구광모 LG그룹 회장이 미래 핵심 사업으로 육성하고 있는 인공지능(AI)의 기술 전담 조직인 LG AI연구원이 초거대 AI '엑사원(EXAONE)'을 전격 공개했다.

구광모 회장이 야심차게 추진 중인 AI가 향후 LG그룹을 선도하며 핵심 경쟁력을 한층 끌어올릴지 주목된다.

LG AI연구원은 14일 온라인으로 진행한 LG AI 토크 콘서트에서 '엑사원(EXAONE)'을 공개하고, 주요 연구 성과와 향후 계획을 발표했다. 

이날 행사는 LG AI연구원 설립 1주년을 맞아 개최한 것으로, LG AI연구원은 구광모 회장이 강조한 디지털 트랜스포메이션 전략 추진의 일환으로 지난해 12월 설립된 AI 싱크탱크다. 

앞서 구광모 회장은 지난해 12월 LG AI연구원은 출범 당시 "LG가 추구하는 AI 목적은 기술을 넘어 고객의 삶을 더 가치 있도록 돕는 것에 있다"며 "이 과정에서 AI연구원이 그룹을 대표해 기업 스스로의 변화와 혁신의 방법을 발전시켜나가는 핵심적인 역할을 해달라"고 말했다.

그리고 LG는 1년 후 세계 최대 규모 데이터를 학습한 AI ‘비밀 병기’를 공개한 것이다.  LG전자·화학·통신 등 각 계열사 사업에 적용해 ‘상위 1% 전문가 AI’로 만드는 것이 목표다. LG는 3년간 2000억원의 공격적 투자로 그룹 브레인 역할을 하겠다는 계획이다. 

배경훈 LG AI연구원장은 "어려운 난제를 해결하기 위해 끊임없이 도전하고, 우수한 연구 성과를 바탕으로 고객에게 꼭 필요한 전문가 AI를 만드는 연구원이 되고자 한다"며 "캐나다 토론토대, 미국 미시건대, 서울대, 카이스트 등 국내외 주요 대학 및 석학들과 연구개발 연계 체계를 더욱 강화하고, 향후 API 공개 및 외부 파트너십을 통해 집단 지성으로 글로벌 초거대 AI 생태계를 만드는 데 기여할 것"이라고 말했다.

'초거대 AI'는 대용량의 연산이 가능한 컴퓨팅 인프라 기반 아래 대규모 데이터를 스스로 학습해 인간처럼 사고·학습·판단할 수 있는 AI를 뜻한다. 다양한 분야에서 활용이 가능하다. '엑사원(EXAONE)'은 'EXpert Ai for everyONE'의 축약어로 '인간을 위한 전문가 AI'를 의미한다. 'EX'는 '전문가'라는 뜻 외에 10의 18승 즉, 100경(京)을 뜻하는 접두어 'EXA'의 의미를 갖고 있다. 인류가 지금까지 사용한 모든 단어를 데이터로 저장한다고 가정할 때 그 양이 5엑사바이트일 만큼 매우 큰 단위이다.

LG AI연구원은 지난 5월부터 인간의 뇌에서 정보를 학습하고 기억하는 시냅스와 유사한 역할을 하는 인공 신경망의 파라미터를 13억개, 130억개, 390억개, 1750억개 등 단계적으로 키우며 초거대 AI를 연구해왔다. 파라미터는 AI가 딥러닝을 통해 학습한 데이터가 저장되는 곳을 말한다. 이론상 파라미터가 많을수록 AI가 더 정교한 학습을 할 수 있다.

현재 '엑사원'은 국내 최대인 약 3000억개의 파라미터를 보유하고 있다. 언어 이외 이미지와 영상에 이르기까지 인간의 의사소통과 관련된 다양한 정보를 습득하고 다룰 수 있는 멀티 모달리티 능력을 갖췄다. LG AI연구원은 멀티 모달 AI로 가는 첫 단계로 자체 개발한 알고리즘으로 언어를 이미지로, 이미지를 언어로 변환하는 기술을 구현했다. 품질도 글로벌 최고 수준의 성능을 의미하는 SOTA(State of the art)를 달성했다.

향후 멀티 모달 AI 기술이 고도화되면, AI가 데이터를 습득해 이해하는 수준을 넘어 추론하고, 시각과 청각 등 다양한 감각 영역을 넘나드는 창조적 생성을 할 수 있다. 예를 들어 기존 AI는 텍스트를 분석해 이미지를 찾는 수준이었다면 '엑사원'은 "호박 모양의 모자를 만들어 줘"라고 말하면, 학습된 정보를 기반으로 스스로 판단해 '호박 모양의 모자' 이미지를 새롭게 만들어 낸다.

LG AI연구원은 '엑사원'이 제공할 수 있는 새로운 고객 경험에 대한 영상도 공개했다. 영상에는 메타버스 공간에서 크리스마스 파티를 준비하는 '엑사원'이 고객이 말하는 의도를 파악해 의상을 직접 만들어 추천하고, 집안의 공간을 꾸미는 과정이 담겼다. 

LG AI연구원은 이 같은 멀티 모달 AI를 개발하기 위해 세계 최대 규모의 학습 데이터를 활용했다. '엑사원'은 말뭉치 6000억개 및 언어와 이미지가 결합돼 있는 고해상도 이미지 2억5000만장 이상을 학습했다.

'엑사원'은 LG전자, LG화학, LG유플러스, LG CNS 등 LG 계열사들이 보유하고 있는 전문 데이터를 포함해 논문, 특허 등의 정제된 말뭉치들을 학습해 다양한 산업 분야에서 전문가로 활약할 것으로 기대된다. 

또한 '엑사원'은 원어민 수준으로 한국어와 영어를 이해하고 구사하는 2중 언어 AI라는 점도 차별화 포인트다. 미국 AI연구소 오픈AI가 개발한 초거대 AI인 GPT-3가 영어를 학습하고, 국내에서 개발 중인 다른 초거대 AI들이 한국어에 집중하는 것과 다르다는 것.

LG AI연구원은 '엑사원'을 제조·연구·교육·금융 등 사실상 모든 분야에서 상위 1% 수준의 전문가 AI로 활약할 수 있도록 만든다는 계획이다. 특히, 집단 지성으로 초거대 AI 생태계를 조성하기 위해 ▲LG 계열사와의 협업을 통한 실증 ▲국내를 포함한 글로벌 AI 연합을 결성해 활용 영역 확대 ▲초거대 AI 대중화를 통한 상생 환경 구축 등을 진행할 계획이다.

우선 '엑사원'을 사용할 수 있는 통로인 오픈 API(Application Programming Interface)를 LG 계열사들에 공개해 전자·화학·통신 등 LG 사업 전반에 초거대 AI를 적용할 수 있도록 했다. 각사는 언어에 내포돼 있는 감정까지 이해하며, 인간처럼 자연스럽게 고객과 대화하는 챗봇 고도화, 지난 100년간의 화학 분야 문헌 약 2000만건에 대한 분석과 학습을 통한 신소재·신물질 발굴 등에 '엑사원'을 실제 적용하고 있다.

LG AI연구원은 금융·패션·유통·교육 등 다양한 글로벌 파트너사와 함께 연합을 결성해 초거대 AI 활용 영역을 넓혀 나갈 계획이다. LG AI연구원은 2단계인 글로벌 파트너사와의 연합을 결성할 때 가장 중요한 요소인 데이터 보안 문제를 해결하기 위해 'EXAONE Tuning(엑사원 튜닝)'이라는 알고리즘도 자체적으로 개발했다. 궁극적으로 초거대 AI를 일부 기업이 독점하는 것이 아니라, 일반 대중까지 공개하는 대중화를 통한 상생 환경 구축 방안도 검토 중이다.

LG AI연구원은 1년간의 성과들도 공개했다.

연구 분야에서는 최적 경로 강화 학습, 작곡하는 AI 등 올해에만 18건의 논문이 AAAI, CVPR, ICLR, NeurlPS 등 세계 최고 권위의 AI 학회에서 채택되는 성과를 거뒀다.

LG 계열사들의 AI 조직과 협력해 사업 기여도와 난이도가 높은 산업 과제를 해결하는 데 AI를 도입했다. 올해는 맞춤형 항암 치료제 개발을 위한 신항원 예측 모델 개발, 세계 최고 수준의 기계 독해 기술을 적용한 챗봇 개발, 비지도 학습 방식의 품질 검사 AI 세계 최초 상용화 등 18건의 난제를 해결했으며, 내년에는 25건 이상의 난제 해결을 목표로 하고 있다.