인공지능이 스스로 협력한다? 구름 위에서 펼쳐지는 천재적인 소프트웨어 검수 작전

 

우리가 매일 사용하는 스마트폰 앱이나 인터넷 서비스는 사실 수만 대의 컴퓨터가 연결된 거대한 구름, 즉 클라우드 환경에서 돌아간다. 

그런데 이 서비스들이 고장 나지 않고 잘 작동하는지 확인하는 일은 생각보다 훨씬 어렵다. 수많은 기기가 서로 멀리 떨어져 있고 데이터가 오가는 시간도 제각각이기 때문이다.

만약 이 과정에서 정보가 늦게 도착하거나 서로 손발이 맞지 않으면 서비스에 오류가 생기고 만다. 지금까지는 사람이 일일이 규칙을 정해주거나 복잡한 신호를 주고받으며 확인했지만, 이제는 인공지능이 스스로 학습하여 이 문제를 해결하기 시작했다.

이번 연구는 인공지능이 어떻게 서로 협력하여 더 빠르고 정확하게 소프트웨어를 검사할 수 있는지 그 비밀을 밝혀냈다.

스스로 배우는 로봇 테스터와 비밀을 지키는 연합 학습의 만남

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 딥 큐 네트워크라는 강화학습 기술과 연합 학습이라는 최신 기법을 결합했다.

강화학습이란 인공지능이 어떤 행동을 했을 때 보상을 주어 스스로 가장 좋은 방법을 찾아내게 만드는 방식이다. 마치 강아지에게 훈련을 시키듯, 인공지능 테스터들이 클라우드 환경에서 어떻게 움직여야 가장 효율적으로 오류를 찾아낼지 스스로 공부하게 만든 것이다.

여기에 연합 학습이라는 기술이 더해졌다. 보통 인공지능을 가르치려면 모든 데이터를 한곳에 모아야 하지만, 이는 개인정보 유출의 위험이 있다.

하지만 연합 학습은 각자의 위치에서 공부한 결과값만 중앙 서버로 보내고, 서버는 이 결과들을 모아 더 똑똑한 전체 모델을 만든 뒤 다시 각자에게 나눠준다.

덕분에 데이터 보안은 지키면서도 모든 인공지능 테스터가 똑똑해지는 일석이조의 효과를 거두었다.

복잡한 신호 없이도 척척 손발이 맞는 놀라운 결과

실험 결과는 놀라웠다. 과거에는 테스터들이 서로 무엇을 하고 있는지 일일이 보고하느라 네트워크가 느려지고 시간이 오래 걸렸다.

하지만 이번 연구에서 탄생한 인공지능 테스터들은 별도의 복잡한 대화 없이도 상대방이 무엇을 할지 예측하며 움직였다. 마치 전술 훈련을 완벽하게 마친 축구 선수들이 눈빛만 봐도 패스할 위치를 아는 것과 비슷하다.

연구팀은 가상 현실 렌탈 서비스라는 복잡한 사례에 이 기술을 적용해 보았는데, 기존 방식보다 훨씬 적은 비용과 시간으로 소프트웨어의 결함을 찾아내는 데 성공했다. 특히 인터넷 연결이 불안정한 환경에서도 인공지능은 흔들림 없이 자신의 역할을 수행하며 시스템의 안정성을 증명해 냈다.

더 안전하고 빠른 미래의 디지털 세상을 향하여

이번 연구는 단순히 소프트웨어를 검사하는 기술을 넘어, 미래의 모든 인터넷 서비스가 얼마나 더 똑똑해질 수 있는지를 보여준다.

우리가 사용하는 자율주행 자동차, 스마트 시티, 원격 의료 서비스 등은 모두 초연결 사회의 산물이다. 이런 서비스들이 한순간의 멈춤도 없이 안전하게 돌아가려면 이번에 개발된 인공지능 협력 기술이 필수적이다.

연구팀은 앞으로 이 기술을 더욱 발전시켜 더 복잡한 환경에서도 인공지능이 스스로 문제를 진단하고 치료하는 수준까지 끌어올릴 계획이다.

이제 우리는 인공지능이 보이지 않는 곳에서 서로 협력하며 우리의 디지털 일상을 더욱 단단하게 지켜주는 시대에 살게 될 것이다.

출처: Oualla, A., Maakoul, O., Azzouzi, S., & Charaf, M. E. H. (2024). A Federated Deep Q-Network Approach for Distributed Cloud Testing: Methodology and Case Study. AI, 5(1), 46.