Young Park* "Elucidating and controlling phase integration factors in Co-free Li-rich layered cathodes for lithium-ion batteries" Materials Horizons, Vol 12(11), 3731. [Back Cover]
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Sang-Wook Park†, Hojoon Kim†, Sangwook Han, Kyoung Sun Kim, You-Yeob Song, Hyun-Gi Lee, Wonyoung Jang, Dae-Hyung Lee, Seongjae Bae, Dongwoo Kim, Jung Woo Park, Inchul Park, Sang-Cheol Nam, Hyungsub Kim, Jinhyuk Lee, Kisuk Kang*, Dong-Hwa Seo* "High-Throughput Synthesis of Mn-Based Disordered Rock-Salt Li-Ion Cathodes with Improved Rate Capability via Rapid Joule-Heating" Advanced Energy Materials, e03496.
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Min Gee Cho, Colin Ophus, Jung-Hoon Lee, Inchul Park, Dong Young Chung, Jeong Hyun Kim, Dokyoon Kim, Yung-Eun Sung, Kisuk Kang, Mary C Scott, A Paul Alivisatos, Taeghwan Hyeon*, and Myoung Hwan Oh* "Design Principles in Engineering of Multigrain Nanocatalysts via Multiscale Electronic Structure Characterization" Chemistry of Materials, Vol 37(19), 7741–7752.
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Seok Hyun Song, Kyoung Sun Kim, Seokjae Hong, Jong Hyeok Seo, Ji-Hwan Kwon, Minjeong Gong, Jung-Je Woo, Inchul Park, Kyu-Young Park, Dong-Hwa Seo, Chunjoong Kim, Hyeokjun Park, Seung-Ho Yu, Hyungsub Kim* "Realizing Li Concentration and Particle Size Gradients in Ni-Rich Cathode for Superior Electrochemical Performance in Oxygen-Deficient Atmospheres" Advanced Functional Materials, Vol 35(34), 242823.
논문 보기

News

  1. 초청강연

    박인철 교수, 2027 MRS Spring Meeting EN05 초청 발표 예정

    🎤 초청 강연

    박인철 교수가 2027년 4월 5–9일 미국 워싱턴주 시애틀에서 개최되는 2027 MRS Spring Meeting & Exhibit의 EN05 심포지엄 “Advanced Energy Storage Materials and Manufacturing—Data-Driven Processing Science and Engineering for Scalable Deployment”에서 Invited Speaker로 발표할 예정입니다. 🔗 심포지엄 및 초청 연사 안내

  2. 초청강연

    AI4Sci 구두 발표 예정

    🎤 학회 발표

    박인철 교수의 초록이 구두 발표로 채택되어, 2026년 9월 28일부터 10월 1일까지 서울에서 개최되는 AI4Sci에서 발표할 예정입니다. 🎤 발표 제목: Rediscover, Reduce, Generate: Extracting Governing Laws from Data Toward an Autonomous Materials Laboratory

  3. 신규 멤버

    이정우·성지인 학생, 연구인턴으로 합류

    🎉 새 식구

    이정우, 성지인 학생이 2026년 9월 1일부터 연구인턴으로 AI⁴M Lab에 합류했습니다. 두 학생의 합류를 환영합니다!

  4. 신규 멤버

    김수현 학생, 박사과정 합류

    🎉 새 식구

    김수현 학생이 2026년 가을학기 박사과정으로 AI⁴M Lab에 합류합니다. 한국재료연구원(KIMS, PI: 박영욱 박사)과 공동지도로 연구합니다.

  5. 대외활동

    AI⁴M Lab, Claude Team plan for scientists 1차 선정

    🔬 학술 활동

    AI⁴M Lab의 연구책임자 인증이 승인되어 Anthropic의 Claude Team plan for scientists 초기 참여 자격을 획득했습니다. 이 프로그램은 인증된 연구책임자가 연구팀용 Claude Team 워크스페이스를 구성할 수 있도록 12개월간 프로모션을 제공하며, Claude Science와 Claude Code 등 연구 지원 도구를 함께 활용할 수 있도록 지원합니다. 연구실은 이를 AI 기반 소재 연구와 연구팀 협업 체계 고도화에 활용할 계획입니다. 🔗 프로그램 자세히 보기

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위치

대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과

42988 대구광역시 달성군 현풍읍 테크노중앙대로 333

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