AI 탐구 수업

인공지능이 이끄는 거대한 변화,
AI 문해력의 시대

인공지능은 인류 역사상 가장 거대한 변화의 물결을 이끌고 있다. 생성형 AI가 나와 대화하며 고민을 들어주고, 과제를 대신하고, 영화나 음악 등을 추천해준다. 공장에서는 AI 기반 로봇이 물건을 만들고, AI가 실험을 설계하고 로봇이 실행하는 스마트랩에서 과학 연구를 한다. 더욱이 한 달도 안 돼 이전보다 혁신적인 AI 모델들이 나올 만큼 발전 속도가 매우 빠르다. 청소년들에게 AI는 그 어느 세대보다 친숙하고 활용도도 높다. 그러나 한편으로는 나의 일자리를 빼앗기고 오히려 AI에 지배당하는 건 아닐지, AI가 모든 것을 다 해준다면 정작 나는 무엇을 해야 할지, 같은 불안을 느끼기도 한다.
《AI 탐구 수업》은 이런 시대를 살아갈 청소년들이 AI를 함께 배우고 성장하는 탐구 파트너로 이해하도록 돕는 책이다. 이를 위해 AI의 작동 원리를 이해하고, 비판적으로 분석하며, 창의적으로 활용하는 능력을 뜻하는 'AI 문해력'을 갖추어야 한다고 강조한다.

AI는 도구나 기술이 아니라
인간의 능력을 확장시키는 지적 증폭기

저자는 40여 년간 한국과학기술연구원KIST에서 연구자로 일한 과학자이다. 그는 몇 년 전부터 연구에 AI를 활용하면서 AI가 '지적 증폭기'인 이유를 피부로 느꼈다고 말한다. 자신의 경험을 토대로 청소년들이 AI를 올바르게 이해하고, 자신만의 탐구 도구로 활용하도록 돕고자 쓴 책이 《AI 탐구 수업》이다.
이 책은 AI의 탄생 배경부터 현재의 발전 단계까지 체계적으로 설명한다. 또 AI가 과학·산업·사회 전반에 미치는 영향도 다루면서 AI가 어떻게 인간의 한계를 뛰어넘는 도구로 활용되고 있는지를 보여준다.
책을 통해 AI가 구체적으로 무엇을 할 수 있는지, AI의 가능성과 잠재력을 생생하게 느낄 수 있을 것이다. 이를 위해 과학캠프에서 AI를 활용하여 기후위기의 해결책을 제시한 국내 청소년들, AI로 슈퍼박테리아 문제를 해결한 외국 연구팀의 사례를 소개한다. 화성 표면에 줄무늬가 생긴 원인, 19세기 런던 콜레라 감염병 사건의 원인, 한중일 세 국가에서 논란 중인 광개토왕비문 해석 등 흥미로운 가상의 이야기도 실었다.

AI의 한계를 보완하는 인간의 지혜

AI에는 한계와 오류가 존재하므로 맹신해서는 안 된다. '할루시네이션(환각 현상)'은 존재하지 않는 사실을 당당하게 지어내며, 블랙박스 문제는 정답을 내놓고도 왜 그런 답이 나왔는지 스스로 설명하지 못한다. 예를 들어 국내의 법률 관련 스타트업이 개발한 AI 챗봇이 특정 법률 자문 과정에서 존재하지 않는 법 조항과 판례를 진짜인 것처럼 말해 논란이 일기도 했다. AI는 옳고 그름을 판단하지 못하므로 데이터에 현실 사회의 편향성이 섞여 있거나, 특정 정보가 부족하다면 그대로 따라간다. AI가 대출 심사를 할 때 인종, 성별, 사회경제적 배경에 따라 불리하게 판단하기도 하고, 학습 데이터가 특정 인종이나 성별에 치우쳐 있다면 다른 인종이나 성별의 얼굴을 인식하지 못할 수도 있다.
《AI 탐구 수업》은 이 같은 문제를 짚으면서 AI에 대한 균형 잡힌 시각을 제공한다. 책은 AI가 가진 한계를 늘 염두에 두고 AI가 생성한 정보가 사실인지, 정보의 근거는 무엇인지 같은 질문을 끊임없이 던지라고 말한다. AI가 답변하지 못하거나 잘못된 정보를 제시하는 지점이 바로 인간의 통찰과 지혜가 필요한 영역이다.

인간의 고유한 가치를 잘 알고, 잘 활용하는 사람이
AI 시대의 인재가 된다

혼란스러울 수도 있는 지금, 꼭 생각해봐야 할 질문은 'AI 시대에 어떻게 살아갈 것인가'이다. 이 책은 인간 고유의 가치를 잘 알고 잘 활용하는 능력을 갖추라고 답한다. AI 시대의 전문가가 되는 것이다. 인간에게는 AI는 가질 수도 따라 할 수도 없는 고유의 능력이 있다. 창의적 사고, 비판적 문제 해결 능력, 협업 능력, 적응력 같은 슈퍼 스킬이다. AI는 무한정으로 데이터를 처리하고 답변을 제시한다. 인간은 AI에게 어떤 질문을 할지 선택하고, AI가 내놓은 답변의 타당성을 판단할 수 있어야 한다. 최종 결정은 결국 인간이 내려야 하기 때문이다. 즉 슈퍼 스킬이란 이렇게 모은 정보를 바탕으로 다양한 사람들과의 협업과 빠른 변화에 적응하는 능력을 포함하여 AI를 활용하는 고도화된 인간만의 역량이다.
《AI 탐구 수업》은 거대한 변화의 시대 앞에서 청소년들이 두려움 대신 호기심을, 수동적인 학습 대신 능동적인 탐구를 선택하도록 이끌어줄 것이다. 더불어 AI의 작동 원리를 이해하고, 비판적으로 분석하며, 창의적으로 활용하는 AI 문해력도 향상시킬 수 있다.

머리말
AI라는 거인의 어깨 위에서 여러분만의 탐구를 시작하세요

1장 AI가 정의하는 미래
1 AI 패러다임을 다시 정의하다
AI가 이끄는 사회
AI 시대에 필요한 전략 세우기
2 AI 문해력의 시대
글 읽는 법의 진화
AI 문해력은 지적 능력 증폭기

2장 인간의 능력을 확장시키는 AI
1 AI는 어떻게 생각하고 배울까
데이터에서 귀납적으로 규칙을 발견
연역적으로 규칙을 적용하여 예측
AI가 찾은 새로운 추론 방식
자기학습능력까지 갖춰가는 AI
2 AI가 여는 탐구의 새로운 길
탐구의 문턱을 낮추는 AI
AI로 탐구하기 : 청소년 기후과학 여름캠프
AI 시뮬레이션과 가상 실험
3 데이터 속 숨은 그림을 찾아내는 AI
정보의 바다에서 지혜를 건지다
비정형 데이터 속 패턴을 밝혀내는 AI
AI가 밝혀낸 병 진단의 숨겨진 단서
4 AI의 창의적 추론 능력
미래를 예측하고 새로운 가설을 만드는
AI의 통찰
추론 능력으로 발명을 하는 AI
5 AI의 추론과 분석 능력
19세기 런던 콜레라의 원인 추론하기
AI 고고학자가 밝혀낸 광개토왕비문의 비밀

3장 인간의 한계를 뛰어넘는 AI
1 물리적 제약과 시간의 벽을 허물다
AI가 바꾸기 시작한 과학 연구
물리적 한계를 넘어서는 AI
AI와 화성 탐사 로봇이 밝힌 화성의 비밀
2 인간의 인지 한계를 뛰어넘는 초거대 AI
인간의 지적 한계를 넘는 AI?
AI의 강력한 탐색 능력
무한한 데이터에서 새로운 가치를 만드는 AI
3 AI가 설계하고 로봇이 실험하는 자동 연구실
스마트 연구실 : AI와 로봇이 연구해 찾아낸
최적의 나노입자
AI와 인간이 연구 동반자가 된다
4 새로운 가치를 만들어 산업을 혁신하는 AI
제조 공식을 다시 쓰는 AI
콘텐츠 산업을 바꾸는 AI
5 탐구자로 진화한 에이전틱 AI
아폴로계획과 에이전틱 AI
인간의 지성을 확장시키는 에이전틱 AI
AI 에이전트 활용 사례 : 폐플라스틱 재활용 연구

4장 AI의 한계와 인간의 지혜
1 AI의 한계와 오류
AI는 왜 엉뚱한 답을 할까
상식이 없고 답도 설명하지 못하는 AI의 한계
AI는 인간의 뇌를 완벽히 흉내 낼 수 있을까
2 AI는 자기가 모른다는 것조차 모른다
모른다는 사실조차 모르는 LLM의 할루시네이션
LLM의 추론과 일반화의 한계
AI 시대의 진정한 지혜
3 AI의 편향성과 윤리적 한계
AI는 스스로 옳고 그름을 판단할 수 있을까
AI가 만든 결과는 누구의 책임일까
4 미묘한 맥락을 이해할 수 없는 AI
AI의 맥락 이해 부족이 가져온 뜻밖의 위험
한국어가 AI에게 특히 더 어려운 이유
5 악용하려는 인간은 언제나 있다
신뢰 비용을 높이는 AI 채용 시스템 속이기
비밀 명령으로 AI를 조종하는 프롬프트 인젝션
사회적 신뢰를 위협하는 AI 기만

5장 AI 시대의 전문가와 일자리
1 AI가 전문가를 대체할까
전문가처럼 사고하는 AI
단순히 전문가를 흉내 낸다는 약점
스스로 생각하는 AI가 나올까
인간 전문가에게는 어떤 능력이 중요할까
2 AI가 다시 그리는 일자리 지도
AI가 인간에게 주는 영감
AI 시대의 일자리 변화는 피할 수 없다
AI로 가장 먼저 사라지는 일자리
새로운 직업이 탄생하는 기회
3 AI 시대, 교육은 어떻게 바뀌어야 할까
학교 수업이 바뀌고 있다
AI가 학습의 주체가 되면 벌어지는 일
AI와 함께 비상하는 미래 세대를 위한 교육
4 기업은 AI를 어떻게 활용해야 할까
새 기술이 주는 기회와 함께 오는 새로운 위협
AI와 함께 배우고 성장하는 조직

6장 AI 시대를 준비하는 법
1 학습 근육을 만드는 AI 트레이닝
학습 근육을 빼앗는 AI
편리함이 늘수록 학습 근육은 사라진다
AI가 제시하는 잠재력 사용 설명서
AI가 나의 학습 전담 코치가 된다
진로 찾기를 돕는 AI 멘토링
AI 시대 나만의 줄을 찾아서
2 AI와 소통하는 언어, 코딩과 프롬프팅
코딩의 탄생과 AI
코딩과 프롬프팅을 배워야 하는 이유
연구의 강력한 무기, 코딩 마인드
3 AI는 가질 수 없는 나만의 슈퍼 스킬
전문가가 되려면 슈퍼 스킬을 키워라
세상을 바꾸는 AI와 인간 연결 지능의 협업
네 가지 슈퍼 스킬을 키우는 법
세상에 없던 답을 만드는 지휘자가 되자
4 인간의 생각하는 힘으로 성장하기
엉뚱한 아이디어가 신의 한 수
대박 아이디어인지 검증하는 데 0.1초면 끝
제1원칙 사고로 창의적인 탐구자 되기
5 AI 시대, 미래 진로를 디자인하다
끊임없이 배우고 변신하는 유연성
스스로 해나가는 미래 준비
AI와 함께 숨겨진 잠재력을 깨우자
가상 면접으로 보는 AI 시대의 인재상

7장 AI와 인간이 함께 그리는 미래
1 인간 중심 AI가 나올 수 있을까
AI 기술의 가벼움
일반 인공지능의 등장과 인간의 자율성
인간 중심 AI가 어려운 이유
2 AI는 창작과 예술을 파괴할까
사진 때문에 미술이 사라지지는 않는다
AI와 함께 풍성해지는 창작
AI 시대의 예술을 재정의하다
3 AI 데이터를 위한 창조적 큐레이터
데이터는 AI의 생명줄이자 과제
AI의 편향성을 만드는 데이터의 질
AI 시대의 데이터 금광이 되고 있는 레딧
인간의 창의적 네트워킹과 집단지성의 힘
AI의 길을 바르게 이끄는 큐레이션
4 저출산 시대, AI와 로봇의 역설
로봇 AI 시대가 주는 기회
적은 인구로 풍요롭게 살 수 있다면
5 AI 시대에는 누구나 전문가가 될 수 있다
AI로 누구나 전문가가 될 수 있다
본질은 '무엇을 할 것인가'라는 질문

정종수 한국과학기술연구원KIST에서 40년간 기후환경 분야 연구에 매진하며 기술 상용화의 길을 닦아온 정통 과학자이다. 서울대학교 기계공학과를 졸업하고 카이스트KAIST에서 박사학위를 받았으며, KIST 기후탄소순환연구단 책임연구원을 거쳤다. 현재는 직접 창업한 스타트업 루프트케어(주)의 기술연구소장으로 탄소 중립과 환경 문제 해결을 위한 최전선에서 뛰고 있다.
130여 개의 연구 프로젝트를 성공적으로 이끌며 110편의 논문과 130건의 특허를 발표했고, 15건의 기업 기술 이전을 성사시킨 현장 중심형 전문가이다. 최근에는 AI가 과학적 발견의 속도를 획기적으로 높이는 AI for Science 분야에 매료되어, AI를 연구 파트너로 삼아 인류의 난제를 해결하는 새로운 탐구 방법론을 알리고 있다.
또한 연구실의 성과가 세상 밖으로 나와 대중의 삶을 바꿔야 한다는 신념을 가진 과학 커뮤니케이터이기도 하다. 기후위기와 AI 혁명이라는 거대한 전환기에서, 미래의 주역인 청소년들이 AI를 올바르게 이해하고 자신만의 탐구 도구로 활용할 수 있도록 돕고 싶다.
지은 책으로 과학자의 삶과 태도를 담은 《나는 연구하고 실험하고 개발하는 과학자입니다》, 환경 문제를 다룬 《일회용 지구에 관한 9가지 질문》이 있다.