컴퓨터공학과 대학원생팀, K-디지털 챌린지 과학기술정보통신부 장관상
인공지능 기반 교육 콘텐츠 제작 서비스 개발

컴퓨터공학과 대학원생으로 구성된 ‘쿠(KHU)레카’ 팀이 한국지능정보사회진흥원에서 개최한 ‘K-디지털 챌린지: NET 챌린지 캠프 시즌12’에서 대상인 과학기술정보통신부 장관상을 받았다. 이 대회는 KOREN(차세대 네트워크 선도 연구시험망, 초고속정보통신망을 통해 제공될 응용 서비스와 관련 이용 기술의 개발과정 및 결과를 확인하고 검증하기 위해 구축됐다)을 활용해 AI·네트워크 융합 분야의 혁신적인 아이디어를 개발하고, 상용화 가능성을 모색하는 대회로 최종 본선에서 10개의 팀이 경쟁했다.

개념이 복잡한 수학, 과학 과목도 이해하기 쉽게 시각화 자료 생성

쿠레카는 KOREN의 초고속 네트워크와 고성능 컴퓨팅(HPC) 자원을 활용해, 사용자가 원하는 교육 콘텐츠를 자동으로 분석·시각화해 제공하는 ‘VizClass: 전국을 연결하는 실시간 AI 교육 콘텐츠 시청각 해설 서비스’를 개발했다.

VizClass는 지역과 소득분위 차이로 발생하는 교육 격차를 완화하고 이공계 진입 장벽 낮추기 위해 기획됐다. 쿠레카의 팀장인 우하은 학생은 “수도권과 비수도권 간 교육 자원 접근성 차이가 지속되고, 소득분위에 따른 사교육비 격차도 증가하고 있다. 특히 수학과 과학은 개념이 복잡하고 난해해 학습 환경에 따른 격차가 크다”며 서비스 개발 배경을 설명했다.

Vizclass는 △사용자 맞춤형 해설 동영상 생성 기술 △시각화 포인트 기반 병렬 Script2Video 기술 △KOREN망 기반 실시간 영상 데이터 스트리밍 기술 등 3가지 핵심 기술을 기반으로 한다. 학습자가 교육 자료를 업로드하면 AI가 분석해 해설 스크립트를 생성하고, 구간별 시각화 요소를 추출해 해설 영상을 자동으로 제작한다. 서비스 전 과정은 실시간, 자동화된 프로세스로 처리되며 웹 애플리케이션 형태로 구현됐다.

AI가 분석한 데이터는 KOREN 네트워크를 통해 고성능 컴퓨팅 센터로 전송돼 병렬 연산 기반의 영상 생성 모듈에서 처리된다. 완성된 영상은 컨트롤러 기반 영상 스케줄링 기술을 통해 병렬 생성된 영상을 순차적으로 정렬한 뒤 사용자에게 실시간 스트리밍 방식으로 제공된다. 이를 통해 기존 순차 처리 방식 대비 처리 속도와 동시 처리 성능을 2배 이상 높였다. 배지승 학생은 “KOREN 덕분에 안정적이고 빠른 네트워크 환경에서 개발을 진행할 수 있었다. 추후 소외 지역 학생들도 고속 KOREN 망을 통해 지연 없는 영상 콘텐츠를 접하길 바란다”고 말했다.

교과서 해설 넘어 논문까지, AI 해설 생태계로 확장

기존의 교육용 AI 기술은 주로 문제 추천이나 텍스트 중심 해설 제공에 초점을 맞춰 왔다. 반면 VizClass는 AI가 학습 자료를 분석해 시각화 요소를 자동 추출하고, 이를 기반으로 교육 영상을 생성한다. 손수민 학생은 “현재 제공되는 교과서 수준의 기초 개념을 넘어 추후 논문 등 심화 학습 자료에 대한 시각화 지원을 통해 AI 해설 생태계로 확장해 나갈 것”이라고 밝혔다.

VizClass는 실제 테스트를 통해 성능 개선 효과를 검증했다. 동일한 조건에서 일반 인터넷 망과 KOREN 망을 비교했다. 그 결과 단일 요청 기준 처리 시간은 일반 망 대비 약 45.3% 단축됐고, 영상 길이에 따른 생성 시간도 빨라졌다. 동시 접속 가능 수도 일반 망 대비 KOREN 망에서 증가해, 고품질 영상 스트리밍 환경에서도 안정적인 서비스 제공이 가능했다.

서비스 개발 과정은 국제학술대회와 국내학술대회를 통해 3편의 논문으로 도출됐고, VizClass 관련 기술은 한국저작권위원회에 소프트웨어 등록이 완료됐다. 또한 쿠레카는 특별상인 ‘SK브로드밴드통신사상’도 수상했다. 이들은 해당 기업에 취업 시 서류전형 면제 및 가점 제공 혜택을 받는다.