[교육 SaaS 개발·검증 사업③] AI 디지털교과서, K-클라우드 기반 추진
과학·정보 교과 AI 디지털교과서 개발…국산 클라우드 및 NPU 활용
[아이티데일리] 전 세계 소프트웨어(SW) 산업이 클라우드 기반 서비스형 소프트웨어(SaaS)를 중심으로 진화하고 있다. 금융·통신·제조 등 산업군은 물론, 공공기관에서도 SaaS를 활용하는 추세다. 이런 흐름에 맞춰 최근 우리 정부에서도 상용 SW의 SaaS 전환과 공공부문에 도입할 수 있는 SaaS 개발을 적극 추진 중이다. 특히 SaaS 기반 공교육 디지털 대전환도 핵심 정책으로 자리 잡았다.
공공부문 클라우드 확산에 힘쓰고 있는 한국지능정보사회진흥원(NIA)은 2023년 ‘공공부문 이용 SaaS 개발·검증 사업’에 ‘교육 SaaS 트랙’을 신설, 초·중·고등학교 학습을 지원하는 민간기업들의 SaaS 개발·전환을 도왔다. 지난해에도 과학기술정보통신부가 추진하는 ‘K-클라우드 프로젝트’의 주요 사업으로써, 학생과 교사에게 우수한 교육 환경을 제공하는 다양한 SaaS 개발에 힘을 보탰다. 공교육 디지털 대전환에 박차를 가하고 있는 NIA 공공부문 이용 SaaS 개발·검증 사업 내 교육 SaaS 트랙의 세부 내용과 지난해 참여 기업들의 성과를 조명해 본다.
[교육 SaaS 개발·검증 사업①] 공교육 디지털 대전환, 민간 SaaS가 견인
[교육 SaaS 개발·검증 사업②] 과학 흥미 돋우는 ‘과학사 AI 디지털교양서’
[교육 SaaS 개발·검증 사업③] AI 디지털교과서, K-클라우드 기반 추진
[교육 SaaS 개발·검증 사업④] 학업 지원 SaaS로 자기주도학습 능력 향상
전력 효율성 갖춘 국산 NPU 접목
올해부터 물꼬가 트는 AI 디지털교과서에 대한 K-클라우드 기반 전환·개발도 NIA 교육 SaaS 트랙 사업의 주요 과제였다. 앞서 교육부는 디지털 기반 교육혁신 방안에서 AI 기술 및 데이터 과학을 활용한 디지털교과서 개발은 물론, 국산 AI 반도체인 NPU를 활용한 경우 평가에 반영한다는 사항을 발표한 바 있다. 과기정통부가 관장하는 K-클라우드 프로젝트에서 국산 NPU 기반 데이터센터 구축사업과 AI·클라우드 서비스 개발 사업이 연계돼 레퍼런스 확보가 이뤄져 왔고, AI 디지털교과서 역시 이에 포괄되는 주요한 AI 서비스 실증 사례다.
지난해 교육 SaaS 트랙의 AI 디지털교과서 개발 과제에 참여한 기업 중 대표적으로 에듀테크 기업 엘리스그룹이 국산 NPU 기반 중등 대상 과학 AI 디지털교과서를 개발했다. 해당 사업에서 엘리스그룹은 네이버클라우드 및 MSP인 아이지니와 사업을 진행했고, 네이버클라우드에서 제공하는 NPU 자원인 퓨리오사AI의 ‘워보이(Warboy)’와 ‘레니게이드(RNGD)’ 칩을 활용했다.
엘리스그룹은 인공지능산업융합사업단(AICA)·정보통신산업진흥원(NIPA)의 NPU 팜(Farm) 구축 사업에도 참여한 바 있어 NPU에 대한 높은 이해도와 활용 역량을 보유하고 있었다. 특히 퓨리오사AI 레니게이드 칩의 경우 아직은 판매·도입 사례가 적지만, 엘리스그룹은 이를 활용한 AI 서비스 실증에 앞장서며 해당 칩에 대한 전문성 역시 선제적으로 확보해 왔다.
이에 대해 엘리스그룹 김수인 최고연구책임자(CRO)는 “우리는 정부부처 NPU 팜 구축 사업을 진행해 오며 엔비디아 GPU뿐만 아니라 국산 NPU인 퓨리오사AI의 칩들을 활용했다. 이를 통해 교육 서비스에 NPU가 도입돼 실제적인 AI 추론을 수행하도록 하는 과업을 진행했다”며 “NPU는 기존 GPU보다 훨씬 전력 효율적이다. 공교육에 활용될 AI 서비스의 비용과 전기를 최적화하는 데에도 NPU가 긍정적인 역할을 할 것으로 판단한다”고 설명했다.
특히 엘리스그룹은 AI 코스웨어 사업을 전문으로 영위해 온 만큼 이미 초·중·고, 취준생·재직자, 기업·기관을 아우르는 맞춤형 AI 교육 솔루션 전반을 지원하고 있다. AI 기반 스마트 교수학습관리(LMS) 솔루션과 자체 개발 멀티모달 생성형 AI 챗봇 ‘AI헬피 프로’ 등 올인원 AI 교육 플랫폼으로서의 기술 역량을 쌓아왔고, 최근엔 AI 데이터센터와 클라우드를 통한 GPU 자원 할당 등의 서비스도 제공 중이다.
지난해 NIA 교육 SaaS 트랙에서는 교육 콘텐츠와 플랫폼을 만드는 데 필요한 NPU 적용에 방점을 찍고 AI 디지털교과서 개발에 뛰어들었다. 과제를 수행하며 엘리스그룹은 중등 과학 AI 디지털교과서 콘텐츠와 학교 현장의 요구사항을 반영한 교육 플랫폼을 개발할 수 있었다.
사업 참여로 엘리스그룹은 KACI 클라우드서비스 확인제와 K-PaaS 호환성 인증을 획득했고, 올해 AI 디지털교과서에 대한 CSAP를 취득하고, 디지털서비스 이용지원시스템 등록을 완료할 계획이다.
엘리스그룹 김수인 CRO
Q. NIA 교육 SaaS 트랙 사업 참여로 얻은 이점은.
A. 클라우드 네이티브 역량 강화 측면에서 많은 도움을 받았다. 이번 사업을 하며 NIA, 네이버클라우드, 아이지니로부터 MSA 등 아키텍처 관련 전문 컨설팅을 받을 수 있었고, 다양한 공공 인증을 획득하기 위해 과제를 수행하다 보니 자연스럽게 클라우드 역량 강화가 가능했다. 또 기존에는 우리 자체 클라우드상에서 플랫폼, AI 모델, 콘텐츠 등을 개발해 왔는데 NIA 사업을 하면서 자체 클라우드뿐만 아니라 타사와도 시너지를 창출할 수 있는 영역을 확인할 수 있었다.
Q. 사업에서 개발한 중등 과학 AI 디지털교과서의 특징은.
A. 데이터 기반의 과학 교육을 지원하는 점이 특징이다. 피지컬 센서를 활용해 데이터를 수집하고, 그 데이터를 해석하고 리포트를 작성하는 학습 방식을 제공한다. 광합성을 예로 들 수 있는데, 이산화탄소 센서를 병 안에 위치시킨 뒤 식물을 넣어 광합성을 하고 있는지 이산화탄소가 얼마나 사라지고 생겨나는지 등을 쉽게 확인할 수 있다. 또 미세먼지 센서와 태양광 센서 등을 통한 데이터 수집도 지원한다.
이후 학생이 AI와 함께 데이터를 해석하고 보고서를 쓰는 학습이 중등 과학 AI 디지털교과서의 주 콘텐츠다. 우리는 교육 콘텐츠에 더해 AI 모델 개발 경험과 기술 모두 갖고 있다.
Q. 엘리스그룹의 AI 분야 강점은 무엇인가.
A. API를 활용해 단순히 유명 AI 모델을 이용하는 게 아니라, 모델을 직접 개발하고 조합할 수 있어 자유도를 높이며 교육 SaaS에 맞게 최적화할 수 있다는 점이다. 특정한 단일 모델만을 사용하지 않고, 교과목과 학습 유형에 따라 그때그때 알맞은 모델을 적용한다는 것이다. 우리 자체적으로 파인튜닝용 데이터셋도 보유 중이다. 회사 창립 이후부터 10년 이상 수집한 질문·대답 데이터셋부터 다양한 학습 데이터까지 포괄적으로 확보했다.
수학을 잘 이해하는 모델도 있고, 한국어에 특화된 모델, 챗봇 활용이 적합한 모델 등 각기 특성이 다르다. 이렇게 상이한 모델들을 병합하는 ‘모델 머징(Model Merging)’이라는 기술로 우리만의 AI 서비스를 지원하고 있다.
아울러 AI 추론과 전성비에 강점이 있는 퓨리오사AI의 국산 NPU 워보이와 레니게이드를 활용해 우리 교육 서비스의 질을 높이고 있다. AI 모델, 데이터센터 인프라, 플랫폼, 교육 콘텐츠 등 다방면에서 강점을 지니고 있다고 자신한다.
Q. 올해 주요 계획은 무엇인가.
A. 교육 SaaS 트랙에 참여해 우리의 클라우드 아키텍처가 훨씬 더 단단해졌다고 생각한다. 지금까지는 주로 자체 클라우드를 내부적으로 사용해 왔는데 앞으로는 AI 모델을 만들거나, AI 서비스를 개발하려는 외부 고객들에게 우리 클라우드를 제공하는 세일즈를 적극적으로 펼치고자 한다.
마찬가지로 우리 AI 모델도 다른 교과서 발행사나 교육 기업들이 사용할 수 있도록 지원할 계획이다. 또한 해외시장 진출도 목표로 하고 있다. 해외 국가들에서 교육에 AI를 접목하는 우리나라의 방향성을 주의 깊게 보고 있고, 우리 기업 역시 높은 평가를 받고 있다. 공공부문에서의 교육 SaaS 공급이 좋은 결과를 낼 것으로 기대하며, 향후 이 레퍼런스를 바탕으로 해외 진출도 가능할 것으로 전망한다.
정보 교과 AI 디지털교과서 개발
에듀테크 스타트업 팀모노리스는 NIA 교육 SaaS 트랙 사업에 참여해 정보 교과 AI 디지털교과서를 개발했다. 이에 앞서 팀모노리스는 금성출판사와 협력해 2022 개정 교육과정 고등학교 정보 AI 디지털교과서를 공동 개발, 교육부 검정 심사에 최종 합격한 바 있다. 교육부는 올해부터 초등학교 3·4학년, 중학교 1학년, 고등학교 1학년 수학, 영어, 정보 과목에 AI 디지털교과서 도입을 장려할 방침이다.
팀모노리스는 교육 SaaS 트랙 사업에 YBM과 컨소시엄을 이뤄 참여했고, 1차년 사업으로만 진행해 2.4억 원을 지원받았다. CSP는 네이버클라우드, MSP는 디딤365를 선정해 AI 디지털교과서 검정에 필수적인 CSAP 관련 컨설팅 등 도움을 받았다.
팀모노리스의 핵심 서비스는 AI 기반 정보 학습 플랫폼 ‘코들(codle)’이다. 학생들에게 코딩·프로그래밍 학습 환경을 제공하며, AI 기술 ‘AI 튜터’도 접목돼 학생 코드에 대한 분석과 피드백, 맞춤형 학습을 지원한다. 현재 초·중·고 500개 학교에서 코들을 이용 중이다. 또 고려대학교 1학년 SW 프로그래밍 교양 수업에도 코들이 활용되고 있다.
코들은 최근 AI·데이터분석가들이 주로 이용하는 ‘주피터(Jupyter)’ 프로그래밍 환경을 지원한다. 또 오픈소스 언어모델을 파인튜닝한 자체 모델을 기반으로 AI 기능을 제공 중이다. LMS 기능도 갖췄으며 클라우드 기반 SaaS로, 설치 없이 웹상에서 손쉽게 대규모 인원들이 코딩 프로그램을 이용할 수 있다는 게 특징이다.
구체적으로 코들은 실시간으로 학생들의 학습 데이터를 모아 대시보드를 통해 학습 상태와 진행도를 가늠할 수 있는 지표를 제공한다. 교실 내 모든 수업자료와 활동에 대한 성취율을 구성원별로 보여준다. 또 퀴즈 및 활동지 활동의 성취율을 기반으로 맞춤형 학습 경로를 제공한다. 뿐만 아니라 파이썬(Python) 코드의 문법 오류에 대한 해설을 제시하는 파이썬 AI 오류도우미, 활동지 AI 튜터 등 수업을 돕는 AI 기능을 지원한다.
팀모노리스는 교육 SaaS 트랙 참여 이전, 코들의 첫 개발 당시부터 클라우드 네이티브 기반의 서비스 설계를 해왔다. 현재는 AI 디지털교과서 가이드라인에 맞춰 코들을 지속적으로 업데이트하고 있으며, AI 시스템 고도화에도 공을 들이고 있다.
팀모노리스 엄은상 대표
Q. 코들에 대해 소개해 달라.
A. 코들은 AI 기반 코딩·프로그래밍 교육용 플랫폼이다. 초·중·고 500개 학교에서 이용하고 있다. 정보 교과에 해당하는 AI 디지털교과서로, AI 튜터와 맞춤 학습 등 AI 기능을 활용해 학생들이 코딩과 프로그래밍 학습을 잘할 수 있도록 지원하고 있다.
금성출판사와 협력한 정보 교과 AI 디지털교과서는 이미 교육부 검정 심사에서 합격했다. NIA SaaS 교육 트랙 사업에서는 YBM과 컨소시엄을 구성해 개발을 진행했다.
Q. 코들의 주요 기능과 특징은.
A. 클라우드 기반의 LMS와 AI 기능을 갖춘 디지털교과서라는 게 주요 특징이다. 코들에는 여러 AI 기능들이 탑재돼 있는데, 우리가 자체적으로 서빙하는 오픈소스 파인튜닝 AI 모델을 토대로 운용되고 있다. 또 주피터 랩과 주피터 허브 등을 개조해 대규모 인원들을 대상으로 프로그래밍 환경을 제공한다. 클라우드상에 안정적인 코딩 환경을 구현하는 기술력이 바탕이 됐다.
클라우드 기반 SaaS 서비스로 설치 없이 웹상에서 다양한 프로그래밍 학습이 가능하며, AI 튜터가 학생들 스스로 학습할 수 있도록 돕는다. AI 튜터도 우리가 파인튜닝한 자체 AI 모델을 활용해 개발·고도화하고 있다.
Q. 타사 대비 기술적인 강점이 있다면.
A. 주피터 기반의 프로그래밍 환경을 제공한다는 점이 차별점이다. 주피터는 최근 AI 및 데이터분석가들이 많이 활용하는 환경이다. 우리는 교육 시스템과 주피터 환경을 안정적으로 결합해 서비스화했다.
자체 AI 모델을 제공하는 것도 강점이라고 생각한다. 해외에서 교육에 AI를 접목하는 사례가 늘고 있다. 이런 흐름에 발맞춰 AI 모델 개발·고도화에 지속적으로 투자하고 있다. 앞으로 데이터와 고객 피드백을 쌓아가면 강점을 더욱 키울 수 있을 것이라 기대한다. 사용자들의 목소리를 많이 듣고 개발팀에서도 요구사항들을 바로 반영하기 위해 노력하고 있다.
Q. 교육 SaaS 트랙 사업 참여로 얻은 효용은.
A. NIA의 사업비 지원으로 우리와 같은 초기 스타트업에 부담인 인건비 걱정 없이 개발에 집중할 수 있었다. 특히 보안인증과 기술 역량을 갖춘 CSP·MSP 기업들과 협력해 공공에 공급할 수 있는 서비스를 만든다는 점이 긍정적이었다. AI 디지털교과서에 필수적인 요건인 CSAP 컨설팅을 받을 수 있었고, 실제 CSAP 인증 과정에서도 교육 SaaS 트랙 사업을 하며 기존보다 빠르게 인증을 취득할 수 있었다.
이외 GS인증도 획득했고, 디지털서비스 이용지원시스템과 클라우드서비스 확인제 등록도 신청해 결과를 기다리는 중이다. 다양한 인증들을 얻으며 우리 기술력도 확실하게 입증할 수 있었고, 이를 통해 공공시장에서 사업을 용이하게 확장할 수 있을 것이라 기대하고 있다.