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AI 융합 연구 경쟁력 강화 방안 연구

날짜2026.08.28
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    • 1. 제 목 : AI 융합 연구 경쟁력 강화 방안 연구
    • 2. 연구 배경 및 목적
    • ㅇ (연구배경) 딥러닝, 자연어처리 등 AI 기술의 고도화는 단순 데이터 분석을 넘어 새로운 지식 생산 과정을 혁신하고 있으며, 모든 학문 분야에서 연구 방법론의 한계를 보완하는 핵심 촉매로 자리 잡고 있음
      • - (복잡한 사회·기술적 난제 해결의 열쇠) 기후위기, 감염병 예측, 신약 개발 등 단일 학문으로 해결하기 어려운 복잡한 과제들에 대해 AI를 활용한 융합연구(Convergence Research)가 국가 경쟁력 확보의 필수 요소로 부상함
      • - (글로벌 AI융합연구 정책 경쟁 가속화) 미국(제네시스 미션), 중국(AI플러스행동계획), EU(Horizon Europe) 등 주요국은 AI 기반 과학 혁신을 국가 전략으로 격상하여 추진 중임
      • - (우리나라의 AI융합연구경쟁력 진단) 우리나라는 AI 기술에 대한 관심은 높으나, 글로벌 수준에서 국내 AI 융합연구 역량의 객관적 위치와 분야별 강·약점에 대한 체계적·정량적 분석이 미흡하여 이를 진단할 정책적 필요성이 높음
    • ㅇ (연구의 목표) AI 융합연구 경쟁력 개념을 정의하고, 지난 20년간의 글로벌 논문 데이터를 실증 분석하여 한국의 상대적 위치와 성장 추세를 파악함으로써 향후 정책 방향성을 제시하고자 함
    • 3. 연구의 구성 및 수행 방법
    • ㅇ 본 연구는 크게 선행 문헌 연구, 국내외 정책 사례, 데이터 기반 AI융합경쟁력 현황을 분석 지표 및 프레임워크를 수립하여 파악함
      • - (선행 문헌 연구) 기존 융합연구 개념(학제 간, 다학제적, 초학제적)과 AI 기술 특성을 결합하여 'AI 융합연구 경쟁력'을 새롭게 정의함
      • - (국내외 정책 및 사례 조사) 미국, 중국, 일본, 독일, 프랑스 등 해외 주요국 및 국내 AI 융합연구 촉진을 위한 정책 및 우수 사례를 생태계 구축 전략, 데이터·컴퓨팅 인프라, 인재 양성 체계 등 다각적 측면에서 비교 분석함
      • - (데이터 기반 정량 분석) 글로벌 학술논문 데이터베이스 서비스 업체인 Clarivate의 Web of Science 및 InCites 데이터를 활용하여 2005~2024년(최근 20년) 동안의 다양한 과학기술학문 분야에 게재된 AI 관련 논문을 추출하고 분석함
      • - (분석 지표 및 프레임워크 개발) AI융합연구의 범위, 융합 연구의 강도, 영향력을 파악할 수 있는 지표 체계를 수립하여 이를 바탕으로 세부 현황을 파악함
      • ⁃ 융합 범위(Shannon Entropy): AI 키워드가 타 학문 분야에 얼마나 폭넓고 고르게 분포하는지 측정
      • ⁃ 융합 점수(Fusion Score): 특정 분야에서의 AI 기술 도입 강도를 타 분야 범용성으로 보정하여 실질적인 융합 신호를 도출
      • ⁃ 연구 영향력 지수(CNCI): 글로벌 평균 대비 피인용 성과를 산출하여 연구의 질적 수준을 평가
      • ⁃ 2차원 매트릭스(Fusion-Impact Matrix): '핵심 융합 트렌드', '성장 유망', '도메인 주도', '경쟁력 제고'의 4개 영역으로 분야를 구분하여 진단
      • ⁃ 핵심 키워드 도출: Stanford AI Index 등을 참고하여 AI 개념, 학습 패러다임, 생성형 AI, 컴퓨터 비전 등 4개 도메인에서 총 48개의 핵심 AI 키워드를 선정함
    • 4. 연구 내용 및 결과
    • □ 주요 정책 동향
      • ㅇ 우리나라와 해외 주요국이 추진하고 있는 AI융합연구 촉진 정책 및 우수 사례들을 분석한 결과 AI를 단순한 분석 도구로 인식하지 않고 지식 생산의 패러다임을 바꾸는 핵심 촉매로 인식하고 이를 위한 AI+X 및 AI for Science 전략을 수립하고 추진 중
      • ㅇ 주요 정책들은 ‘강력한 인프라 접근성 확보’와 ‘현장 밀착형 문제 해결 과제 제시’, 그리고 'AI융합 연구 전문 인재 확보'를 유기적으로 연결하여 국가 차원의 AI 융합 생태계를 구축에 목표를 두고 추진 중
        • 국가별 대표 정책 및 전략
        국가 대표 정책 및 전략 내용 및 특징
        미국 Genesis Mission
        • 기초과학과의 강력한 결합: NSF, DOE 등을 통해 물리, 화학, 생물 등 기초 과학 분야에 AI를 적극 적용하여 연구 생산성을 극대화
        • 국가 AI연구소: 29개 국가 AI연구소에 500개 이상의 기관이 협력 네트워크를 구축함으로써 연구-상용화 전 과정을 수행하는 연구 체계 마련
        중국 AI플러스 전략
        • 국가 주도의 거대 플랫폼화: 가설 수립부터 실험까지 지원하는 ‘사이언스원’ 같은 연구 운영 체계를 구축함
        • 막대한 자금 투입: 약 11조 원 규모의 국가 AI 산업 투자펀드를 통해 인프라와 응용 전 분야를 지원함
        유럽 AI기회행동계획(영국),
        AI클러스터(프랑스)
        • 안전 및 윤리 기반의 혁신: 영국은 세계 최초 AI 안전 연구소(AISI)를 통해 위험 관리와 혁신을 병행함
        • 프랑스는 전략 산업별 AI 클러스터를 조성하고, 독일은 실제 기업 현장에서 AI 업무 방식 및 AI 솔루션을 실험 및 검증할 수 있도록 지원함
        한국 과학기술XAI 국가전략
        • 도메인별 과학 기반모델 구축: 반도체, 바이오 등 강점 분야의 ‘플래그십 프로젝트’를 통해 한국형 AI 공동과학자를 개발함
        • 주권 AI 인프라: 민관 합작 ‘국가 AI 컴퓨팅 센터’를 통해 GPU 자원을 확보하고 국산 AI 반도체 생태계를 육성함
    • □ 정량 분석 결과
      • ㅇ (글로벌 트렌드) 전기·전자공학, 통신학 등은 AI의 핵심 기반 영역으로 자리 잡았으며, 최근에는 의학, 영상과학, 언어학, 교육학 등에서 융합이 가속화되고 연구 영향력이 높게 나타남
      • - 전기·전자공학 및 통신학은 AI 기술의 핵심 기반 영역으로 가장 높은 융합도를 보이며, 자동화 및 제어 시스템, 영상과학 등이 주요 확장 분야로 식별
      • - 의학, 영상의학, 생화학, 통계학, 지구물리학 등은 현재 AI 융합의 폭은 좁으나(도메인 주도), 수행된 연구의 영향력은 매우 높아 AI 기술 도입 시 파급력이 가장 크게 나타날 유망 분야로 분석
      • - 전 세계적으로 2014년을 기점으로 AI 융합연구가 급증하고 있으며, 특히 2020년 이후 고속 성장 단계에 진입하여 향후에도 이러한 추세는 지속될 전망
      • ㅇ (우리의 경쟁력) 전기·전자 및 통신 분야에서 강력한 연구 역량을 보유하고 있으나, 의학 및 기초 과학(수학, 생화학 등) 분야에서는 연구 파급력은 높지만 실질적인 AI 융합 시도(융합도)는 아직 제한적인 것으로 나타남
      • - 중국은 세계 최대의 AI 융합연구 규모를 보유하고 있으나 연구 영향력은 특정 분야에 한정된 반면, 미국은 기초 과학부터 응용 학문까지 광범위한 분야에서 압도적인 질적 우위를 점하고 있음
      • ㅇ (기술별 특성) 설명가능한 AI(XAI), 생성형 AI(Gen AI), LLM 등은 거의 모든 학문 분야에서 '도메인 주도' 또는 '핵심 융합 트렌드'로 발전하며 높은 파급력을 보임
    • □ 정책적 시사점
      • ㅇ 인프라 격차 해소: 인도의 'IndiaAI Compute Capacity' 사례처럼 연구자와 스타트업이 저렴하게 GPU 자원에 접근할 수 있는 국가 주도의 인프라 생태계 구축이 시급함.
      • ㅇ 양손잡이형 인재 양성: 과학기술 전문성과 AI 역량을 동시에 겸비한 융합 인재 양성을 위해 영재학교부터 박사후연구원(InnoCORE)까지 전 주기에 걸친 지원 체계가 필요함.
      • ㅇ 전략적 융합 영역 발굴: 핵심 융합 트렌드뿐만 아니라, 잠재력이 큰 '성장 유망' 영역과 도메인 내 혁신이 일어나는 '도메인 주도' 영역을 조기에 포착하여 전략적 R&D 투자를 강화해야 함
    • 5. 활용 및 기대 효과
    • ㅇ 연구 결과는 학문 분야에서의 AI 활용은 광범위하게 자리하고 있으며 첨단 산업에서의 AI 활용을 통한 연구는 ‘AI for Science’라는 정책으로 더욱 확대되어 가고 있음을 보여줌
    • ㅇ 미국, 중국이 AI융합연구를 주도하고 있는 상황과 우리나라가 전기, 전자, 통신 분야 및 의학·기초과학에서 AI융합 연구를 상대적으로 진행하고 있으나 미·중에 비해 제한적 영역에 머무는 경향을 확인함으로써 차별화된 정책 필요성을 도출
    • ㅇ 한편, 섀넌 엔트로피 기반의 융합 지표를 제시하여 향후 AI융합연구의 글로벌 경쟁력 확보 수준을 정기적으로 추적 및 평가할 수 있는 방법론적 토대를 마련함
    • ㅇ 본 연구는 '과학기술 X AI 국가전략' 등 범정부 차원의 AI 융합 정책 수립 시 우리나라의 AI융합연구 경쟁력을 파악할 수 있는 데이터 기반의 기초 정책 자료로 활용 가능
    • ㅇ AI 융합연구 활성화를 통해 연구 비용을 절감하고 혁신 속도를 가속화함으로써 학문적 성취와 함께 산업적 부가가치 창출에 기여할 것으로 기대됨
목차 상세
    • 제1장 서 론
    • 제1절 연구 배경 및 필요성
    • 제2절 연구 목표 및 구성
    • 제3절 연구 방법 및 절차
    • 제2장 AI융합연구경쟁력 관련 선행 연구
    • 제1절 AI융합연구경쟁력의 정의
    • 제2절 AI융합연구 사례
    • 제3절 연구분야에서의 AI 도입과 활용
    • 제3장 국내외 AI융합연구 정책 추진 현황
    • 제1절 미국
    • 제2절 중국
    • 제3절 일본
    • 제4절 영국
    • 제5절 캐나다
    • 제6절 독일
    • 제7절 프랑스
    • 제8절 기타 국가(이스라엘, 싱가포르, 인도, UAE)
    • 제9절 우리나라 AI융합연구 정책 추진 현황
    • 제10절 소결: 국내외 AI융합연구 정책의 시사점
    • 제4장 AI융합연구 경쟁력 분석
    • 제1절 연구 데이터
    • 제2절 분석 지수 개발
    • 제2절 분석 결과
    • 제3절 소결: 주요 결과 및 시사점
    • 제5장 결론 및 제언
    • 참고문헌
    • 부 록: AI키워드별 융합연구 현황
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