2024년 노벨 위원회는 인공지능(AI)을 활용해 만들어낸 과학적 성과에 주목했다. AI는 과학 연구에 어떤 영향을 미치고 있을까? 다슌 왕 미국 노스웨스턴대 경영대 및 공대 교수팀이 2024년 10월 국제학술지 ‘네이처 인간 행동’에 1960년부터 2019년까지 발표된 과학적 연구를 살펴 그 답을 내놨다. ^{doi: 10.1038/s41562-024-02020-5}

AI를 활용하면, 상위 5% 인용 논문이 된다?

11개 중 10개 과학 분야에서 인공지능(AI)을 활용한 논문이 더 많이 인용됐다. 연구팀은 상위 5% 인용 논문 중에서 AI 활용 논문과 AI를 활용하지 않은 논문을 비교했다. 지리학 분야에서는 AI를 활용한 논문이 상위 5% 인용 논문일 가능성이 그렇지 않은 논문보다 2.2배나 높았다. 수학, 공학, 지질학, 물리학, 의학, 컴퓨터 과학도 AI를 사용한 논문이 1.5~1.9배 가량 많았다. 반면 재료 과학은 상위 5% 인용 논문 중 AI를 활용하지 않은 논문이 살짝 더 많았다.

▲GIB, 이한철

거의 모든 분야에서 AI 활용 논문이 늘었다

대부분의 과학 분야에서 AI를 사용하거나 분석한 논문 비율이 상승세로 나타났다. 연구팀은 1960년부터 2019년까지 60년 동안 발행된 논문을 분석했다. 컴퓨터 과학은 11개 과학 분야 중 AI 논문이 차지하는 비율이 가장 높았다. 1960년대부터 AI 논문 비율은 꾸준히 증가했으며 2019년에는 20%에 도달했다. 컴퓨터 과학이 AI 기술 발전을 주도한 것에 따른 것이다. 수학과 공학은 컴퓨터 과학에 이어 두 번째, 세 번째로 AI 비중이 높은 분야다. 2010년 이후 급증한 비율은 2019년 기준 각각 8%, 4%를 기록했다. 화학과 재료 과학, 환경 과학은 AI 논문 비율이 낮았다. 화학과 재료 과학은 0.3% 수준이었고 환경 과학은 0.1%를 살짝 넘겼다.

연구에서 주로 활용된 AI 기술은 어떻게 달라졌을까?

연구팀은시기별로 누적된 논문초록에서잸I‘동사-명사’쌍(n-gram)을추출해연구에서어떤잸I기술이활용됐는지살폈다. 5% 미만의 n-gram은 기타로 통합했다. 2000년까지는 이미지 처리와 인공 신경망이 각각 12.6%, 12.1%로 가장 큰 비중을 차지했다. 이미지와 관련된 세부 분야가 2019년까지는 합성곱 신경망과 같은 신경망 기반 방법으로 통합됐으며 2010년대 이후 AI의 핵심으로 떠오른 머신러닝과 딥러닝의 비율이 눈에 띈다. AI가 통계 기반 기법에서 학습 기반 접근법으로 전환된 것이다.

d라이브러리

[그림으로 보는 수학] ‘마름모’ 연에 숨겨진 비밀은?