[도시 바꾸는 中 혁신 현장]②평등⋅맞춤 교육 이끌 ‘AI 가정교사’

입력 2019.04.01 13:39

기술 패권 경쟁 양상을 보이는 미·중 무역 전쟁 속에서 중국의 양회가 3월 15일 폐막했다. 중국은 정부업무보고에 처음으로 수소에너지를 삽입하고, ‘(인공)지능+’를 내세우며 제조강국 건설에 박차를 가하겠다고 밝혔다. 수소차가 달리고 모든 산업에 인공지능(AI)이 들어가는 미래를 향해 뛰어가겠다는 의지다. 무역 전쟁도 제지하지 못한 중국의 혁신 발전은 산업현장은 물론 도시의 모습을 서서히 바꿔가고 있다. "미래는 이미 여기 와 있다. 골고루 퍼지지 않았을 뿐이다"라는 소설가 윌리엄 깁슨의 말을 떠올리게 한다.

도시의 변화는 인류 삶 뿐 아니라 산업에 도전과 응전을 요구한다. 에드워드 글레이저 하버드대 교수는 "도시는 인류의 위대한 발명품"이라고 했다. 중국에서는 개혁개방 40년간 460개가 넘는 도시가 새로 생기고 6억6000만명이 도시로 이동했다. 4차 산업혁명에 맞는 미래 신문명 도시를 연구하고 있는 싱크탱크 여시재와 손잡고 중국 쇼핑에서부터 교육, 직장, 가사노동, 교통, 병원 등 도시생활을 구성하는 요소에서 나타나고 있는 혁신 현장을 탐구한다. [편집자주]

 선전 롱화 실험초등학교 학생들의 자세를 인식하는 상탕커지의 AI 시스템. /여시재
선전 롱화 실험초등학교 학생들의 자세를 인식하는 상탕커지의 AI 시스템. /여시재
수업을 듣는 학생들이 책을 읽거나 필기하거나 듣거나 일어서거나 손을 들거나 책상을 치는 등 6가지 행위가 시스템에 저장된다. 즐거워하거나 반감을 드러내거나 힘들어하거나 두려워하거나 놀라거나 분노하는 7가지 표정도 기록된다. 30초마다 교실 전체를 훑는 카메라, 스마트 아이(Eye) 덕분이다. 선생님이 말하면 전자 칠판에 글자가 흐른다. 수업이 끝난 뒤 학생들은 QR코드를 긁는 것으로 수업내용을 복습한다.

미래 학교의 얘기가 아니다. 중국 항저우 제11중학교가 채용한 스마트교실 행위 관리시스템의 모습이다. 학생들의 수업 집중도를 높이고, 교사의 교육 방식 개선에 도움을 준다는 게 학교 측 설명이다. 학생별 맞춤형 교육을 위한 인프라가 될 것이라는 기대도 나온다. 중국에서 학생들의 표정까지 분석해 수업효율을 높이는 시도는 2016년 9월 쓰촨대 컴퓨터과학학원의 웨이샤오융(魏骁勇)교수가 자체 개발한 안면인식 기술을 활용해 수업 효과를 분석한 게 최초로 통한다.

인공지능(AI)기술을 교실에 적용한 건 미국보다 늦지만 중고교와 초등학교까지 보급되면서 속도는 빠르다는 평을 듣는다.

AI 사업에 올인하고 있는 중국 최대 인터넷 검색업체 바이두(百度)기술로 만든 스마트교실은 올 2월 현재 22개 성 4000여개 학교에 보급됐다. 3개월 새 1000여개 학교가 바이두 스마트교실의 고객이 됐다. 중국의 음성인식과 안면인식 기술 기업을 각각 대표하는 커다쉰페이(科大訊飛·아이플라이텍)와 상탕커지(商湯科技·센스타임) 같은 AI기업은 물론 AI와 교육을 접목한 사업을 주력으로 창업한 송수(松鼠)AI 같은 스타트업도 전통 교육 방식을 뒤엎는 실험을 진행중이다.

커다쉰페이의 스마트교실은 베이징·광둥·장쑤 등 10여개 성 1000개 이상 학교에서 채택하고 있다. 상탕커지가 개발한 AI 방식으로 AI를 가르치는 교육을 도입한 시범학교는 지난해 4월 처음 등장한 이후 올해 1000여개 학교로 늘어날 전망이다. 신둥팡(新東方) 하오웨이라이(好未來⋅TAL) 등 전통적인 사설 교육 강호들도 AI 끌어안기에 나섰다.

중국의 온라인 교육시장 급팽창이 AI와 만나면서 온라인과 오프라인이 결합한 신교육을 만들어내고 있다. 아이메이(艾媒)컨설팅에 따르면 내년 중국의 온라인 교육 사용자는 2억9600만 명에 이르고 시장 규모도 4330억위안에 달할 것으로 전망됐다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)는 중국 학교의 4분의 1이 학생들의 작문 평가 때 선생님 역할을 머신러닝 소프트웨어가 대신하는 실험을 진행 중이라고 전했다.

장야친(張亚勤) 바이두 총재는 "ABC(AI, Big Data, Cloud Computing)기술의 급속한 발전으로 교육에 디지털화·글로벌화·지능화라는 3가지 추세가 뚜렷해지고 있다"고 전했다. 장 총재는 AI와 교육의 만남을 중국 4대 발명으로 꼽히는 종이와 인쇄술에 비유한다. "채륜(蔡伦)의 제지술과 필승(毕昇)의 활자 인쇄술이 지식 전파의 비용을 낮췄으며 AI가 새로운 교육 시대, 지식 전파 효율을 끊임없이 높이는 시대를 열 것"이라는 전망이다. 중국 언론들도 "중국 학교에서 혁신 기술 실험이 이뤄지면서 21세기 교육방식의 재정의를 시도하고 있다"(레이펑왕)고 기대한다.

♢바이두의 교육 빅브레인 실험

 바이두 교육사업부 장가오총경리가 작년 11월 신제품 발표회에서 바이두 빅브레인 3.0을 소개하고 있다. /바이두
바이두 교육사업부 장가오총경리가 작년 11월 신제품 발표회에서 바이두 빅브레인 3.0을 소개하고 있다. /바이두
바이두는 2015년 12월 교육사업부를 세운 지 3년여 만에 중국 최대 교육 솔루션 서비스 플랫폼을 구축했다. 월 활성 사용자가 7억명을 넘어섰다. 버전 3.0까지 개발된 바이두 교육 빅브레인은 중국의 우수 교사 인증자 9만2000여명이 만든 수업 콘텐츠 등을 800만 교사들로 하여금 활용할 수 있도록 했다. 4700만건의 수업 자료는 물론 20만건이 넘는 도서, 800만건 이상의 음성 콘텐츠를 담고 있다.

바이두 스마트 교실도 바이두 교육 빅브레인의 연장선에 있다. 4000여개 학교는 물론 7000여개 기업과 기관도 바이두 스마트 교실의 고객이다. 바이두 스마트 교실 중에는 가상현실(VR) 실험실과 AI 실험실도 있다. 온라인으로 연결된 원격지의 교사 수업을 생생히 들을 수 있도록 하는 것이다.

 바이두가 개발한 VR교실 시연 모습. /바이두
바이두가 개발한 VR교실 시연 모습. /바이두
장가오(張高) 바이두 교육사업부 총경리는 지난 2월 바이두 교육 협력 파트너 대회에서 AI·빅데이터·클라우드(ABC) 기술을 동원해 매 학생마다 개성화된 맞춤형 학습방안을 제공할 것이라고 밝혔다. 학교나 학원 등 교육기관에는 AI를 이용한 교육자원 관리 뿐 아니라 마케팅 솔루션까지 제공한다. 장 총경리는 협력업체들과 함께 공평 교육과 맞춤형 교육 목표를 실현하겠다고 공언했다.

시진핑(習近平) 중국 국가주석이 천년 대계로 미래 도시를 만들라고 지시한 슝안신구에 있는 바이양딩(白洋淀)고등학교는 지난해 11월 바이두 및 베이징사범대 산하 스마트연구원 등과 함께 AI 실험학교를 만드는 작업에 착수했다.

바이두는 또 사회공헌사업을 하는 ‘바이두 공익’과 손잡고 벽지에 있는 1만여개 학교에 스마트 교실을 무료로 1년 서비스 해주기로 했다. 공평 교육에 기여하기 위해서다.

한달 활성 사용자수가 10.98억명에 이르는 중국판 카카오톡 위챗을 둔 텐센트도 AI 기반의 화상과 음성인식 기술을 개방해 위챗 안에서 다양한 교육을 할 수 있도록 하고 있다.

♢AI 업체 교실로 들어가다

커다쉰페이는 중국 음성인식 기술 시장의 70%를 차지하는 아시아 최대 음성인식 기업이다. 닝보(宁波) 제2중학교는 2016년 12월부터 점진적으로 이 회사의 스마트 교실을 도입하기 시작했다. 학생들의 숙제, 시험 등을 빅데이터로 분석해 교사의 업무 부담을 덜고 학생들이 쉽게 틀리는 문제를 빨리 파악할 수 있도록 해 수업 효율이 올라갔다는 게 학교 측 설명이다. 교사가 100여건의 숙제를 평가한 결과를 기초로 AI 로봇이 평가법을 학습해 직접 평가하는 식이다. 커다쉰페이의 스마트교실 서비스를 이용하는 학교는 1000여곳이지만 이 회사의 다양한 교육 상품을 쓰는 학교는 이미 1만개를 넘어섰다는 게 회사 측 설명이다.

커다쉰페이는 지난 3월 20일 안후이(安徽)성 허페이(合肥)시 첨단기술구의 사업국과 교육 빅데이터 응용 전략 협력 계약을 체결했다. 첨단기술구 내에 있는 모든 학교 교사들의 교육과 학생들의 행위 데이터를 분석해 맞춤형 학습을 할 수 있는 인프라를 제공할 것으로 기대된다.

허페이시 첨단기술구에 있는 몽위앤(梦园)중학교의 왕용메이(王咏梅) 교장은 "2500여년 전 공자(孔子)가 ‘학생 수준에 맞춰 가르치라’(因材施教)고 했지만 대규모로 통일된 수업을 하는 지금의 방식과 맞춤형 학습 사이에는 모순이 존재한다"며 "커다쉰페이의 빅데이터 기술로 공자의 말씀을 실현할 수 있게 됐다"고 말했다.


커다쉰페이는 영어와 중국어 음성 인식을 통한 평가 기술과 문자를 음성으로 합성하는 기술을 결합해 스마트 쌍어(雙語) 교육 시스템도 만들었다. 베이징 등 대도시는 물론 신장(新疆) 등 소수민족 밀집지역에 있는 5000만명의 초등학생과 중고교생들이 이 시스템을 이용하고 있다. 커다쉰페이는 아이들이 대화하면서 어학은 물론 수학을 익히고 상식을 넓힐 수 있도록 도와주는 ‘알파 에그 로봇(사진)’을 만들어 시판중이다. 교육은 커다쉰페이 매출의 25%를 차지할 만큼 주력 사업으로 떠올랐다.

상탕커지는 AI를 가르치는 교재 개발과 AI 교사 양성을 통해 미래 교육의 모습을 만들어가고 있다. 지난해 4월 중국이 세계 최초로 만들었다고 발표한 중고등학생용 AI 교재 ‘AI 기초’의 책임 집필자는 상탕커지의 공동 창업자인 탕샤오어우(湯曉鷗) 홍콩중문대 교수다. 칭화대 부속 중학교 등이 40여곳이 첫 AI 교육 실험 시범학교로 지정돼 이 교재로 수업을 진행했다. 시범학교는 지난해 상하이와 산둥성 중심으로 100개를 넘어섰고, 올해 1000여개 학교로 확대될 예정이다.

 상탕커지가 개발한 AI 교재로 공부를 하는 상하이 스시 고등학교의 AI 교육 모습.  /여시재
상탕커지가 개발한 AI 교재로 공부를 하는 상하이 스시 고등학교의 AI 교육 모습. /여시재
상탕커지는 단순히 AI에 대한 지식을 가르치는 데 머물지 않았다. 수업과정에서 AI를 체험할 수 있도록 했다. 안면인식을 배울 때는 실제 교실에 설치된 안면인식 시스템을 통해 얼굴 표정으로 학생 한 사람 한 사람의 감정 상태까지 인식하는 알고리즘 설계와 작동 원리를 배우게 된다. 이 과정에서 선생님은 물론 컴퓨터와의 소통으로 문제를 풀어나간다. 교육 과정을 AI 알고리즘과 비슷하게 짠 것이다.

상탕커지는 지난 3월 24일 베이징의 중관춘전시중심에서 1회 국제 중고교생 AI 교류 전시회를 열었다. AI를 응용한 42건의 기술 작품이 전시됐다. 작년 11월 부터 홍콩을 포함 중국의 43개 학교에서 낸 118개 작품과 미국 인도 일본 싱가포르 등 해외 13개 학교의 14개 작품이 경합을 벌여 최종 선정된 것이다. 중국 학생들은 상탕커지의 AI 교육을 받은 학생들이 대부분이다. 자율주행차에서부터 환경예측, 쓰레기 분류, 신체이상 감지 등 다양한 분야에서 출품됐다.

♢AI교육으로 유니콘 되고 상장하는 기업들


 작년 10월 후난위성TV가 송수AI와 실제 교사가 네 쌍둥이의 지식 습득 능력 차이를 파악하는 시합을 벌이는 프로그램을 진행했다. /후난TV 캡처
작년 10월 후난위성TV가 송수AI와 실제 교사가 네 쌍둥이의 지식 습득 능력 차이를 파악하는 시합을 벌이는 프로그램을 진행했다. /후난TV 캡처
지난 1월 미국 하와이에서 열린 제33회 미국 AI협회(AAAI) 대회. 송수AI의 리차드 통 수석설계자는 "AI가 전통 교육이 갖고 있는 난제를 해결해 맞춤형 교육을 이룰 수 있게 할 것"이라며 "AI가 학생과 1대 1 상담하는 교사의 업무를 80% 대체하고, 학생들의 학습 효율을 높일 것"이라고 말했다. 그는 2017년 10월부터 진행한 4차례의 AI와 인간의 수업 능력 시합에서 AI가 이겼다고 소개했다. AI 로봇의 도움을 받아 공부한 학생들의 평균 점수는 5.4점 올라간 반면 실제 교사로부터 배운 학생들의 평균 점수 상승폭은 0.7점에 불과했다는 것이다. 또 AI로봇은 매 학생마다 8시간 동안 평균 42건의 지식을 가르쳤지만 실제 교사는 28건의 지식 전달에 머물렀다.

송수AI는 2016년부터 지금까지 300여개 도시에 1800여개의 오프라인 학습센터를 세웠다. 여기서 공부한 학생만도 누계로 100만명이 넘는다.

송수AI는 초등학교에서 고등학교까지의 교육에 AI를 응용하는 사업으로 2015년 창업한 회사로 이미 13억위안(약 2100억원)을 조달받아 유니콘(기업가치 10억달러 이상 비상장기업)이 됐다. 지난해에만 5개의 논문이 국제 학술저널에 실릴만큼 탄탄한 연구인력을 두고 있다. 리차드 통은 미국 AI교육업체 뉴톤 아시아태평양 지역 기술 책임자 출신이다. 스탠퍼드대, 카네기멜런대, 중국과학원 등과 AI 공동실험실을 세웠다. 리차드 통은 모든 학생들이 1대 1로 교육하는 AI 교사를 두게될 것이라고 말했다.


리하오양(栗浩洋⋅사진) 송수AI 창업자는 "지금 교육으로는 수십만명의 엘리트를 키울 수 있지만 미래에는 AI를 통해 수억 명의 엘리트를 양성할 수 있을 것"이라며 "AI가 아이들의 창조력과 상상력을 키울 수 있게 한다"고 말했다.

지난해 9월 뉴욕 증시에 상장한 AI 교육업체 영어 류리숴(英语流利说)의 모토 중 하나는 ‘당신의 전속 AI 가정교사가 되겠다’는 것이다. 앱을 통해 AI가 영어 발음을 체크하고 교정하는 일을 한다. 작년말 기준으로 누적 등록 사용자는 1억1000만명으로 1억명을 넘어섰다.

♢양대 교육업체 신둥팡⋅하오웨이라이 AI 업그레이드

 온라인 화상영어 교육업체 VIPKID는 AI를 접목해 아이들의 집중도를 높이는 서비스를 제공하고 있다. /VIPKID
온라인 화상영어 교육업체 VIPKID는 AI를 접목해 아이들의 집중도를 높이는 서비스를 제공하고 있다. /VIPKID
기존 교육업체들도 AI 교육 혁명에 동참하고 있다. 어린이 상대 온라인 화상영어로 유니콘이 된 중국의 VIPKID는 작년부터 학생들의 발화 횟수 등을 빅데이터로 분석해 맞춤형 교육을 제공하고 있다. 아이의 표정 등을 안면인식 기술을 통해 분석해 수업 집중도를 분석하는 기술도 개발중이다.

중국 양대 사설 교육업체인 신둥팡과 하오웨이라이도 AI응용 교육 개발에 나서고 있다. 신둥팡은 작년 10월 AI 교육 학습 플랫폼 ‘엔-브레인(N-Brain)’을 출범시키면서 ‘AI반 주임’이라는 하드웨어도 내놓았다. 학생의 안면과 음성인식 등을 통해 수업 상황 등을 빅데이터로 분석한다. 신둥팡 창업자 위민훙(俞敏洪)은 매년 AI에 수억위안을 투입하는데 수익성이 떨어지지 않으면 이상한 일이라고 말한다.

2006년 뉴욕 증시에 상장해 중국 1호 미국 증시 상장 교육업체란 별칭이 달린 신둥팡은 28일엔 자회사 신둥팡온라인을 홍콩증시에 상장시켰다. 순창(孫暢)신둥팡온라인 공동 최고경영자(CEO)는 상장 하루 전 직원들에게 보낸 내부 메일에서 "AI를 포함한 기술 투입을 확대하는게 필수적"이라며 "기술이 회사 발전의 엔진이 될 것"이라고 밝혔다.

하오웨이라이가 지난해 8월 내놓은 와이즈룸(WISE ROOM)은 AI와 뇌과학에 기반한 스마트 교실 솔루션이다. 어떤 학생의 수업 참여도가 높은 지 등을 파악해 교사가 학생별로 맞춤형 교육을 할 수 있는 보조역할을 해준다. 화웨이라이 창업자인 장방신(张邦鑫) CEO는 "AI가 교육 모델을 재구성하고 있다"며 "교사는 반복되는 일에서 탈피해 더 많은 정력을 학생들의 창조력을 키우는데 투입할 수 있게 된다"고 말한다.

중국의 신교육 혁명에는 정부 정책의 뒷받침도 있다. 2018년 10월 시진핑 주석은 AI를 주제로 주재한 정치국 집체학습에서 "AI는 중국이 세계 기술 경쟁의 주도권을 쥐도록 하는 핵심 수단이자 과학기술, 산업 구조, 생산력을 비약시킬 전략 자원"이라고 말했다. 이어 "AI 기초 연구를 강화해 원천·핵심 기술을 중국의 손안에 넣고 AI 분야에서 앞서가야 한다"며 "이를 통해 중국 경제가 질적 성장을 추구하는 시대로 접어들면서 맞닥뜨린 각종 난관을 돌파하고 일상 업무, 교육, 생활을 스마트하게 바꿔야 한다"고 말했다.

중국은 앞서 2017년 7월 차세대 AI 발전계획을 내놓았고, 여기에 AI 교재 개발 등이 포함됐다. 안후이성의 경우 내년까지 성의 모든 시와 현에 스마트학교를 세우라는 지침을 내렸다. 스마트학교에서는 학생이 제출한 숙제에 대한 평가와 조언을 교사 대신 AI가 한다고 돼 있다.

AI를 응용한 교육은 단순 온라인 교육보다 맞춤형 교육의 질을 높일 수 있을 뿐 아니라 우수 교사 자원의 공유와 평등한 교육기회 제공을 통해 사회주의 가치에도 부합된다는 게 중국 당국자들의 기대다.

특히 5G(5세대) 이동통신이 올해 시험상용화를 거쳐 내년 본격 상용화에 접어들면 VR 등을 이용한 AI교육이 활성화될 것이라는 기대도 나온다. 먀오위 공업신식화부 부장(장관)은 최근 관영 CCTV와의 인터뷰에서 "5G를 통한 통신의 20%만이 사람과 사람간 통신"이라며 "나머지는 사물과 사물간, 사물과 사람 사이 특히 모바일 사물인터넷(IoT) 통신을 책임질 것"이라고 말했다.

물론 학생들의 얼굴 표정까지 감시하는 교육이 효율을 떠나 학생 개인정보를 침해한다는 지적도 있다. 공인일보 등 중국언론에서는 카메라를 의식한 학생들이 ‘연기’를 할 수 있어 진짜 모습을 분석하기 힘들 것이라는 전문가의 분석을 인용하기도 했다. 되레 학생들의 성격에 영향을 줄 수 있다는 우려를 표하는 교사도 있다. 학교에서 지식 뿐 아니라 사람 됨을 배워야하는 하는 상황에서 인성교육을 AI가 어느 정도까지 해줄 수 있는지에 대한 의문부호도 있다.

AI 응용 교육은 전통교육의 난제인 평등교육과 맞춤형교육을 해결할 강점을 갖고 있지만 또 다른 과제도 안고 있는 것이다. AI 응용 교육 바람이 불고 있는 중국이 어떤 대안을 내놓을 수 있을지 주목된다.

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