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생성형 인공지능이란?

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생성형 인공지능(genAI)은 기존 데이터에서 패턴을 학습하고 복제하여 새로운 독창적인 콘텐츠(텍스트, 이미지, 코드, 오디오, 비디오)를 만들어내는 인공지능의 한 분야입니다. 이는 머신 러닝 기술의 최신 진화이며 일상생활의 일부가 되었습니다. 온라인 쇼핑을 할 때 나타나는 '회원님이 좋아할 만한 상품' 추천이든, 사진 앱의 자동 편집이든, 지원 관련 질문에 답변하는 챗봇이든, 생성형 인공지능은 창작하고 소통하며 업무를 처리하는 방식을 변화시키고 있습니다.

주요 요점

  • 생성형 인공지능은 기존 데이터로부터 패턴을 학습하여 텍스트, 이미지, 코드, 오디오, 비디오 등 새롭고 독창적인 콘텐츠를 만드는 인공지능의 한 분야입니다.
  • 패턴을 인식하고 예측하는 전통적인 AI와 달리, 생성형 인공지능의 주요 목적은 새로운 무언가를 생성하는 것입니다.
  • 생성형 인공지능은 신경망을 기반으로 구축되며 생성적 적대 신경망(GAN), 변분 인코더(VAE), 트랜스포머, 확산 모델과 같은 아키텍처를 사용합니다.
  • 의료 및 금융부터 창작 활동과 소프트웨어 개발에 이르기까지 다양한 산업에서 콘텐츠 제작과 자동화를 위해 생성형 인공지능을 활용하고 있습니다.
  • 생성형 인공지능은 할루시네이션이나 편향된 출력, 저작권 및 개인 정보 보호 분쟁, 딥페이크 및 잘못된 정보, 특정 작업의 중단 등 실질적인 위험을 안고 있습니다.

목차

생성형 인공지능은 기존 AI와 어떻게 다른가요?

생성형 인공지능과 기존 AI의 핵심 차이점은 각각이 무엇을 수행하도록 구축되었는지에 달려 있습니다.

  • 전통적인 AI는 다음과 같이 분석합니다. 패턴을 인식하고 예측하며 데이터를 분류하고 규칙 기반 작업을 실행하며 이미 존재하는 정보에서 결론을 도출합니다.
  • 생성형 인공지능이 만드는 것: 주요 기능은 이전에 존재하지 않았던 새롭고 독창적인 콘텐츠를 생산하는 것입니다.

생성형 인공지능은 프롬프트로 시작합니다. 프롬프트는 AI 에이전트와 같이 사람이 제공할 수도 있고 기계가 제공할 수도 있습니다. 프롬프트에는 텍스트, 이미지, 비디오 또는 AI 시스템이 처리할 수 있는 모든 입력이 포함될 수 있습니다. 프롬프트에 답변하기 위해 모델은 서적, 웹사이트, 코드 리포지토리, 인터넷 등 광범위한 데이터에 액세스하고 교육 중에 학습된 추론, 패턴 및 통계적 관계를 사용하여 특정 요청에 맞는 새 콘텐츠를 생성합니다.

예측 텍스트는 시작에 불과했습니다. 초기 생성형 인공지능 애플리케이션에는 예측 텍스트 및 음성 어시스턴트와 같은 기본 기능이 포함되었지만, 오늘날의 생성형 인공지능 모델을 구동하는 대규모 언어 모델(LLM)은 더욱 정교합니다. 출처가 포함된 장문의 기사를 작성하고 맞춤형 비주얼을 디자인하며 음악을 작곡하거나 작동하는 코드를 생성할 수 있습니다. 이러한 애플리케이션 외에도 다른 생성형 인공지능 모델을 특화된 데이터로 학습시켜 의료, 금융, 법률, 심지어 소프트웨어 개발과 같은 산업을 지원할 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 생성형 인공지능 모델은 어떻게 발전했나요?

오늘날 우리가 사용하는 생성형 인공지능의 기원은 거의 70년 전으로 거슬러 올라갑니다. 우리가 어떻게 여기까지 왔는지, 그리고 이 기술이 어디로 향하고 있는지 이해하기 위해, 지금의 순간을 가능하게 만든 혁신적인 발전들을 살펴보겠습니다.

머신 러닝 기반: 1950년대에서 1980년대까지

처음에는 데이터에서 학습하고 그다음에는 실수로부터 학습하는 구성 요소는 생성형 인공지능이 등장하기 수십 년 전에 마련되었습니다.

초기 머신은 학습은 가능했지만 단순한 작업만 할 수 있었습니다. 1957년 Frank Rosenblatt은 인간이 의사결정 로직을 미리 프로그래밍하는 대신 데이터에서 패턴을 학습하는 최초의 AI 시스템인 퍼셉트론을 구축했습니다. 하지만 이러한 단층 퍼셉트론에는 상당한 제한이 있었습니다. 상대적으로 간단한 문제만 해결할 수 있었고, 패턴이 더 복잡하거나 미묘해지면 실패했습니다.

다음으로 기계는 실수를 통해 학습하기 시작했습니다. 또 다른 도약은 1970년 Seppo Linnainmaa가 그래디언트를 계산하는 효율적인 방법을 제공한 자동 미분의 역모드(이후 역전파로 널리 알려진 핵심 수학 기법)를 도입하면서 이루어졌습니다. 다시 말해, 이 기술을 통해 신경망은 각 연결이 오류에 얼마나 기여했는지 계산하고 그에 맞게 조정함으로써 실수를 통해 학습할 수 있었습니다.

1986년 발표된 한 논문이 마침내 더 어려운 문제를 해결했습니다. David Rumelhart, Geoffrey Hinton, Ronald Williams가 1986년에 발표한 기념비적인 논문(주로 그들의 Nature 논문인 오류 역전파를 통해 표현 학습으로 인용됨)은 이 역전파 기법이 다층 신경망을 성공적으로 훈련하여 단일 계층 퍼셉트론의 한계를 극복하는 방법을 입증했습니다.

메모리: 1990년대

1990년대에 연구원들은 순환 신경망(RNN)을 도입하여 모델에 일종의 단기 메모리를 부여함으로써 언어 및 음성과 같은 작업에 유용하게 만들었습니다. 하지만 초기 RNN은 더 길거나 더 복잡한 입력을 처리하는 데 어려움을 겪었습니다. 1997년에 장단기 메모리(LSTM) 네트워크가 도입되면서 상황이 바뀌었으며, 이를 통해 모델은 시간이 지남에 따라 더 복잡한 패턴을 포착할 수 있게 되었습니다. 신경망 설계의 이러한 발전은 향상된 하드웨어와 결합되어 오늘날의 시스템을 지원하는 심층 생성형 모델을 교육하기 위한 토대를 마련했습니다.

경쟁, 대화, 창조: 2014-2022

이 시기의 세 가지 혁신을 통해 초기 머신 러닝 모델이 오늘날 우리가 알고 있는 생성형 인공지능인 적대적 생성 네트워크(GAN), 트랜스포머, 확산 모델로 전환되었습니다.

생성적 적대 신경망

2014년에 Ian Goodfellow와 동료들이 소개한 생성적 적대 신경망(GAN)은 두 개의 신경망이 서로 경쟁하여 인간이 만든 콘텐츠와 구별할 수 없는 콘텐츠를 생성하는 것입니다.

하나는 생성기(Generator)라는 네트워크로, 합성 콘텐츠를 생성합니다. 다른 하나는 판별기(Discriminator)라는 네트워크로, 합성 콘텐츠가 진짜인지 가짜인지 확인하려고 합니다. 이러한 적대적 설정은 생성기가 각 라운드마다 개선되도록 하여 결국 고해상도 이미지 및 비디오와 같은 현실적인 출력물을 생성하도록 합니다. GAN은 고해상도 사진이나 비디오 프레임을 생성하고, 이미지 품질을 향상시키고, 누락된 시각 데이터를 채우는 데 널리 사용됩니다.

그 외에도 여러 분야에서 역할을 합니다.

  • 예술 생성: 독창적인 이미지, 예술 작품, 시각적 디자인 생성
  • 사진 복원 및 컬러화: 손상된 사진 복구 및 흑백 이미지에 색상 추가
  • 의료 영상: 스캔 향상 및 합성 의료 이미지 생성
  • 신약 개발: 연구원이 테스트할 새로운 약물 화합물 제안
  • 데이터 증강: 다른 모델을 위한 교육 데이터 세트 확장

트랜스포머 아키텍처, 2017년

2017년에 도입된 트랜스포머는 연구자들이 모든 데이터를 미리 레이블링하지 않아도 더 큰 모델을 학습시킬 수 있도록 해주는 일종의 신경망 아키텍처입니다. 이들은 한 번에 한 단어씩 처리하는 대신 데이터의 전체 시퀀스를 동시에 분석합니다. 이러한 개선을 통해 현대적인 AI 챗봇과 언어 모델이 등장하게 되었으며 번역, 요약 및 대화 시스템의 기반이 마련되었습니다.

오늘날 널리 사용됨: 생성형 사전 학습 트랜스포머 아키텍처는 OpenAI의 ChatGPT, Google의 Gemini, Anthropic의 Claude 등 오늘날 볼 수 있는 수많은 생성형 인공지능 모델의 기반이 됩니다.

확산형 모델, 2020년대 초반

확산 모델은 DALL-E 및 Midjourney와 같은 오늘날 주요 이미지 생성기의 원동력입니다. 이들은 이미지에 노이즈를 추가하는 프로세스를 반대로 수행하여 정적 노이즈로 시작하고 여러 단계의 세밀한 수정을 통해 점진적으로 선명한 고품질 이미지를 드러냅니다. 이러한 기법은 실제 사진과 거의 구분할 수 없는 사실적인 이미지를 생성하는 데 도움이 됩니다. Stable Diffusion은 이러한 접근 방식의 널리 사용되는 구현 사례 중 하나입니다.

주류 채택, 멀티모달리티 및 에이전트: 2022년부터 현재까지

생성형 인공지능의 속도는 2020년대 초 이후에도 둔화되지 않았습니다. 2022년 11월 ChatGPT가 출시되면서 생성형 인공지능은 하룻밤 사이에 주류가 되었고, 연구 분야의 기술이 수백만 명의 사람들이 사용하는 일상의 도구가 되었습니다. 그 후 기술은 여러 방향으로 동시에 발전해 왔습니다.

  • 멀티모달 모델은 하나를 전문으로 하는 것이 아니라 단일 시스템 내에서 텍스트, 이미지, 오디오 및 비디오를 처리합니다.
  • 추론 모델은 답변을 도출하기 전에 단계별로 문제를 해결하므로 복잡한 작업의 정확도가 향상됩니다.
  • AI 에이전트는 단순히 프롬프트에 응답하는 것이 아니라, 사용자를 대신하여 조치를 취하고, 도구를 사용하고, 다단계 작업을 완료합니다. 이들은 사람이 요청하기를 기다리지 않고 기본 모델에 직접 프롬프트를 보내기도 합니다.

다양한 유형의 생성형 인공지능은 어떻게 작동하나요?

많은 최신 시스템이 단일 멀티모달 시스템 내에서 텍스트, 이미지, 코드 또는 비디오와 같은 다양한 유형의 콘텐츠를 생성하지만 각 유형은 여전히 고유한 접근 방식과 교육 방법을 사용하여 작동합니다.

텍스트 생성

대규모 언어 모델은 오늘날 널리 사용되는 가장 강력한 머신 러닝 시스템입니다.

  • 수행 작업: 자연어 처리(NLP)를 사용하여 컴퓨터가 인간의 언어를 이해하고 생성하도록 교육하는 데 중점을 둡니다.
  • 작동 원리: 트랜스포머 아키텍처를 기반으로 구축된 이러한 시스템은 인간과 마찬가지로 문맥과 단어 간의 관계를 이해합니다.
  • 중요한 이유: NLP의 이러한 획기적인 발전은 훨씬 더 정확하고 상황을 인식하는 언어 처리를 활성화합니다.

ChatGPT와 같은 시스템과 상호 작용할 때는 수십억 개의 웹 페이지, 서적, 기사로 학습된 거대 언어 모델을 사용하여 문법, 어조, 전문 지식을 습득하고 모든 자연어 쿼리를 유창하게 처리할 수 있습니다.

이미지 생성

AI가 생성한 이미지를 만드는 것이 마법처럼 느껴질 수도 있지만, 텍스트 프롬프트를 해석하고 요청된 시각 자료를 생성하기 위해 무대 뒤에서 정교한 기술이 작동합니다. 이러한 이미지 생성 모델은 고급 텍스트 인코더를 사용하여 귀하의 설명을 이해한 다음 확산형 모델과 같은 아키텍처를 사용하여 실제 이미지를 만듭니다.

코드 생성

AI 코드 도구는 대규모 오픈 소스 코드 라이브러리에서 학습되어 프로그래밍 패턴과 개발자가 문제를 해결하는 배후의 논리를 인식하는 방법을 학습합니다. 사용자가 필요한 내용을 일반 영어로 설명하면 Python 또는 JavaScript와 같은 프로그래밍 언어로 작동하는 소프트웨어 코드가 제공됩니다.

동영상 및 오디오 생성

AI는 한 프레임에서 다음 프레임으로 장면이 어떻게 전개되어야 할지 예측하여 짧은 비디오를 생성할 수 있습니다. 누군가 걷는 것과 같은 개념에서 시작하여 동작의 각 단계를 빌드하여 매끄럽고 자연스러운 시퀀스를 만듭니다. 음성 생성 분야에서 AI는 텍스트를 실감 나는 오디오로 변환하며, 어조, 속도, 강조를 조절하여 실제 대화의 리듬과 느낌을 살립니다.

생성형 인공지능의 기반 기술은 무엇인가요?

생성형 인공지능의 역량은 일련의 강력한 기술 블록을 기반으로 구축됩니다. 백그라운드에서 어떤 일이 일어나고 있는지 자세히 살펴보겠습니다.

신경망과 딥 러닝

신경망은 대부분의 생성형 인공지능 시스템을 뒷받침하는 엔진입니다. 인간의 뇌가 작동하는 방식을 단순화한 버전으로 생각해 볼 수 있습니다. 정보는 노드라고 하는 연결된 처리 단위 계층을 통해 흐르며, 각 계층은 데이터의 다양한 패턴이나 기능을 인식하도록 학습합니다. 네트워크가 여러 계층으로 구성된 경우, 이러한 접근 방식을 딥 러닝이라고 합니다.

교육 중에 이러한 네트워크는 이미지의 픽셀 색상이나 단어의 의미와 같이 데이터의 다양한 특성을 벡터라는 수학적 표현으로 변환합니다. 수백만 개의 예시를 분석함으로써 네트워크는 패턴과 관계를 식별하는 방법을 학습하고 이 지식을 사용하여 새롭고 유사한 콘텐츠를 생성합니다.

시간이 지남에 따라 다양한 작업에 서로 다른 유형의 신경망이 개발되었습니다.

생성형 인공지능 파운데이션 모델은 어떻게 학습되나요?

각 작업마다 개별 모델을 학습시키는 대신 ChatGPT와 같은 파운데이션 모델은 질문 답변, 코드 작성, 텍스트 요약 등 다양한 작업을 수행하도록 학습됩니다.

이러한 모델을 교육하려면 대규모 컴퓨팅 성능과 신중하게 선택된 데이터 세트를 포함한 상당한 리소스가 필요합니다.

여러 유형의 데이터와 피드백이 학습에 사용됩니다.

훈련이 완료되면 조직은 다음과 같은 다양한 방식으로 모델을 조정할 수 있습니다.

다양한 산업 분야에서 생성형 인공지능이 어떻게 활용되고 있을까요?

생성형 인공지능은 신약 개발 및 합성 의료 데이터를 위한 의료, 보고서 작성 및 고객 서비스를 위한 금융, 음악 작곡 및 비디오 생성을 위한 미디어 등 다양한 산업 분야에서 콘텐츠 생성 및 자동화에 적용되어 왔습니다.

다양한 산업에서 이러한 도구를 활용하는 방법은 다음과 같습니다.

생성형 인공지능을 구현하는 데 어떤 어려움이 있나요?

생성형 인공지능을 도입하면 모델을 설정하고 성능을 구현하는 것을 넘어 많은 과제가 발생할 수 있습니다. 이러한 과제 중 일부는 다음과 같습니다.

  • 환각: 모델은 그럴듯하지만 부정확한 출력(환각)을 생성할 수 있습니다.
  • 저작권: 허가 없이 웹에서 스크랩한 저작권 자료로 모델을 학습시키면 공정 사용과 창작자 보상에 대한 법적 분쟁이 발생하며 AI가 생성한 작품에 저작권을 인정할 수 있는지 여부는 여전히 불확실합니다.
  • 편향: 모델은 교육 데이터의 편견을 인코딩하고 증폭하여 채용 및 대출 승인과 같은 분야에서 불공정하거나 차별적인 결과를 낳을 수 있습니다. 이것이 바로 다양한 교육 데이터와 지속적인 평가가 중요한 이유입니다.
  • 오용: 생성형 인공지능은 실제로 하지 않은 말이나 행동을 한 것처럼 보이게 만드는 사실적인 AI 생성 비디오로 사람의 외모와 음성을 시뮬레이션하는 딥페이크에 오용될 수 있습니다.

애플리케이션에 생성형 인공지능을 추가하려면 어떻게 해야 하나요?

애플리케이션에 생성형 인공지능을 추가하고자 할 때는 요구 사항에 적합한 접근 방식을 결정해야 합니다. AI 구현은 매우 간단할 수도, 매우 복잡할 수도 있습니다. 비교적 간단한 방법으로는 이메일을 요약하는 챗봇을 추가하는 것이 있습니다. 더 복잡한 옵션으로는 LLM 파인 튜닝, 에이전트 워크플로 구축, 검색 증강 생성(RAG) 시스템 구축, 또는 MongoDB와 같은 벡터 데이터베이스를 사용해 자체 벡터 저장소를 구축하는 방법 등이 있습니다.

더 복잡한 애플리케이션의 경우 팀은 메모리, 검색 및 거버넌스를 애플리케이션 아키텍처에 도입하는 에이전트 플랫폼을 사용할 수 있습니다.

생성형 AI 애플리케이션은 일회성 응답을 넘어 비즈니스 컨텍스트에 기반한 다단계 워크플로로 발전할 때 더욱 유용해집니다. MongoDB Atlas Agent Engine은 팀이 내장된 메모리와 검색 기능을 갖춘 에이전트를 빌드, 배포 및 관리할 수 있는 플랫폼을 제공하므로, 에이전트가 처음부터 시작하거나 파편화된 파이프라인에 의존하는 대신 정확한 컨텍스트를 바탕으로 작동할 수 있습니다. 단일 컨트롤 플레인이 에이전트의 조치를 관리하며, 다양한 LLM, 프레임워크 및 환경에 대한 지원을 통해 팀은 사용 사례의 변화에 맞춰 아키텍처를 발전시킬 수 있습니다.

결정을 내리는 데 도움이 되는 주요 질문은 다음과 같습니다. 기존 AI 서비스를 사용하여 빠르고 간단한 솔루션을 찾고 계신가요? 아니면 기업 고유의 데이터 및 특정 비즈니스 로직과 함께 작동하는 더 복잡한 기능이 필요하신가요?

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처음부터 시작하고 싶거나 어디서부터 시작해야 할지 잘 모르겠다면 생성형 AI 앱 구축 학습 배지 패스를 살펴보거나 RAG 스킬 배지를 획득해 보세요.

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결론: 생성형 인공지능 도입하기

생성형 인공지능은 정보를 분석하는 것에서 생성하는 것으로 전환하면서 글쓰기, 디자인, 코딩, 커뮤니케이션 방식을 바꾸고 있습니다. 하지만 이를 통해 진정한 가치를 얻으려면 단순한 액세스 이상의 노력이 필요합니다. 즉, 그 한계를 이해하고 안전장치를 추가하며 신중하게 통합해야 합니다. 조직은 이러한 변화를 헤쳐 나가면서 혁신과 책임 사이에서 균형을 유지해야 합니다.

자주 묻는 질문

인공지능(AI)이란? — AI의 작동 원리와 기원, 그리고 생성형 인공지능이 어떻게 발전해 왔는지 알아보세요.

머신 러닝이란? — 모든 생성형 모델의 기반이 되는 학습 과정을 살펴보세요.

언어 모델(LLM) 이해 — 오늘날의 텍스트 생성 도구를 뒷받침하는 거대 언어 모델에 대해 더 자세히 알아보세요.

벡터 데이터베이스란 무엇인가요? — AI가 키워드가 아닌 의미를 기준으로 정보를 찾는 방법을 이해합니다.

검색 증강 생성(RAG)이란 — 외부 데이터가 어떻게 모델의 답변을 사실에 근거하도록 하고 환각을 줄이는지 알아보세요.

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