AI는 루빅 큐브를 얼마나 빨리 맞출까

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1970년대부터 수 많은 사람들이 정신을 빼앗기며 몰두했던 여러가지 색채의 입체 퍼즐 루빅 큐브(Rubik’s Cube) 만큼 사람들이 문제를 얼마나 빨리 해결할 능력이 있는지 테스트할 수 있는 것은 거의 없다.

그 동안 셀 수 없이 많은 사람들이 이마에 주름을 잡으며 이 루빅 큐브를 맞추기 위해 애를 썼지만 새롭게 부상하고 있는 초지능 기계들에게 루빅 큐브를 맞추는 일은 그다지 어려운 일이 아니다.

어바인 캘리포니아 대학교(University of California at Irvine)는 지난 15일(현지시간), 인공지능 시스템이 불과 1초 만에 퍼즐을 맞춰, 인간이 보유하고 있는 세계 기록을 2초 이상 능가했다고 발표했다.

학교측은 UCI 컴퓨터 과학자들과 수학자들이 프로그래밍한 강화 학습 알고리즘 딥큐브A(DeepCubeA)라는 시스템이 게임에 대한 사전 지식이나 인간의 코칭 없이 퍼즐을 빠른 시간 내에 맞췄다고 밝혔다.

9칸으로 되어 있는 큐브의 6면을 돌리는 동작이 무려 수 십억 가지라는 점을 감안할 때, 알고리즘이 큐브의 6면을 모두 같은 색상으로 맞춘다는 매우 놀랍다고 하지 않을 수 없다.

이 프로젝트의 책임 연구원인 피에르 발디 컴퓨터과학 교수는 대학이 발표한 성명에서 "인공지능은 체스와 바둑에서 세계 최고의 인간 선수들을 물리쳤지만, 루빅 큐브 같은 보다 어려운 퍼즐은 아직까지 컴퓨터로 풀지 못해 인공지능(AI)이 도전할 수 있는 분야라고 생각했다"고 말했다.

"루빅 큐브를 맞추는 일은 보다 상징적인 수학적 및 추상적인 사고를 수반하기 때문에, 그런 퍼즐을 맞출 수 있는 딥 러닝 머신은 생각하고 추론하고 계획하고 의사 결정까지 모두 할 수 있는 시스템이어야 했지요.”

연구원들은 誌(Nature Machine Intelligence)에 발표한 연구 논문에서 시스템의 알고리즘에 100억 가지의 퍼즐 조합을 제공했다고 말했다. 목표는 각각의 조합을 30번의 동작 안에 해결하는 것이었다.

연구원들은 딥큐브A가 시험 구성을 100% 해결했고, 퍼즐을 풀 수 있는 가장 짧은 경로를 주어진 시간의 60% 이내에 찾아냈다고 말했다. 연구원들에 따르면 이 알고리즘은 슬라이딩 타일 퍼즐 게임인 라이츠 아웃(Lights Out)과 소코반(Sokoban) 같은 유사한 게임에서도 작동한다.

고도로 숙련된 게이머는 약 50번의 동작으로 루빅 큐브를 해결할 수 있지만 AI 시스템은 가능한 최소 단계인 약 20번의 동작으로 해결할 수 있다.

UCI의 알고리즘은 신경망에 의존하고 있는데, 이것은 인간의 뇌가 정보를 처리하는 방법을 모방해 근원적인 관계를 찾도록 고안된 일련의 알고리즘이다. 이 알고리즘은 또 인간의 개입을 최소화하고, 패턴을 확인하고 추론을 사용함으로써 AI가 스스로 학습할 수 있도록 하는 머신 러닝 기술에 의존했다.

그러나 이 알고리즘은 단지 퍼즐을 맞추기 위해 프로그래밍되었기 때문에, 연구원들은 기계가 어떻게 그렇게 했는지에 대해서는 완전히 이해하지 못했다. 자신의 능력을 완성하기 위해 딥큐브A는 이틀 동안 고립된 상태에서 루빅 큐브를 풀면서 기술을 가다듬는 훈련을 했기 때문이다.

발디 교수는 BBC와의 인터뷰에서 "딥큐브A가 스스로 배웠다"며 "내 최선의 추측으로는 AI의 추론 방식은 인간의 추론 방식과 전혀 다르다."고 말했다.

세계큐브협회에 따르면 루빅 큐브를 완전히 맞추는 인간 세계 기록은 현재 3.5초로, 1980년대 초반 기록보다 무려 15초 이상 빨라졌다.

UCI 알고리즘이 비록 인상적이지만, UCI 알고리즘이 루빅 큐브의 비인간 챔피언은 아니다. 독일의연구원들은 2016년에 서브원 리로디드(Sub1 Reloaded)라는 이름의 로봇을 만들었는데 이 로봇은 0.637초 만에 루빅 큐브의 퍼즐을 풀었다.

그런데 미국 연구원들이 지난해 만든 로봇이 0.38초 만에 루빅 큐브의 퍼즐을 맞추며 이 기록마저 깨뜨렸다.

​[이코노믹리뷰=홍석윤 기자] ​홍석윤 기자