카이스트 연구진, 스스로 세상 원리 배우는 AI ‘네오’ 개발

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 국내 연구진이 관측만으로 세계의 작동 원리를 스스로 이론화하는 차세대 월드모델 기술을 개발했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전산학부 안성진 교수 연구팀이 AI가 관측한 정보만으로 세계의 작동 원리를 스스로 이론화하도록 하는 새로운 학습 패러다임 '이론화 학습(L2T)'을 제안하고, 이를 구현한 신경망 기반 이론 생성 모델 '네오(NEO·Neural Theorizer)'를 개발했다고 27일 밝혔다.

인공지능의 월드모델은 로봇 제어와 자율주행, 생성형 AI, 자율 에이전트 등 다양한 분야의 핵심 기반기술이다. 지금까지의 월드모델은 주로 다음에 무엇이 일어날지를 예측하는 데 초점을 맞춰 왔다. 하지만 다음 장면을 잘 예측하더라도 세상의 작동 원리까지 이해하지는 못한다는 한계가 있었다.

연구팀은 인간의 학습 방식에서 해결책을 찾았다. 사람은 말을 배우기 전 어린 시절부터 세상이 어떻게 움직이는지에 대한 내부 이론을 스스로 만들며 세상을 이해한다. 연구팀은 발달인지과학의 관점을 인공지능에 적용해 미래를 예측하는 AI가 아니라 세상의 원리를 스스로 이해하는 AI를 구현했다.

연구팀이 제안한 L2T는 정답이나 규칙을 미리 알려주지 않는다. 오직 변화 전후의 관측 결과만 제시하면 AI가 그 사이에서 어떤 규칙이 작동했는지를 스스로 찾아낸다. 기존 AI가 '다음을 맞히는 것'에 집중했다면, 이번 AI는 '왜 그런 변화가 일어났는지'를 이해하도록 만든 것이 핵심이다.

이를 구현하기 위해 연구팀은 신경망 기반 이론 생성 모델 네오도 함께 개발했다. 네오는 관측된 변화 속에 숨어 있는 규칙을 스스로 찾아 이를 실행 가능한 형태의 규칙으로 정리한다. 이렇게 만들어진 규칙은 새로운 상황에서도 자유롭게 조합해 활용할 수 있다.

연구팀은 향후 장시간의 영상 데이터로부터 기본 원리를 학습하고 이를 계획 및 의사결정 과정과 연결하는 연구를 진행할 계획이다.

안 교수는 "이번 연구는 인공지능의 세계 이해를 단순한 미래 예측에서 세상의 작동 원리를 스스로 설명하는 단계로 확장한 첫걸음"이라며 "예지능형 로봇과 자율 에이전트는 물론 과학적 발견을 지원하는 AI 등 다양한 분야의 핵심 기술로 발전할 것으로 기대한다"고 말했다.

전산학부 백두진 석사과정과 이규빈 석사과정이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 최근 서울에서 열린 국제 인공지능 학회 '제43회 국제기계학습학회(ICML 2026)'에서 구두발표 논문으로 선정됐다. 구성적 학습 워크숍에서는 최우수논문상을 수상했다.

연구는 해외우수과학자유치사업과 해외우수연구기관 협력허브 구축사업의 지원을 받아 수행됐다.

jongseo12@news1.kr