9. 차세대 정보통신 - 인공지능(AI), 생성형AI, 머신러닝

[그륵]

인공지능(AI), 머신러닝, 그리고 생성형AI (Generative AI)는 차세대 정보통신 및 ICT생태계의 패러다임을 통째로 바꾸고 있는 혁신기술

인터넷과 5G/6G 통신망이 데이터를 광속으로 나르는 신경망이라면, 인공지능은 그 안에서 데이터를 분석하고 새로운 가치를 창출하는 두뇌 역할을 함

이 세가지 개념의 관계를 쉽게 정의하면 "인공지능 (AI) > 머신러닝 (구현방법) > 딥러닝 > 생성형 AI(최신기술)" 라는 포함관계를 가짐. 각 기술의 핵심 개념과 통신분야에서 활용

1. 인공지능과 머신러닝의 기초개념

• 인공지능
  • 개념 : 인간의 학습능력, 추론 능력, 지각능력을 컴퓨터 프로그램을 통해 인공적으로 구현한 가장 넓은 의미의 기술
• 머신러닝 (machine learning, 머신러닝/기계학습)
  • 개념 : 개발자가 컴퓨터에 일일이 코드로 규칙을 입력하는 대신 컴퓨터에 방대한 데이터를 주고 스스로 규칙과 패턴을 학습하게 만드는 AI의 한 분야
  • 비유 : 아기에게 '고양이는 귀가 뾰족하고 수염이 있어"라고 말로 설명(전통적인 프로그래밍)하는 대신, 고양이 사진 수만장을 보여주어 스스로 고양이의 특징을 깨닫고 (머신러닝)하는 방식
  • 핵심종류 : 정답을 주고 학습시키는 '지도학습 (Supervised)" 와 정답이 없이 데이터의 특징을 묶는 '비지도학습(Unsupervised)', 행동에 대한 보상을 통해 최적의 경로를 찾는 '강화학습(reinforcement)'이 있음.

2. 생성형 AI(Generative AI)의 혁신

"인간처럼 학습하는 것을 넘어, 세상에 없던 새로운 콘텐츠를 만들어 내는 기술"

전통적인 머신러닝과 딥러닝이 데이터를 보고 "이것이 고양이 인가, 개인가?" 를 분류(discriminative)하거나 미래를 예측하는 데 그쳤다면, 생성형AI는 " 고양이 모양의 그림을 새로 그려줘" 혹은 "유선통신망 보고서를 작성해줘"처럼 새로운 결과를 창작해 냄

• 기반기술 (거대언어모델, LLM) : 인간이 쓰는 자연어를 이해하고 생성하기 위해 수천억 개의 매개변수(parameter)를 가진 신경망을 초거대 규모로 학습시킨 모델
• 멀티모달이 진화 : 초기 생성형AI는 텍스트만 주고 받았으나, 현대의 생성형 AI는 텍스트, 이미지, 음성, 영상, 소스코드를 자유자재로 넘나들며 동시에 이해하고 생성하는 수준으로 진화

3. 정보통신망(인터넷/이동통신)과 AI의 결합

차세대 통신망 (5G Advanced 및 6G)은 인공지능 기술없이는 운영이 불가능할 정도로 결합이 심화되고 있음

• AI기반기지국및 트래픽 제어 : 앞서 배운 5G/6G 빔포밍기술이나 자원블륵할당에 머신러닝을 적용. 스마트폰 사용자의 이동 패턴을 AI가 실시간 예측하여 전파 빔을 미리 쏘아주거나, 트래픽 폭주를 예방해 통신 용량을 극대화
• 자율 통신망 운영 (Intent based networking) : 통신망에 장애가 발생했을 때, AI가 스스로 원인을 분석하고 초동조치 (우회로 개설 등)를 취하는 "자율 주행 통신망"구축에 머신러닝이 필수적임
• 온디바이스 AI (On-Device AI) : 생성형 AI기능이 거대한 클라우두 서버뿐만 아니라, 스마트폰, 자율주행차, 기지국 장비자체(Edge)에 탑재되어 통신지연 없이 초고속으로 AI연산을 처리하는 구조로 발전