AI도 '몸 상태' 따라 행동할 수 있나…자율성 높일 방법 찾았다

(대전=뉴스1) 김종서 기자 = 기초과학연구원(IBS)은 뇌과학 이미징 연구단 우충완 부연구단장, 홍석준 교수와 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 칼 프리스턴 교수 공동연구팀이 생명체가 자신의 내부 상태를 바탕으로 행동을 결정하는 원리를 수학적으로 추상화해 인공지능(AI)에 적용하는 방법과 이론적 틀을 제안했다고 2일 밝혔다. 연구팀은 이를 실험할 수 있는 3차원 가상 생존 환경도 개발해 발표했다.

AI 연구는 환경이 달라지면 재학습이 필요한 경우가 많고, 로봇 공학은 주로 사람이 미리 정한 조건과 규칙에 따라 대응하는 수준에 그친다. 반면 생명체는 신체 기능을 일정하게 유지하는 과정에서 내재적 목표를 설정하고, 외부 환경과 상호작용하면서 그 내재적 목표를 조절한다.

연구팀은 기존 AI 연구의 한계점으로 여겨진 자율성과 적응성을 향상시킬 단서를 생명체에서 찾았다.

연구팀은 이 목표를 가상 환경의 AI에 제한적으로 구현할 수 있음을 제안하고, 내부 상태를 보편적이고 가치 있는 맥락으로 활용할 수 있는 인공지능을 '내수용감각 인공지능'이라 명명했다.

이를 위해 연구팀은 사이버네틱스, 비평형 물리학, 능동 추론 등 생명이 스스로를 유지하는 방식을 다뤄 온 이론들과 내수용감각에 대한 신경과학 연구를 통합했다.

연구팀은 3차원 가상 생존 환경을 만들어 가상 환경 속 AI가 먹이와 물을 확보하고 포식자에 대응하면서 포만감, 수분, 체온, 손상 정도를 정상 범위에 유지하기 위해 행동 시점 및 방식을 자신의 내부 상태를 기반으로 자율적으로 정하게 했다.

이번에 제시한 개념은 피지컬 AI 분야에서 활용이 클 것으로 기대하고 있다. 현장의 오래된 로봇들은 접합부가 닳고 모터가 쉽게 과열되기 때문에, 이를 감지하는 기술뿐만 아니라 스스로 판단하고 행동을 바꾸는 기술 필요성이 크다.

이번 연구 제1저자인 이성우 학생연구원은 "내부 상태를 감시해야 할 신호가 아니라 판단의 맥락으로 본 것이 이번 연구의 핵심"이라며 "앞으로 몸의 손상이 에이전트의 주의와 계획을 어떻게 바꾸는지 연구해 나가겠다"고 말했다.

연구팀은 시뮬레이션 환경에서 AI 에이전트의 행동에 영향을 주는 요소를 살피는 한편, 손상이나 위험 정도에 따라 나타나는 행동 변화에 대한 연구를 계속하고 있다.

자율형 AI 연구 방향을 제시한 이번 연구내용은 국제학술지 '네이처 머신 인텔리전스(Nature Machine Intelligence)'에 퍼스펙티브 논문으로 온라인 게재됐다.

3차원 가상 생존 환경은 인공지능 분야 국제 학회 '신경정보처리시스템학회(NeurIPS)'에 채택돼 지난해 논문으로 발표된 바 있다.

jongseo12@news1.kr