기존 새나 비행기의 비행방식과 다른 비행도 가능해질 듯

지난해 3월 알파고와 이세돌 9단의 대결 이후 많은 사람들이 인공지능(AI)과 그 발전 속도에 놀라고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 인공지능을 활용해 가상의 비행체가 스스로 움직이는 방법을 학습할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.서울대 공대 컴퓨터공학부 이제희 교수팀이 인공지능(AI)을 이용한 가상비행생명체 자동제어기술을 개발하고 컴퓨터 그래픽 분야 국제학술지 ‘ACS 트랜젝션스 온 그래픽스’ 최신호에 게재했다고 27일 밝혔다.

익룡이나 신화 속에 나오는 용처럼 현재 존재하지 않는 가상의 비행생명체가 어떤 식으로 날았는지에 대해 동물학자와 고생물학자는 물론 애니메이션 아티스트들도 오랫 동안 관심을 갖고 있었다.

그러나 비행생명체들은 복잡한 생물학적 신체 구조를 갖고 있어 자연스럽게 움직이는 동작을 예측하고 재현하는 것은 쉬운 일이 아니었다.

연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 물리 시뮬레이션과 딥러닝 기반의 강화학습하는 인공지능 기술을 이용해 가상의 비행생명체가 스스로 움직이는 방법을 재현할 수 있는 컴퓨터 알고리즘을 개발했다.

연구팀은 가상의 비행생명체를 부력과 저항력이 단순화시켜 공기역학 시뮬레이션으로 만들었다. 그 다음 딥러닝 기반 강화학습 방법을 이용해 비행생명체가 동작을 스스로 배우는 방법을 찾아냈다.비행생명체가 장애물에 부딪치지 않고 목표지점에 도달하면 보상을 받을 수 있도록 시스템을 설계하고 끊임없이 스스로 새로운 방식을 찾아낼 수 있도록 하는 탐색방법을 적용했다.

연구팀은 알고리즘을 확인하기 위해 다양한 비행생명체를 이용해 실험했다. 또 만들어진 움직임에 특수 그래픽 효과를 넣어 영화나 게임의 콘텐츠 생성에도 도움을 줄 수 있다는 것을 검증했다.

이 기술을 활용하면 실제 존재하지 않거나 멸종한 생명체의 움직임을 재현하거나 예측해 볼 수 있을 뿐만 아니라 애니메이션이나 영화에 등장하는 가상캐릭터의 사실적 움직임을 만들 수 있다. 또 드론이나 비행로봇에도 적용이 가능할 것으로 보인다.

이제희 교수는 “알파고가 바둑의 수를 대입해 보면서 어떤 수가 좋은 것인지 스스로 학습했던 것처럼 가상 비행생명체가 주어진 환경에서 에너지를 적게 소모하면서 안정적으로 원하는 방향으로 스스로 움직일 수 있는 방법을 만들어 낸다는 것을 확인했다”며 “이를 통해 멸종된 비행생명체들의 사실적인 움직임도 재현할 수 있을 것으로 보여 고생물학 연구에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr