[후기] 2024 자연과학대학 학술제 우수상 : LLM 기반 대학 수학(실해석학 초점) 솔루션 제공 챗봇 서비스

를 제작하였습니다.

2024 자연과학대학 학술제에서 우수상을 수상하였습니다.

발표자료(PPT) 함께 첨부합니다.

*교내 단과대 대회입니다.

수(數)퍼노바_2024학술제_제출자료_PDF.pdf

6.71MB

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[ 프로젝트 주제 설명 ]

저희는 LLM 기반 대학 수학(실해석학 초점) 솔루션 제공 챗봇 서비스를 개발하였습니다. 

실해석학(Real Analysis은 미적분의 이론적 기초를 다루는 학문으로, 함수의 극한, 연속성, 미분과 적분 등 다양한 수학적 개념을 다룹니다. 이는 수학과 전공 필수 과목인 만큼 대학 수학의 핵심 과목으로 

자리 잡고 있어 수학과 학생들이 반드시 이해해야 하는 과목입니다. 그러나, 개념이 추상적이고 낯선 증명 위주로 강의가 진행되어 학생들이 강의만으로 내용을 온전히 이해하기 쉽지 않습니다.

콴다와 같은 중, 고등 수학 풀이 앱은 쉽게 접할 수 있지만 대학 수학을 풀이하는 어플리케이션은 존재하지 않음을 인지하고, 수학과 및 이공계 학생을 대상으로 전공 공부의 어려움을 해결해주고자 AI 수학 도우미를 개발하게 되었습니다.

 

이 챗봇은 csv 형식의 문제-풀이 및 정답 쌍 데이터와 PDF 형식의 원서를 LaTex 형식으로 변환한 학습하여, 사용자가 입력한 문제에 대한 상세한 솔루션을 제공합니다. 

이를 위해, 임베딩(Embedding) 모델과 RAG(Retrieval-Augmented Generation), Pinecone Database을 연동하여 지식 기반의 정확한 정보를 실시간으로 응답하는 챗봇을 개발하였습니다.

 

 현재 저희는 실해석학 풀이 모델에서 나아가 또 다른 전공 필수 과목인 선형대수학 풀이 기능을 추가하고 있으며, 향후 집합론, 위상수학 등 다양한 전공 과목 풀이 기능을 확대해 나갈 계획입니다.

 

 

[ 프로젝트 기획 배경 ]

 저희는 수학과 학생 2명으로 구성된 팀 ‘수(數)퍼노바’로, 2학년 때 처음 전공을 접하고 너무 어려워 당황스러웠던 기억이 있습니다. 이러한 경험을 바탕으로, 전공에 어려움을 겪는 수학과 후배들을 비롯하여 

모든 학생이 수학을 좀 더 즐겁게 공부할 수 있도록 돕고자 ‘수학 문제 솔루션 제공 챗봇’ 아이디어를 떠올려 프로젝트를 기획하였습니다. 이에 따라 솔루션에 대한 상세한 해설이 부족하거나, 사용자가 궁금한 개념이 있는 경우에도 

즉각적으로 찾아볼 수 있는 챗봇 서비스가 있으면 많은 학생들에게 도움이 될 것이라고 생각하였고 다각도로 수학 솔루션을 제공하는 활용도 높은 챗봇을 개발하게 되었습니다.

 

 최근 Chat GPT같은 AI는 일상 속에 스며들어 마치 계산기와 같은 도구로 자리잡고 있습니다. 

AI의 발전에 따라 다양한 분야에서 디지털 교육 도구가 등장하고 있으며, 이러한 흐름 속에서 수학 학습 분야에도 AI가 도입되면 보다 쉽게 학습할 수 있는 환경이 조성될 것입니다.