□ 2020년 7개 연구소에 이어 2021년에도 11개 연구소 추가 지정

º 미국 국립과학재단(NSF)은 AI분야의 중장기 연구와 이를 통한 미국의 AI 리더십 유지를 위해 2020년부터 국립AI연구소 프로그램(National AI Research Institutes program)에 

착수

- 추진 배경은 국가인공지능연구개발전략(National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan) 개정안(2019)에서 장기 성과를 기대할 수 있는 분야에 

대한 장기적 AI연구 투자 필요성을 강조하고, 대통령 직속 과학기술자문회의(President’s Council of Advisors for Science and Technology)의 ‘미래산업에서 미국의 리더십 

강화를 위한 권고(Recommendations for Strengthening American Leadership in Industries of the Future)’에서 과학기술 발전을 견인하기 위해 AI에 대한 새롭고 지속적인 

연구를 촉구

- 동 프로그램은 NSF, 농무부(USDA), 국토안보부(DHS) 및 교통부(DOT)의 공동프로그램으로 기획되었으며, 민간기업(구글, 아마존, 인텔, 엑센추어)도 재정지원에 참여

※ 2021년 신규 연구소 지원에 참여한 연방부처는 농무부와 국토안보부

- 선정된 연구소는 5년 간 총 2,000만 달러 지원(11개 연구소 총 지원액 : 2억 2,000만 달러)

º 미국 모든 주에 AI연구네트워크 확보를 추구하며, 이번 선정으로 40개 주까지 확대

- Sethuraman Panchanathan NSF 이사장(Director)은 "국립AI연구소들은 학계, 산업계, 정부가 AI의 발견과 혁신을 가속화하는 허브로서 향후 50개 주 전체로 네트워크 확대가 

이루어질 것이며, AI 관련 모든 영역에 걸쳐 재능과 아이디어를 촉발함으로써 의학에서 엔터테인먼트, 교통 및 사이버 보안에 이르기까지 삶을 개선하고 미국이 경쟁력과 번영의 

선봉에 설 수 있는 새로운 역량으로 이어질 것"이라고 기대를 표출

□ 2021년 7대 영역에서 11개 연구소 신규 선정

º 선정 분야 및 연구비 지원 주체

- 인간-AI 상호작용 및 협업(Human-AI Interaction and Collaboration), 최적화 진보를 위한 AI(AI for Advances in Optimization), AI와 첨단사이버인프라(AI and Advanced 

Cyberinfrastructure), 컴퓨터·네트워크 시스템의 AI(AI in Computer and Network Systems), 다이내믹시스템의 AI(AI in Dynamic Systems), AI기반 증강학습(AI-Augmented Learning), 

AI기반 농업·식품시스템 혁신(AI-Driven Innovation in Agriculture and the Food System) 등 7개 분야

- 11개 연구소의 연구비 지원 주체는 NSF 전액 지원 2개, NSF-연방정부 또는 민간기업 공동지원 7개, USDA-NIFA(미 농무부 산하 국립식품농업연구소) 전액지원 2개

º 선정 현황

① 네트워크 그룹을 위한 협업지원 및 상호작용 AI연구소(NSF AI Institute for Collaborative Assistance and Responsive Interaction for Networked Groups, AI-CARING)

- 인간의 개별적 행동연구를 위한 AI 시스템 개발을 추진. 인간이 성장하고, 노화기에 접어드는 등 시간이 지나면서 어떠한 행동 변화가 나타나는지 AI로 탐색. 연구소는 

“매년 증가하는 고령층을 지원하고 그들을 위한 복지를 개선하며, 의료분야 효율성을 높이는 데 도움이 될 것”으로 기대

- 주관기관 : 조지아공대(Georgia Institute of Technology)

- 예산 : 아마존·구글 일부 지원

② 학습 기반 대규모 최적화 AI연구소(NSF AI Institute for Learning-Enabled Optimization at Scale, TILOS)

- AI를 활용해 반도체 설계와 작동을 개선하여 현대 컴퓨터과학기술의 한계를 넘는 초대형 최적화 문제를 해결함으로써, 현재 기술의 기하급수적인 향상과 새로운 발견을 도모

- 주관기관 : UC 샌디에이고(University of California San Diego) 및 5개 대학

- 예산 : 인텔 일부 지원

③ 최적화 고도화 AI연구소(NSF AI Institute for Advances in Optimization)

- AI와 수학적 최적화를 접목해 대규모 의사결정을 할 수 있는 지능형 시스템을 구축, 공급망·에너지·지속가능성·회로 설계 등 복잡계 시스템의 의사결정을 개선

- 주관기관 : 조지아공대(Georgia Institute of Technology)

- 예산 : 인텔 일부 지원

④ 환경 분야 계산학습을 위한 지능형 사이버인프라 AI연구소(NSF AI Institute for Intelligent Cyberinfrastructure with Computational Learning in the Environment, 

ICICLE)

- 차세대 사이버 인프라 구축으로 과학자들이 AI를 쉽게 활용할 수 있도록 함으로써 농업, 동물 생태계, 지구 온난화 등 지구환경 개선 연구를 효율적으로 추진할 수 있도록 지원

- 주관기관 : 오하이오주립대학교(Ohio State University)

- 예산 : NSF 전액 지원

⑤ 미래 엣지 네트워크 및 분산 인텔리전스 AI연구소(NSF AI Institute for Future Edge Networks and Distributed Intelligence, AI-EDGE)

- AI 시너지를 활용해 새로운 무선 엣지 네트워크를 설계. AI 기반 지능형 교통 네트워크, 원격 건강관리, 분산형 로봇, 스마트 항공우주 분야 애플리케이션 개선 등을 연구

- 주관기관 : 오하이오주립대학교(Ohio State University)

- 예산 : 미 국토안보부(DHS) 일부 지원

⑥ 차세대 네트워크를 활용한 엣지컴퓨팅 AI연구소(NSF AI Institute for Edge Computing Leveraging Next-generation Networks, Athena)

- 네트워크 복잡성과 비용을 통제하면서 네트워크와 클라우드의 엣지(edge)를 포함한 모든 사용자에게 보다 나은 액세스를 제공하는 데 초점. 향후 AI 시스템 설계나 

운영·서비스 등 새로운 기술 역량을 비즈니스 모델에 접목하는 방법을 연구

- 주관기관 : 듀크대학교(Duke University)

- 예산 : 미 국토안보부(DHS) 일부 지원

⑦ 동적시스템 AI연구소(NSF AI Institute for Dynamic Systems)

- AI와 머신러닝 이론, 알고리즘, 응용 분야 등을 연구 및 교육. 복잡한 동적 시스템의 안전한 실시간 학습과 제어 달성이 목표. 연구소 측은 “물리 기반 모델을 AI나 머신러닝과 

통합해 실시간 감지, 예측, 의사결정 과제를 위한 윤리적이고 효율적이며 설명 가능한 데이터 지원 솔루션을 구축할 계획”이라고 언급

- 주관기관 : 워싱턴대학교(University of Washington)

- 예산 : 미 국토안보부(DHS) 일부 지원

⑧ 참여형 학습 AI연구소(NSF AI Institute for Engaged Learning)

- 자연어처리(NLP), 컴퓨터 비전 및 머신러닝 분야 연구. 다양한 배경의 학습자를 모집해 AI 주도 학습 환경을 체험케 하고, AI윤리를 교육·연구함으로써 ‘AI 교육 혁신의 연결고리 

역할’ 담당

- 주관기관 : 노스캐롤라이나주립대학교(North Carolina State University)

- 예산 : NSF 전액 지원

⑨ 성인학습 및 온라인교육 AI연구소(NSF AI Institute for Adult Learning and Online Education, ALOE)

- 성인 온라인 교육의 질을 높이기 위한 AI 이론과 기술을 개발하고, 이를 실제 교육에 활용할 수 있도록 지원

- 주관기관 : 조지아 리서치 얼라이언스(GRA)

- 예산 : Accenture 일부 지원

⑩ 인력혁신 및 의사결정 지원을 위한 농업AI연구소(USDA-NIFA AI Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support, AgAID)

- ‘노동, 물, 기상, 기후변화’와 관련된 복잡한 농업문제 해결을 위한 AI 개발. 농부, 근로자, 정책 입안자가 외부 자문위원으로 참여해 함께 솔루션을 개발

- 주관기관 : 워싱턴주립대학교(Washington State University)

- 예산 : USDA-NIFA(국립식품농업연구소) 전액 지원

⑪ 농업복원성 AI연구소(USDA-NIFA AI Institute for Resilient Agriculture, AIIRA)

- 전례 없는 규모로 식물을 모형화한 혁신적인 AI 기반 디지털트윈을 통해 농업을 혁신하여, 농작물 개선과 기후변화에 대한 복원력 향상을 도모

- 주관기관 : 아이오와주립대학교(Iowa State University)

- 예산 : USDA-NIFA(국립식품농업연구소) 전액 지원

º 2020년에는 USDA-NIFA 지원 연구소 2개 포함, 총 7개 연구소 선정

□ NSF는 R&D·인재양성 지원, 정책결정 참여 등 AI를 위한 전방위적 역할 수행

º NSF는 AI연구소를 포함한 R&D, 교육·인재개발 및 첨단의 확장가능한(scalable) 컴퓨팅자원 지원 등을 통해 AI연구 발전에 기여

- 특히 다양한 과학적 탐구 영역들(컴퓨터·정보 과학, 과학 및 공학, 인지과학 및 심리학, 경제학 및 게임이론, 공학·제어 이론, 윤리학, 언어학, 수학과 철학 등)을 한데 모을 수 있는 

NSF의 역량이 미국의 AI 지평 확장에 선도적 역할을 할 수 있는 차별적 지위를 부여

- NSF의 AI분야 예산은 2019년 4억 6,521만 달러(확정 예산), 2020년 5억 3,366만 달러*, 2021년 8억 6,809만 달러(요구예산)로 급격한 증가 추세

* https://uidp.org/wp-content/uploads/2020/09/05-NSF-AI-Research-Institute.pdf

º NSF의 AI 관련 R&D 프로그램 현황

- NSF의 대규모 협력·미래 연구인 ‘NSF’s 10 Big Ideas’의 일환으로 추진 중인 ‘Harnessing the Data Revolution’과 ‘Future Work’ 등

- 기타 AI에 초점을 둔 프로그램으로는 ‘AI and Society’(Partnership on AI와 공동 운영), ‘Fairness, Ethics, Accountability and Transparency’, NSF Program on Fairness in 

Artificial Intelligence in Collaboration with Amazon(아마존과 공동 지원), Real-Time Machine Learning (DARPA와 공동 지원) 등

- 데이터 및 컴퓨팅 자원 관련 프로그램으로는 ‘CloudBankEnabling Access to Cloud Computing Resources for CISE Research and Education (CloudAccess)’, 

‘Exploring Clouds for Acceleration of Science’ 및 High-Performance Computing 등

- 기타 NSF의 기본 프로그램(CORE AND CROSSCUTTING PROGRAMS) 내에서 다양한 AI관련 연구를 지원

º NSF의 AI 관련 인재양성 지원 프로그램

- 모두를 위한 컴퓨터과학(Computer Science for All) : 미국의 모든 K-12 이전 학생에게 컴퓨터 과학 및 컴퓨터식 사고(computational thinking) 교육에 참여할 수 있는 기회 

제공

- 학부 STEM 교육 개선사업(Improving Undergraduate STEM Education), 대학원 연구 펠로우십(Graduate Research Fellowships), NSF Research Trainship 등

º 미국 정부 전반에 걸친 AI 분야의 NSF 리더십

- NSF 이사장(Director)은 AI R&D 우선순위에 대해 백악관에 자문하는 ‘NSTC(국가과학기술위원회) AI 선정 위원회(NSTC Select Committee on AI)’의 공동의장(DARPA 국장, 

백악관 과학기술정책국장과 함께) 담당

- NSTC의 NITRD* 분과위원회 공동위원장, NITRD의 AI연구개발기관간실무그룹(Artificial Intelligence Research and Development Interagency Working Group) 공동위원장 

등의 역할 수행

* Networking and Information Technology Research and Development Program

- 2019년 6월 '국가 인공지능 연구개발 전략계획(The National Artificial Intelligence Research and Development Strategic Plan)' 업데이트와 2019년 11월 '인공지능 연구개발

(R&D) 3개년 경과보고서(a three-year Progress Report on Advancing Artificial Intelligence R&D)’ 작성에 참여 등