지난해 11월 시장조사기관 글로벌 마켓 인사이츠(GMI)는 AI 기술 시장이 2032년까지 1800억 달러(약 255조 2220억 원) 규모로 성장할 것이라 관측했다. 기업은 물론 정부 등의 AI 도입이 이어지며 이를 담당하는 AI기술(엔지니어링) 시장 또한 비약적으로 성장할 것이라는 설명이다. 새로운 시대적 화두로 떠오른 AI 기술의 중심에는 생성 AI 서비스가 있다. 생성 AI 서비스를 신사업 모델로 낙점한 빅테크 기업들은 앞다투어 개발에 뛰어드는 모습이다. 아직까지 뚜렷한 리딩기업이 등장하지 않은 만큼 소비자 니즈를 충족시키는 비즈니스가 반향을 일으킨다면, 이는 곧 시장에의 영향력으로 이어진다는 판단에서다. 빌 게이츠는 챗GPT와 같은 생성형 AI가 우리의 세상을 바꿀 것이라며 강한 기대감을 표하기도 했다. 실제로 챗GPT가 일으킨 돌풍이 생성형 AI 개발 경쟁으로 이어지는 가운데 월스트리트저널(WSJ)은 세계적인 챗GPT 열풍으로 인해 빅테크의 영향력이 더욱 커질 것이라는 전망을 내놓기도 했다. 엄청난 양의 컴퓨터 연산이 필요한 생성형 AI 기술을 개발·운영하기 위해서는 막대한 재정적·지적 자원이 필요한 만큼, 이러한 역량을 갖춘 빅테크가 경쟁우위를 갖고 있다는 이유에서다. 이처럼 세계인의 관심을 한몸에 받고 있는 챗GPT이지만 여전히 한계도 있다. 신뢰성이나 정확성, 저작권 문제 외에도 인터넷의 정보를 확률적으로 분석해 답변을 내놓는 방식이기에 편향된 정보제공 문제나 윤리적 문제에서도 자유로울 수 없다. 챗GPT에 대한 연구자들의 평가가 엇갈리는 등 여전히 해결해야 할 숙제들이 남은 상황이지만, 다양한 산업에의 적용과 이러한 변화에 힘입은 인류의 삶의 질 개선 등 긍정적 영향에 대한 기대가 커진다. 우리 정부는 올해 376억 원의 사업 지원을 시작으로 2025년까지 약 1000억 원을 투자해 2030년까지 세계 최고 수준의 AI 반도체를 개발하고 클라우드에 적용한다는 청사진을 제시했다. 국산 AI반도체를 활용해 고성능 연산이 가능한 저전력 데이터센터를 구축하는 것이 목표다. 상상 속에만 존재하던 인공지능과 인간의 삶의 공존하는 세상은 이제 현실이 되고 있다. 우리의 일상을 파고들 AI 시대가 서서히 모습을 드러내는 가운데 카카오브레인은 ‘생각하지 못한 물음(Unthinkable Question)’에 기반해 인류가 지금껏 해결하지 못한 난제를 풀어내기 위한 기술을 개발하며 대한민국 AI산업의 변혁을 이끌어간다.

 

인류에게 남겨진 난제 해결의 출발선, 생각하지 못한 물음(Unthinkable Question)

카카오브레인은 인간처럼 생각하고, 행동하는 지능을 통해 인류가 이제까지 풀지 못했던 난제에 도전한다. 선순환하는 국내 AI 생태계를 구축하기 위한 카카오브레인의 첫 번째 프로젝트인 ‘넥스트 이미지넷 프로젝트’는 하나의 이미지와 그 이미지와 관련한 자연어 문장이라는 한 쌍으로 구성된 데이터셋으로 구축하는 것을 목표로 한다. 지금까지 공개되어온 데이터셋은 인간이 사전에 정의내린 클래스를 하나씩 확인한 후 정답에 레이블을 붙이는 방식으로 생성해왔으나, 카카오브레인은 본 프로젝트를 통해 사람의 개입 없이 기계적으로 데이터셋을 생성하는 방법을 구현해간다. 카카오브레인의 데이터셋은 공개 데이터셋 중 최대 규모인 억대 수준이며, 많은 양의 데이터를 통해 성능을 확보하는 동시에 다양한 후처리를 통해 품질을 향상시키는 데 주안점을 둔다. AI 연구의 주제가 자연어를 이용한 영상인식 분야로 빠르게 전환되는 가운데 카카오브레인이 공개할 데이터 가치를 가진 정밀한 데이터셋은 연구자들에게 실험과 분석의 자유를 가져다줄 것으로 기대된다. 자동라벨링 방식으로 구축된 데이터셋이 대규모 AI 이미지 인식 연구 방식에도 획기적 변화를 일으킬 것이라는 관측이 나온다.

딥러닝 연구를 위한 자원과 환경을 제공하는 클라우드 플랫폼 ‘브레인클라우드’는 그래픽 처리 장치(GPU) 자원의 사용 효율성을 극대화하는 한편 연구자의 클라우드 사용 편의성과 연구 속도를 높이기 위한 다양한 기능 개발에 집중한다. 딥러닝 방법론에 입각해 학습 알고리즘을 설계할 때 마주하는 가장 큰 문제 중 하나는 AI가 올바른 결과를 얻기까지 반복 훈련을 시행해야 한다는 점이다. 데이터를 학습한 알고리즘의 결과에 따라 수만 번에서 수천 번의 훈련이 반복되기에 연산 시간을 최소화하고, 연구자가 주어진 시간에 더 나은 결과를 생성할 수 있도록 돕는 것이야말로 클라우드 개발의 궁극적 방향성이다. 브레인클라우드는 원격 컴퓨터를 안전하게 제어하는 프로토콜인 SSH(Secure Shell)를 통해 개발자 컴퓨팅 리소스를 제공하고, 딥러닝 연구에 공통적으로 사용되는 다양한 개발 환경을 제공한다. 또한, 여러 프로그램을 동시에 병렬로 실행하거나 여러 머신에 분산된 단일 프로그램을 실행할 수 있는 기능을 제공해 여러 실험의 결과를 한 번에 확인할 수 있도록 돕는다.

생각하지 못한 물음에서 얻은 아이디어로 기술을 개발해 모두의 생활에 변화를 가져오는 카카오브레인은 기술을 기반으로 한 비즈니스 영역을 탐색하고, 삶의 질을 향상시키는 서비스로 재탄생시키고 있다. 새로운 가능성과 변증법적 가치를 창출하고자 한 자리에 모인 분야별 전문가들은 서로의 다양한 질문과 생각, 아이디어와 노하우를 충돌시키며 선도적인 AI기술과 고부가가치 서비스를 실현한다. 2021년 11월 카카오브레인이 공개한 한국어 기반의 초거대 AI언어모델 ‘KoGPT’는 GPT-3의 무한한 가능성을 한글로 즐길 수 있는 시대를 열었다. 오픈AI의 언어모델인 GPT-3는 인간과 AI가 자연어를 기반으로 소통할 수 있는 AI 모델로 차세대 AI 시대를 열었다고 평가되는 기술이다. 60억 개의 매개변수와 2000억 개 토큰의 한국어 데이터를 학습한 KoGPT는 긴 문장을 한 줄로 요약하거나 문장을 추론해 결론을 예측하고, 질문의 문맥을 이해하는 등 모든 종류의 언어 과제를 수행할 수 있다. 카카오브레인은 연내 버티컬 서비스를 선보이며 카카오의 AI역량을 강화할 계획이다.

KoGPT는 누구나 사용할 수 있는 오픈소스로 개방되어 국내 IT기술의 발전과 연구 활성화에 기여하고 있다. 카카오브레인은 추후 영어, 일본어를 비롯해 베트남어, 말레이시아어 등 다양한 언어 모델을 준비해 더 많은 곳에서 AI 기술의 혜택을 누릴 수 있는 환경을 조성할 전망이다. 김일두 대표이사는 “대규모 데이터를 다루는 GPT는 높은 수준의 리소스와 투자가 필요하다”며, “GPT를 오픈소스로 개방해 일반 대학이나 스타트업 등의 기술 접근성을 높일 것”이라는 포부를 전했다. 카카오브레인은 390억 개 매개변수를 학습한 ‘KoGPT-3.5’의 공개를 예고하기도 했다.

지난해 8월 31일 카카오브레인은 초거대 AI 모델용 데이터셋 ‘코요(Coyo)’를 공개했다. 약 7억 4000만 개에 이르는 데이터 규모를 갖춘 코요는 고품질의 데이터만 자동 선별해 모아둔 데이터셋이다. 카카오브레인은 직접 개발한 이미지-텍스트 자동 수집 기능을 활용해 데이터를 모았다. 김 대표는 상반기 중에 코요 데이터셋을 활용한 초거대 AI 모델을 추가 공개할 것이라 예고한 바 있다. 글로벌 IT 시장을 주도하는 대화형 AI 시장에 도전장을 내민 카카오브레인이 과시할 기술 격차에 기대가 모이는 대목이다.

인간의 외모와 행동을 인식하는 딥러닝 엔진을 연구해온 카카오브레인은 인간과 소통할 수 있는 디지털 휴먼에 주목하고 있다. 지난해 4월 27일 김일두 대표와 박병은 부사장, 김재인 사업개발팀장이 발표자로 참여했던 카카오톡 오픈채팅방 보이스룸 ‘디지털 휴먼과 AI 가상 캐릭터’ 토크세션에서는 빠르면 3년 내 AI 가상인간이 나올 수 있다는 데에 의견이 모였다. 카카오브레인은 민달리(minDALL-E), KoGPT, CLIP·ALIGN 등 모두에게 더 나은 삶을 선사할 AI 서비스와 모델을 다수 개발해왔다.

디지털 인간이 인간과 상호작용하기 위해서는 자연스럽게 시각화된 형태와 표정으로 친숙하게 다가서는 것이 중요하다. 이에 카카오브레인은 인간과 디지털 인간이 자연스럽게 커뮤니케이션할 수 있는 기술 개발에 집중해왔다. 이러한 노력은 아이덴티티 임베딩 기능이 향상된 새로운 페이스 스와핑 기술인 ‘스무스 스왑(Smooth-Swap)’ 모델 개발로 이어졌다. 아이덴티티 임베딩은 개인의 아이덴티티를 비교하는 데 사용되는 얼굴 이미지를 벡터로 표현하는 기술이다. 두 얼굴 이미지의 벡터가 서로 충분히 비슷한 경우 두 얼굴의 개인 아이덴티티는 동일한 것으로 간주된다. 페이스 스와핑(face-swapping) 기술은 사용자가 본인의 얼굴을 촬영한 후 촬영된 얼굴을 다른 얼굴로 바꿀 때 활용되는 기술이다. 카카오브레인은 현존하는 페이스 스와핑 시스템 모듈을 하나의 통합된 아이덴티티 임베더로 대체하며 복잡도를 획기적으로 줄이는데 성공했다. 이를 통해 비디오가 재생중인 상황에서도 페이스 스와핑이 가능한 것은 물론 얼굴 형태를 변경할 때에도 고품질의 이미지 생성이 가능해졌다. 관련 내용은 지난 6월 CVPR 2022 오럴 세션에서 발표되었으며, 빠르고 안정적인 페이스 스와핑을 통해 다양한 직업군의 디지털 휴먼을 개발할 수 있는 카카오브레인의 기술적 향상을 볼 수 있었다.

 

예술계와 의학계로 뻗어가는 초거대AI…인류의 더 나은 삶 향한 카카오브레인의 도전

지난 1월 카카오브레인은 사용자가 입력한 문장과 이미지를 기반으로 새로운 이미지를 만들어내는 AI 아티스트 ‘칼로(Karlo)’의 API·체험판을 공개했다. 생성형 AI 칼로는 카카오브레인이 공개한 초거대 멀티모달 AI ‘민달리’와 이의 업그레이드 버전인 이미지 생성모델 ‘RQ-Transformer’ 등 초거대 이미지 생성 AI 모델을 발전시켜 하나의 페르소나로 재탄생시킨 AI아티스트이다. 1억 8,000만 장 규모의 이미지-텍스트 데이터셋을 학습해 이용자가 입력한 제시어의 내용을 이해한 후, 다양한 화풍과 스타일로 세상에 단 하나뿐인 이미지를 생성하는 툴로 생성해낸다. 카카오브레인은 이미지를 이용자의 의도에 따라 편집·변환하는 ‘이미지 인페인팅(Image Inpainting)’ 기능을 추가하며 툴의 활용도를 높였다. 향후 AI 생태계 발전 가속화를 목표로 추가적인 데이터셋 학습은 물론 기존 이미지를 보고 빛과 그림자, 주변 사물 등을 상상해 이미지를 확장하는 ‘이미지 아웃페인팅(Image Outpainting)’ 등 다양한 기능을 추가하며 칼로의 성능을 지속적으로 고도화해나간다는 계획이다.

카카오브레인은 지난해 10월 4일 ‘세계 동물의 날’을 맞이해 AI 아티스트 칼로와 현대미술가 고상우 작가의 협업으로 만든 맨투맨과 머그컵을 카카오메이커스에서 단독 판매하고, 판매 수익금 전액을 WWF(세계자연기금)에 기부하기도 했다. 기부금은 멸종 위기 동물 보호 활동에 사용될 계획이다. 또한, 바이브컴퍼니와의 협업으로 만든 AI 작품인 ‘칼로의 얼굴’은 잡지의 표지를 장식하기도 했다. 더불어 카카오브레인은 이미지 생성 AI 분야 생태계 확장을 위해 칼로 기술을 중심으로 국내 스타트업을 선발해 지원하는 칼로 100X 프로젝트를 상반기 내에 시작할 전망이다.

초거대 AI는 예술뿐 아니라 의학계에도 영향력을 미치고 있다. 의료업계 내에 AI 진단 솔루션 시장이 확장될 것이라는 기대가 커지는 가운데 카카오브레인은 헬스케어 분야에 초거대 AI를 도입하고, 관련 연구를 확대해간다. AI를 활용한 의료진단 분야에서 기존의 인프라와 초거대 AI 멀티모달 기술력을 기반으로 글로벌 의료 영상 진단 및 신약 개발 분야에서 독보적 위치를 확보하는 것이 목표다. 지난해 가톨릭대 가톨릭중앙의료원 및 고려대 안암병원, 이화여자대학교 의료원, 인하대학교병원 등과 MOU를 체결한 카카오브레인은 다양한 병원과의 협력을 통해 초거대 AI 헬스케어 연구개발에 박차를 가하며 글로벌 헬스케어 시장 진출에 도전장을 내밀겠다는 포부를 밝힌 바 있다.

카카오브레인은 연내 흉부 엑스레이 영상을 판독해주는 AI 관련 연구용 웹서비스를 선보이고, 2024년에는 상용화한다는 계획을 발표하기도 했다. 의료 현장에서는 영상의학과 전문의가 엑스레이 영상을 토대로 병변의 위치나 크기 등을 파악해 판독문을 작성하고 있다. 그러나 전 세계적으로 영상의학과 전문의가 부족한 상황인데다 판독문 작성에 적지 않은 시간이 소요되기에 현실적 어려움이 컸다. 학습된 데이터를 토대로 엑스레이 영상을 분석해 병변부위 등을 제시하는 AI는 이러한 시간을 대폭 줄일 수 있다. 또한, KoGPT는 자동으로 판독문 초안을 작성한다. 의사는 AI의 판독 결과에 기반해 효율적으로 판독문을 작성할 수 있다. 이를 위해 카카오브레인은 흉부 엑스레이 영상으로 판독문 초안을 만드는 AI모델 ‘AI 캐드(CAD)’를 개발 중이다. 김일두 대표는 내부 임상 검증 결과 AI 캐드가 영상 판독 효율을 두 배까지 향상시켰다고 밝혔다. 카카오브레인은 AI 캐드의 상용화를 시작으로 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI), 초음파 등에도 관련 기술을 확대 적용할 계획이다.

AI 신약 분야에의 도전도 기대를 모은다. 면역물질인 항체에 초점을 맞추고 관련 연구를 이어온 카카오브레인은 2021년 AI 신약개발사 갤럭스(Galux)에 50억 원을 투자한데 이어 지난해 7월 갤럭스와 5년간의 ‘AI 기반 항체 신약 플랫폼’ 공동 연구 개발 계약을 체결하며 새로운 항체 신약개발 플랫폼 구축에 무게를 싣고 있다. 인실리코(데이터베이스 활성정보 분석) 기법을 활용해 ‘성공률 9%, 개발 기간 10년’이라는 신약물질 발굴과정을 2~3년으로 대폭 낮추고, 성공률은 3배 이상으로 높이는 것이 목표다. 카카오브레인은 인실리코 기법에 ‘라지스케일 멀티모달 AI’ 기술을 더해 신약 개발 속도를 높일 전망이다.

 

키워드에 기반해 상상 속 이미지를 눈앞에 구현해주는 카카오브레인의 기술력

지난해 10월 카카오브레인은 상상에서 직접 이미지를 끌어내는 기술을 국내 최초로 공개했다. 칼로를 활용해 AI 기반의 이미지 생성을 돕는 앱인 ‘비 디스커버(B^ DISCOVER)’를 글로벌 시장에 무료로 출시하면서다. 출시 후 약 4달 만인 지난 2월 비 디스커버로 만든 이미지는 누적 200만 장을 넘겼다. 비 디스커버는 사용자가 입력한 키워드의 의미를 분석하고, 고품질 이미지를 빠르게 생성한다. 팝아트, 그래피티아트, 일러스트레이션 등 30가지 예술 스타일의 이미지를 샘플 키워드로 제공하는 것은 물론 가이드 기능과 익스플로어 기능, 에디트 기능을 제공하며 사용자 편의성을 극대화했다. 카카오브레인은 1분기 이내에 유료인 전문가용 버전을 출시하는 한편 기반 AI 모델인 칼로의 품질을 대폭 높인 ‘칼로 2.0’ 모델을 접목한 비 디스커버 앱을 선보이는 등 실용서비스를 지속적으로 개척해나갈 예정이다.

카카오브레인은 고품질 메타버스 구현을 위한 핵심 기술 중 하나인 ‘NeRF(Neural Radiance Fields)’ 알고리즘을 한데 모은 ‘대형 라이브러리’를 오픈소스로 공개하며 주목받기도 했다. 딥러닝을 통해 주어진 2D 이미지를 새로운 3D 이미지로 생성하는 대표적인 뉴럴 렌더링 기술인 NeRF는 특히 물체의 색상 및 각도에 따라 달라지는 빛의 반사를 생생하게 재현해 몰입감을 높이는 것이 특징이다. 카카오브레인은 총 7개의 NeRF 모델을 하나의 코드로 재구현해 NeRF-Factory 라이브러리를 구축했다. AI 연구자들이 주로 사용하는 머신러닝 프레임워크인 파이토치(PyTorch) 기반의 코드를 사용하는 동시에 코드 구조를 단순화하며 기존 AI 연구자는 물론 NeRF 기술을 처음 접한 개발자들도 손쉽게 이용할 수 있도록 배려했다. 김일두 대표는 전 세계 AI 연구 및 개발자들이 카카오브레인이 공개한 라이브러리를 활용해 NeRF 및 뉴럴 렌더링 기술 연구 저변을 확대하고, 고품질 메타버스 등 다양한 분야에 적용해나가길 바란다고 전했다.

카카오브레인의 학술적 성과 또한 주목할 만하다. 지난 2월 카카오브레인은 세계 최고 권위의 인공지능 학회 ‘AAAI(Association for the Advancement of Artificial Intelligence) 2023’에서 오럴 세션 대상자로 선정, 고려대학교 최성준 교수 연구실과 공동 연구개발한 텍스트 기반 모션 생성 모델 ‘플레임(FLAME)’을 발표한 것이다. 플레임은 초거대 AI를 활용해 인간의 움직이는 모션을 생성할 수 있는 신규 모델이다. 게임, 애니메이션, 영화 등 제작 과정에서 모션 캡쳐를 통한 수작업만 가능하던 영역에 플레임을 도입하면 작업 자동화는 물론 업무 효율성을 크게 증진시킬 수 있을 것이라 기대된다.

 

초거대 AI의 등장과 함께 찾아온 위기이자 기회, AI 기술 상용화 앞당기는 카카오브레인

챗GPT와 같은 초거대 AI 모델의 등장은 카카오에게 위기이자 새로운 돌파구를 찾는 기회로 다가오고 있다. 카카오는 2022 결산 실적발표 컨퍼런스콜에서 카카오톡을 개편하고, 신사업인 AI·헬스케어 사업을 확대한다는 청사진을 제시했다. 카카오브레인이 보유한 한국어 특화 AI 모델인 KoGPT를 카카오가 잘할 수 있는 버티컬 서비스에 접목하며 글로벌 빅테크와는 다른 방향성을 모색한다는 전략이다. 카카오브레인은 상반기 내 칼로를 활용해 카카오톡 프로필·배경 사진을 생성하는 기능과 카카오톡 캐릭터 ‘조르디’를 활용한 채팅방 내 AI 비서 서비스 공개를 앞두고 있다. 이는 많은 사람들이 KoGPT의 다양한 기능을 경험할 수 있는 기회가 될 것으로 기대된다.

언어, 이미지, 헬스케어 분야를 중심으로 한 초거대 AI 기술은 사용자의 요구에 따라 문장이나 그림, 질환 판독문 등의 결과물을 만들어내며 꾸준히 성장할 것으로 기대된다. 그간 단순 업무를 대체할 수 있는 인식 위주의 AI 모델이 트렌드로 자리 잡았다면 2021년 말부터는 인식을 기반으로 한 생성 모델이 급속도로 발전하고 있다. 챗GPT의 등장은 이러한 트렌드 변화를 공고히 다졌다. 카카오브레인은 올 한 해 동안 생성형 AI 모델에 주목하며 체계적인 데이터를 생산해내고, 생성형 AI의 성능을 사람이 사고하는 수준과 견줄 수 있는 지점까지 높인다는 목표를 내걸었다. 김일두 대표 또한 카카오브레인이 개발한 혁신적 AI 기술의 API 공개를 지속하는 동시에 다양한 기업과의 협업 기회를 적극 모색하며 AI 기술 상용화에 앞장설 것이라 밝혔다. 헬스케어 분야를 주축으로 글로벌 시장에의 도전에도 속도를 높일 계획이다.

카카오브레인이 내건 방향성은 AI 활성화를 지원하는 정부의 정책기조에 힘입어 더욱 확고해질 것으로 보인다. 우리 정부는 ‘전국민 AI 일상화’를 목표로 디지털 시대의 신질서를 정립하고, 인공지능 기반 사회문제 극복 프로젝트 및 전국민 인공지능 일상화 프로젝트를 준비하고 있다. ‘독거노인 AI돌봄로봇 지원’, ‘소상공인 AI 로봇·콜센터 도입’ 등의 사업이 대표적이다. 또한, ‘IT강국을 넘어 AI강국’이라는 캐치프레이즈를 내건 정부는 AI 산업육성 및 신뢰성 확보를 뒷받침하는 ‘인공지능기본법’ 제정을 지원하는 한편 AI 신뢰성 검·인증 체계와 AI 영향평가 체계도 새로이 마련해간다는 방침이다.

인공지능 기술발전이 가져올 미래 사회의 변화는 이미 시작되었다. 단순히 우리의 노동을 대처하고, 삶을 편하게 만들어주는 역할에서 벗어나 산업의 효율성을 극대화하고, 지각·추론·학습능력에 기반해 인간과 소통하는 AI 시대에는 AI와의 공존을 위한 새로운 방향성을 모색해야한다. 한국어 언어모델 분야에 특화된 데이터·인프라·알고리즘을 기반으로 종합 AI 기술 역량을 확보한 카카오브레인이 한국 정서에 맞는 초거대 생성형 AI 서비스를 선보이며 국민들에게 일상 속 AI 시대를 선사하고 있다.