近期，韩国材料研究院将人工智能（AI）应用于新材料开发领域，大幅提升了生产效率，备受关注。基于前期攻关，韩国材料研究院开发出了“自主实验室（Autonomous Lab）”，这一成果也彰显了韩国材料研究院作为韩国国家材料技术自主化及数字化转型研发核心研究机构的地位。

韩国材料研究院自主实验室是由人工智能代替人类进行实验的“自主实验室”。研究人员输入材料的目标特性后，人工智能会找出最有效的实验条件，机器人则自动执行实验。其运作模式为：人工智能对实验结果进行分析，并将分析结果应用于下一次实验，形成实验与分析不断循环的结构。这是一个集人工智能、机器人与实验设备于一体协同运作的尖端研究平台。

机械臂拿起金属样品，将其精准放置于指定位置，然后放于制作试样的电弧炉（Arc Melter）上。在高温下熔化金属并塑形的过程中，精细度和安全性至关重要，而机器人能够准确无误地完成这一操作。随后，机器人将实验所用材料转移到管式炉（一种圆柱形的高温加热设备）中进行热处理，再将制作完成的试样运至X射线衍射仪进行精密分析。

研究人员无需直接接触实验室设备，只需在电脑前输入简单指令，便可全程观察实验过程。所有设备都通过自动化系统连接，人工智能接收实验结果后，会提出新的实验条件。就这样，自主实验室打造出了一个无需人工介入、由人工智能与机器人有机协作的智能实验环境。

一直以来，开发新材料需要进行大量的试错和反复实验。例如，开发一种在高温下仍能保持强度的金属合金，往往需要数月甚至数年时间。然而，利用自主实验室，类似的实验可在几周内完成，这是一种能大幅节省时间和成本的创新方法。

自主实验室的核心在于以下三个系统：（1）基于人工智能的实验设计。过去，研究人员通过试错来确定实验条件，而现在，人工智能会从数千种组合中自动推荐可能性较高的条件。（2）设备自动化与机器人操作系统。机械臂精准完成从试样制作到测量的所有实验过程。通过最大限度地减少人工介入，显著降低实验过程中可能出现的误差，从而提高实验的可重复性和数据的可靠性。（3）实时数据分析与循环优化结构。人工智能会立即分析实验结果，并自主确定下一步的实验方向。通过反复这种循环结构，能够提高实验的准确性和速度。这样的系统不仅能快速开展实验，还能不断积累和分析实验数据，使人工智能通过自主学习实现精密的实验设计，类似于一种强化学习算法在实时运作。

韩国材料研究院自主实验室拥有韩国领先的全流程自动化研究环境，具有很高的科研能力。该系统不仅可广泛应用于半导体、可充电电池、氢能等尖端产业，还能用于国防、航天、环保材料开发等需要高技术的领域。值得关注的是，自主实验室能够弥补人力资源不足，即使是非熟练研究人员也能稳定开展技术含量较高的实验。

韩国材料研究院计划进一步升级自主实验室，实现数字孪生实验室的构建、多模态人工智能模型的联动以及大规模材料数据的公开等。特别是与能够同时利用多种形式数据（数字、图像、实验值等）的多模态人工智能相结合，有望开启材料开发的新范式。

韩国材料研究院院长崔哲镇表示，自主实验室不仅是提高实验室效率的工具，更是能够确保韩国国家材料技术主导权的核心平台。通过人工智能与材料技术不断融合，推动韩国尖端产业的长足发展。

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韩国材料研究院成功开发新型核聚变用钢K-RAFM

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核聚变反应与太阳发热原理相同，是轻原子核融合转化为更重原子核的反应。这一过程中会产生巨大能量，而将这种能量转化为电能的就是核聚变发电。核聚变发电不产生核废料和二氧化碳排放，作为未来的大规模清洁能源，备受关注。

为了建造核聚变反应堆，低活化钢必须能够承受1亿℃超高温且可以在高能量中子环境中保持性能稳定。不过，低活化钢因含有铬，会生成粗大的铬系碳化物颗粒，这会降低材料的断裂强度。此外，核聚变反应中产生的高能量中子会降低低活化钢的性能，这也是各国研究人员尚未解决的难题。

为解决这些问题，韩国材料研究院研究团队自主研发出新型K-RAFM钢。该技术在低活化钢铁中添加了少量钛（Ti），并采用了降低热处理温度的工艺。钛能够诱导生成细小的MC碳化物，从而减小铬系碳化物颗粒的尺寸。同时，将热处理温度从原来的760℃降至730-740℃左右，使铬系碳化物颗粒更加细小。最终使得低活化钢的内部组织变得更加致密均匀，断裂强度和抗辐照性能大幅提升。基于这些成果，K-RAFM钢有望在确保核聚变反应堆安全性方面发挥重要作用。

K-RAFM钢可作为核聚变反应堆的包层（保护反应堆内壁的结构）、内部容器、偏滤器（清除反应堆内部杂质的装置）等核心结构材料。此外，在小型模块化反应堆（SMR）、太空环境结构等需要同时承受辐射和高温的多种高端领域，也有很大的应用潜力。

该研究团队与昌原大学洪贤旭、文俊昊教授研究团队以及明知大学申灿善教授研究团队开展了联合研究，相关研究成果已在海内外期刊上发表约30篇论文，其中20余篇发表在SC（IE）级国际学术期刊上。另外，研究团队通过两项专利注册和“K-RAFM”商标注册，确保了知识产权，计划为今后核聚变实证反应堆（试验性发电厂）的建设加速推进量产技术的研发。

韩国材料研究院研究负责人李昌勋博士表示，K-RAFM钢在实现商业生产化后，有望对核聚变发电厂的安全性保障和材料技术自主化做出巨大贡献。同时，他也期待此次成果能成为进一步提升韩国钢铁产业竞争力的契机。