KAIST, 행동 넘어 ‘뇌파’로 사람 의도 파악하는 AI 기술 개발

KAIST의 최신 연구 성과가 인공지능(AI)과 뇌 과학의 경계를 허물며 새롭게 주목받고 있다. 한국과학기술원(KAIST) 연구진이 개발한 ‘뇌파를 읽는 AI’ 기술은 사용자와의 소통 방식을 근본적으로 변화시킬 전망이다. 일상적인 대화나 몸짓 없이도 AI가 사람의 의도를 실시간으로 파악하고 행동을 조정할 수 있는 가능성을 열어준 것이다.

뇌파와 AI의 만남: 행동의 이면을 읽다

이번 연구를 이끈 이상완 KAIST 석좌교수는 마이크로소프트 연구소 아시아와의 공동 연구를 통해 새로운 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술인 ‘신경 가치 정렬(Neural Value Alignment, NVA)’을 개발했다. 이 기술은 사람이 특정 목표를 가지고 행동할 때, AI가 해당 목표를 이해하고 행동을 조정하는 방식으로 작동한다. 과거의 AI는 사람의 외적인 행동이나 언어를 통해 의도를 추정하는 데 한계가 있었지만, 이 연구는 뇌의 반응을 직접 활용하여 그 한계를 극복하고자 했다.

연구팀은 사람이 예상과 다른 상황을 겪을 때 발생하는 ‘예측 오차’에 주목했다. 사람의 뇌는 잘못된 행동에 대해 무의식적으로 반응하며, 이 신호를 AI가 읽어낼 수 있도록 하자는 것이 핵심이다. 이를 통해 AI는 행동의 목표가 잘못 이해되었는지, 아니면 행동 방식이 틀렸는지를 판단할 수 있다. 연구팀은 이 두 가지 유형의 오류를 각각 ‘보상 예측 오차(RPE)’와 ‘상태 예측 오차(SPE)’로 구분하고, 이를 기반으로 AI의 행동을 조정하도록 했다.

실시간 뇌파 분석으로 AI의 행동 교정

연구진은 사람의 실시간 뇌파(EEG)를 측정하여 AI가 실수했을 때의 신호를 분석했다. 이 과정에서 AI가 목표를 잘못 이해했을 경우와 목표는 맞지만 행동이 잘못된 경우에 따라 사람의 뇌가 서로 다른 신호를 발산하는 것을 확인했다. 특히 두 가지 오류가 동시에 발생했을 때 나타나는 독특한 뇌파 패턴도 발견했다. 이를 통해 AI는 실시간으로 사람의 뇌 신호를 분석하고, 스스로의 행동을 교정하는 알고리즘을 발전시킬 수 있었다.

AI는 상태 예측 오차가 감지되면 “목표는 맞지만 방법이 틀렸다”는 것을 인식하고 행동을 조정하며, 보상 예측 오차가 나타나면 “목표 자체를 잘못 이해했다”고 판단해 다시 목표를 추구하는 방식으로 작동한다. 이러한 시뮬레이션 결과, AI는 사용자의 의도가 바뀌거나 일부 신호가 누락되는 불확실한 상황에서도 기존 방식보다 더 빠르게 적응하는 모습을 보였다.

미래의 AI: 자연스러운 협업의 길

이 기술이 상용화된다면, 가정이나 산업 현장에서도 AI 로봇이 사용자 의도를 더 자연스럽게 파악하고 행동을 조정할 수 있을 것으로 기대된다. 이상완 교수는 “AI가 인간의 의도를 추정하는 방식이 눈에 보이는 행동의 결과에 의존하는 기존 방식에서 벗어나, 행동 이면의 뇌 신호를 직접 활용할 수 있음을 보여준 것이 큰 의미가 있다”고 강조했다.

앞으로 이 기술이 발전함에 따라, 사람과 AI의 협업은 한층 더 진화할 것이며, 우리가 상상하지 못한 새로운 형태의 상호작용이 가능해질 것이다. AI와 인간의 경계가 허물어지는 시대가 점점 가까워지고 있다.