년 4분기 AI 및 로봇 연구 동향
1. 서론
2007년 4분기는 인공지능(AI) 및 로봇 공학 분야의 기술사적 관점에서 중요한 변곡점을 형성한 시기였다. 당시 머신러닝 분야에서는 지배적 패러다임이었던 커널 방법론(Kernel Methods)이 대규모 데이터셋 처리의 확장성 문제에 직면하며 새로운 돌파구를 모색하고 있었다. 동시에, 훗날 AI 분야를 재편하게 될 딥러닝(Deep Learning)의 초기 형태인 심층 신뢰 신경망(Deep Belief Nets)이 학계의 주목을 받으며 그 가능성을 입증하던 태동기였다. 로봇 공학 분야에서는 경로 계획, 제어 등 전통적인 알고리즘의 성숙과 더불어, 생체모방 마이크로 로보틱스와 같이 물리적 구현의 한계를 돌파하려는 혁신적인 시도가 두드러졌다.
본 보고서는 2007년 4분기(10월-12월)에 개최된 두 개의 핵심 학회, 즉 제21회 신경정보처리시스템학회(NIPS 2007)와 2007 IEEE/RSJ 지능형 로봇 및 시스템 국제학회(IROS 2007)를 중심으로 당시 발표된 주요 연구 성과를 심층적으로 분석한다. 또한, 동 기간 주요 학술지 및 연구소의 발표 동향을 종합하여 해당 시점의 AI 및 로봇 공학 분야 기술 현황과 미래에 미친 영향을 입체적으로 조망하고자 한다. 이 시기의 연구 동향을 면밀히 살펴보는 것은 현재 AI 기술의 근간을 이루는 아이디어들이 어떻게 형성되고 발전했는지를 이해하는 데 필수적이다.
| 학회명 | 개최 기간 | 개최지 | 주요 분야 |
|---|---|---|---|
| 2007 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) | 2007년 10월 29일 – 11월 2일 | 미국 캘리포니아주 샌디에이고 | 지능형 로봇, 자동화 시스템, 경로 계획, 무인 항공기 제어, 로봇 학습, 인간-로봇 상호작용 |
| 21st Conference on Neural Information Processing Systems (NIPS) | 2007년 12월 3일 – 12월 8일 | 캐나다 브리티시컬럼비아주 밴쿠버 & 휘슬러 | 신경 계산, 머신러닝 알고리즘, 학습 이론, 딥러닝, 커널 방법론, 강화 학습, 컴퓨터 비전, 신경 과학 |
이 두 학회는 2007년 4분기라는 짧은 기간 동안 동시에 개최되면서 당시 기술 지형의 중요한 단면을 드러낸다. NIPS에서는 기존 통계적 학습 패러다임의 계산적 한계를 해결하려는 시도와 그 대안이 될 새로운 패러다임이 동시에 논의되었다. 반면 IROS에서는 고전적인 로봇 공학 문제들의 성숙도를 보여주는 동시에 마이크로 로보틱스와 같은 미래 지향적 하드웨어 분야로의 확장을 명확히 보여주었다. 이는 단순히 개별 연구의 집합이 아니라, 현재의 문제를 해결하는 동시에 미래를 위한 도구가 단련되던, 기술적 교차로에 선 한 시대의 스냅샷이라 할 수 있다.1
2. 제21회 신경정보처리시스템학회(NIPS 2007) 주요 연구 동향
2.1 학회 개요 및 주요 특징
제21회 NIPS 학회는 2007년 12월 3일부터 8일까지 캐나다 밴쿠버의 하얏트 리젠시 호텔과 휘슬러의 웨스틴 리조트 등에서 개최되었다. 본 컨퍼런스는 12월 3일부터 6일까지, 워크숍은 12월 7일부터 8일까지 진행되었다.1 NIPS는 신경 계산(Neural Computation) 분야의 최고 권위 학회로서, 알고리즘 및 아키텍처, 응용, 뇌 영상, 인지 과학 및 AI, 제어 및 강화 학습, 학습 이론, 신경 과학, 음성 및 신호 처리, 시각 처리 등 광범위한 지식 커뮤니티의 기여를 포괄하는 단일 트랙 프로그램으로 구성되었다.3
학회는 튜토리얼, 포스터 세션, 데모, 워크숍 등 다채로운 프로그램으로 짜여졌다. 특히 2007년에는 신경 과학 분야 연구자들의 참여를 독려하고 주류 머신러닝 커뮤니티와의 교류를 증진하기 위해 “Neuro-Thursday“라는 특별 세션을 신설한 점이 주목할 만하다. 이 세션에서는 원숭이 시각 피질에 대한 초청 강연을 포함하여 신경 과학에 초점을 맞춘 발표들이 진행되었다.3
또한, NIPS 2007은 심사의 공정성과 객관성을 강화하기 위해 이중맹검(double-blind) 심사 제도를 본격적으로 도입했다. 이에 따라 논문 제출 시 저자의 이름과 소속을 명기하지 않아야 했으며, 증명이나 추가 실험 데이터 등을 담은 보충 자료 역시 익명화하여 제출해야 했다. 이는 논문의 질 자체만으로 평가받는 학문적 풍토를 조성하는 데 기여했다.4
2.2 ‘Test of Time’ 수상 연구 심층 분석: “Random Features for Large-Scale Kernel Machines”
NIPS 2007에서 발표된 Ali Rahimi와 Benjamin Recht의 논문 “Random Features for Large-Scale Kernel Machines“는 훗날 그 지속적인 영향력을 인정받아 ‘Test of Time’ 상을 수상한 기념비적인 연구다.6 이 연구는 당시 머신러닝 분야의 핵심 난제였던 대규모 데이터셋에 대한 커널 머신의 확장성 문제를 해결하는 혁신적인 접근법을 제시했다.
2.2.1 문제 제기: 커널 트릭의 계산적 한계
서포트 벡터 머신(SVM)을 위시한 커널 머신은 ’커널 트릭’을 통해 입력 데이터를 고차원 특징 공간으로 암시적으로 매핑하여 비선형 문제를 효과적으로 해결한다. 하지만 이는 훈련 데이터 n개에 대한 커널 행렬(Gram matrix)을 계산하고 저장해야 하므로, 계산 복잡도가 최소 O(n^2)에 달하며 메모리 요구량 또한 막대하다. 이로 인해 수만 개 이상의 데이터셋에 대해서는 훈련이 사실상 불가능하다는 근본적인 한계를 안고 있었다.7
2.2.2 핵심 아이디어: 커널 함수 자체의 근사
기존의 많은 연구가 커널 행렬을 근사하여 계산량을 줄이려 시도했던 것과 달리, Rahimi와 Recht는 문제의 본질에 더 깊이 파고들었다. 그들은 커널 함수 k(x, y) 자체를 저차원의 명시적인(explicit) 무작위 특징 맵 z(x)를 이용한 내적으로 근사하는 패러다임의 전환을 제안했다.
k(x, y) = \langle \phi(x), \phi(y) \rangle \approx z(x)^T z(y)
이 아이디어를 통해, 비선형 커널 머신 문제를 특징 변환 후의 고속 선형 머신 문제로 효과적으로 변환할 수 있게 된다. 이는 비선형 모델의 표현력과 선형 모델의 속도 및 확장성이라는 두 마리 토끼를 모두 잡는 획기적인 발상이었다.7
2.2.3 제안 방법론: 무작위 특징 맵
논문은 이동 불변 커널(shift-invariant kernel, k(x, y) = k(x-y))을 근사하기 위한 두 가지 구체적인 무작위 특징 맵핑 방법을 제시했다.
-
무작위 푸리에 특징 (Random Fourier Features): 이 방법은 양의 정부호(positive definite) 함수는 어떤 확률분포의 푸리에 변환으로 표현될 수 있다는 보흐너의 정리(Bochner’s Theorem)에 수학적 기반을 둔다. 가우시안 커널과 같은 이동 불변 커널의 푸리에 변환을 확률밀도함수로 간주하고, 여기서 무작위 주파수 벡터 \omega와 위상 b를 샘플링한다. 이를 통해 다음과 같은 특징 맵을 구성한다.
z(x) = \sqrt{\frac{2}{D}} \begin{bmatrix} \cos(\omega_1^T x + b_1) \\ \vdots \\ \cos(\omega_D^T x + b_D) \end{bmatrix}
이 특징 맵은 부드러운(smooth) 함수를 근사하는 데 적합하여 보간(interpolation)이 중요한 회귀 문제 등에서 뛰어난 성능을 보인다.7 -
무작위 비닝 특징 (Random Binning Features): 이 방법은 입력 공간을 무작위로 이동되고 무작위 해상도를 갖는 그리드로 반복적으로 분할한다. 각 점은 자신이 속한 그리드 셀(bin)에 해당하는 고유한 이진 코드를 특징으로 갖는다. 두 점이 동일한 셀에 속할 확률이 두 점 사이의 커널 값에 비례하도록 설계하여, L_1 거리에 의존하는 라플라시안 커널 등을 효과적으로 근사할 수 있다. 이 방법은 데이터의 지역성(locality)을 보존하므로, 기억(memorization) 기반 학습이 중요한 대규모 분류 문제에 더 적합하다.7
2.2.4 실험 결과 및 학문적 의의
저자들은 제안된 무작위 특징을 단순한 선형 최소자승 회귀(Least Squares Regression)와 결합하여, 당시 최신 기술이었던 여러 SVM 솔버(CVM, SVMlight 등)와 성능을 비교했다. 특히 수십만 개의 데이터를 포함하는 Forest Cover 데이터셋 실험 결과는 매우 인상적이었다.
| 방법론 (Methodology) | 훈련 시간 (Training Time) | 테스트 오류율 (Test Error Rate) |
|---|---|---|
| Random Fourier Features + LS | 71분 | 23.4% |
| Random Binning Features + LS | 25분 | 14.5% |
| CVM (Cutting-Plane SVM) | 7.5시간 | 13.9% |
| Exact SVM (on 50k subset) | 44시간 | 16.4% |
표 2에서 보듯이, 무작위 특징 방법은 최적화된 SVM 솔버보다 수십 배 빠른 훈련 속도를 보이면서도 동등하거나 더 우수한 분류 정확도를 달성했다. 이 연구는 커널 방법론의 실용성을 대규모 문제로 확장시키는 결정적인 계기를 마련했으며, 이후 무작위 특징을 이용한 근사 방법론은 대규모 머신러닝의 핵심 도구 중 하나로 자리 잡았다. 이는 이론적 우아함과 실용적 효율성을 겸비한 연구가 학계에 얼마나 큰 영향을 미칠 수 있는지를 보여주는 대표적인 사례다.
2.3 딥러닝의 서막: Geoffrey Hinton의 연구 동향
2007년은 딥러닝 혁명의 여명기였으며, 그 중심에는 Geoffrey Hinton이 있었다. 2006년 심층 신뢰 신경망(DBN)과 탐욕적 층별 사전훈련(greedy layer-wise pre-training) 방법을 제안하며 깊은 신경망의 학습 가능성을 연 이후, NIPS 2007은 그의 아이디어가 학계 주류로 진입하는 중요한 무대가 되었다.10
2.3.1 NIPS 2007 튜토리얼: “Deep Belief Nets”
Hinton은 NIPS 2007에서 “Deep Belief Nets“라는 제목의 튜토리얼을 직접 진행했다. 이 튜토리얼은 단순히 DBN의 구조를 설명하는 것을 넘어, 다층 생성 모델을 한 층씩 효율적으로 학습하는 방법, 생성 모델을 통한 사전훈련이 역전파(back-propagation) 기반의 미세조정(fine-tuning) 성능을 극적으로 향상시키는 원리, 그리고 비선형 차원 축소 및 고속 문서 검색과 같은 구체적인 응용 사례까지 포괄적으로 다루었다. 이 발표는 많은 연구자에게 깊은 인상을 남기며 딥러닝 연구의 확산에 기여했다.11
2.3.2 주요 발표 논문
Hinton과 그의 그룹은 NIPS 2007에서 DBN의 잠재력을 더욱 확장하는 두 편의 중요한 논문을 발표했다.
- “Using Deep Belief Nets to Learn Covariance Kernels for Gaussian Processes”: Ruslan Salakhutdinov와 공저한 이 논문은 당시 태동하던 딥러닝 패러다임과 지배적이었던 커널 방법론을 창의적으로 결합했다. 이는 두 패러다임이 단순히 경쟁 관계에 있는 것이 아니라, 서로의 장점을 보완하며 공생적으로 발전할 수 있음을 보여준 중요한 사례였다. 연구의 핵심은 레이블이 없는 대량의 데이터를 사용하여 DBN을 비지도 방식으로 사전훈련하고, DBN의 최상위 은닉층에서 추출된 특징 표현을 가우시안 프로세스(GP)의 입력으로 사용하는 것이었다. 고차원의 복잡한 원본 데이터 대신, 데이터의 핵심적인 구조를 포착한 저차원 특징 표현에 커널을 적용함으로써 GP의 회귀 및 분류 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 실험적으로 증명했다. 이는 딥러닝이 강력한 특징 추출기(feature extractor)로서 다른 머신러닝 모델의 성능을 향상시키는 데 기여할 수 있음을 보여준 초기 연구 중 하나였다.13
- “Unsupervised learning of image transformations”: 이 논문은 시간적 연속성을 가진 데이터(예: 동영상)로부터 이미지 간의 변환(transformation) 자체를 학습하는 비지도 학습 모델을 다루었다.15 정적인 이미지를 재구성하는 오토인코더 방식과 달리, 이 모델은 연속된 프레임 간의 관계를 모델링함으로써 변환에 대해 불변하는(invariant) 강인한 표현(representation)을 학습할 수 있었다. 핵심 주장은 ’미래 프레임 예측’이라는 과제가 그 자체로 풍부하고 유용한 고수준 특징을 학습하기 위한 강력한 비지도 학습 신호(unsupervised learning signal)로 작용할 수 있다는 것이다. 이 아이디어는 이후 예측 코딩(predictive coding)과 자기 지도 학습(self-supervised learning)의 발전에 중요한 영감을 주었다.16
이러한 연구들은 2007년 당시 Hinton 그룹이 단순한 분류 모델을 넘어, 데이터의 기저에 있는 생성 과정과 구조를 이해하는 방향으로 딥러닝 연구를 심화시키고 있었음을 명확히 보여준다.
3. 2007 IEEE/RSJ 지능형 로봇 및 시스템 국제학회(IROS 2007) 핵심 성과
3.1 학회 개요 및 통계
2007년 IEEE/RSJ 지능형 로봇 및 시스템 국제학회(IROS 2007)는 10월 29일부터 11월 2일까지 미국 캘리포니아주 샌디에이고의 쉐라톤 호텔 & 마리나에서 개최되었다.2 IROS는 로봇 공학 분야의 양대 최고 학회 중 하나로서, 이론과 실제를 아우르는 폭넓은 연구를 다룬다. 2007년 학회에는 43개국에서 총 1393편의 논문이 제출되었으며, 이 중 682편만이 채택되어 49%의 비교적 낮은 채택률을 기록했다. 이는 IROS 학회의 높은 학문적 수준과 엄격한 심사 기준을 방증하는 지표다.2
3.2 최우수 논문상 분석: 곤충 크기 로봇 파리의 최초 비행
IROS 2007에서 가장 주목받은 성과는 단연 하버드 마이크로로보틱스 연구소(Harvard Microrobotics Lab)의 Robert Wood 교수가 발표한 연구였다. 이 연구는 최우수 논문상(Best Paper Award)과 최우수 비디오상(Best Video Award)을 동시에 석권하며 학계의 비상한 관심을 모았다.19
3.2.1 연구 내용 및 기술적 혁신
논문의 제목은 “The first flight of an insect-sized robotic fly“로, 실제 곤충 크기(날개 길이 15 mm)의 로봇이 외부 전원을 이용하여 이륙에 필요한 충분한 추력을 생성하고 비행에 성공한 세계 최초의 사례를 보고했다.20 이는 수십 년간 이어진 마이크로 로봇 분야의 오랜 난제를 해결한 기념비적인 성과였다.
이 로봇 파리의 핵심 기술적 혁신은 다음과 같다.
- 압전 액추에이터 기반 구동: 기존의 마이크로 모터와 기어 방식은 마찰 손실과 무게 문제로 곤충 크기의 비행에 부적합했다. Wood 교수팀은 전압을 가하면 미세하게 변형하는 압전 세라믹 액추에이터(piezoelectric actuator)를 사용하여 초당 120회의 매우 빠른 날갯짓을 구현하는 데 성공했다.20
- 팝업북 방식의 3D 제조 공정: 복잡한 3차원 구조의 마이크로 로봇을 정밀하게 제작하기 위해, 탄소 섬유와 유연한 폴리머를 여러 층으로 쌓은 뒤 레이저로 절단하여 평면 형태로 부품을 만들고, 이를 접어서 입체적인 구조를 완성하는 독창적인 ‘팝업북’ 제조 공정(Pop-up MEMS)을 개발했다. 이는 마이크로 로봇의 대량 생산 가능성을 연 혁신적인 방식이었다.22
3.2.2 학문적 및 기술적 의의
이 연구는 단순히 작은 비행체를 만든 것을 넘어, 마이크로 스케일에서의 동력원, 구동 메커니즘, 제어, 그리고 제조 공정에 대한 새로운 패러다임을 제시했다. 곤충의 비행 원리를 공학적으로 구현해냈다는 점에서 생체모방공학(Biomimetics) 분야의 중요한 이정표가 되었다. 또한, 이 연구에서 개발된 원천 기술들은 향후 재난 현장 탐사, 환경 감시, 정밀 농업(예: 인공 수분)뿐만 아니라, 인체 내에서 작동하는 최소 침습 수술 도구나 의료용 마이크로 로봇 개발의 중요한 초석이 되었다.23
3.3 IROS 2007의 주요 기술 동향
최우수 논문상 외에도 IROS 2007에서는 로봇 자율성의 핵심을 이루는 다양한 분야에서 주목할 만한 연구들이 발표되었다.
| 연구 분야 (Research Area) | 핵심 주제 (Key Topics) | 대표 논문 (Representative Paper) | 저자 (Authors) |
|---|---|---|---|
| 경로 계획 (Motion Planning) | 무작위 샘플링 기반 계획, 동적 환경 대응, C-Space 분해, 하이브리드 접근법 | Randomized statistical path planning | Rosen Diankov, James Kuffner |
| 무인 항공기 제어 (UAV Control) | 쿼드로터의 전역 안정화, 백스테핑 제어, 8-로터 VTOL 모델링 및 제어 | Full control of a quadrotor | Samir Bouabdallah, Roland Siegwart |
| 로봇 학습 (Robot Learning) | 분산 강화학습, 상태 가치 추정 기반 행동 학습, 모방 학습, 확률적 최단 경로 | Hysteretic q-learning : an algorithm for decentralized reinforcement learning | Laëtitia Matignon, Guillaume J. Laurent, Nadine Le Fort-Piat |
| 컴퓨터 비전 (Computer Vision) | 스테레오 비전을 이용한 주야간 장애물 탐지, 강인한 차선 검출, 지능형 주행 시스템 | Obstacle detection during day and night conditions using stereo vision | Gijs Dubbelman, Wannes van der Mark, et al. |
- 동적 환경에서의 경로 계획: 알려진 장애물과 미지의 장애물이 혼재된 빠르게 변화하는 환경에서 강인하고 효율적으로 경로를 계획하고 실행하는 알고리즘에 대한 연구가 다수 발표되었다. 특히 CMU의 James Kuffner 등이 발표한 “Randomized statistical path planning“은 무작위 샘플링 기반 경로 계획 방법론의 발전에 기여했다.18
- 무인 항공기(UAV) 제어: 특히 쿼드로터(Quadrotor)를 중심으로 한 연구가 활발하게 이루어졌다. 전역 안정화(Global stabilization), 백스테핑(Backstepping) 제어, 모델링 및 완전 제어(Full control) 등 다양한 고등 제어 기법들이 제안되며 오늘날 드론 기술의 기반을 다졌다.18
- 로봇 학습: 다개체 환경에서의 분산 강화학습(Hysteretic Q-learning), 전문가의 행동을 모방하여 로봇의 정책을 학습하는 모방 학습, 그리고 환경과의 상호작용을 통해 행동을 점진적으로 습득하는 강화학습 기법들이 로봇에 적용되어 그 가능성을 보였다.18
3.4 로보컵 최우수 논문상 신설의 의미
IROS 2007은 로보컵(RoboCup) 관련 연구 중 가장 뛰어난 논문에 “IROS RoboCup Best Paper Award“를 수여하기 시작한 첫 해라는 점에서도 중요한 의미를 갖는다.28 로보컵은 1997년 시작된 이래 로봇 축구라는 구체적인 목표를 통해 다개체 로봇 협력, 실시간 전략 수립, 강인한 비전 및 제어 등 로봇 공학의 핵심 난제들을 해결하기 위한 표준 연구 플랫폼으로 발전해왔다. 이 상의 신설은 로보컵이 단순한 경진대회를 넘어, 그 결과물이 최고 수준의 학회에서 인정받을 만큼 학문적 가치가 높음을 공식적으로 인정한 것이다. 이는 학계와 로보컵 커뮤니티 간의 연계를 강화하고, 표준화된 플랫폼에서의 검증 가능한 연구를 장려하는 중요한 계기가 되었다.
4. 주요 학술지 및 연구소 발표 동향
2007년 4분기의 연구 동향은 주요 학회뿐만 아니라, 최고 수준의 학술지 및 연구소에서 발표된 논문과 기술 보고서를 통해서도 파악할 수 있다.
4.1 주요 학술지 동향
- Journal of Machine Learning Research (JMLR): 머신러닝 분야의 최고 권위 학술지인 JMLR의 2007년 Volume 8 후반부(10월-12월 추정)에는 준지도 학습(Semi-supervised Learning), 그래프 기반 학습, 차원 축소, 강화 학습 등 다양한 주제의 깊이 있는 연구들이 게재되었다. 특히 Peter L. Bartlett와 Mikhail Traskin의 “AdaBoost is Consistent“는 앙상블 학습의 대표 알고리즘인 AdaBoost의 이론적 수렴성을 증명한 중요한 논문이었으며, J. Zico Kolter와 Marcus A. Maloof의 “Dynamic Weighted Majority: An Ensemble Method for Drifting Concepts“는 데이터 분포가 시간에 따라 변하는 환경(concept drift)에 대응하기 위한 온라인 학습 방법론을 제시했다. 이는 당시 머신러닝 커뮤니티가 이론적 기반을 공고히 하는 동시에 실세계의 동적인 문제에 대한 해결책을 모색하고 있었음을 보여준다.30
- IEEE Transactions on Robotics (T-RO): 로봇 공학 분야의 최고 학술지인 T-RO의 2007년 10월호(Volume 23, Issue 5)는 인간-로봇 상호작용, 로봇 학습, 강인한 제어 등 로봇 공학의 핵심 주제들을 심도 있게 다루었다. 이 시기 T-RO에 게재된 논문들은 로봇 공학의 이론적 발전을 실제 산업 및 서비스 응용과 연결하려는 노력을 지속적으로 보여주었다.33
4.2 주요 연구소 기술 보고서 분석: 카네기 멜런 대학 로보틱스 연구소
카네기 멜런 대학(CMU) 로보틱스 연구소는 당시 세계 최고 수준의 로봇 연구 기관으로서, 학회나 저널의 긴 심사 과정을 거치지 않고 최신 연구 결과를 기술 보고서(Technical Report) 형태로 신속하게 공개하는 문화를 가지고 있었다.35 이러한 기술 보고서들은 동료 심사를 거친 공식 출판물보다 더 빠르고 필터링되지 않은, 연구 현장의 생생한 목소리를 담고 있다는 점에서 중요한 가치를 지닌다. 2007년 12월에 집중적으로 발표된 CMU의 기술 보고서들은 당시 연구의 최전선이 어디를 향하고 있었는지를 명확히 보여준다.
- CMU-RI-TR-07-44 (“Transfer of policies based on trajectory libraries”): Martin Stolle 등이 발표한 이 보고서는 한 작업에서 학습한 정책(policy)을 궤적 라이브러리(trajectory libraries) 형태로 저장하고, 이를 새로운 작업에 효율적으로 이전하여 학습 속도를 높이는 정책 이전(policy transfer) 기법을 다루었다. 이는 로봇이 매번 처음부터 학습할 필요 없이 기존의 지식을 재활용하여 새로운 기술을 빠르게 습득하도록 하는 핵심적인 연구 방향이었다.26
- CMU-RI-TR-07-45 (“Imitation Learning for Locomotion and Manipulation”): Nathan Ratliff, J. Andrew Bagnell 등이 발표한 이 보고서는 전문가의 시연 데이터로부터 네 발 로봇의 보행 및 로봇 손의 파지(grasping)와 같은 복잡한 동작을 학습하는 모방 학습(imitation learning) 문제를 다루었다. 이는 복잡한 로봇 기술을 명시적인 프로그래밍 없이 데이터로부터 직접 학습하려는 시도로, 이후 로봇 학습 분야의 주요 흐름 중 하나가 되었다.36
- CMU-ML-07-121 (“Actively Learning Level-Sets of Composite Functions”): Brent Bryan 등이 발표한 이 보고서는 제한된 실험 횟수 내에서 모델의 유효 파라미터 영역(예: 로봇이 안정적으로 보행할 수 있는 제어 파라미터 조합)을 효율적으로 찾아내는 능동 학습(active learning) 알고리즘을 제안했다. 이는 시뮬레이션이나 실제 로봇 실험에 드는 막대한 비용을 최소화하면서 최적의 해를 찾기 위한 실용적인 접근법이다.38
이 보고서들은 2007년 말, CMU와 같은 선도적인 연구 그룹이 고전적인 제어 및 계획 문제를 넘어, 머신러닝(모방 학습, 정책 이전, 능동 학습)을 로봇 지능의 핵심적인 문제 해결 도구로 적극적으로 도입하고 있었음을 보여준다. 이는 학회의 공식 발표보다 한발 앞서 연구의 최전선 동향을 파악할 수 있는 중요한 단서이며, 머신러닝과 로봇 공학의 융합이 이 시기에 얼마나 빠르게 진행되고 있었는지를 증명한다.
5. 결론 및 종합적 고찰
2007년 4분기는 인공지능과 로봇 공학 분야가 중요한 전환점을 맞이하고 있었던 역동적인 시기였다. 본 보고서에서 분석한 주요 학회 및 연구 발표들은 당시 기술 지형의 핵심적인 특징과 미래를 향한 변화의 씨앗을 명확하게 보여준다.
AI 분야에서 NIPS 2007은 ’대전환의 서막’으로 요약될 수 있다. 한편에서는 “Random Features for Large-Scale Kernel Machines” 연구를 통해 기존의 지배적 패러다임이었던 커널 머신의 확장성 한계를 극복하려는 정교한 노력이 이루어졌고, 다른 한편에서는 Geoffrey Hinton의 “Deep Belief Nets” 연구를 통해 훗날 AI의 모든 것을 바꾸게 될 딥러닝의 가능성이 탐색되고 있었다. 이는 기존 패러다임의 정점과 새로운 패러다임의 여명이 공존하던 독특한 순간이었다.
로봇 공학 분야에서 IROS 2007은 물리적 세계와의 상호작용 능력을 한 단계 끌어올린 성과들로 특징지어진다. Robert Wood의 “곤충 크기 로봇 파리의 최초 비행“은 생체모방 기술이 기존의 공학적 한계를 어떻게 돌파할 수 있는지를 보여준 상징적인 사건이었다. 동시에 경로 계획, UAV 제어, 로봇 학습 알고리즘의 꾸준한 발전은 로봇의 자율성과 강인성이 성숙 단계에 접어들고 있음을 확인시켜 주었다.
이 시기의 연구들이 현재에 미친 영향은 지대하다. NIPS 2007에서 논의된 대규모 학습 문제와 심층 생성 모델에 대한 고민은 현재 빅데이터 시대의 거대 언어 모델(LLM)과 생성 AI 기술의 직접적인 뿌리가 되었다. IROS 2007에서 선보인 마이크로 로봇 기술과 UAV 제어 기술은 오늘날의 첨단 드론 산업, 물류 자동화, 그리고 의료 로봇 기술의 중요한 초석이 되었다. CMU 기술 보고서에서 나타난 머신러닝과 로봇 공학의 깊은 융합은 현재 데이터 기반 로보틱스 연구의 표준적인 접근법으로 자리 잡았다.
결론적으로, 2007년 4분기는 특정 기술의 완성을 보여주기보다는, 기존 패러다임의 한계에 도전하고 새로운 패러다임의 씨앗을 뿌리던 역동적인 탐색의 시기였다. 이때 제시된 혁신적인 아이디어들과 해결된 근본적인 문제들은 이후 10년 이상 AI 및 로봇 공학 연구 개발의 방향을 결정짓는 중요한 이정표가 되었다고 평가할 수 있다.
6. 참고 자료
- 2007 Dates and Deadlines - NeurIPS 2025, https://neurips.cc/Conferences/2007/Dates
- Preface, https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1163/156855308X344819
- 2007 Overview - NeurIPS 2025, https://neurips.cc/Conferences/2007
- NIPS*2007 Author Instructions, http://nips07.stanford.edu/nips07authors.html
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