KAIST 'AI 4대 석학'과 AI 확산모델 개발

안성진·벤지오 교수 공동 연구
"지능형 로봇 핵심 기술로 활용"

KAIST는 안성진 전산학부 교수 연구팀이 세계 인공지능(AI) 4대 석학으로 꼽히는 요슈아 벤지오 캐나다 몬트리올대 교수와 ‘확산(디퓨전) 모델’을 더 빠르고 효율적으로 작동시킬 수 있는 신기술을 개발했다고 20일 발표했다.

‘스테이블 디퓨전’ 등 텍스트를 바탕으로 새로운 이미지를 생성하는 확산 모델은 생성형 AI의 핵심 기술로 주목받는다. 하지만 생성 시간이 오래 걸리고 연산 자원을 늘려도 성능이 크게 개선되지 않는 한계가 있었다.

안 교수와 벤지오 교수 연구팀은 확산 모델의 ‘추론-시간 확장성’을 향상한 기술을 개발했다. 추론-시간 확장성은 AI가 연산 자원의 양에 따라 성능을 유연하게 조절할 수 있는 능력을 뜻한다. 기존 확산 모델은 단순히 데이터양을 늘리거나 모델을 키우는 방식만으로는 성능을 충분히 끌어올릴 수 없었다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 ‘몬테카를로 트리 탐색’ 기법을 적용한 새로운 추론 방식을 제안했다. 다양한 생성 경로를 트리 구조로 탐색해 제한된 자원 안에서도 고품질의 결과물을 낼 수 있도록 하는 방식이다. 연구팀은 기존 모델이 전혀 풀지 못한 초대형 미로 찾기 과제에서 100% 성공률을 기록하며 기술력을 입증했다. 후속 연구에서는 확산 모델의 속도까지 높이는 데 성공했다. 트리 탐색 구조를 병렬 처리해 기존보다 최대 100배 빠른 속도로 동일하거나 더 나은 품질의 결과를 얻었다는 설명이다.

이번 연구 성과는 최근 캐나다에서 열린 세계 최고 권위의 인공지능 학회인 ‘국제기계학습학회(ICML) 2025’에서 전체 논문 중 상위 2.6%에 해당하는 스포트라이트 논문으로 선정돼 기술력을 인정받았다. 안 교수는 “이번 연구는 고비용 계산이 요구되던 기존 확산 모델의 한계를 근본적으로 극복한 기술”이라며 “지능형 로봇, 생성 AI 등 다양한 정보기술(IT) 분야에서 핵심 기술로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

최영총 기자 youngchoi@hankyung.com