고분자 및 연성 소재를 기반으로 한 첨단 수소센서와 디스플레이 소재 연구는 국가 핵심 전략기술의 중요한 축으로, 미래 소재가 지녀야 할 우수한 물리·화학적 특성을 분자 수준에서 논리적으로 설계하고 이를 실험적으로 구현하는 융합적 연구가 필수적으로 요구된다. 특히, 인공지능과 분자 시뮬레이션의 결합을 통해 고도의 물성 예측 능력을 구현하고, 컴퓨터 비전 인공지능을 활용하여 실험 데이터를 신속하고 직관적으로 분석하는 체계는 산업 현장에 직접 적용 가능한 차세대 소재 디자인 및 분석 기술로 각광받고 있다. 본 발표에서는 이러한 맥락에서, 인공지능과 물리법칙을 결합한 분자 시뮬레이션을 통해 화학적 민감도를 극대화한 이온성 유기 액정 기반 센서 소재 개발과 더불어, 인공지능을 이용한 실험 영상의 자동 분석을 통해 현장의 이상 신호를 즉각적으로 탐지·알림할 수 있는 기술을 소개한다. 또한, 유연 디스플레이 소재 개발을 위한 고분자 계면 전기적 복잡성의 예측과 작용기 다양성 설계를 위한 생성형 AI, 나아가 시뮬레이션 궤적의 효과적 샘플링을 가능케 하는 디퓨전 모델 기반 생성형 AI와 자유에너지 계산의 결합을 통한 고분자 구조 변화 메커니즘 규명 사례를 제시한다. 이를 통해, 인공지능과 분자 시뮬레이션의 융합이 나노소재 개발 연구에서 어떻게 실질적 혁신을 견인할 수 있는지 조망하고자 한다.