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새벽에도 답해주는 ‘인공지능 조교’ 강의 첫 도입·성공
“처음에는 인공지능 조교(VTA)에 대한 기대가 크지 않았지만, 밤늦게 갑자기 궁금해진 개념을 질문했을 때도 즉각적으로 답을 받을 수 있어서 매우 유용했다”며 “특히 인간 조교에게 질문하기 망설여졌던 부분들도 부담 없이 물어볼 수 있었고, 오히려 더 많이 질문하면서 수업 이해도가 높아졌다”(수강생 양지원 박사과정 학생)
우리 대학 김재철AI대학원 최윤재 교수와 산업디자인학과 홍화정 교수 공동 연구팀이 대형 강의에서도 학생 개개인에게 맞춤형 피드백을 제공할 수 있는 ‘인공지능 조교(Virtual Teaching Assistant, 이하 VTA)’를 개발해 실제 강의에 성공적으로 적용했다고 5일 밝혔다.
이번 연구는 2024년 가을학기 석·박사과정 학생 477명이 수강한 김재철AI대학원의 ‘인공지능을 위한 프로그래밍’ 교과목에 VTA를 도입해, 그 효과와 실용 가능성을 실제 교육 현장에서 대규모로 검증한 국내 최초 수준의 사례다.
이번 연구에서 개발된 인공지능 조교는 일반적인 챗GPT나 기존 챗봇과는 다른, 수업에 특화된 에이전트다. 연구팀은 강의 슬라이드, 코딩 실습 자료, 강의 영상 등 방대한 수업 자료를 자동으로 벡터화하고, 이를 기반으로 질의응답이 이뤄지는 검색증강생성(RAG: Retrieval Augmented Generation) 구조를 구현했다.
학생이 질문을 하면, 시스템은 질문의 맥락을 바탕으로 가장 관련된 수업 자료를 실시간으로 검색한 뒤, 응답을 생성한다. 이 과정은 단순한 대형언어모델(LLM)을 호출하는 것이 아니라, 수업 내용에 대응하는 자료 기반 질의응답으로 설계되어, 학습 신뢰도와 정확도를 모두 확보한 지능형 시스템이라 할 수 있다.
이번 연구의 제1 저자이자 해당 수업의 책임 조교였던 권순준 박사과정은 “기존에는 수업 때 이미 설명된 내용이나 간단한 개념 정의처럼 반복적이고 기본적인 질문이 상당히 많아, 조교들이 핵심적인 질문에 집중하기 어려운 상황이었다”며 “VTA 도입 이후에는 학생들이 반복 질문을 줄이고 꼭 필요한 질문에 집중하면서, 조교로서의 부담이 눈에 띄게 줄었고 보다 고차원적인 학습 지원에 집중할 수 있었다”고 전했다.
실제로 작년 수업 대비 조교가 직접 응답해야 하는 질문량은 약 40%가량 감소한 것으로 나타났다.
14주간 운영된 VTA는 전체 수강생의 절반 이상이 실제로 활용했으며, 총 3,869건에 달하는 질의응답이 기록됐다. 특히 인공지능 비전공자나 사전 지식이 부족한 학생일수록 VTA 사용 빈도가 높게 나타났으며, 이는 VTA가 학습 보조 수단으로 실질적인 도움을 주었음을 시사한다.
또한 분석 결과, 학생들은 인간 조교보다 VTA에게 이론적 개념에 대한 질문을 더 자주 하는 경향을 보였다. 이는 학생이 평가받거나 불편함을 느끼지 않고 자유롭게 질문할 수 있는 환경을 인공지능 조교가 제공함으로써, 학습 참여를 보다 적극적으로 유도한 것으로 해석된다.
수업 전·중·후 3회에 걸친 설문조사 결과, 학생들은 VTA에 대해 초기보다 높은 신뢰도와 응답 적절성, 편안함을 보고했다. 특히 인간 조교에게 질문을 주저한 경험이 있는 학생들일수록 인공지능 조교와의 상호작용에서 더 높은 만족도를 나타냈다.
해당 수업의 담당 교수이자 연구를 이끈 최윤재 교수는 “인공지능 기술이 수강생과 강사진 모두에게 실질적 도움을 줄 수 있다는 것을 확인했다는 데 연구의 의의가 있다. 앞으로 더욱 다양한 수업으로 해당 기술이 확대되기를 기대한다”고 말했다.
연구팀은 시스템의 소스코드를 개발자들의 플랫폼 깃허브(GitHub)에 공개해 다른 교육기관과 연구자들이 이를 바탕으로 맞춤형 학습 보조 시스템을 개발하고 교육 현장에 적용할 수 있도록 지원하고 있다.
관련 논문은 자연어처리(NLP) 분야 최고 권위의 국제 학회 중 하나인 ‘ACL 2025 인더스트리 트랙(Industry Track)’에 2025년 5월 9일 자로 채택되며 연구의 우수성을 인정받았다.
※ 논문 제목: A Large-Scale Real-World Evaluation of an LLM-Based Virtual Teaching Assistant
한편 이번 연구는 KAIST 교수학습혁신센터와 한국연구재단, 정보통신기획평가원의 지원을 받아 수행됐다.
2025.06.05 조회수 2389 -
코로나19 극복을 위한 실시간 온라인 국제포럼 22일 개최
▣ 글로벌 전략연구소 2020 국제포럼 생중계 채널(22일 오전 9시부터 약 3시간 스트리밍 예정)
① YouTube KAIST 채널: https://www.youtube.com/channel/UC8JOLZ-YA34ylQTz2tqSlGw
② YouTube KTV 채널: https://www.youtube.com/user/chKTV520
③ NAVER TV: https://tv.naver.com/ktv
전 세계를 위협하고 있는 코로나19의 팬데믹(세계적 대유행)을 극복하기 위해 KAIST가 실시간 온라인 국제포럼을 개최한다.
KAIST(총장 신성철)는 오는 22일(수) 오전 9시부터 대전 본원 학술문화관(E9) 5층 정근모 컨퍼런스 홀에서 `글로벌전략연구소(이하 GSI, Global Strategy Institute)-국제포럼 2020(GSI -IF2020)'을 개최한다고 20일 밝혔다.
`코로나19 극복을 위한 글로벌 협력방안'을 주제로 열리는 이 포럼은 방역과 의료의 문제를 넘어 정치·경제·산업 및 교육시스템 전반에 걸쳐 야기된 국제 사회의 위기를 예측하고 이를 효과적으로 극복하기 위해 다방면의 대책과 국제협력 방안을 모색하고자 KAIST가 마련했다.
그동안 코로나19 사태에 관해 많은 논의가 이뤄져 왔지만 국제적인 기업과 단체, 교육기관이 뜻을 합해 `포스트 코로나 시대 이후'의 글로벌 협력방안을 논의하는 것으로는 세계에서 맨 처음 시도되는 사례다. 참가자들의 안전을 위해 온라인 플랫폼에서 발표와 토론이 진행되며 유튜브 스트리밍 실시간 중계 등을 통해 전 세계에 생중계될 예정이다.
현재 전 세계는 코로나19의 창궐로 인해 지역의 구분 없이 감염자와 사망자가 속출하는 심각한 위기에 봉착해 있다. 특히, 감염병 확산에 있어 신종플루나 메르스 등과는 확연하게 다른 형태를 보인 탓에 사회 전반으로 감염 공포증이 퍼져갔으며, 이로 인해 우리의 생활은 언택트(비대면) 체계로 급속하게 전환돼 가고 있다.
재택근무·온라인 교육·온라인 유통·기호성 소비 감소·노년층의 온라인 활동 증가 등으로 대표되는 이 현상은 전 세계적으로 정치·경제·사회·산업·교육·보건·의료 분야뿐만 아니라 인류가 영위해온 일상생활을 크고 깊게 변화시키고 있다.
그러나, 코로나19를 극복하기 위한 백신이나 치료제 개발에는 상당한 시간이 걸릴 것으로 예상되는 등 의료나 과학기술을 통한 확실한 해결책은 아직까진 제시되지 않고 있다.
여기에 더해 세계 각국은 정치적인 이해관계와 의료 수준·경제 상황에 따라 각기 다른 정책을 내놓고 있다. 또한, 의료 약품·부품·기기 등에 대해 수출 금지를 포함하는 제한 정책까지 등장할 만큼 자국민 보호를 명분으로 한 자국 이해주의가 날로 확산되고 있다.
이런 상황일수록 코로나19 사태의 극복을 국제 협력과 공조가 무엇보다도 중요하게 대두되어야 하지만 현재까지는 심도 있는 토론과 정책 제시가 여전히 이뤄지지 않고 있다.
KAIST GSI와 세계경제포럼(이하 WEF) 한국4차산업혁명정책센터(이하 한국 4IR정책센터)가 공동주최하는 이번 포럼은 코로나19가 촉발시킨 다양한 변화에 대한 이해를 바탕으로 논의를 진행하기 위해 세계 각국의 전문가들을 연사로 초청했다.
신성철 총장은 개회사에서 "이번 코로나19 사태는 전 세계가 초연결(Hyperconnectivity) 사회로 밀접하게 이어져 있다는 사실을 다시 한번 극명하게 확인한 계기가 됐다ˮ고 강조하면서 "과학기술 기반의 국제 공조와 협력만이 글로벌 위기를 극복할 수 있는 돌파구를 만들 수 있으며, 이를 위해 KAIST가 지닌 모든 역량과 자원을 아낌없이 투입해 전 세계가 정치·사회·경제적으로 새로운 표준(new norm)을 구축하는데 기여할 것ˮ이라는 메시지를 국제 사회에 전달할 예정이다.
정세균 국무총리는 축사를 통해 `우리 정부의 투명성·개방성·민주적 절차의 기본 원칙에 기반한 방역 대책 성공 사례'를 소개한다. 정부의 경험을 공유해 코로나19로 고통을 겪는 국가들이 어려움을 극복할 수 있도록 돕는 것이 세계적인 위기 상황에서 대한민국이 할 수 있는 국가 차원의 기여라는 점을 강조할 예정이다.
KAIST GSI 소장을 맡고 있는 김정호 교수(전기및전자공학부)는 "코로나19로 인해 발생한 전 세계의 사회·경제적 파장에 대해 통찰하고, 앞으로 전개될 미래를 예측하기 위해 마련한 자리ˮ라고 이번 포럼의 개최 배경에 관해 설명했다.
김 교수는 이어 "백신과 치료제의 개발뿐만 아니라 인공지능 기술 등 과학기술적 접근법을 다 같이 모색하고 코로나19 극복을 위한 국제 협력 방안이 다방면으로 제시될 것ˮ이라고 밝혔다.
`코로나19 극복을 위한 글로벌 협력방안'을 본격적으로 다룰 기조연설에는 총 다섯 명의 연사가 발제자로 나선다.
아하누 베흐나흐(Arnaud Bernaert) WEF 세계건강보건부문장은 이번 감염병 사태의 극복을 목적으로 새롭게 출범한 WEF의 `코로나19 행동 플랫폼(COVID Action Platform)에 대해 소개한다. WEF를 주축으로 국가·기관·기업들의 글로벌 협력방안과 전략을 제시하고 이를 통해 전례 없는 위기 사태를 극복해나갈 방안을 제안할 예정이다.
이어, 제롬 김(Jerome H. Kim) 국제백신연구소 사무총장은 `코로나19 백신 개발(Vaccine Development for SARS-CoV-2)'을 주제로 새로운 감염병이 발생했을 때 바이러스의 특성과 실재하는 위협을 신속하게 파악하고 관련 백신과 치료제 개발 기간을 단축할 수 있는 글로벌 차원의 상시적인 지원 체계 구축에 대해 발표한다.
또한, 교육 분야의 발제자로 나서는 알렉산드로 파파스피리디스(Alexandros Papaspyridis) 미국 MS社의 고등교육산업솔루션 이사는 `뉴노멀의 준비(There is no turning back: preparing for the new normal)'에 관해 강연을 펼친다.
파파스피리디스 이사는 온라인 교육 체제의 전면 도입 등 코로나19 사태가 촉발시킨 전 세계 교육 분야의 변화를 소개하고 이후에 도래할 뉴노멀 시대를 위한 고등교육산업 솔루션과 AI 기반 고등교육 디지털 혁신 사례 적용 등 향후 추진해야 할 교육 혁신 전략을 소개한다.
이 밖에 용홍택 과학기술정보통신부 연구개발정책실장과 최윤재 KAIST AI 대학원 교수가 각각 `한국의 코로나19 대응 현황과 국제협력 방향'과 `코로나19와 AI: KAIST의 현재 연구'를 주제로 강연을 이어갈 예정이다.
이어지는 패널 토론은 두 개의 주제로 나뉘어 진행된다. `경제 위기와 교육 변화의 영향(Impact of Economy Crisis and Education Changes)'을 다루는 첫 번째 토론에서는 미국의 대표적인 싱크탱크인 브루킹스연구소(Brookings Institution)의 레베카 윈스럽(Rebecca Winthrop) 유니버설교육센터 공동소장과 데이비드 달러(David Dollar) 선임 펠로우, 나영선 한국직업능력개발원장, 서중해 한국개발원 경제정보센터 소장 등이 참여해 의견을 교환할 예정이다.
두 번째 토론에서는 `의료 건강관리, 인공지능, IT기술의 역할(Role of Medical Healthcare, AI and IT Technologies)'을 주제로 다룬다. 이를 위해 류왕식 한국파스퇴르연구 소장, 크리스틴 백(Kristen Beck) IBM 연구원, 신진우 KAIST AI 대학원 교수 등이 심도 있는 토론을 진행할 계획이다.
이번 포럼은 `유튜브 KAIST 채널'과 `유튜브 KTV 채널'에서 실시간 중계되며 NaverTV에서도 온라인으로 방송된다. 해당 매체를 통해 누구나 방청할 수 있고 KAIST 홈페이지와 SNS를 통해 생중계 채널의 주소를 확인할 수 있다. 또한, 글로벌 포럼의 특성상 영어로 진행되기 때문에 동시통역 자막이 제공된다.
한편, 이번 포럼을 주관하는 KAIST의 글로벌전략연구소(Global Strategy Institute)는 과학기술 전문지식을 기반으로 하는 전 세계 및 국가적 문제에 대한 통찰력을 제공하는 KAIST의 싱크탱크 조직으로 올 2월 설치됐다.
2020.04.20 조회수 29973