전세계 AI 연구 1위는? "양은 중국, 질은 아직 미국"

2020년 AI 논문 인용수, 중국 논문이 20.7%...첫 세계 1위 등극
AI 논문 출판수는 2004년부터 중국이 최다
AI 컨퍼런스 인용·arXiv 논문수는 미국 1위...논문 중요도에서 앞서
알파폴드·GPT-3·딥페이크, 대표적인 AI 성과...올해도 활약 예정
스탠포드대 인간중심연구소 ‘AI 인덱스 리포트 2021’ 공개

전세계 인공지능(AI) 연구를 이끄는 주역으로 중국이 빠르게 부상하고 있다. 중국은 작년 AI 논문 인용수에서 처음으로 미국을 제치고 1위를 차지했다. 전체 AI 논문 출판수에 대해서는 약 20년 전인 2004년부터 미국을 넘어섰다.

코로나19 유행에도 AI 연구 열의는 꺼지지 않고 더욱 불타올랐다. 2020년 출판된 전세계 AI 논문수는 약 8만건으로 전년 대비 34.5% 증가했다. 전염병 상황이 아니었던 2019년 당시 전년 대비 AI 논문 증가율은 19.6%에 머물렀다. AI 컨퍼런스 참가율은 전면 온라인으로 교체되면서 되려 참가자가 2배 가량 늘었다.

전문가들이 꼽은 2020년 가장 돋보인 AI 성과는 딥마인드 알파폴드와 오픈AI GPT-3다. 특히 GPT-3에 대해서는 작년에 이어 올해도 AI 기반 혁신을 이끌 것으로 예상했다. 이외 고성능 컴퓨터비전 모델과 트랜스포머 아키텍처를 활용한 연구에서 주목할 만한 성과를 낼 것으로 전망했다.

미국 스탠포드대 인간중심연구소(HAI)는 지난 3일 ‘AI 인덱스 리포트 2021(AI Index Report 2021)’을 공개했다. AI 인덱스 리포트는 HAI가 2017년부터 매년 발간하는 AI 트렌드 보고서다. 올해 4년차를 맞은 이 보고서에서는 기업과 학계, 정부 협력을 받아 HAI 학제팀이 AI 기술, 산업, 교육 상황을 조사한 결과를 전한다.

이번 년도에는 ▲연구 개발 ▲기술 성과 ▲경제 ▲교육 ▲윤리 문제와 AI 활용 ▲AI 속 다양성 ▲AI 정책과 국가 전략 7개 부문으로 나눠 AI 관련 데이터를 산출했다. 작년과 달라진 특징으로 자율시스템이 빠진 점을 꼽을 수 있다.

올해 보고서에서 가장 주목할 만한 부분은 AI 논문 인용수에서 중국이 처음으로 미국을 넘어선 것이다. 2020년 인용된 전세계 AI 논문 중 20.7%는 중국 논문이다. 다음으로는 미국(19.8%), 유럽(11%) 순으로 AI 논문 인용수가 많았다.

중국 AI 논문 인용수는 최근 몇 년간 급속도로 늘어났다. 2015년까지는 미국, 유럽에 뒤처졌지만 줄곧 가파른 성장세를 보였다. 결국 2016년 유럽을 넘어서고 작년 1위를 차지하게 된 것이다.

2020년 지역별 AI 논문 인용수(그래프=AI 인덱스 리포트 2021)

AI 논문 출판수에 대해서는 중국이 오래 전부터 1위를 유지하고 있다. 중국은 전체 AI 논문 출판수에서 2004년 처음 미국 자리를 탈환해 세계 정상에 등극했다. 2016년에는 잠시 미국이 앞섰지만 2017년부터 다시 세계 최고 성적을 유지하고 있다. 2020년 AI 논문 출판수는 중국(18%), 미국(12.3%), 유럽(8.6%) 순으로 많다.

2020년 지역별 AI 논문 출판수(그래프=AI 인덱스 리포트 2021)

반면 출판된 AI 논문의 중요도 면에서는 아직 미국이 앞선 것으로 보인다. AI 컨퍼런스에 출판된 논문 인용수에서는 미국이 21년간 압도적인 1위에 있다. 2020년 AI 컨퍼런스 출판 논문 인용 중 40.1%는 미국 논문에 대해 이뤄졌다. 중국 논문은 11.8%, 유럽의 경우 10.9%를 차지했다. 중국은 2018년부터 유럽을 앞서고 있는 상황이다.

AI 컨퍼런스에 채택, 출판된 논문수에 대해서는 미국, 중국, 유럽 간 순위가 매년 변동되고 있다. 2008년 전까지는 미국, 유럽, 중국 순으로 출판 논문수가 많았지만 이후부터 순위가 변하는 추세다.

2020년 AI 컨퍼런스 출판 논문수가 많은 지역은 미국(19.4%), 중국(15.2%), 유럽(12.8%) 순이다. 중국은 2009년, 2010년 1위에 있다가 이후 8년간 3위에 머물렀고 2019년 1위를 차지했다. 유럽은 2011년 가장 많은 컨퍼런스 논문수를 기록했으며, 이후 계속 하락세를 보이고 있다.

2020년 지역별 AI 컨퍼런스 출판 논문수(그래프=AI 인덱스 리포트 2021)

arXiv 출판 AI 논문수에서도 아직 미국이 우세한 상황이다. arXiv는 연구자들이 저널이나 컨퍼런스에 정식으로 논문을 제출하기 전 프리프린트 형태로 연구 성과를 공유하는 온라인 플랫폼이다. 2020년 arXiv 출판 AI 관련 논문은 미국 1만1280개(32.5%), 유럽 6505개(18.7%), 중국 5440개(15.7%) 순으로 많다.

2020년 지역별 arXiv 출판 AI 논문수(그래프=AI 인덱스 리포트 2021)

분야별로 살펴보면 컴퓨터과학 분야 머신러닝(ML) 논문이 32%, 컴퓨터비전의 경우 31.7%로 절대 다수였다. 가파른 성장세를 보이고 있는 분야는 로봇공학과 ML이 대표적이다. 2015년과 비교했을 때 2020년 로봇공학은 11배, ML은 10배 가량 성장한 것으로 나타났다.

◆알파폴드·GPT-3·딥페이크...대표적인 AI 성과

전문가들은 작년 한 해 등장한 AI 기술 중 알파폴드와 GPT-3를 가장 주목할만한 성과로 선정했다. 보고서에서는 “2020년 가장 뛰어난 AI 기술 성과 하나를 꼽으라면 단연 딥마인드 알파폴드와 오픈AI GPT-3”라고 말했다.

딥마인드 알파폴드에 대해 보고서는 “딥마인드 알파폴드는 딥러닝 기술을 적용해 수십년간 지속된 생물학 과제에서 중요한 돌파구를 마련했다”고 평가했다. 이외 의료·바이오 분야 AI 활약 사례로 스타트업 포스트에가 코로나19 약물 발견에 ML을 사용한 것을 언급했다.

특히 GPT-3에 대해서는 작년에 이어 올해도 AI 기반 혁신을 이끌 주인공으로 지목했다. 보고서에서는 “2021년에는 기존에 학습된(pretrained) AI 모델을 통해 보다 발전된 성과를 낼 수 있다. 정제된(fine tuned) GPT-3로 특정 태스크에 대해 뛰어난 결과를 낼 것”이라고 밝혔다.

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올해 AI 연구를 이끌 다른 기술로는 고성능 컴퓨터비전 모델과 트랜스포머 아키텍처를 꼽았다. 보고서는 “트랜스포머 아키텍처는 기계 번역을 위해 마련됐지만 사실상 신경망 아키텍처가 됐다. NLP는 컴퓨터비전보다 뒤늦게 딥러닝을 도입했지만 이제는 주도하는 위치에 있다”고 전했다.

이외 주목할 만한 AI 성과로 딥페이크가 제시됐다. 보고서는 “AI 시스템은 이제 텍스트, 오디오, 이미지를 충분히 높은 수준으로 합성할 수 있어 비합성 결과물과의 차이를 구분하기 어렵다. AI 발전 정도를 보여주는 대표적인 사례”라고 강조했다.

AI타임스 박성은 기자 sage@aitimes.com

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