AI가 수학 문제를 풀지 못하는 이유
[AI 요약]
AI를 문제풀이에 활용하지 못했던 이유는 실제로 문제를 풀지 못했기 때문이다. 아무리 연산 능력이 좋아도, ai는 사인(sin), 코사인(cos)과 같은 기초 수학 기호 약어를 인식하지 못했으며, 이 때문에 ai는 레이블링을 통한 얼굴 및 사물 인식, 패턴 인식에 치중되어 발전했다. AI 기술은 사람이 문제를 잘 풀 수 있도록 진화하고 있다.
지난 3일, 고3 학생들을 대상으로 한국교육과정평가원이 주관하는 6월 전국 연합 학력 평가가 치러졌다.
6월 평가는 수능의 출제 방향을 파악할 수 있는 시험이며, 결과에 따라 난이도에 따라 달라질 수 있기 때문에 수능 바로미터이기도 하다.
그렇다면 인공지능(AI)도 모의고사를 풀 수 있을까? 답은 그럴 수 없다.
AI는 수학적 기호 인식 못해
사실 지금까지 AI를 문제풀이에 활용하지 못했던 이유는 실제로 문제를 풀지 못해서다.
아무리 연산 능력이 좋아도, AI는 사인(sin), 코사인(cos)과 같은 기초 수학 기호 약어를 인식하지 못했다. 해당 기호들은 문제에 따라 여러 의미로 사용되기 때문에 학습 자체가 어려웠다. 이 때문에 AI는 레이블링을 통한 얼굴 및 사물 인식, 패턴 인식에 치중되어 발전했던 것.
하지만 점점 해결의 전조는 보이고 있다. 지난해, 페이스북 AI 연구팀은 수학적 약어를 시퀀스, 즉 구성단위로 묶어 ‘시퀀스 투 시퀀스(seq2seq) 신경망’으로 처리하는 방식을 찾아냈다.
이는 번역 작업에서 AI가 자연어를 처리하는 방식으로 적용한 것으로, 연구팀은 이들은 8000만 개의 적분식, 2000만 개의 미분식의 데이터셋을 생성해 신경망을 학습시켰다. 수학적 표현의 패턴을 머신러닝에 인식시킨 최초의 연구결과다.
이렇듯, 현재 AI 기술은 사람의 문제를 대신 풀어주는 것이 아닌, 사람이 문제를 잘 풀 수 있도록 진화하고 있다.
모르는 문제 찾아드립니다.
지난달, AI 문제풀이 검색 서비스 ‘콴다(QANDA)’의 문제 해결 건수가 20억 건을 넘어섰다.
콴다는 학생이 모르는 문제를 그대로 사진을 찍으면 앱 내 검색엔진이 해당 문제와 동일하거나 혹은 유사한 형태의 문제를 검색해 관련 해설을 제공한다.
콴다를 운영하는 메스프레소가 개발한 AI 엔진은 OCR 기술로 바탕으로 학생이 업로드한 이미지의 문제 속 문자와 수식 기호를 인식해 검색 결과를 제공한다.
메스프레소에 따르면, 콴다 앱에 하루 평균 질문 수는 600만 건을 상회한다. 이는 매 초마다 약 69개의 문제가 올라오고 검색되는 셈이다.
최근 1년 간 코로나19 감염 확산으로 학생들이 학교나 학원에 갈 수 없게 되자, 콴다 서비스를 대신 활용하고 있어 더 늘어난 것.
기존의 문제 해설집과의 차이점이라면 문제 풀이만 있는 게 아니라, 대학생 등 '콴다 선생님'으로 등록된 이들의 추가 해설이 붙여져 있다.
미래에 틀릴 문제, 미리 풀어보세요
AI는 학생이 또 틀릴 가능성이 높은 문제로 구성된 오답 노트를 만드는데, 도움을 주기도 한다.
산타토익 서비스를 제공하는 뤼이드는 AI의 협력적 필터링(collaborative filtering) 분석 기법을 활용해 플랫폼을 만들었다.
‘협력적 필터링’은 다수 사용자로부터 얻은 선택 결과에 따라 비슷한 성향의 사용자가 선택할 가능성이 높은 결과를 예측하는 분석 방법이다.
산타토익 시스템은 AI 필터링을 통해 사용자와 유사한 문제를 틀리는 사람을 찾아내고, 그 사람이 틀렸던 문제를 사용자에게 제공해 실제 시험에서 틀리기 전에 미리 학습시킨다.
산타토익의 AI 토익 튜터는 이런 방식으로 사용자의 오답 패턴을 90% 이상의 확률로 예측 가능하다.
AI 에듀테크 관계자는 "교육의 목적대로 학생들이 답보다는 답을 찾게 하는 과정이 중요하다"며, "교육에서의 AI 기술은 자체 풀이보다 문제 큐레이션 제공, 학생의 학습 수준 평가 등 효과적인 학습 지원 쪽으로 발전할 것"이라고 분석했다.
