▲ SoulMate 데모 화면: 사용자의 피드백이 반영된 답변(사진=KAIST)  © 특허뉴스

인공지능이 단순한 도구를 넘어 ‘개인을 이해하는 존재’로 진화하고 있다. KAIST 연구진이 사용자의 말투와 감정, 대화 맥락까지 학습해 스스로 진화하는 초개인화 AI 반도체 ‘소울메이트(SoulMate)’를 세계 최초로 개발하며, AI 기술의 새로운 패러다임을 제시했다.

KAIST는 인공지능반도체대학원 유회준 교수 연구팀이 개인 맞춤형 거대언어모델(LLM) 가속기 ‘소울메이트’를 개발했다고 밝혔다. 이번 기술은 기존의 범용 AI를 넘어, 사용자 개개인의 특성과 취향을 학습해 반응하는 ‘초개인화 AI’ 구현을 목표로 한다.

‘소울메이트’의 핵심은 클라우드 서버를 거치지 않고 기기 내부에서 모든 데이터를 처리하는 온디바이스(On-Device) AI 구조다. 이를 통해 사용자의 대화 이력과 피드백을 실시간으로 학습하면서도 개인정보를 외부로 전송하지 않는 ‘보안 완결형 AI’를 구현했다.

특히 연구팀은 검색증강생성(RAG)과 로우 랭크 미세조정(LoRA) 기술을 반도체 내부에 직접 탑재해, AI가 사용자와의 대화 과정에서 실시간으로 학습하고 응답할 수 있도록 설계했다. 그 결과, 응답 속도는 0.2초(216.4ms) 수준으로 기존 대비 82.5% 단축됐으며, 에너지 효율은 76.2% 향상됐다.

전력 소모 역시 획기적으로 낮췄다. ‘소울메이트’는 단 9.8밀리와트(mW)의 초저전력으로 동작해 스마트폰 프로세서 대비 약 1/500 수준의 전력만으로도 학습과 추론을 동시에 수행할 수 있다. 이는 모바일 기기에서도 배터리 부담 없이 24시간 개인형 AI 서비스를 구현할 수 있음을 의미한다.

이 기술은 단순한 성능 개선을 넘어 AI의 역할 자체를 바꾸는 변화를 예고한다. 기존 AI가 ‘질문에 답하는 시스템’이었다면, 소울메이트는 사용자의 성향과 감정을 이해하고 관계를 형성하는 ‘개인형 AI 에이전트’로 진화한 것이다. 실제 시연에서는 사용자 반응에 따라 답변 스타일이 실시간으로 변화하는 모습이 확인됐다.

연구팀은 이번 기술이 향후 스마트폰, 웨어러블 기기, 개인형 AI 디바이스 등 다양한 플랫폼에 적용될 것으로 보고 있다. 특히 개인정보 보호와 초개인화 서비스를 동시에 구현해야 하는 차세대 AI 시장에서 핵심 기술로 자리 잡을 가능성이 크다.

유회준 교수는 “AI가 사람과 관계를 형성하는 방식에서 착안한 기술”이라며 “미래의 인공지능은 개인의 프라이버시를 완벽히 보호하면서도 사용자를 가장 잘 이해하는 동반자로 발전할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 국제고체회로설계학회(ISSCC)에서 ‘하이라이트 논문’으로 선정되며 기술적 혁신성을 인정받았으며, 연구팀은 교원 창업기업 ‘온뉴로AI’를 통해 2027년 상용화를 추진할 계획이다.

AI 기술 경쟁이 ‘성능’에서 ‘개인화’로 이동하는 가운데, 소울메이트는 그 방향성을 가장 선명하게 보여준 사례로 평가된다. 이제 AI는 더 이상 모두를 위한 기술이 아니라, ‘오직 나를 위한 존재’로 진화하고 있다.

논문명은 SoulMate: A 9.8mW Mobile Intelligence System-on-Chip with Mixed-Rank Architecture for On-Device LLM Personalization이다.