인간의 사고는 프로그램과 같다: 생성적 인지 지도의 비밀

인간의 인지 지도가 생성적 프로그램으로 작동한다는 새로운 연구 결과가 발표되었습니다. 대규모 언어 모델을 활용한 실험을 통해 인간의 효율적인 계획 전략이 프로그램적 인지 지도에 기반함을 밝혀냈습니다. 이 연구는 인지 과학과 인공지능 분야에 중요한 시사점을 제공합니다.

세상을 이해하고 행동하기 위해 우리는 현실의 복잡성을 추상화한 단순화된 정신적 표상, 즉 인지 지도를 구축합니다. 이 원리는 자원이 제한된 모든 작용자에게 보편적입니다. 생물, 인간, 알고리즘 모두 제약된 계산 능력 안에서 세계를 기능적으로 표현해야 하는 과제에 직면합니다.

Marta Kryven을 비롯한 연구진은 최근 발표한 논문에서 인간의 효율적인 계획 능력이 세계를 예측 가능한 구조로 표현하는 데서 비롯될 수 있다는 흥미로운 가설을 제시했습니다. 개념을 프로그램으로 보는 은유를 바탕으로, 그들은 인지 지도가 공간 배치를 직접적으로 인코딩하는 대신 예측 가능성과 중복성을 활용하는 생성적 프로그램의 형태를 취할 수 있다고 주장합니다.

연구팀은 구조화된 공간에서 탐색하는 사람들이 프로그램적인 지도 표현과 일치하는 모듈식 계획 전략에 의존한다는 것을 행동 실험을 통해 보여주었습니다. 또한 다양한 구조화된 시나리오에서 인간의 행동을 예측하는 계산 모델을 개발했습니다. 이 모델은 인간의 사전 지식을 고려하여 가능한 프로그램적 인지 지도의 작은 분포를 추론하고, 이 분포를 사용하여 자원 효율적인 계획을 생성합니다.

특히 주목할 만한 점은 대규모 언어 모델(LLM)을 활용하여 방대한 인간 데이터를 통해 암묵적으로 학습된 인간의 사전 지식을 통합했다는 점입니다. 이 모델은 계산 효율성을 높이고 메모리 사용량을 획기적으로 줄이며, 인지적 제약이 있는 비구조적 계획 알고리즘보다 인간 행동 예측에서 뛰어난 성능을 보였습니다. 이는 인간의 계획 전략이 프로그램적 인지 지도에 의존한다는 것을 시사합니다.

이 연구는 인간 인지의 기본 메커니즘에 대한 이해를 심화시키고, 제한된 자원 환경에서 효율적인 인공지능 시스템 개발에 중요한 시사점을 제공합니다. 인간의 지능을 모방하는 AI 개발에 있어서, 단순한 정보 저장 및 처리를 넘어, 세계를 생성적으로 이해하고 예측하는 능력이 얼마나 중요한지를 보여주는 획기적인 연구라 할 수 있습니다. 앞으로 이 연구가 인지 과학과 인공지능 분야에 어떤 영향을 미칠지 주목할 만합니다.