DGIST, '사이버물리AI(CPAI)' 개념 첫 제안
자율주행차, 스마트공장 등서 AI 안전하게 구현

대구경북과학기술원은 AI와 CPS를 효과적으로 결합해 보다 안전하고 효율적인 AI 시스템을 구축할 수 있는 'CPAI' 개념을 제시했다. CPAI 기술 개념도.

국내 연구진이 인공지능(AI)과 사이버물리시스템(CPS)을 물리적 환경에서 안전하고 효율적으로 지원하는 새로운 AI 활용 개념을 내놨다. 앞으로 오작동과 불필요한 연산 없이 AI를 활용해 자율주행차, 스마트 팩토리, 의료 로봇 등 다양한 산업에 폭넓게 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 박경준 전기전자컴퓨터공학과 교수 연구팀이 AI와 CPS를 효과적으로 결합하는 새로운 개념인 '사이버물리 AI(CPAI)'를 처음으로 제안했다고 25일 밝혔다.

물리적 현실 세계와 사이버 세계를 긴밀하게 연결하는 CPS는 물리적 장치와 소프트웨어를 결합해 스마트공장과 자율주행차, 사물인터넷 기반 시설 등에서 널리 활용된다.

하지만 AI가 CPS와 결합하는 과정에서 다양한 한계가 생긴다. AI는 충분한 자원을 활용하는 데 반해 CPS는 컴퓨팅, 네트워크, 전력 등 자원을 한정적으로 공유하는 등 서로 상반된 요구사항을 갖는다. 이 때문에 AI와 CPS 결합은 미래 산업·기술 혁신의 핵심 분야에도 안전성 보장과 자원 제한 측면에서 통합이 어렵다.

연구팀은 이런 AI와 CPS가 결합할 때 생기는 문제를 해결하는 새로운 개념으로 CPAI를 제시했다. CPAI는 AI가 CPS에서 안전하고 효율적으로 동작할 수 있도록 체계적인 접근 방식을 제공한다. AI의 확률적 특성과 물리 시스템이 요구하는 안전성·자원제약을 동시에 해결하기 위한 방식으로 제시된 것이다.

가령, 로봇과 인간이 협동하거나, 자율주행차가 보행자를 인식하지 못하는 등 다양한 상황에서 AI가 오작동할 경우 물리적 위험이 생기는데, 이를 CPAI 관점에서 안전성과 자원 활용을 효율적으로 도와 AI를 보다 안전하게 운용할 수 있게 한다는 개념이다.

연구팀은 CPAI를 제약, 목적, 접근방식 등 세 가지 차원에서 분류하고, CPS에서 AI를 도입하는 과정에서 발생하는 문제를 9단계로 나눠 해결방법을 제시했다. 특히 데이터 편향, 신뢰성 부족, 악의적 공격 등과 같은 AI-CPS 통합 과정에서 자주 발생하는 문제들을 실험과 사례 분석했다.

박경준 DGIST 교수는 "AI가 현실에서 신뢰성 있는 시스템으로 작동하려면 단순한 기술 적용을 넘어 AI와 CPS 간 통합을 체계적으로 설계해야 한다"며 "AI 기반 자율주행, 스마트팩토리, 국방기술 등에 CPAI 개념을 적용함으로써 보다 안전하고 효율적인 AI 시스템 구축에 기여할 것"이라고 말했다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr

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