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외부 보상 없이 추론 학습하기

Learning to Reason without External Rewards

 

개발자라면 누구나 한 번쯤은 상상해 봤을 겁니다.
"외부의 복잡한 데이터나 보상 없이도 AI가 스스로 학습할 수 있다면 얼마나 좋을까?"

 

Intuitor는 바로 그 상상을 연구 수준에서 현실로 끌어내린 프로젝트입니다. 기존의 강화 학습(특히, 검증 가능한 보상을 통한 강화 학습)들이 대부분 비용이 많이 들고, 특정 도메인에 특화된 감독에 초점을 맞춘 것과는 달리, Intuitor는 내부 피드백을 통한 학습을 지향합니다.

 

이 논문이 흥미로운 이유는 단순히 "강화 학습의 새로운 진보" 수준을 넘어서, 모델의 자체 확신(self-certainty)을 보상 신호로 사용하는 것 안에서 사용자의 내부 신호에 반응하는 능력에 반응할 수 있도록 설계되었다는 점입니다. 예를 들어, Intuitor는 수학적 벤치마크에서 기존의 성능을 유지하면서도, 코드 생성과 같은 도메인 외 작업에 대한 일반화 성능이 뛰어납니다. 이제 진짜로 'AI가 스스로 학습하고 진화하는 시대'가 나타난 거죠.

 

✅ 어떻게 작동하나요? – Intuitor의 핵심 아이디어

 

Intuitor가 도입한 가장 눈에 띄는 개념은 바로 "자체 확신(self-certainty)"입니다. 이는 모델이 스스로의 예측에 얼마나 확신을 가지는지를 측정하여, 이를 보상 신호로 사용하는 방식입니다.

 

이러한 자체 확신은 실제로 그룹 상대 정책 최적화(Group Relative Policy Optimization, GRPO)에서 외부 보상을 자체 확신 점수로 대체하여 구현되며, 이를 통해 완전한 비지도 학습을 가능하게 하는 게 Intuitor의 강점입니다.

 

이 모델은 총 세 단계의 학습 과정을 거쳐 만들어졌습니다:

  • 자체 확신 계산 – 모델이 스스로의 예측에 대한 확신도를 계산합니다.
  • 정책 최적화 – 자체 확신 점수를 활용하여 정책을 최적화합니다.
  • 일반화 테스트 – 다양한 도메인에서의 일반화 성능을 테스트합니다.

 

✅ 주요 기술적 특징과 혁신점

 

Intuitor의 핵심 기술적 특징은 크게 세 가지 측면에서 살펴볼 수 있습니다.

 

1. 자체 확신 기반 보상
이는 모델이 스스로의 예측에 얼마나 확신을 가지는지를 보상으로 사용하는 방식입니다. 기존의 외부 보상 기반 강화 학습과 달리, 자체 확신을 통해 비지도 학습을 가능하게 했습니다. 특히, 자체 확신 점수를 통해 수학적 벤치마크에서의 성능을 유지하면서도 일반화 성능을 크게 향상시켰습니다.

 

2. 그룹 상대 정책 최적화
이 특징의 핵심은 자체 확신 점수를 활용한 정책 최적화에 있습니다. 이를 위해 GRPO를 도입했으며, 이는 외부 보상이 없는 환경에서도 효과적인 학습을 가능하게 했습니다. 실제로 다양한 도메인에서의 성능을 통해 그 효과를 입증했습니다.

 

3. 도메인 일반화
마지막으로 주목할 만한 점은 도메인 외 작업에 대한 일반화 성능입니다. 자체 확신을 기반으로 한 학습을 통해, 코드 생성과 같은 도메인 외 작업에서도 뛰어난 성능을 보였습니다. 이는 특히 외부 보상이 없는 환경에서의 학습에 큰 이점을 제공합니다.

 

✅ 실험 결과와 성능 분석

 

Intuitor의 성능은 다음과 같은 실험을 통해 검증되었습니다.

 

1. 수학적 벤치마크에 대한 성능
수학적 문제 해결 환경에서 진행된 평가에서 기존 GRPO와 유사한 성능을 달성했습니다. 이는 외부 보상이 없는 상황에서도 기존 성능을 유지할 수 있음을 보여줍니다. 특히, 자체 확신을 기반으로 한 학습이 인상적입니다.

 

2. 코드 생성에서의 결과
코드 생성 환경에서는 기존 접근 방식들보다 뛰어난 일반화 성능을 기록했습니다. 외부 보상이 없는 상황에서도 코드 생성 작업에서의 성능이 개선되었습니다.

 

3. 실제 응용 시나리오에서의 평가
실제 응용 환경에서 진행된 테스트에서는 다양한 도메인에서의 일반화 성능을 확인할 수 있었습니다. 비지도 학습의 장점과 함께, 현실적인 제한사항이나 고려사항도 명확히 드러났습니다.

 

이러한 실험 결과들은 Intuitor가 외부 보상 없이도 효과적으로 학습할 수 있음을 보여줍니다. 특히 자체 확신 기반 학습은 향후 비지도 학습 분야에 중요한 시사점을 제공합니다.

 

✅ 성능은 어떨까요?

 

Intuitor는 수학적 문제 해결 벤치마크코드 생성 벤치마크에서 각각 기존 GRPO 수준의 성능을 기록했습니다. 이는 외부 보상 기반 모델 수준의 성능입니다.

실제로 코드 생성과 같은 도메인 외 작업에서도 꽤 자연스러운 반응을 보입니다.
물론 아직 "특정 도메인에 대한 최적화" 영역에서 약간의 미흡함이 존재하긴 하지만, 현재 수준만으로도 다양한 서비스에 활용 가능성이 큽니다.

 

✅ 어디에 쓸 수 있을까요?

 

Intuitor는 단지 새로운 모델이 아니라, "비지도 학습의 새로운 방향성"이라는 흥미로운 방향성을 제시합니다.
앞으로는 더 많은 비지도 학습의 발전, 예를 들면 자율 주행, 자연어 처리까지 인식하게 될 가능성이 큽니다.

  • 자율 주행: 외부 환경의 복잡한 보상 없이도 차량이 스스로 학습할 수 있는 가능성을 제공합니다.
  • 자연어 처리: 외부 데이터 없이도 언어 모델이 스스로 학습하고 진화할 수 있는 기반을 제공합니다.
  • 로봇 공학: 외부 보상 없이도 로봇이 스스로 환경을 이해하고 학습할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

이러한 미래가 Intuitor로 인해 조금 더 가까워졌습니다.

 

✅ 개발자가 지금 할 수 있는 일은?

 

Intuitor에 입문하려면, 기본적인 강화 학습비지도 학습에 대한 이해가 필요합니다.
다행히도 https://github.com/sunblaze-ucb/Intuitor에 예제 코드가 잘 정리되어 있어, 이를 통해 학습할 수 있습니다.

실무에 적용하고 싶다면?
필요한 데이터/리소스를 확보하고, 다양한 테스트 영역을 테스트하면서 모델을 적용하는 것이 핵심입니다. 또한, 모델의 일반화 성능을 테스트하는 작업도 병행되어야 합니다.

 

✅ 마치며

 

Intuitor는 단순한 기술적 진보를 넘어, 비지도 학습의 새로운 패러다임 전환을 향한 중요한 이정표입니다. 이 기술이 제시하는 가능성은 AI 기술 생태계의 미래를 재정의할 잠재력을 가지고 있습니다.

 

우리는 지금 비지도 학습의 중요한 변곡점에 서 있으며, Intuitor는 그 여정의 핵심 동력이 될 것입니다. 당신이 이 혁신적인 기술을 활용하여 미래를 선도하는 개발자가 되어보는 건 어떨까요?

 

⨠ 논문 원문 보러가기

 

✅ 같이 보면 좋은 참고 자료들

 

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