물리·수학 원리 학습하는 AI 개발 착수…5년간 200억원 투입

단순 예측 넘어 과학 원리 풀이

과기정통부, 4개 핵심 연구 본격화

해당 이미지는 AI로 제작함. ⓒ

데이터 학습 중심 기존 인공지능(AI) 한계를 넘어 물리와 수학적 원리를 스스로 이해하고 적용하는 차세대 AI 기술 개발을 추진한다.

과학기술정보통신부는 24일 ‘차세대 인공지능 과학기술 기반기술 개발사업’ 착수보고회를 열고 신규 4개 과제 연구에 돌입했다고 밝혔다.

현재 쓰이는 인공지능(AI)은 대규모 데이터를 기반으로 결과를 예측하기 때문에 물리 법칙이나 수학적 원리가 중요한 과학·공학 분야에서 결과 도출 과정을 설명하기 어렵다. 학습하지 않은 새로운 환경에서는 정확도가 떨어진다.

과기정통부는 이를 해결하기 위해 원리 기반 해석·예측 모델을 확보하고 새로운 AI 모델 구조를 설계하는 연구를 지원한다.

정부는 2026년부터 2031년까지 총 200억원을 투입한다. 올해는 20억원을 지원한다. 선정 연구팀에는 GPU 등 컴퓨팅 기반시설을 제공하고, 연구 데이터와 개발된 AI 모델은 공개 플랫폼을 통해 개방할 계획이다.

물리·수학 기반 해석·예측 모델 분야에서는 2개 과제를 진행한다. 하우석 한국과학기술원 교수팀은 조건과 환경 변화에도 데이터 내 인과 구조와 지배방정식을 추론하는 수학·물리 기반 인과 AI 모델을 개발한다.

유재석 대구경북과학기술원 교수팀은 물리 법칙을 시각화해 AI가 스스로 해석 전략을 선택하는 ‘AI 역학자’ 개발을 맡았다. 환경이 바뀌어도 일관된 결과를 얻을 수 있게 돼 설계와 검증에 드는 시간과 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대한다.

차세대 AI 구조 연구 분야에서도 2개 과제가 추진된다. 오민환 서울대학교 교수팀은 문맥이 길어질수록 연산량이 급증하는 한계를 수학적으로 분석하고 긴 문맥을 효율적으로 처리하는 구조와 학습법을 연구한다.

윤철희 한국과학기술원 교수팀은 생성형 AI 성능 향상 원리를 수학적으로 규명해 설계부터 검증까지 아우르는 차세대 개발 방법론을 구축한다. 이를 통해 데이터와 연산 자원 의존도를 낮출 수 있을 것으로 보인다.

윤경숙 과기정통부 기초원천연구정책관은 “물리와 수학 법칙에 기반한 AI 모델을 확보하면 과학 연구의 엄밀성과 정확성이 높아져 연구 현장은 물론 반도체·배터리 등 산업 분야에도 실질적인 도움이 될 것”이라고 말했다.