수학 올림픽 수준 기하학 문제 풀 수 있는 AI 나왔다

구글 딥마인드가 국제 수학 올림피아드 수준 복잡한 기하학 문제를 해결할 수 있는 AI인 알파지오메트리(AlphaGeometry)를 발표했다. 알파지오메트리는 실제로 국제 수학 올림픽에서 출제된 기하학 문제 30문항을 제한 시간 이내에 25문제 풀었다고 한다.

대규모 언어 모델은 마치 인간이 쓴 것 같은 수준으로 자연스러운 문장을 생성할 수 있다. 하지만 초보적인 산수나 수학 문제를 풀기 위해선 단계적으로 논리를 쌓아 갈 필요가 있기 때문에 대규모 언어 모델은 복잡한 수학 문제를 풀기 어려워지고 있다.

구글 딥마인드에 따르면 알파지오메트리는 뉴럴 언어 모델과 기호 연역 엔진을 조합한 모델로 빠르고 천천히 생각한다는 콘셉트를 내걸고 있다. 언어 모델은 데이터 일반 패턴과 관계를 파악하는데 뛰어나 잠재적으로 유용한 요소를 빠르게 예측할 수 있지만 그만큼 추론하거나 설명하는 능력이 부족하다. 반면 기호 연역 엔진은 형식 논리를 기반으로 해 명확한 규칙을 기반으로 논리를 확장한다. 다시 말해 신경 언어 모델이 빠르고 직관적인 아이디어를 제공하고 기호 연역 엔진이 동시에 더 신중하고 합리적인 의사 결정을 내릴 수 있게 설계됐다.

실제로 국제 수학 올림픽 출제 문제 30문제를 풀 수 있는 벤치마크 결과를 보면 기존 모델에선 10문 정도였지만 알파지오메트리는 25문을 해결하는데 성공했다. 구글 딥마인드에 따르면 국제 수학 올림픽 금메달리스트가 평균 25.9문제를 풀 수 있어 알파지오메트리 문제 해결 능력은 인간 금메달리스트에 육박한다고 할 수 있다.

국제 수학 올림픽 수상을 하기도 한 한 수학자는 AI 연구자가 국제 수학 올림픽 기하학 문제에 종사하는 건 합리적 움직임이 적다는 뜻으로 체스와 조금 비슷하기 때문에 구글 딥마인드가 이 문제를 성공시켰다는 것에 놀랐다며 놀라운 성과라고 밝혔다. 구글 딥마인드 측은 자사가 개발한 AI는 기하학에서 국제 수학 올림픽 금메달리스트 수준에 가까워지고 있지만 더 큰 성취를 기대하고 있다며 대규모 합성 데이터를 사용해 AI를 처음부터 학습할 수 있는 광범위한 가능성을 감안할 때 이 접근법은 수학 뿐 아니라 다른 분야에서도 미래 AI가 새로운 지식을 발견하는 방법을 형성할 수 있다고 밝혔다. 알파지오메트리 코드와 모델은 깃허브 저장소에 공개되어 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.