KAIST(카이스트)-IBM AI연구소
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이상완 KAIST 교수, 성도윤 박사과정, (상단) 마티아 리고티 IBM AI연구소 박사 (왼쪽부터) /사진=KAIST |
갑작스럽게 목표가 바뀌어도 유연하게 대처할 수 있는 사고 능력의 비밀은 '전두엽'에 있었다. 이를 AI(인공지능) 학습에 적용하면, 인간처럼 유연하게 사고하는 AI를 만들 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
KAIST(카이스트)는 이상완 뇌인지과학과 교수 연구팀이 IBM AI 연구소와 함께 인간의 뇌가 불확실한 상황을 처리하는 방식을 규명했다고 14일 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 지난달 26일 실렸다.
사람은 갑작스러운 변화가 닥쳐도 금세 상황에 적응해 계획을 세우고 목표를 조정한다. 하지만 AI는 다르다. AI는 입력된 목표가 갑자기 바뀔 경우 기능 안정성이 급격히 떨어지는 현상을 보인다.
연구팀은 이 차이가 전두엽이 정보를 처리하는 방식에서 나온다고 봤다.
연구팀이 뇌 MRI(자기공명영상) 실험과 AI 모델 분석 기법을 통해 확인한 결과, 인간 뇌의 전두엽은 '목표 정보'와 '불확실성 정보'가 서로 간섭하지 않도록 분리해 저장하는 특별한 구조를 갖고 있었다. 이 구조가 뚜렷한 사람일수록 목표가 바뀔 때 전략을 수정하는 유연성이 높았다. 불확실한 환경에서도 안정적인 판단을 유지했다. 서로 다른 정보를 한 번에 처리할 때도 유리했다.
전두엽은 두 개 채널로 나뉘어 있는데, 목표가 바뀔 때마다 변화를 민감하게 추적해 의사결정의 유동성을 확보하는 첫 번째 채널과, 환경의 불확실성을 인지해 안정적인 판단을 유지하는 두 번째 채널이다. 첫 번째 채널이 학습을 실행하면, 두 번째 채널은 상황에 따라 어떤 학습 전략을 쓸지 스스로 고르는 역할까지 수행했다.
연구팀은 이같은 뇌 기반 구조를 활용하면 '뇌처럼 생각하는 AI' 기술을 만들 수 있다고 봤다. 이상완 교수는 "변하는 목표를 유연하게 따라가면서도 안정적으로 계획을 세우는 뇌의 작동 원리를 AI 관점에서 규명한 성과로, AI가 사람처럼 변화에 적응하고 똑똑하게 학습할 수 있게 할 핵심 기반이 될 것"이라고 했다.
한편 이번 연구에는 성윤도 카이스트 박사과정생이 제1저자, 마티아 리고티 IBM AI연구소 박사가 제2저자로 참여했다. 과학기술정보통신부 '한계도전 R&D 프로젝트'의 지원을 받았다.
박건희 기자 wissen@mt.co.kr
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