안녕하세요 여러분. 오늘은 다수의 AI 모델들이 서로 상호작용하며 주어진 과제를 수행하는 멀티 에이전트 협업에 대해 알아보려고 합니다.
멀티 에이전트 협업(Multi Agent Collaboration)의 부상
인공지능(AI)의 발전으로 최근 멀티 에이전트 협업이 주목받고 있습니다. 멀티 에이전트 협업은 단일 에이전트로는 해결하기 어려운 복잡한 문제를 협력을 통해 효과적으로 해결할 수 있다는 장점이 있어 활발한 연구가 이뤄지고 있죠. AI 에이전트들은 각자의 전문 분야와 능력을 바탕으로 서로의 부족한 점을 메꾸며 시너지 효과를 발휘할 수 있기에, 산업 현장에서부터 학술 연구에 이르기까지 다양한 영역에서 멀티 에이전트 협업에 대한 관심이 뜨겁습니다.
협업의 핵심, 마음 이론(Theory of Mind)
그런데 멀티 에이전트 협업의 효율을 높이기 위해서는 과업에 참여하는 AI들 간의 상호 이해가 매우 중요합니다. 마치 사람들이 팀워크를 발휘할 때 서로의 생각과 의도를 잘 파악해야 하는 것처럼 말이죠. 인간 심리학에서는 이처럼 타인의 마음 상태를 추론하는 능력을 '마음 이론(Theory of Mind, ToM)'이라고 부릅니다. ToM은 타인의 지식, 믿음, 의도 등을 이해하고 공감하는 능력으로, 원활한 소통과 협력을 위해 필수적인 요소라 할 수 있습니다. 흥미롭게도 이런 ToM 능력은 인간의 인지 발달 과정에서도 중요한 이정표로 여겨지며, 자폐 스펙트럼 장애를 판단하는 하나의 기준이 되기도 합니다.
AI에게도 공감 능력이 있을까?
AI 에이전트 간의 효과적인 소통과 협업을 위해서는 서로의 감정, 의도, 신념 등을 이해하는 능력이 필수적일 것입니다. 이는 인간의 공감 능력과 유사한 개념으로 볼 수 있는데요, AI에게도 이러한 공감 능력을 적용해볼 수 있지 않을까요? 만약 어떤 AI 에이전트가 동료 에이전트의 마음을 제대로 헤아리지 못한다면, 그로 인해 소통과 협업에 어려움을 겪을 것입니다. 반대로 공감 능력이 뛰어난 에이전트라면 동료들과 훨씬 효과적으로 협력할 수 있겠죠. 이처럼 AI의 공감 능력을 가늠하는 것은 AI 간 상호작용과 협업의 질을 향상시키는 데 있어 상당히 흥미롭고 중요한 접근이 될 수 있을 것입니다.
ToM 능력을 테스트하다
최근 한 연구진은 이런 아이디어에서 출발해 멀티 에이전트 협업에서의 ToM 능력을 실험을 통해 살펴보았습니다(link). 이들은 '폭탄 해체'라는 협동 게임을 고안했는데요, 세 명의 AI 에이전트가 팀을 이뤄 5개의 방에 숨겨진 폭탄들을 찾아 해체하는 과제였습니다. 폭탄마다 해체 방식이 다르고, 에이전트들은 제한된 정보만을 가지고 있어 원활한 의사소통과 추론이 필요한 상황이었죠. 게임 도중에는 에이전트들의 ToM 능력을 평가하기 위한 질문들도 제시되었습니다. 예컨대 "동료 에이전트가 방 안의 내용물을 알고 있는가?", "동료가 나의 지식 상태를 인지하고 있는가?" 등의 문항을 통해 에이전트들의 추론 능력을 가늠해볼 수 있었죠.
GPT-4의 가능성
연구 결과, ToM 능력이 뛰어난 AI 에이전트로 구성된 팀일수록 협업 수행 능력이 우수한 것으로 나타났습니다. 특히 GPT-4 모델을 기반으로 한 에이전트들은 동료의 믿음과 지식 상태를 비교적 정확하게 추론해내는 모습을 보였죠. 1차적 ToM, 즉 "동료가 무엇을 아는가"를 유추하는 문제에서는 80% 이상의 정확도를 보였고, 한층 복잡한 2차 ToM, 즉 "동료가 나에 대해 무엇을 알고 있다고 생각하는가"의 문제에서도 약 70%에 육박하는 적중률을 기록했습니다. 이는 GPT-4가 갖춘 강력한 자연어 이해 및 추론 능력의 결과라 할 수 있겠는데요, 향후 이를 더욱 발전시킨다면 AI 간의 소통과 공감이 한층 원활해질 것으로 기대됩니다.
한계점과 향후 전망
물론 이번 연구에는 한계점도 있었습니다. 실험에 사용된 게임 환경이 비교적 단순했고, 에이전트 간 소통 방식도 제한적이었기 때문이죠. 또한 현실의 협업 상황에 존재하는 다양한 변수와 불확실성을 온전히 반영하기에는 부족함이 있었습니다. 그러나 이는 차후 후속 연구들을 통해 점차 개선되고 보완될 수 있을 것입니다. AI의 ToM 능력을 보다 정교하게 측정하고, 이를 강화하기 위한 학습 방법 등이 고안된다면 멀티 에이전트 협업 기술은 더욱 발전할 수 있겠죠. 대화형 AI 모델의 비약적 발전 속도를 감안하면 머지않아 인간 못지않은 공감과 이해의 능력을 갖춘 에이전트들이 등장할지도 모릅니다.
미래의 협업을 상상하며
만약 훗날 고도로 발달한 ToM 능력을 지닌 AI 에이전트들이 대거 등장한다면, 지금으로서는 상상하기 어려운 고난도의 협업 과제들도 가뿐히 해결할 수 있게 될 것입니다. 서로의 장점을 최대한 활용하고 단점은 보완해가며, 마치 천재들의 두뇌를 하나로 연결한 듯한 놀라운 팀워크 말이죠. 이처럼 우리가 한 번도 경험해보지 못한 차원의 협업이 가능해진다면, 인류가 직면한 다양한 도전과제들도 혁신적인 방식으로 풀어갈 수 있을 것입니다. 의료, 교육, 환경 등 삶의 질과 직결된 분야는 물론이고, 우주 탐사나 에너지 문제 같은 미지의 영역에서도 AI 협업의 위력은 빛을 발할 것입니다.
이처럼 멀티 에이전트 협업 기술의 잠재력은 실로 무궁무진해 보입니다. 체계적인 연구와 개발을 통해 AI 간 소통과 협력의 메커니즘을 철저히 규명하고, 자폐적 한계를 극복해나간다면 이 분야의 미래는 더없이 밝을 것 같습니다. 기술의 진보를 통해 우리 스스로를 성찰하고 보다 나은 세상을 만들어가는 일, 정말 흥미롭고 신선한 도전이 아닐 수 없습니다. AI 에이전트들과 어깨를 나란히 하고 지혜를 모아갈 미래가 자꾸만 그려집니다. 여러분도 이 놀라운 여정을 함께 하시겠습니까?
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