에너지 100배 절감하면서 정확도 높인 AI 혁신
기존 AI 방식인 대규모 데이터 학습과 시행착오 대신, 인간처럼 논리적이고 추상적인 사고를 하는 '신경-기호적(Neuro-Symbolic) AI'가 등장했습니다. 로봇 공학 등 실제 물리적 환경에 적용되는 이 기술은 학습 및 작동에 필요한 에너지를 최대 100배 줄이면서도 정확도를 크게 높입니다. AI 산업의 막대한 전력 소비 문제를 해결할 게임 체인저로 평가받습니다.
연구 기관의 과학 뉴스: 에너지 사용을 100배 줄이면서 정확도를 높인 AI 혁신
더 똑똑하고 논리 기반의 AI가 에너지 사용을 100분의 1로 줄이고, 오늘날 가장 강력한 시스템의 성능을 능가할 수 있습니다.
날짜: 2026년 4월 5일 출처: Tufts University
요약: AI는 이미 미국 전력의 10% 이상을 소비하는 등 엄청난 양의 에너지를 사용하고 있으며, 이러한 수요는 계속해서 가속화되고 있습니다. 이제 연구진이 정확도를 실제로 향상시키면서도 AI 에너지 사용을 최대 100배까지 줄일 수 있는 획기적이고 효율적인 접근 방식을 공개했습니다. 연구진은 신경망(Neural Networks)을 인간과 유사한 기호적 추론(Symbolic Reasoning)과 결합하여, 로봇이 무작위적인 시행착오에 의존하는 대신 더 논리적으로 사고할 수 있도록 도왔습니다.
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미국에서 인공지능은 막대한 양의 전력을 소비하고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, AI 시스템과 데이터 센터는 2024년에 약 415 테라와트시(TWh)의 전력을 사용했습니다. 이는 미국 전체 전력 생산량의 10% 이상을 차지하는 것이며, 이러한 수요는 2030년까지 두 배로 증가할 것으로 예상됩니다. 이러한 급격한 성장은 지속 가능성에 대한 우려를 낳았습니다.
이에 대응하여 공과대학 연구진은 훨씬 더 효율적으로 설계된 개념 증명(PoC) AI 시스템을 만들었습니다. 이 접근 방식은 작업 성능을 향상시키면서도 에너지 사용을 최대 100배까지 줄일 수 있습니다.
신경-기호적 AI(Neuro-Symbolic AI)라는 하이브리드 접근 방식
이 연구는 Karol Family 응용 기술 교수인 Matthias Scheutz의 연구실에서 나왔습니다. 그의 팀은 기존의 신경망과 기호적 추론을 결합한 '신경-기호적 AI'를 개발하고 있습니다. 이 방법은 사람들이 문제를 단계와 범주로 나누어 접근하는 방식을 모방합니다. 이 연구 결과는 5월 빈에서 열리는 국제 로봇 공학 및 자동화 회의(ICRA)에서 발표될 예정이며, 학회 논문집에 게재될 것입니다.
로봇에게 보고, 이해하고, 행동하도록 가르치기
ChatGPT 및 Gemini와 같은 친숙한 대규모 언어 모델(LLM)과 달리, 이 연구진은 로봇 공학에 사용되는 AI 시스템에 집중합니다. 이러한 시스템은 VLA(Visual-Language-Action, 시각-언어-행동) 모델로 알려져 있습니다. 이 모델들은 시각과 물리적 움직임을 통합하여 LLM의 기능을 확장합니다. VLA 모델은 카메라에서 시각적 데이터와 언어로 된 명령을 받아들인 다음, 그 정보를 실제 행동으로 변환합니다. 예를 들어, 로봇의 바퀴, 팔 또는 손가락을 제어하여 작업을 완료할 수 있습니다.
기존 AI가 간단한 작업에서 어려움을 겪는 이유
기존 VLA 시스템은 데이터와 시행착오 학습에 크게 의존합니다. 로봇에게 블록을 탑으로 쌓으라고 요청하면, 먼저 장면을 분석하고 각 블록을 식별하며 올바르게 배치하는 방법을 결정해야 합니다. 이 과정에서 오류가 발생하기 쉽습니다. 그림자가 블록의 모양에 대해 시스템을 혼란스럽게 하거나, 로봇이 조각을 잘못 배치하여 구조물이 무너질 수 있습니다. 이러한 오류는 LLM에서 볼 수 있는 문제와 유사합니다. 로봇이 블록을 잘못 배치하는 것처럼, 챗봇도 거짓이나 오해의 소지가 있는 결과를 생성할 수 있습니다. 허위 법률 사례를 조작하거나 손가락이 여러 개 달린 등 비현실적인 세부 묘사가 포함된 이미지를 생성하는 것이 그 예입니다.
기호적 추론이 정확도와 효율성을 높이는 방법
기호적 추론은 다른 전략을 제공합니다. 데이터의 패턴에만 의존하는 대신, 모양 및 균형과 같은 규칙과 추상적 개념을 사용합니다. 이를 통해 시스템은 더 효과적으로 계획하고 불필요한 시행착오를 피할 수 있습니다.
Scheutz는 "LLM과 마찬가지로 VLA 모델은 유사한 시나리오의 대규모 학습 데이터 세트에서 얻은 통계적 결과에 따라 행동하지만, 이는 오류로 이어질 수 있다"며, "신경-기호적 VLA는 학습 중 시행착오의 양을 제한하고 훨씬 빠르게 해결책에 도달하는 규칙을 적용할 수 있다. 작업을 완료하는 데 걸리는 시간이 훨씬 짧아질 뿐만 아니라, 시스템 학습에 소요되는 시간도 크게 줄어든다"고 말했습니다.
퍼즐 테스트에서의 강력한 결과
연구진은 신중한 계획이 필요한 고전적인 문제인 하노이의 탑 퍼즐을 사용하여 시스템을 테스트했습니다. 신경-기호적 VLA는 95%의 성공률을 달성했으며, 이는 기존 모델을 크게 능가하는 수치입니다.