SHAP과 같은 순열 기반 설명 가능(XAI) 방법론은 아프리카 사하라 이남 지역의 AI 기반 제약 공급망 규제 준수에 필수적입니다. 그러나 이 방법론의 유효성은 기존 프레임워크가 모니터링하지 않는 구조적 속성, 즉 공급 하이퍼그래프의 대수적 연결성(Fiedler 고유값 λ2로 정량화)에 따라 달라집니다. 본 연구는 λ2 → 0이 순열 기반 XAI 실패의 충분조건임을 증명하며, 네트워크 연결성이 붕괴되면 샘플링 노력 증대만으로는 유효성을 회복할 수 없음을 보였습니다.
본 연구는 λ-SHAP 프레임워크인 SpectralGuard를 …
인공지능(AI)은 복잡한 데이터 분석과 고난도 문제 해결에 필수적이며, 식품 공학 분야에서도 엄격한 품질 기준 충족을 위한 정확하고 신뢰할 수 있는 예측의 필요성이 증대되고 있습니다. 그러나 AI 모델의 복잡성 증가는 의사결정 과정의 불투명성을 야기하며, 이는 모델 해석 및 신뢰성 확보에 걸림돌이 됩니다. 특히 식품 품질 관리에서 스펙트럼 이미징을 활용한 AI 모델은 오염 물질 감지나 신선도 평가에 유용하지만, 불투명한 의사결정 과정으로 인해 채택이 제한되는 문제가 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 설명 가능한 AI(XAI)…
설명 가능한 인공지능(XAI)은 의료 분야에서 신뢰 확보에 필수적임에도 불구하고, XAI 기술과 실제 임상 적용 사이에는 상당한 격차가 존재합니다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하기 위해 임상 통합을 세 가지 상호보완적인 관점에서 접근합니다.
첫째, XAI 접근 방식을 특정 임상 작업에 매칭하는 실질적인 가이드 역할을 하는 3차원 XAI 분류 프레임워크(속성, 의존성, 범위)를 제시합니다. 둘째, 충실도와 같은 기술적 견고성과 워크플로우 정렬 및 임상의 신뢰도와 같은 임상적 유용성 측정을 균형 있게 고려하는 통합 평가 시스템을 제…
최근 인공지능(AI)은 방대한 데이터 분석과 정보 기반 의사결정 능력을 통해 전 세계 산업을 혁신하는 파괴적인 기술로 부상했습니다. 농업 분야 또한 생산성, 효율성, 지속가능성 향상을 위해 AI 기술을 도입하며 혁명적인 변화를 겪고 있습니다. 그러나 AI 모델의 투명성 부족은 특히 의학 및 농업과 같은 중요 산업에 적용될 때 신뢰성에 대한 의문을 제기합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 2017년 초부터 설명 가능한 인공지능(XAI) 연구가 활발해졌습니다. LIME, SHAP, Grad-CAM과 같은 도구들은 복잡한 AI 모델의 내…
심층 신경망(DNN)의 예측 능력은 뛰어나지만, 그 작동 원리는 여전히 불투명합니다. 설명 가능한 인공지능(XAI)은 복잡한 모델 예측의 근거를 탐색하는 새로운 방법론을 제시했으며, 그중 LRP(Layer-wise Relevance Propagation)는 개별 예측 설명에 뛰어난 성능을 보입니다. 그러나 데이터셋 전체에 대한 심층적이고 정량적인 분석을 위해서는 개별 어트리뷰션 맵을 수동으로 검토하는 방식이 비효율적이며, 통합되고 접근성 높은 XAI 분석 도구와 시각화 소프트웨어가 부족한 실정입니다.
이러한 문제 해결을 위해 본 …
설명 가능한 인공지능(XAI)은 AI 모델의 예측 과정을 이해하기 위한 정보를 제공하도록 설계되었습니다. 의료 분야에서는 XAI가 환자부터 의료 전문가, AI 개발자에 이르기까지 다양한 이해관계자에게 모델 작동 방식에 대한 정확하고 관련성 높은 정보를 제공할 것이라는 기대가 큽니다. 그러나 이해관계자마다 '관련성 있는 정보'의 기준이 크게 다를 수 있어, 이러한 기대에 부응하는 것은 쉽지 않은 과제입니다.
많은 이해관계자에게는 인과적 설명이 중요하지만, 현재의 XAI 방법론은 이러한 인과적 정보를 제공하는 데 한계가 있습니다. 본…
물리학 기반 신경망(PINN)과 설명 가능한 인공지능(XAI)은 데이터 모델링과 물리 법칙 통합, 그리고 해석 가능한 예측 능력으로 인해 공학 분야에서 널리 채택되고 있습니다. 그러나 이러한 방법론들은 그 성공에도 불구하고, 시스템의 무결성을 저해하고 눈에 띄지 않는 체계적인 위험을 내포하고 있습니다.
본 연구는 문헌 검토와 고전 역학 사례 연구를 통해 세 가지 상호 연결된 실패 모드를 식별했습니다. 첫째, PINN은 이상화된 지배 방정식을 사용해 다중 스케일 현상, 경계 복잡성, 비선형 결합 등 핵심적인 요소를 종종 누락합니다.…
설명 가능한 인공지능(XAI)은 의료와 같은 고위험 분야에서 사용자 신뢰를 높이는 데 필수적이라고 여겨지지만, 실제 사용자 평가보다는 자동화된 측정 방식에 의존하는 경향이 있습니다. 본 연구는 이미지 기반의 재태 연령(GA) 추정 프로토타입 XAI 모델을 적용하여, 신뢰, 의존성 및 성능에 미치는 영향을 평가하고, 적절한 의존성에 대한 새로운 측정 지표를 도입했습니다.
10명의 초음파 검사 전문가가 3단계 판독 연구를 통해 XAI 모델이 GA 추정치에 미치는 영향을 평가했습니다. 모델 예측은 임상의의 평균 절대 오차(MAE)를 2…
보안, 금융, 헬스케어 등 고위험 영역에서 머신러닝 시스템의 활용이 증가함에 따라 설명 가능한 인공지능(XAI)의 중요성이 커지고 있습니다. 기존 모델은 '블랙 박스'처럼 작동하여 신뢰와 책임성을 저해하지만, 기존 연구들은 설명 가능성을 기술적 또는 철학적 문제로만 다루며 실제 보안, 프라이버시, 거버넌스 함의와 연결하지 못했습니다. 본 연구는 이러한 간극을 메우고자 이론적 기반과 실제 적용, 사회적 관점을 통합하여 XAI를 조명합니다.
연구는 투명성과 해석 가능성을 핵심 개념으로 정의하고, 공개 및 설명의 한계 효용을 강조하기 …
최근 인공지능(AI)은 일상생활 전반에 걸쳐 광범위하게 활용되고 있으며, 머신러닝(ML) 및 딥러닝(DL) 모델을 활용한 다양한 기술이 빠르게 발전하고 있습니다. 그러나 이러한 모델들은 본질적으로 복잡하여 의사결정 과정에 대한 해석 가능한 설명을 제공하지 못하는 '블랙박스'로 간주됩니다. 특히 사이버보안 분야에서는 설명 불가능한 시스템이 중요한 결정을 내릴 때 명백한 위험을 초래하며, 이는 사용자들의 불신을 야기하여 사이버 공격 방어 모델의 신뢰도를 저하시킵니다.
이러한 문제 해결을 위해 본 연구는 설명 가능한 인공지능(XAI)을…
인공지능(AI)은 신약 개발 과정을 혁신하며 치료 표적 식별, 후보 물질 정제, 연구부터 임상 적용까지의 효율성을 가속화하고 있습니다. 그러나 딥러닝 모델을 포함한 AI 모델의 내재된 불투명성은 '블랙박스' 문제를 야기하여 제약 연구자들의 해석 가능성과 수용을 제한합니다. 이에 설명 가능한 인공지능(XAI)은 AI 예측의 의사결정 메커니즘을 명확히 하여 투명성, 신뢰성, 신뢰도를 높이는 핵심 솔루션으로 부상했습니다.
본 연구는 XAI의 원칙과 방법론을 체계적으로 탐구하며, 신약 개발에 특화된 다양한 XAI 도구, 모델, 프레임워크…
2016년 디지털 혁명 이후 인공지능(AI)은 다양한 분야에서 급성장했지만, AI의 '블랙박스' 특성은 특히 의료와 같은 중요 분야에서 심각한 우려를 낳고 있습니다. AI 시스템이 결정을 내리면서도 그 이유를 설명하지 못하는 점은 생명을 위협할 수 있는 의료 분야에서 치명적인 문제를 야기하며, 이는 생물의학 정보학 및 컴퓨팅 분야에서 활발히 논의되는 주제입니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 설명 가능한 인공지능(XAI) 분야가 등장했습니다. XAI는 딥러닝(DL)과 같은 기존 AI 방식과 달리, 인간이 이해할 수 있는 방식으로 의…
설명 가능한 인공지능(XAI)은 복잡한 모델의 출력을 인간이 이해할 수 있도록 연결하는 것을 목표로 하며, 컴퓨터 비전 분야에서 그 중요성이 커지고 있습니다. 본 연구는 귀인 기반, 활성화 기반, 섭동 기반, 트랜스포머 기반의 네 가지 주요 XAI 방법론을 선별하여 비교 분석합니다. 이는 광범위한 문헌 검토를 통해 대표적인 접근 방식들을 집중적으로 다룹니다.
각 방법론은 고유한 방식으로 모델의 의사결정을 해석합니다. Grad-CAM과 같은 귀인 기반 방식은 기울기와 특징 활성화를 활용하여 입력 이미지의 핵심 영역을 강조합니다. 활…
설명 가능한 인공지능(XAI)의 발전에도 불구하고, 복잡한 AI 모델의 해석과 이해에는 여전히 어려움이 있어 광범위한 채택에 제약이 있습니다. 특히 AI 모델의 투명성과 해석 가능성 부족은 사용자 신뢰를 저해하고 중요한 의사결정 과정에 통합되는 것을 방해합니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 XAI의 최근 부상하는 기술들을 탐색합니다.
연구는 AI 모델의 해석 가능성을 높이고 인간이 의사결정 과정을 더 잘 이해하도록 돕는 것을 목표로 합니다. 이를 위해 사후 설명, 모델 투명성 방법, 대화형 시각화 기술 등 다양한 방법론…