온실가스 배출, 화석연료 생산량 증가, 추천 광고로 인한 소비 증가 등 AI가 기후 위기에 부정적인 영향 미쳐
그러나 AI는 자연재해 피해 식별, 배출량 모니터링 등 기후변화 문제를 해결하는 데에도 활용될 수 있어
AI의 양면성을 인지하고 기후변화 대응에 적극적으로 활용하기 위해, 제도적 장치와 윤리적 원칙 필요해

[해외DS]는 해외 유수의 데이터 사이언스 전문지들에서 전하는 업계 전문가들의 의견을 담았습니다. 저희 데이터 사이언스 경영 연구소 (GIAI R&D Korea)에서 영어 원문 공개 조건으로 콘텐츠 제휴가 진행 중입니다.

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스마트폰의 GPS 내비게이터부터 소셜 미디어를 지배하는 알고리즘에 이르기까지, 기계학습이 적용된 프로그램은 날이 갈수록 증가하는 추세다. 그러나 AI의 인기가 높아짐에 따라 많은 연구자와 전문가들이 환경 비용에 주목하고 있다. AI 시스템을 훈련하고 실행하는 데는 엄청난 양의 계산력과 전력이 필요하며, 이에 따라 배출되는 이산화탄소는 기후변화에 직접적인 영향을 미치기 때문이다. 하지만 AI가 환경에 미치는 영향은 이산화탄소 배출량에만 국한되지 않는다.

시애틀에 있는 앨런AI연구소의 연구원 제시 도지(Jesse Dodge)는 "대규모 AI 시스템의 이산화탄소 배출량을 인식하는 것이 중요하다"라고 지적했다. 그러나 그는 "일반적인 AI 시스템의 환경 영향은 반드시 훈련 비용이 아니라 구축되는 애플리케이션에서 비롯될 수 있다"라고 덧붙였다.

AI의 환경 영향 측정 어려워, 배출량 이외에도 고려해야 할 요소 많아

AI가 기후 위기에 미치는 영향은 온실가스 배출량에만 초점을 맞춘다고 해도 정확한 계산을 하기 어렵다. 연구 자료의 경향을 파악하는 머신러닝 모델, 자율주행차의 장애물 회피를 돕는 비전 프로그램, 챗봇을 대화할 수 있게 하는 대규모언어모델(LLM) 등 AI의 종류에 따라 훈련과 실행에 필요한 계산력이 다르기 때문이다. 예를 들어 OpenAI가 GPT-3라는 LLM을 훈련하면 약 500톤의 이산화탄소를 배출한다. 하지만 많은 AI 기업이 투명하게 내부 정보를 공개하지 않으므로, 이마저도 추정치에 불과하다.

배출량을 넘어 온실가스를 배출하는 화석연료의 생산량을 늘리기 위해 AI를 사용하는 때도 있다. 2019년 마이크로소프트는 엑손모빌과 디지털 파트너십을 발표하면서 마이크로소프트의 클라우드 컴퓨팅 플랫폼인 Azure를 사용할 것이라고 밝혔다. 성능 분석과 같은 특정 작업에서 Azure의 AI 애플리케이션을 통해 채굴 작업을 최적화하고, 2025년까지 하루 5만 석유환산배럴(BOE)로 생산량을 증가할 것이라고 전했다. (석유환산배럴은 서로 다른 연료원을 비교할 때 사용하는 단위로, 원유 1배럴을 태웠을 때 생성되는 에너지와 거의 동일한 단위다). 또한 마이크로소프트 대변인은 사이언티픽 아메리칸에 보낸 이메일에서 "기술은 산업의 탈탄소화를 지원하는 데 중요한 역할을 하고 있으며, 이 작업은 원칙적인 방식으로 진행되어야 한다"라고 말했다. 대변인은 회사가 기술과 클라우드 서비스를" 에너지 고객을 포함한 모든 고객에게 판매하고 있다고 덧붙였다.

화석연료 채굴 이외에도 환경에 악영향을 미친 사례는 많다. 카네기멜런대학의 컴퓨터과학자 엠마 스트루벨(Emma Strubell)은 "임업, 토지 관리, 농업 등 모든 분야에서 이런 사례가 있다"라고 꼬집었다. 이는 추천 광고에서 AI가 사용되는 방식에서도 볼 수 있는데, 인스타그램이나 페이스북 뉴스피드에 뜨는 추천 광고는 사회 전반의 소비 행태를 촉진한다. 특히 패스트패션 광고는 타겟팅된 광고를 통해 대량 생산된 값싼 옷이 소비자에게 속속들이 전달된다. 그 결과, 의류에 대한 수요가 증가하고 환경 오염도 그만큼 심각해진다. 패스트패션은 운송으로 인한 탄소 배출과 버려진 의류가 매립지에 쌓이는 것에 원인 제공을 하고 있다. 이미 패션 산업은 전 세계 전체 배출량의 최대 8%를 차지하고 있는 것으로 추정된다.

환경 문제 완화를 돕는 AI 프로그램, 지속 가능하기 위해 정책 지원 필요

그러나 폭염과 허리케인으로 인한 기후변화 문제를 해결하는 데 도움이 되는 AI 애플리케이션도 있다. 그중 'xView2'를 예로 들 수 있다. xView2는 머신러닝 모델과 컴퓨터 비전을 위성사진과 결합해 자연재해로 피해를 본 건물을 식별하는 프로그램이다. 이 프로그램은 미 국방성 산하 조직인 국방혁신부(Defense Innovation Unit)에서 만들졌으며, 피해 지역에 직접 방문해야 했던 응급구조대원들의 안전사고 부담을 줄이고, 작업 시간을 단축했다. 또한 수색 및 구조대가 구조의 손길을 뻗어야 할 곳을 더 빨리 파악할 수 있도록 도와준다.

공장 오염 배출을 모니터링하는 애플리케이션도 있다. "전 세계 대다수의 기후 변화 배출량은 매우 불투명하다"라고 전력 관련 배출량을 모니터링하는 와트타임(WattTime)의 개빈 맥코믹(Gavin McCormick) 전무이사는 말했다. 와트타임은 컴퓨터 비전과 기계학습을 결합하여 전 세계 오염원으로부터의 배출량을 표시하는 플랫폼을 제공하는 비영리 단체인 기후추적(Climate TRACE)의 창립 파트너다. 먼저 연구자들이 모니터링 대상 시설의 배출량을 파악하면, 위성 이미지를 사용하여 배출을 유발하는 활동의 시각적 징후(예: 공장에서의 증기 분출)를 찾아낸다. 그런 다음 엔지니어들은 해당 데이터로 알고리즘을 훈련해 시각적 입력만으로 배출량을 추정할 수 있도록 시스템을 구축한다. 이렇게 얻은 수치는 기업이 배출량을 줄일 수 있는 판단의 근거가 되고, 정책 입안자에게 정보를 제공하고, 오염자에게 책임을 물을 수 있도록 돕는다.

AI가 배출량 감축을 지원하는 등 환경 문제 해결의 효율성이 높아져서 AI 산업이 기후변화에 미치는 악영향을 줄일 수 있다면, AI는 기후변화와 싸우는 데 있어 귀중한 도구가 될 수 있을 것이다. 맥길대학교의 컴퓨터과학자 데이비드 롤닉은 "정책적 관점에서 보면 AI 정책과 기후변화 정책 모두 제 역할을 해야 한다"라고 언급했다. 특히 그는 AI가 기후에 미치는 영향을 다각도로 고려해 AI 정책을 수립할 것을 권고하고 있다. 즉, AI의 용도뿐만 아니라 배출량, 물 사용 등 다른 생산 비용도 함께 고려해야 한다는 것이다. 또한 도지는 AI 전문 지식을 가진 사람들, 특히 테크 기업의 경영진은 기술 사용을 제한하는 윤리적 원칙을 수립해야 한다고 덧붙였다. "가치관의 일부가 되어야 한다"라고 그는 강조했다.

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AI’s Climate Impact Goes beyond Its Emissions

To understand how AI is contributing to climate change, look at the way it’s being used

Artificial intelligence is not limited to entertaining chatbots: increasingly effective programs trained with machine learning have become integral to uses ranging from smartphone GPS navigators to the algorithms that govern social media. But as AI’s popularity keeps rising, more researchers and experts are noting the environmental cost. Training and running an AI system requires a great deal of computing power and electricity, and the resulting carbon dioxide emissions are one way AI affects the climate. But its environmental impact goes well beyond its carbon footprint.

“It is important for us to recognize the CO₂ emissions of some of these large AI systems especially,” says Jesse Dodge, a research scientist at the Allen Institute for AI in Seattle. He adds, however, that “the impact of AI systems in general is going to be from the applications they’re built for, not necessarily the cost of training.”

The exact effect that AI will have on the climate crisis is difficult to calculate, even if experts focus only on the amount of greenhouse gases it emits. That’s because different types of AI—such as a machine learning model that spots trends in research data, a vision program that helps self-driving cars avoid obstacles or a large language model (LLM) that enables a chatbot to converse—all require different quantities of computing power to train and run. For example, when OpenAI trained its LLM called GPT-3, that work produced the equivalent of around 500 tons of carbon dioxide. Simpler models, though, produce minimal emissions. Further complicating the matter, there’s a lack of transparency from many AI companies, Dodge says. That makes it even more complicated to understand their models’ impact—when they are examined only through an emissions lens.

This is one reason experts increasingly recommend treating AI’s emissions as only one aspect of its climate footprint. David Rolnick, a computer scientist at McGill University, likens AI to a hammer: “The primary impact of a hammer is what is being hammered,” he says, “not what is in the hammer.” Just as the tool can smash things to bits or pound in nails to build a house, artificial intelligence can hurt or help the environment.

Take the fossil-fuel industry. In 2019 Microsoft announced a new partnership with ExxonMobil and stated that the company would use Microsoft’s cloud-computing platform Azure. The oil giant claimed that by using the technology—which relies on AI for certain tasks such as performance analysis—it could optimize mining operations and, by 2025, increase production by 50,000 oil-equivalent barrels per day. (An oil-equivalent barrel is a term used to compare different fuel sources—it’s a unit roughly equal to the energy produced by burning one barrel of crude oil.) In this case, Microsoft’s AI is directly used to add more fossil fuels, which will release greenhouse gases when burned, to the market.

In a statement emailed to Scientific American, a Microsoft spokesperson said the company believes that “technology has an important role to play in helping the industry decarbonize, and this work must move forward in a principled manner—balancing the energy needs and industry practices of today while inventing and deploying those of tomorrow.” The spokesperson added that the company sells its technology and cloud services to “all customers, inclusive of energy customers.”

Fossil-fuel extraction is not the only AI application that could be environmentally harmful. “There’s examples like this across every sector, like forestry, land management, farming,” says Emma Strubell, a computer scientist at Carnegie Mellon University.

This can also be seen in the way AI is used in automated advertising. When an eerily specific ad pops up on your Instagram or Facebook news feed, advertising algorithms are the wizard behind the curtain. This practice boosts overall consumptive behavior in society, Rolnick says. For instance, with fast-fashion advertising, targeted ads push a steady rotation of cheap, mass-produced clothes to consumers, who buy the outfits only to replace them as soon as a new trend arrives. That creates a higher demand for fast-fashion companies, and already the fashion industry is collectively estimated to produce up to eight percent of global emissions. Fast fashion produces yet more emissions from shipping and causes more discarded clothes to pile up in landfills. Meta, the parent company of Instagram and Facebook, did not respond to Scientific American’s request for comment.

But on the other side of the coin there are AI applications that can help deal with climate change and other environmental problems, such as the destruction wrought by severe heat-fueled hurricanes. One such application is xView2, a program that combines machine-learning models and computer vision with satellite imagery to identify buildings damaged in natural disasters. The program was launched by the Defense Innovation Unit, a U.S. Department of Defense organization. Its models can assess damaged infrastructure, thereby reducing danger and saving time for first responders who would otherwise have to make those assessments themselves. It can also help search-and-rescue teams more quickly identify where to direct their efforts.

Other AI technologies can be applied directly to climate change mitigation by using them to monitor emissions. “In the majority of the world, for the majority of climate change emissions, it’s very opaque,” says Gavin McCormick, executive director of WattTime, a company that monitors electricity-related emissions. WattTime is a founding partner of the nonprofit organization Climate TRACE, whose platform combines computer vision and machine learning to flag emissions from global pollution sources. First, scientists identify the emissions coming from monitored facilities. Then they use satellite imagery to pinpoint visual signs of the emission-causing activities—steam plumes from a factory, for example. Next, engineers train algorithms on those data in order to teach the programs to estimate emissions based on visual input alone. The resulting numbers can then help corporations determine to lower their emissions footprint, can inform policymakers and can hold polluters accountable.

As AI becomes more efficient at solving environmental problems, such as by helping to lower emissions, it could prove to be a valuable tool in the fight against climate change—if the AI industry can reduce its negative climate impacts. “From the policy standpoint, both AI policy and climate policy have roles to play,” Rolnick says. In particular he recommends shaping AI policy in a way that considers all angles of its impact on climate. That means looking at its applications as well as its emissions and other production costs, such as those from water use.

Further, Dodge adds that those with expertise in AI, particularly people in power at tech companies, should establish ethical principles to limit the technology’s use. The goal should be to avoid climate harm and instead help reduce it. “It needs to be part of the value system,” he says.

글로벌 전기차 판매량 40% 증가, 유럽·테슬라가 시장 이끈다
수요 시든 전기차 시장, 중고차 매물 쏟아지며 가격 미끄러져
보조금 확대 카드 꺼내든 정부, 차후 보급 원활해질지는 의문

올해 들어 중국을 제외한 글로벌 전기차 판매량(1~10월)이 작년 동기 대비 40%가량 증가한 것으로 확인됐다. SNE리서치에 따르면 올해 1~10월 중국을 제외한 글로벌 80개국에 판매된 전기차(BEV·PHEV 포함)는 총 453만6,000대에 달한다. 판매량이 전반적으로 증가세를 기록한 가운데, 업계에서는 차후 전기차 시장 전반이 본격적인 침체기에 접어들 것이라는 비관적인 전망도 나온다.

시장 1위 지켜낸 테슬라, 현대·기아는 '시들'

올해 전기차 시장 점유율 1위는 테슬라였다. 테슬라의 전기차 판매량은 97만3,000대로 작년 동기 대비 49.4% 증가했으며, 시장 점유율은 전년 동기 20.1%에서 올해 21.4%까지 확대됐다. 올해 초부터 시행한 가격 인하 정책, 주력 차종(모델3·Y)에 대한 미국 인플레이션감축법(IRA) 세제 혜택 등이 판매 실적을 견인한 것으로 풀이된다.

폭스바겐·아우디·스코다 등을 포함한 폭스바겐그룹의 판매량은 전년 대비 38.7% 증가한 61만6,000대를 기록했다. 점유율은 13.6%로 2위였다. 해외 브랜드 중 최초로 미국 정부의 보조금 지급 조건을 충족한 ID.4를 비롯, 아우디 Q4, Q8 e-트론 모델 판매 호조가 영향을 미쳤다. 푸조·지프·피아트 등이 속한 스텔란티스그룹은 27.3% 증가한 47만7,000대를 판매하며 3위(점유율 10.5%)에 올랐다.

현대차·기아는 작년 동기 대비 11.1% 증가한 47만 대를 판매하며 4위에 머물렀다. 점유율은 10.4%로 전년 대비 2.6%P 하락했다. 북미에서 생산된 자동차에만 보조금을 제공하는 미국 IRA 영향으로 소비자 부담이 커진 것이 판매 부진의 원인으로 지목된다. 점유율 5위(7.3%) BMW는 전년 대비 23.5% 늘어난 32만9,000대를 판매했다. 지역별 점유율은 유럽이 55.7%로 1위였으며, 이어 북미 29.4%, 아시아(중국 제외) 12.1%, 기타 2.8% 순이었다.

수요 줄었다? 가라앉는 글로벌 전기차 시장

올해 들어 전기차 판매량이 눈에 띄게 증가했지만, 차후 시장 전망이 '장밋빛'인 것만은 아니다. 최근 글로벌 전기차 시장은 글로벌 경기 침체, 충전 인프라 확보 등의 한계에 부딪혀 침체기에 접어들었다. 시장조사기관 SNE리서치는 지난 11월 올해 전기차 업계 성장률을 36.4%에서 30.6%로 하향 조정했다. 업계에서는 시장 성장률 둔화 추세가 적어도 내년까지는 이어질 것이라는 분석에 힘이 실린다.

전기차 수요 감소 추세는 중고차 시장에서 고스란히 드러난다. 중고 전기차 매물이 쏟아지는 가운데, 소비자 수요는 오히려 감소하며 시세가 빠르게 하락하고 있기 때문이다. 중고차 플랫폼 케이카가 중고차 시장에서 유통 중인 740여 개 전기차 모델을 대상으로 분석한 결과에 따르면, 11월 중고 전기차 평균 시세는 전월 대비 최대 8% 하락했다. 중고차 플랫폼 엔카닷컴에 매물로 등록된 전기차는 3,300여 대로 작년 동기 대비 80% 이상 증가했다.

일례로 현대차 대표 전기차인 아이오닉5는 2021년식 5만㎞ 이하 기준 중고차 평균 시세가 3,200만~3,400만원대로 형성됐다. 신차 가격(약 5,500만원)의 60% 수준에 그치는 가격이다. 이처럼 수요가 쪼그라들며 전기차 보급 확대에 제동이 걸리자, 우리나라 정부는 '보조금 지원' 카드를 꺼내 들었다. 연말까지 680만원이던 국비 보조금을 780만원까지 늘리고, 전기차 제조사가 전기차 가격을 할인해 주면 할인 폭에 비례해 보조금을 확대하는 식이다. 하지만 업계 일각에서는 무조건적인 '보조금 풀기'로 전기료 및 세금 부담, 인프라 부족 등의 한계를 뚫기는 어려울 것이라는 지적이 제기된다.

알트만 CEO 방문 이후 인도 진출 급물살
기업 친화 정책으로 글로벌 빅테크에 손짓
인도 사업 안정화 이룬 MS와 시너지 예상

인공지능(AI) 개발 기업 오픈AI가 인도 시장 공략에 박차를 가하고 있다. 전 트위터 인도 대표와 손잡고 현지 시장 진출을 가시화하면서다. 우수한 기술력과 풍부한 노동력은 물론 기업 친화적인 정책으로 가파른 성장세를 보이고 있는 인도 시장은 이를 적극 활용하려는 글로벌 빅테크들의 새로운 격전지로 떠오르고 있다.

현지 사업 위한 정책·규제 파악에 주력

10일(현지 시각) 미국 정보통신(IT) 매체 테크크런치는 오픈AI가 리시 자이틀리 전 트위터(현 X) 인도 대표의 도움을 받아 현지 사업 전개를 위한 정책 및 규제 등을 파악 중이라고 보도했다. 오픈AI가 인도 진출을 위해 자이틀리 전 대표를 정식 영입했는지는 아직 확인되지 않았다.

다만 복수의 소식통은 자이틀리 전 대표가 오픈AI의 인도 비즈니스 구축에 깊이 관여하고 있으며, 이같은 움직임은 샘 알트만 오픈AI 최고경영자(CEO)가 지난 6월 인도 뉴델리 방문 일정 직후 본격화했다고 말했다. 당시 알트만 CEO는 전 세계 17개국을 방문하는 일정 중 뉴델리를 방문했고, 나렌드라 모디 인도 총리 등 사회 각계의 인물과 회담을 가졌다.

인도 구글의 민관 협력 책임자를 역임한 바 있는 자이틀리 전 대표는 2012년 당시 트위터의 아시아·태평양 및 중동·아프리카 지역 부사장에 부임했고, 이후 2016년 말 인도 미디어 기업 타임스그룹의 글로벌 투자 부문 공동 CEO로 자리를 옮겼다. 올해 4월에는 버지니아 공대 기술 리더십 연구소(Virginia Tech Institute for Leadership in Technology)를 설립해 실무 교수로도 활동 중이다.

방대한 시장·풍부한 노동력으로 주목받는 인도 시장

13억 명에 달하는 대규모 인구를 자랑하는 인도는 IT 분야 인재를 다수 보유하고 있으며 풍부한 노동력까지 갖췄다는 평가를 받는다. 최근 들어서는 미·중갈등에서 불거진 탈중국 기조가 인도의 견조한 경제 성장세와 맞물리며 전 세계 기업들의 잠재적 시장으로 주목받고 있다. 인도 정부는 이같은 기회를 자국의 경제 발전에 적극 활용하기 위해 기업 친화적인 정책으로 애플과 아마존, 구글 등 글로벌 빅테크들에 적극적인 러브콜을 보내고 있다.

그 결과 애플은 지난 4월 뭄바이와 뉴델리에 애플스토어 1, 2호점을 연이어 개장하며 인도 시장 진출을 본격화했다. 이후 아이폰15 시리즈를 인도 남동부에 위치한 타밀나두주에서 생산하는 등 인도 시장을 다각도로 활용하는 데 주력하고 있다.

구글도 자체 개발 스마트폰 픽셀8을 2024년부터 인도에서 생산할 것이라고 밝혔다. 이와 함께 구글은 인도의 디지털 전환에 100억 달러(약 12조9,600억원)를 투자해 인도 서부 구자라트 국제금융기술도시에 글로벌 핀테크센터를 설립 하겠다고 밝혔다. 이전까지 구글은 중국과 베트남에만 스마트폰 생산 기지를 두고 있었다.

‘세계의 공장’에서 ‘세계의 연구소’로

다만 인도의 AI 분야 개발은 아직 초기 단계를 벗어나지 못하고 있다. 애플과 구글의 사례에서 볼 수 있듯 다수의 기업이 인도의 우수한 기술력보다는 풍부한 노동력을 활용하는 데 집중해 온 탓이다. 오픈AI는 아직 인도 시장에서 뚜렷한 기반을 갖추기 전이지만, 현지 기술력을 최대한 활용하는 팀을 꾸리는 방안을 검토 중인 것으로 알려졌다.

업계는 오픈AI가 잠재력 높은 인도를 지렛대 삼아 글로벌 사업에 박차를 가하는 것으로 해석하며 전략적 파트너십을 맺고 있는 마이크로소프트(MS)와의 시너지 효과도 본격화할 것으로 기대했다. 1990년 인도에 진출한 MS는 30년 넘게 인도 전역에서 사업을 전개하며 3개의 데이터센터와 최대 규모 연구·개발(R&D) 센터를 운영 중이다. 이 외에도 10개 도시에 사업소를 운영 중이며, 고용 중인 임직원은 2만 명을 상회한다.

썸업(SumUp), 2억8,500만 유로 확장 자금 투입
유럽 핀테크 VC, 거래량 3연속·거래가치 2연속 하락하나
국내 핀테크 업계도 부진 면치 못하는 형국

영국 핀테크 회사 썸업(SumUp)이 4천억원 규모의 신규 자금을 유치했다. 이는 최근 둔화 중인 유럽 핀테크 시장 흐름에 반하는 이례적인 금액으로, 벤처 업계의 이목을 집중시켰다. 썸업은 이번에 받은 밸류에이션(기업가치)이 지난해 밸류에이션인 80억 유로(약 11조4,339억원)를 상회한다고 발표했지만 구체적인 수치는 밝히지 않았다.

썸업, 중기 단계 라운드 성공적 유치로 확장 자금 확보

모바일 포스(POS·판매시점정보관리 시스템) 기기를 판매하는 런던 소재 핀테크 회사 썸업이 둔화하는 유럽 핀테크 투자 흐름을 뚫고 2억8,500만 유로(약 4,060억원) 규모의 중기 단계 투자 라운드 유치에 성공했다. 해당 라운드는 샌프란시스코에 위치한 사모펀드 회사 식스 스트리트 파트너스(Sixth Street Partners)가 운영하는 중기 단계 전문 펀드 식스 스트리트 그로스(Sixth Street Growth)가 주도하고, 기존 투자자인 사모펀드 운용사 베인 캐피탈(Bain Capital Tech Opportunities), 핀테크 전문 VC 핀 캐피탈(Fin Capital), 벤처대출 기업 리퀴디티 그룹(Liquidity Group)이 참여했다.

허마이어니 맥키(Hermione McKee) 썸업 최고재무책임자(CFO)는 "썸업이 2022년 4분기 이후 30% 이상의 전년 대비 동기 매출 증가를 기록하고 있다"며 "이번에 유치한 자금은 금융 서비스 추가 런칭 및 유기적 성장 가속화와 더불어 글로벌 확장을 이어가는 데 투입할 것"이라고 전했다.

직전 라운드 밸류에이션은 기대치 한참 아래, '업라운드' 의미 있나

앞서 지난 10월 미국의 소셜 커머스 기업 그루폰(Groupon)을 비롯한 썸업의 투자자들이 2022년 라운드의 약 48% 밸류에이션에 해당하는 지분(약 0.2%)을 내부 거래한 것이 알려지면서 썸업의 밸류에이션이 크게 낮아진 바 있다. 이로 인해 당시 업계에선 썸업의 다운라운드를 우려하는 목소리가 높았다.

하지만 썸업의 대변인은 이번 라운드는 업라운드로, 직전 라운드에 비해 더 높은 밸류에이션을 인정받았음을 알리며 다운라운드 우려를 일축했다. 직전 라운드에서 썸업은 80억 유로(약 11조원)의 밸류에이션을 인정받아 지분 판매와 부채를 합한 총 5억9,000만 유로(약 8,399억원)를 모금한 바 있다. 이는 2017년의 투자 라운드에서 받았던 3억7,000만 유로(약 5,268억원)에 비하면 큰 성장이지만, 2022년 초 라운드를 준비할 당시 썸업이 공공연히 밝혔던 기대치인 200억 유로(약 28조4,820억원)에는 크게 못 미치는 성적이다. 2021년의 호황이 끝난 직후, 벤처 시장의 지형이 극적으로 변화하자 많은 스타트업들이 자본 조달에 어려움을 겪으며 밸류에이션 기대를 낮춰야 했던 상황을 썸업도 피해 가지 못한 것이다.

유럽 핀테크 VC, 거래량·거래가치 연이어 하락

썸업의 이번 투자 라운드는 올해 유럽에서 진행된 핀테크 VC 라운드 중 네 번째로 큰 규모다. 다만 현재 유럽의 핀테크 VC 시장이 빠르게 둔화 중이라는 사실을 감안해야 한다. 글로벌 투자 전문 연구기관 피치북에 따르면 이번 분기를 포함해 핀테크 거래량은 세 분기 연속, 거래 가치는 두 분기 연속 가파른 내림세를 기록 중이다. 집계일 기준 4분기 거래량은 314건, 거래 가치는 약 32억 유로(약 4조5,548억원)다. 4분기가 아직 끝나지는 않았지만 두 수치 모두 3분기의 341건, 약 52억 유로(약7조4,016억원)와 큰 차이를 보이는 만큼 상승세로 돌아설 수는 없을 것으로 예측된다.

핀테크 거래 가치의 정점은 올해 2분기였다. 443개 거래에 87억1,000만 유로(약 12조 3,978억원)가 투자되면서다. 스위스 기반 온라인 대출 플랫폼인 테일러(Teylor)의 2억7,500만 유로(약 3,915억원)규모 라운드도 이때 이뤄졌다. 한편 올해 최대 규모 핀테크 투자는 1분기에 나왔다. 개인사업자 세금 납부 및 관리 플랫폼 어바운드(Abound)가 지난 3월에 유치한 5억6,400만 유로(약 8,030억원)의 라운드다.

현재 유럽 핀테크 업계를 덮친 투자 침체는 금리 상승으로 글로벌 벤처 시장 전반에 걸쳐 자본비용이 올라간 상황에서 전쟁 등 지정학적 요소에 더해 가파른 인플레이션까지 겹치며 일어났다. 특히 밸류에이션이 평가절하되고 엑시트(투자금회수)가 밀리는 현상은 투자 심리 위축을 불러왔다.

핀테크 시장 약세, 한국도 마찬가지

한국 핀테크 시장도 사정은 크게 다르지 않다. 글로벌 핀테크 정보 제공 업체인 핀테크글로벌(Fin Tech Global)에 따르면 올해 1분기 국내 핀테크 거래량은 전년 동기 대비 77% 감소했다. 국내 핀테크 대표 기업들의 실적도 전반적으로 저조했다. 금융감독원에 따르면 네이버페이를 제외한 대형 3사의 지난해 말 기준 결손금 총합은 1조580억원 수준으로, 토스(-8,620억원), 카카오페이(-1,727억원), 핀다(-231억원) 순의 적자행진을 이어가고 있다. 모바일 자산관리 서비스를 제공하는 뱅크샐러드와 하나금융지주 계열 핀테크 업체 핀크도 지난해 각각 1,410억원과 56억원의 적자를 기록했다.

국내 핀테크 시장 부진 역시 유럽과 같이 금리 인상의 영향이 컸다. 특히 신용도가 대체로 낮은 핀테크 대출 고객의 특성상 고금리가 연체 가능성을 높이며 기업의 재무 건전성을 위협하는 요소로 작용한 것으로 분석된다.

미키타니 CEO “양질 데이터 대량 보유 중”
복잡한 문법·발음 구조 학습이 관건
AI 개발 늦은 만큼 서두르는 日정부·기업

일본 전자상거래(이커머스) 기업 라쿠텐이 글로벌 미래 산업의 주축으로 떠오른 인공지능(AI) 시장에 출사표를 던졌다. 내년 초 독자적 AI 모델을 출시할 계획을 밝히면서다. 시장에서는 일본어가 영어나 중국어 등에 비해 발음과 문법이 어려운 만큼 기술 완성도를 갖추기까지 쉽지 않지만, 일본 정부와 기업의 적극적 투자와 개발이 하나둘 성과를 보이는 만큼 세계 시장에서 일본어 특화 AI 모델이 독보적 경쟁력을 갖출 것이란 전망이 팽배하다.

“수개월 내 LLM 모델 관련 발표 있을 것”

미키타니 히로시 라쿠텐 최고경영자(CEO)는 11일(현지 시각) 미국 CNBC와의 인터뷰에서 “향후 몇 개월 안에 자체 개발한 AI 모델을 선보일 것”이라고 밝히며 AI 시장 진출 계획을 공식화했다. 미키타니 CEO는 “우리는 은행부터 이커머스, 통신에 이르기까지 매우 다양한 사업을 전개하고 있기 때문에 대규모 언어모델(LLM)을 교육할 수 있는 양질의 데이터를 대량으로 확보하고 있다”며 강한 자신감을 드러냈다.

라쿠텐은 독자적으로 개발한 AI 모델을 가장 먼저 내부에서 활용할 계획이다. 이를 통해 사업 운영의 효율성과 마케팅 효과를 20% 상향하는 것이 목표다. 또 아마존이나 마이크로소프트(MS) 등 글로벌 빅테크들과 같이 협력사들의 비즈니스에 활용될 수 있도록 해 거대한 ‘라쿠텐 생태계’를 구축하는 방안도 추진한다.

미키타니 CEO는 AI에 대한 투자가 라쿠텐의 수익성 성장을 이끌 것이라 자신하며 “우리는 협력사들에 쉽게 가르치고, 쉽게 패키징하고, 다방면 비즈니스에 활용할 수 있는 플랫폼을 제공할 것”이라고 강조했다. 이와 관련해 라쿠텐 대변인은 미키타니 CEO가 설명한 AI 모델에 대한 확답은 피하면서도 “향후 수개월 내에 LLM 모델 관련 발표가 있을 수 있다”고 귀띔했다.

내부 검증 마친 일본어 특화 AI, 하나둘 시장으로

라쿠텐의 AI 시장 출사표로 일본 기업들의 AI 경쟁에도 속도가 붙게 됐다. 지금까지 일본 기업들은 미국과 중국 등의 빅테크에 비해 AI 기술 개발에서 다소 뒤처져 있다는 평가를 받았지만, 일본어 특화 모델 개발 가능성이 대두되며 잠재적 우위를 점할 수 있다는 분석이 나온다.

일본어는 영어나 중국어에 비해 문법 및 발음구조가 복잡해 AI 모델의 학습이 어려워 개발이 늦춰졌지만, 일본 기업의 경우 일본어를 전문적으로 사용하는 인력과 방대한 데이터를 보유하고 있어 기술 개발에 성공한다면 전 세계 시장에서 높은 점유율을 가져올 수 있기 때문이다.

이 때문에 그간 일본 내에서는 일본어 특화 AI 모델의 필요성이 꾸준히 제기돼 왔다. 일본 도호쿠대학의 사카구치 케이스케 연구원은 “지금까지 출시된 LLM 모델들은 영어에서는 뛰어난 성능을 보이지만, 문자 체계의 차이와 제한된 데이터 등 여러 요인으로 인해 일본어에서는 아쉬운 성능을 보인다”고 평가했다.

올해 초부터는 기업들이 본격적인 AI 모델 개발에 돌입했다. 라쿠텐 외에도 NEC, 후지쯔, 소프트뱅크 등이 연이어 LLM 모델 개발에 착수했고, 일본 정부도 일본어 사용 AI 시스템 구축의 필요성에 목소리를 높였다. 슈퍼컴퓨터 제조업체 NEC는 올해 5월부터 일본어 기반 생성형 AI를 사용했으며, 이를 통해 내부 보고서 작성 시간은 50%, 내부 소프트웨어 소스 코드 작성 시간은 80% 단축했다고 주장했다. 이어 7월부터는 고객들을 대상으로도 생성형 AI 서비스를 시작했다.

생성형 AI 분야에 약 200억 엔(약 1,812억원)을 투자한 소프트뱅크는 2024년 자체 LLM 출시를 목표로 개발에 박차를 가하고 있다. 오픈AI의 투자자이기도 한 MS와 파트너십을 맺고 있는 소프트뱅크는 해당 기술을 통해 협력 기업의 비즈니스 디지털화 및 생산성 향상을 지원하겠다는 목표를 제시했다. 대학을 비롯한 각종 연구 기관에서 자사의 LLM이 널리 활용될 것이라는 설명이다.

일본어 특화 LLM 개발과 관련해 도쿄 게이오대학교 의과대학의 키노시타 쇼타로 연구원은 “일본어판 챗GPT의 정확도를 높인다면 일본어를 학습하거나 연구하는 전 세계의 사람들에게 더 나은 연구 환경을 제공할 수 있을 것”이라며 “결과적으로 국제 공동 연구에도 긍정적인 영향을 가져올 것으로 본다”고 말했다.

적극 투자 아끼지 않은 정부·기업, 성과 가시화

일본 정부도 대규모 지원을 아끼지 않았다. 2014년 슈퍼컴퓨터 후가쿠 개발에 1,100억 엔(약 9,965억원)을 투자한 일본 정부는 올해 68억 엔(약 616억원)을 추가 투입해 내년 중 홋카이도에 새 슈퍼컴퓨터를 설치할 방침이다. 기존 슈퍼컴퓨터 후가쿠가 암호 해독, 기후변화 모델링, 신형 무기 및 항공기 설계 등 과학 연구 전 분야에 활용됐다면, 홋카이도에 설치되는 새 슈퍼컴퓨터는 LLM 훈련에 특화됐다는 차별점이 있다.

일본 정부와 기업들의 노력은 올해 조금씩 성과를 보이기 시작했다. 후지츠, 도쿄공업대학, 이화학연구소, 도쿄기술연구소 등이 협력한 일본어 기반 LLM 모델이 출시를 앞두고 있으며, 통신사업자 NTT는 지난달 14일부터 17일까지 열린 ‘NTT R&D 포럼 2023’에서 LLM 모델 츠즈미(Tsuzumi)를 일반에 공개했다. 이 자리에서 NTT는 “오랜 시간 전화나 통신으로 축적한 일본어 자연어를 기반으로 개발한 모델”이라고 츠즈미를 소개하며 “장래에는 그래픽 처리 장치(GPU)를 거치지 않고도 태블릿이나 스마트폰에서 활용할 수 있을 것”이라며 높은 활용도를 시사했다.

에이치엠스퀘어, 초음파 활용 혈당 측정기 '글루코사운드' 개발 막바지 돌입
측정 고통 없는 웨어러블 기기 형태, 투자 유치 계기로 임상시험 본격화
발전 거듭하는 혈당 측정기 시장, 마지막에 웃는 기업 어디일까

비침습 혈당측정기 글루코사운드(GlucoSOUND) 개발 스타트업 에이치엠이스퀘어가 40억원 규모 프리 시리즈 A 투자를 유치했다고 12일 밝혔다. 이번 투자에는 LB인베스트먼트와 KB인베스트먼트가 참여했다. 당뇨병 환자의 채혈 부담을 줄이기 위한 '바늘 없는' 혈당 측정기 제품이 쏟아져 나오는 가운데, 에이치엠스퀘어의 글루코사운드는 과연 원활히 시장 경쟁력을 확보해 나갈 수 있을까.

투자금 활용해 임상시험·의료기기 품목 승인 박차

에이치엠이스퀘어는 채혈 없이도 정확한 혈당 측정이 가능한 비침습 혈당 측정기 '글루코사운드'를 개발하고 있다. 글루코사운드는 빛을 흡수한 물질이 열팽창을 통해 소리 파동을 만들어내는 '광음향 효과(photoacoustic effect)'를 활용한 상품이다. 레이저와 초음파 센서를 통해 초음파 반응을 분석하고, 분석 데이터를 통해 혈당을 측정하는 식이다. 

2020년 설립된 에이치엠이스퀘어는 I포스텍홀딩스로부터 2억원의 시드 자금을 투자받는가 하면, IBK기업은행의 혁신창업기업 육성 프로그램인 IBK창공 대전 4기에 선정되는 등 꾸준히 가능성을 인정받아 왔다. 정부 '빅3 혁신분야 창업패키지' 기업으로 선정된 이후에는 6억원의 사업화 자금 및 컨설팅을 지원받기도 했다. 에이치엠이스퀘어는 정부와 민간의 지원을 딛고 꾸준히 연구개발(R&D)을 진행해 왔다.

이번 투자 유치 단계는 사실상 연구개발의 마무리 단계다. 이번 투자금은 주력 제품인 비침습 혈당측정기의 임상시험 및 의료기기 품목 승인을 위한 동력 확보에 활용될 예정이다. 국내외 임상시험을 통해 세계 최초로 의료기기 품목 승인을 획득하는 것이 에이치엠이스퀘어의 현재 목표다. 차후에는 우수 인재 영입을 통해 기술 고도화에도 박차를 가할 예정이다.

바늘 없는 측정으로 '채혈 공포' 극복

당뇨 환자들은 일상생활 중에도 정기적으로 혈당을 측정할 필요가 있다. 현재 국내에서는 손가락 끝을 바늘로 찔러 피를 내는 채혈식 혈당 측정기가 주로 활용된다. 문제는 하루에 몇 번이고 혈당을 측정해야 하는 당뇨 환자에게 바늘로 살갗을 찌르는 고통은 일종의 '공포'라는 점이다. 이 같은 단점을 보완하기 위해 등장한 최소칩습형 연속 혈당측정기(CGMS)가 개발됐지만 바늘을 항상 몸속에 삽입하고 있어야 하는 데다 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

에이치엠이스퀘어는 기존 혈당 측정 제품이 가진 한계와 문제를 해결할 수 있는 제품을 개발하고자 했다. 그 결과 탄생한 것이 ‘글루코사운드’다. 글루코사운드는 바늘 없이 혈당을 연속 측정할 수 있는 손목시계형 웨어러블 혈당 기기다. 기기 내에 내장된 레이저가 다양한 색깔로 피부를 비춰 발생시킨 초음파를 내부 센서가 측정한다. 측정된 데이터는 신호 처리 기술과 인공지능 기술을 통해 혈당값으로 변환된다. 바늘을 삽입할 필요가 없어 고통이 없으며, 웨어러블 디바이스 형태로 5분마다 자동으로 혈당을 측정할 수 있다.

'바늘 없는' 혈당 측정, 시장 내 경쟁 치열해

전 세계 당뇨 인구는 2045년 7억8,000만 명까지 급증할 것으로 전망된다. 2021년 기준 220억 달러(약 24조5,000억원) 수준이었던 혈당 측정기 관련 시장 역시 빠르게 성장할 가능성이 크다. 특히 글루코사운드와 같은 '바늘 없는' 혈당 측정 기기 시장의 경우 이미 수년 전부터 경쟁이 본격화하는 추세다. 업계 안팎에서 당뇨병 환자의 채혈 부담을 줄이기 위한 시도가 꾸준히 이뤄지고 있기 때문이다.

지난 2016년 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 김대형 연구위원(서울대 화학생물공학부 교수) 연구팀은 피부에 붙이는 ‘당뇨 패치’를 개발하는 데 성공했다. 혈당을 진단할 수 있는 전기 화학 센서를 통해 땀 속 당 함량과 온도, 습도, 산성도 등을 측정, 결괏값을 토대로 혈당 수치를 실시간으로 확인하는 방식이다. 이에 더해 패치 한쪽에 마이크로바늘을 배열해 혈당량이 높아지면 자동으로 약물이 침투할 수 있도록 했다.

2020년 출시된 대웅제약의 '프리스타일 리브레'는 5mm 길이의 아주 가는 필라멘트를 피부 속으로 삽입해 혈당을 체크하는 연속혈당측정기(CGM)다. 기존 연속혈당계와 달리 혈당 보정을 위해 따로 채혈을 할 필요가 없으며, 한번 부착하면 2주간 사용할 수 있다. 생활 방수가 가능해 샤워, 운동 등 일상생활을 하는 데에도 지장이 없다. 상세한 혈당 수치는 ‘프리스타일 리브레링크’ 앱을 설치한 스마트폰을 센서에 접촉해 손쉽게 확인할 수 있다. 관련 시장의 경쟁이 점차 치열해지는 가운데, 업계에서는 결국 승기는 정확도와 상품 가격 '두 마리 토끼'를 모두 잡은 기업에 돌아갈 것이라는 분석이 나온다.

수학자와 작곡가의 협업으로 양자-재즈 재탄생
쌍곡선 밴드 이론을 기반으로 한 재즈 음악
수학적 개념과 음악적표현의 유기적 결합

[해외DS]는 해외 유수의 데이터 사이언스 전문지들에서 전하는 업계 전문가들의 의견을 담았습니다. 저희 데이터 사이언스 경영 연구소 (GIAI R&D Korea)에서 영어 원문 공개 조건으로 콘텐츠 제휴가 진행 중입니다.

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2021년, 두 명의 진취적인 공동 연구자들이 대담한 실험을 시작했다. 수학자이자 수리물리학자인 스티븐 라얀(Steven Rayan)과 프리랜서 작곡가, 피아니스트, 트롬본 연주자인 제프 프레슬라프(Jeff Presslaff)는 2년 동안 한 가지 큰 질문에 답하기 위해 준비했다. 수리물리학 논문을 음악으로 번역할 수 있을까? 그리고 듣기에도 좋을까?

지난 9월 라얀과 프레슬라프는 그들의 아이디어로 만든 Math + Jazz: Sounds from a Quantum Future 연주회를 개최했다. 서스캐처원대학교 연구원인 라얀과 캐나다 위니펙에 있는 프레슬라프가 이메일로 처음 만난 지 2년 만에 15명의 '하이퍼볼릭(Hyperbolic, 쌍곡선) 밴드' 음악가들을 모아 서스캐처원대에서 5개 섹션으로 구성된 콘서트를 열었다. 각 섹션은 라얀의 논문을 참고한다.

음악 연주와 강의를 겸한 이 콘서트는 만석을 채웠다. 강의는 논문의 과학적 개념이 어떻게 음악으로 변환되었는지 설명하고, 슬라이드 쇼에서는 엘리엇 킨즐(Elliot Kienzle)의 하이퍼볼릭한 그림 예술을 선보였다. 그러나 콘서트를 성공적으로 개최하는 것은 쉬운 일이 아니었다. 참여 뮤지션 대부분이 지역 출신이 아니었기 때문에 밴드는 콘서트 전날까지 실제로 함께 리허설을 해본 적이 없었다고 라얀은 전했다.

쌍곡선 밴드 이론

이 음악은 라얀이 앨버타대학의 조셉 마체코(Joseph Maciejko)와 함께 쓴 2021년 사이언스 어드밴시스(Science Advances) 논문 '쌍곡선 밴드 이론'을 기반으로 한다. 그들의 목적은 연구자들이 물질의 에너지 준위와 이를 구성하는 원자를 고찰하기 위해 사용하는 밴드 이론이, 불규칙하고 뒤틀린 배열을 가진 쌍곡면 물질을 설명하기 위해 재구성될 수 있는지를 탐구하는 것이었다.

밴드 이론에서는 물질의 에너지 준위가 그들이 속한 물질 위에 떠 있는 시트 모양의 밴드에 포함되어 있다고 본다. 이 그림자 같은 밴드가 물질의 양자적 성질을 나타내며, 밴드 간의 상호작용이 물질의 움직임에 영향을 미친다.

라얀과 마체코는 유클리드의 '평행선 공준'을 깨는 기묘한 기하학적 영역인 쌍곡선 기하학의 세계에서 작동하는 밴드 이론을 발견하는 데 성공했다. 유클리드의 '제 5공준'이라고도 불리는 이 법칙은 다음과 같다. 어떤 직선이 주어졌을 때, 그 직선 위에 있지 않은 어떤 점에 대해서도 그 점을 지나고 원래의 직선과 평행한 직선은 하나뿐이다. 하지만 쌍곡선 위에서는 최소 두 개의 선이 그 점을 지나고 주어진 선과 평행하게 된다.

"이 연구는 소재, 특히 양자 소재의 안팎을 뒤집어 재구성함으로써 소재를 설계하는 완전히 새로운 접근 방식이다."라고 라얀은 말한다. 이 접근법은 소재의 밴드 구조를 변경하여 재료의 특성에 기대했던 변화를 불러온다. "재료는 평소와 다른 이국적인 모양을 취할 수 있다."

예를 들어 곡면을 팔각형 타일 모양으로 덮어, 모양 사이에 간격이 없도록 하는 것과 같다. 인간의 눈에는 팔각형의 가장자리가 구부러져 보이고 모양이 다른 크기로 보인다고 라얀은 언급했다. 하지만 "만약 우리가 세상을 쌍곡선으로 보는 다른 눈(곤충과 같은 복안)을 가지고 있다면 (팔각형은) 모두 똑같이 보일 수 있다"라고 그는 말했다.

이 연구는 다른 연구자들도 주목했다. 이 논문에 참여하지 않은 토론토대학의 수학자 마이클 그로첸치(Michael Grochenich)는 "이 논문의 저자들이 발굴한 재료과학과 대수 기하학의 연결고리에 깊은 인상을 받았다"고 말했다.

라얀은 자신의 발견을 양자 컴퓨팅과 같은 파괴적인 응용 잠재력을 가진 희귀 물질 연구에 적용할 수 있다는 사실에 흥분했다. "누군가가 이토록 구체적인 성격의 방법론으로 중요한 응용 사례를 보여주어 기쁘다"고 그로첸니히는 말한다. 그는 이 논문이 "순수 수학자들에게 편안한 영역에서 조금 벗어나 지금까지 알려지지 않은 영역을 탐구하도록 초대하는 것"이라고 덧붙였다.

음악으로의 전환

수학 콘서트를 만드는 것은 그 자체로 연구의 파괴적인 응용이다. "인상주의적인 음악이 되기를 원하지 않는다"라고 프레슬래프는 강조했다. "수학에 정말 충실한 음악이길 바랐다. 피상적으로만 느껴지는 학제 간 프로젝트를 너무 많이 보았는데 과학 분야는 엄격할지 몰라도 예술 분야는 엄격하지 않기 때문인 것 같다." 라얀은 그의 목표에 공감했다. "수학이나 과학에서 어느 정도 영감을 받은 음악을 만드는 것이 아니라, 수학의 단어 하나하나, 각각의 방정식을 음악의 형태로 재현하는 것을 목표로 삼았다"라고 그는 밝혔다.

하지만 이러한 도전을 받아들이기 위해서는 두 전문가가 자신의 영역을 벗어나 서로의 전문 분야에서 새로운 개념을 배워야 했다. 프레슬라프는 선형대수학과 위상기하학에 몰두해 연구 논문의 내부 구조를 파악하고, 라얀은 "프레슬라프가 가져온 고도의 음악적 아이디어를 최대한 이해하려고 노력했다.

프레슬라프가 작곡을 시작할 때까지 두 사람은 약 1년 반 동안 아이디어를 주고받았다. 라얀은 "9월 20일 공연 전날까지 제프를 한 번도 직접 만난 적이 없었다는 것이 놀랍다"라고 전했다. "팬데믹과 거리상의 이유로 모든 것이 줌(Zoom)을 통해 이루어졌다. 순전히 온라인으로만 작업할 수 있다는 점이 정말 매력적이었다."

이중 푸가와 무한한 형태

라얀과 프레슬라프가 논문의 주요 아이디어를 그대로 재즈 음악으로 전환하는 장대한 목표를 달성했는지는 정확히 파악하기 어렵다. 수학 연구와 달리, 그들이 목표를 달성했다는 '증명'이 존재하지 않기 때문이다. 그런데도 그들은 결과에 만족했다. "공연 6주 전까지만 해도 이 작업을 완수할 수 있을지 확신할 수 없었다"라고 라얀은 그 당시의 솔직한 심정을 밝혔다.

하이퍼볼릭 밴드의 연주자이자 볼티모어에서 활동하는 비올라 연주자 샤 사디코프(Shah Sadikov)는 공연의 하이라이트는 프레슬라프가 구현하기 매우 어려운 음악 기법인 '이중 푸가'를 사용하여 '무한한 형태'를 구축하는 과정을 표현할 때였다고 사디코프는 전했다. 수학적으로는 시작도 끝도 없는 물체를 만드는 것을 의미했다고 그는 말했다. 음악적으로 이중 푸가를 만드는 것은 "어떤 아이디어를 곡의 기초로 삼고, 그 위에 똑같은 아이디어를 조금 후에 배치하는 것"이라고 한다. "이렇게 아이디어의 층을 만들어서 같은 음악적 아이디어를 거꾸로 뒤집거나 앞뒤로 옮기는 것"이라고 그는 설명했다.

라얀에게 하이라이트는 소위 입자와 파동의 이원성, 또는 쌍곡선 밴드 이론에서 위치와 운동량의 이원성에 대한 프레슬라프의 음악적 해석을 듣는 것이었다. 이 맥락에서 운동량은 위치보다 더 많은 차원을 가질 수 있다. "우리는 팔각형 쌍곡선 격자를 기반으로 한 가장 단순한 재료에서, 예를 들어 2차원에서 4차원으로의 전환을 음악으로 포착하고 싶었다."

"(프레슬라프가) 음악에 여분의 목소리를 도입하고 여분의 자유도, 여분의 2차원으로의 갑작스러운 점프를 포착하려고 노력하는 것을 듣는 것은 나에게 감동적인 경험이었다"라고 라얀은 말한다. "그의 설명 후 청중들이 여분의 목소리를 들으려고 노력하는 것을 보는 것이 좋았다."

콘서트에는 또 하나의 예술적 요소가 있었는데, 바로 킨즐이 직접 그린 그림이었다. 현재 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스의 대학원생인 킨즐은 메릴랜드대학교 칼리지파크의 학부생 시절, 라얀과 함께 작업한 관련 연구 프로젝트를 위해 수학적 개념을 예술로 제작하는 일을 맡았었다. "이것은 시각적 렌즈를 통해 이야기를 전달하려는 시도였다"라고 라얀은 설. 콘서트에서 이 그림들은 음악과 언어로 수학과 과학에 대한 설명을 보완하는 데 도움이 되었다.

라얀은 음악과 예술의 렌즈를 통해 이 작품을 재해석하는 것이 이 작품을 완성하는 방법이라고 생각했다. 그의 논문에서 다루고 있는 많은 수학적, 과학적 개념들은 예술의 세계에서 아이디어를 차용하고 있다. 예를 들어, "쌍곡선의 기울기는 네덜란드 그래픽 아티스트 M.C. 에셔의 상징적인 목판화를 떠올리게 한다"라고 그는 얘기했다. 라얀은 수학적 관점과 예술적 관점을 융합하는 새로운 방법을 계속 탐구해 '예술로 환원'하는 동시에 자신의 연구에 새로운 통찰력을 불어넣고 싶다고 한다.

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How Quantum Math Theory Turned into a Jazz Concert

A mathematician and a musician collaborated to turn a quantum research paper into a jazz performance

In 2021 an unconventional pair of collaborators embarked on a bold experiment. For two years Steven Rayan, a mathematician and mathematical physicist, and Jeff Presslaff, a freelance composer, pianist and trombonist, prepared to answer one big question: Could they translate a mathematical physics research paper directly into music? Moreover, would their musical creation sound good?

In September Rayan and Presslaff released their brainchild, “Math + Jazz: Sounds from a Quantum Future.” Exactly two years to the date that Rayan, a researcher at the University of Saskatchewan, and Presslaff, who’s based in Winnipeg, Canada, first connected over e-mail, they gathered a 15-piece “hyperbolic band” of musicians to perform the five-section concert at the University of Saskatchewan. Each section corresponded to a portion of Rayan’s research article.

Part musical performance and part lecture, the concert was played to “a packed house,” Rayan says. The lecture portion dissected the paper’s scientific concepts and illustrated how those ideas were transmogrified into music. Some of the illustrations were literal: the slideshow featured hyperbolic art created by Elliot Kienzle.

Pulling off the concert was no easy feat. Because many of the musicians weren’t local, the band hadn’t rehearsed the music together in person until the night before the concert, Rayan notes.

HYPERBOLIC BAND THEORY
The music was based on Rayan’s 2021 Science Advances article “Hyperbolic band theory,” which he wrote with Joseph Maciejko of the University of Alberta. Their objective was to explore whether band theory—which researchers use to consider the energy levels of materials and the atoms that they’re made of—could be reformulated to explain hyperbolic materials, which have irregular, warped arrangements.

In band theory a material’s energy levels are thought of as being contained in sheetlike bands hovering above the materials they belong to. These shadowy bands represent the material’s quantum properties, and interactions between these bands have consequences for the material’s behavior.

Rayan and Maciejko succeeded in discovering a band theory that works in the wonky world of hyperbolic geometry, a strange geometrical realm that breaks Euclid’s “parallel postulate.” Also called Euclid’s fifth postulate, this rule tells us the following: Suppose you’re given a line. For any point that isn’t on that line, there will be only one line that both goes through that point and is parallel to the original line. In hyperbolic land, a minimum of two lines will go through the point while also being parallel to the given line.

The research “is a whole new approach to designing materials—especially quantum materials—by re-engineering their geometry from the inside out,” Rayan says. The approach involves altering the material’s band structure to create the desired changes in the material’s properties. “They can take on unusual, exotic geometries,” he says.

This might look like, for instance, covering a curved surface by tiling it with octagons so that there aren’t any gaps between the shapes, which are nonoverlapping. To human eyes, the edges of these octagons appear curved, and the shapes look like they are different sizes, Rayan notes. But “if you had a different kind of eye that sees the world in a hyperbolic way—maybe insectlike compound eyes—[the octagons] might all look the same to you,” he says.

The work received a lot of attention from other researchers. “I’m very impressed by the connection between material science and algebraic geometry which was unearthed by the authors of this paper,” says Michael Groechenig, a mathematician at the University of Toronto, who wasn’t involved with the article.

Rayan is excited to apply his findings to studying unusual materials with the potential for “disruptive applications,” such as in quantum computing. “It’s rather delightful to see someone exhibit an important application of these methods of such a concrete nature,” Groechenig says. The paper is “an invitation for us pure math folks to leave our comfort zone a little and to explore hitherto uncharted territory,” he adds.

TRANSLATING TO MUSIC
Creating a mathematical concert is its own kind of disruptive application of the research. “I didn’t want [the music] to be impressionistic,” Presslaff says. “I wanted it to be really true to mathematics…. I’ve just seen too many cross-disciplinarity projects that just strike me as superficial. The science side might be rigorous, and the art side is very not rigorous."

Rayan agreed with that goal. “I had a commitment to not just producing music that was somehow loosely inspired by the math and the science but rather somehow retelling the mathematics word for word, equation for equation, in a musical form,” he says.

But embracing that challenge also required that both experts leave their comfort zones and learn concepts from each other’s areas of expertise. Presslaff immersed himself in topics from linear algebra and topology that helped illuminate the inner workings of the research paper. Rayan dove into “trying to understand, as much as possible, the advanced musical ideas [Presslaff] brought to the table.”

The pair exchanged ideas for approximately 18 months before Presslaff even began writing the music. “It’s amazing that I never met Jeff in person until the day before the performance on September 20,” Rayan says. “It was all on Zoom because of the pandemic and because of distance. It was a fascinating way of working—that we could accomplish this even through purely virtual means.”

DOUBLE FUGUES AND INFINITE SHAPES
It’s tricky to pinpoint whether Rayan and Presslaff met their grand objective: to convert the main ideas from Rayan’s paper directly into jazz music. Unlike in mathematics research, there is no “proof” that they accomplished their goals. Still, the duo is pleased with their result. “Getting it done was just never a certain thing until even, say, six weeks before the performance,” Rayan says.

Hyperbolic Band performer Shah Sadikov, a Baltimore-based violist, says a highlight of the concert was when Presslaff used a double fugue, a musical technique that’s “very difficult to implement,” to represent the process of building an “infinite shape,” Sadikov says. Mathematically, that meant creating an object with “no beginning, no end,” Sadikov says. Musically, creating a double fugue involves making “one idea the foundation of the musical piece and then you take the exact same idea [and] you place it a bit later on top of it,” and so on, he says. “You create these layers of ideas. And then you can use counter ideas to that, either taking the same musical idea [and] putting it backwards or upwards,” he notes.

For Rayan, a highlight was hearing Presslaff’s musical take on “the so-called particle-wave duality or the position-momentum duality in hyperbolic band theory.” In that context, momentums can take on more dimensions than positions can. “We wanted to capture in the music the jump from, say, two dimensions to four dimensions in the simplest of these materials, which are based on octagonal hyperbolic lattices,” Rayan says.

“Hearing [Presslaff’s] attempts at introducing extra voices in the music that capture the extra degrees of freedom, the sudden jump to two extra dimensions, was a moving experience for me,” Rayan says. “I loved watching the audience try to hear those extra voices after [his] explanation of them.”

The concert included one other artistic element: Kienzle’s hand-drawn illustrations. Now a graduate student at the University of California, Berkeley, Kienzle created the mathematical art for a related research project that he and Rayan worked on while he was an undergraduate student at the University of Maryland, College Park. “This was an attempt to tell the story through a visual lens,” Rayan says. In the concert those illustrations helped enhance the musical and verbal explanations of the math and science.

Rayan sees reinterpreting this work through musical and artistic lenses as a way of bringing it full circle. Much of the mathematical and scientific concepts featured in his papers borrow ideas from the world of art. For instance, “hyperbolic tilings are very reminiscent of” Dutch graphic artist M. C. Escher’s iconic woodcuts, he notes. Rayan plans to continue exploring new ways of fusing mathematical and artistic perspectives to “give back to art” while also sprouting new insights for his research.

올해 약 3,200개 美 스타트업 폐업, 누적 투자금 272억 달러 '휴지조각'
폐업 사례 쏟아지자 현지 업계선 건실한 초기 스타트업 '멸종’ 우려까지
‘파두 사태’ 등 여파로 국내 유니콘 기업들 위상도 ‘추락’

지난해부터 지속된 고금리에 미국 스타트업들이 유니콘(기업가치 10억 달러 이상의 비상장기업)에서 좀비 기업으로 전락하고 있다. 올해 10월까지 파산으로 휴지조각이 된 미국 스타트업 투자금만 약 35조원에 달하며 연말로 갈수록 그 규모는 더 커질 전망이다. 현재 글로벌 VC 대다수가 기업의 비전보단 당장의 실적에 초점 맞춰 포트폴리오를 꾸리는 것으로 알려진 가운데, 국내 대표 유니콘들도 실적 악화로 미래 성장 가능성에 의구심을 야기하고 있다.

한때 기업가치 10조원 넘던 '호핀' 등도 몰락

7일(현지 시간) 뉴욕타임스(NYT)는 글로벌 투자 전문 연구기관 피치북의 데이터를 인용해 올해 약 3,200개의 스타트업이 폐업함에 따라 파산으로 날아간 투자금이 272억 달러(약 35조8,800억원)에 달한다고 보도했다. NYT는 폐업을 알리지 않고 조용히 문을 닫는 스타트업이 많아 실제 폐업한 기업은 이보다 더 많을 것으로 추정했다,

파산한 유니콘 중 대표적인 기업은 온라인 이벤트 플랫폼 스타트업 호핀(Hopin)이다. 코로나19 팬데믹 속 16억 달러(약 2조원) 이상의 자금을 유치했던 호핀은 한때 자산가치 76억 달러(약 10조원)로 평가 받으며 미국에서 가장 빠르게 유니콘 반열에 올랐다. 그러나 팬데믹의 종언과 함께 비대면 시장이 활성화되자 가치가 급락했고, 결국 지난 8월 주요 사업을 1천500만 달러(약 200억원)에 매각했다.

한때 7억7,600만 달러(약 1조187억원)의 투자를 받으며 급성장한 스쿠터 회사 버드(Bird)도 올해 내내 주가가 폭락하며 지난 9월 뉴욕 증시에서 상장 폐지됐다. 상장폐지 당시 버드의 시가총액은 700만 달러(약 92억원)로 창립자 트래비스 밴더잔덴이 2년 전 매입한 마이애미 맨션(2,200만 달러)보다도 낮았다. 이 밖에도 누적투자금이 1억5,000만 달러(약 1,968억원)에 달하는 부동산 스타트업 제우스 리빙(Zeus Living)도 지난달 폐업했으며, 위워크, 올리브AI, 콘보이, 비브 등의 유니콘들도 잇따라 파산 신청을 하거나 폐업했다.

폐업 위기에 놓인 기업들이 늘어난 원인으론 지난해부터 지속된 고금리 속 누적된 금융비용과 추가 자금조달 실패 등이 꼽힌다. 피치북 관계자는 “높은 이자율과 불확실한 경제 환경이 2년 넘게 이어지면서 벤처투자 시장이 그 어느 때보다 크게 위축됐다”면서 “여기에 올해 초 스타트업들에 유동성을 공급했던 실리콘밸리 관련 은행권마저 위기를 겪으면서 초기 단계 기업에는 자금 조달이, 후기 단계 기업에는 현금화 기회가 부족한 상황이 이어지고 말았다”고 분석했다.

옥석 가리기 계속되는 VC 업계 “더 이상 미래가치 중요치 않아”

현재 미국 벤처 시장은 투자자들이 더 이상 스타트업 비전에는 관심을 갖지 않는 분위기다. VC들마저도 옥석 가리기에 나서면서 일부 기업에 폐업이나 매각을 촉구하는 실정이다. 문제는 벤처투자 시장 위축이 오래 지속될 경우 최근 사업을 시작한 기업들의 몰락도 가속화할 수 있다는 점이다. 실제로 당장 성과를 내기 어려운 기술기업들은 지난 2년간 비용을 절감하며 대규모 실패를 막기 위해 많은 노력을 기울였지만, 이제는 한계에 다다랐다는 목소리가 곳곳에서 흘러나온다. 한 글로벌 VC 관계자는 “올해 들어 견고한 실적이 뒷받침 되지 않는 기업들을 포트폴리오에서 배제하는 VC들이 늘었다”면서 “더 이상 투자자들이 미래 가치에 관심을 갖지 않는 상황이 됐기 때문에 앞으로 기술 스타트업들은 성장과 수익을 동시에 이루는 방안을 모색해야 할 것으로 보인다”고 제언했다.

이는 실제 통계에서도 드러난다. 미국 온라인 증권서비스 업체 카르타에 따르면 올해 들어(10월 기준) 자사 플랫폼에서 최소 1천만 달러(약 130억원)를 모금한 신규 스타트업 중 87개사가 문을 닫았다. 카르타의 인사이트 책임자인 피터 워커는 “올해 폐업한 신규 스타트업이 수가 지난해보다 2배 이상 늘었다”면서 “올해는 스타트업에 최소 10년 만에 가장 어려운 해”라고 지적했다.

폐업 기업 수는 앞으로 더 늘어날 가능성이 높다. 2021년에 마지막으로 자금을 조달한 스타트업들이 추가 투자금을 확보하기 위해 투자자들을 찾아야 하는 시점인 올해 연말이 다가오고 있기 때문이다. 통상 스타트업들은 투자 라운드를 한 번 진행하면 최소 2년 동안 버틸 수 있는 자금을 확보한다.

국내 투자 시장도 ‘혹한기’ 지속되긴 마찬가지

국내 사정도 크게 다르지 않다. 국내 벤처·스타트업 업계도 지난해부터 이어진 고금리·고환율·고물가로 인해 ‘투자혹한기’를 겪고 있다. 중소벤처기업부에 따르면 올해 1~3분기 누적 벤처투자액은 7조6,874억원으로 전년 동기보다 25% 가까이 줄었다. 같은 기간 투자건수도 지난해 5,857건에서 5,072건으로 줄었고, 기업당 투자유치 금액도 25억9,000만원으로 6억3,000만원 감소했다.

국내 유니콘 기업들의 위상도 낮아졌다. 특히 지난달 반도체 설계기업 파두의 ‘뻥튀기 상장’ 논란을 계기로, 최근 차기 유니콘으로 꼽히는 AI 반도체칩 설계 스타트업인 퓨리오사AI의 시리즈 C 투자 유치 마감이 지연되고 있다. 이 밖에도 투자금 회수 가능성을 점치는 VC들이 대거 투자 집행 재검토에 들어간 것으로 알려지면서 가뜩이나 어려운 벤처투자 시장이 더욱 얼어붙었다.

이런 가운데 매출이나 영업이익 등 구체적인 실체 없이 기업가치가 부풀려진 유니콘 기업을 색출해야 한다는 움직임도 일고 있다. 국내 한 VC 심사역은 “실적이 과대평가된 유니콘들을 경계하는 분위기 속에서 페이퍼 유니콘이란 용어가 등장했다”며 “대표 유니콘들마저 정작 수익성이 개선되지 못하면서 미래 성장 가능성에 의구심을 품는 투자자들이 늘어난 가운데 ‘제2의 닷컴버블’ 우려도 나온다”고 전했다.

이런 상황에서도 정부의 ‘K-유니콘 육성 사업’은 이전과 다를바 없이 계속되고 있다. 중기부는 매년 ‘아기 유니콘’과 ‘예비 유니콘’을, 과학기술정보통신부는 ‘미래 유니콘’을 발표하고 있다. 그러나 선정 기준이 명확하지 않고 실적이 부진한 기업들이 대상이 되는 문제가 빈번하다는 점에서 정책 개혁이 요구된다. 자본시장연구원 관계자는 “최근 3년간 중기부가 선정한 예비 유니콘 55개사와 과기부가 선정한 45개사 중 지난해 영업이익이 발생한 곳은 총 23곳에 불과했다. 그 외 77곳은 적자 기업인 셈”이라며 “사적 시장에 투자자금 공급이 많으면 과대평가로 이어질 가능성이 높은 만큼, 정부의 혁신벤처기업 육성 정책이 자칫 평가상으로만 존재하는 유니콘을 만들어내지 않도록 냉철하고 신중한 접근과 집행이 필요하다”고 강조했다.