한국정보기술진흥원2026 제7회 청소년 IT경시대회 개최안내

게임 트리 알고리즘, 인공지능 의사결정의 뼈대로 주목...미니맥스·알파베타 가지치기가 핵심 원리

인공지능이 게임에서 최선의 수를 찾는 원리가 주목받고 있다.
[한국정보기술신문] 인공지능이 틱택토(Tic-Tac-Toe)나 체스, 바둑 같은 게임에서 다음 수를 결정하는 핵심 원리로 게임 트리 기반 알고리즘이 다시 조명받고 있다. 게임은 규칙이 명확해 추상적으로 정의할 수 있고, 인간의 지적 능력과 연관이 있는 것으로 여겨져 인공지능 분야에서 오래전부터 중요한 연구 주제로 다뤄져 왔다.
게임 트리 알고리즘은 두 명이 번갈아 수를 두는 게임을 전제로 한다. 두 경기자는 각각 맥스(MAX)와 민(MIN)으로 불리며, 맥스가 항상 먼저 수를 둔다고 가정한다. 또한 한 명이 이기면 다른 한 명은 반드시 지는 제로섬(zero-sum) 구조로, 둘이 함께 이기는 협동적 승리는 존재하지 않는다.
nik-korba-3WceTBlUoMs-unsplash.jpg
Unsplash 제공

9! 개에 이르는 경우의 수, 트리로 표현

대표적인 사례인 틱택토는 가로세로 3×3 크기의 판에서 진행된다. 한 곳에 수를 놓으면 상대가 놓을 수 있는 칸이 하나씩 줄어든다. 이 때문에 가능한 모든 경우의 수는 9×8×7×…×1, 즉 9!(팩토리얼)인 36만2880가지에 이른다. 인공지능은 이처럼 방대한 게임 상태를 나무 모양의 구조인 '게임 트리'로 표현해 분석한다.
다만 모든 경우의 수를 전부 계산하는 일은 드물다. 경우에 따라 전부 따져야 할 때도 있지만, 실제로는 그렇지 않은 경우가 더 많기 때문이다. 불필요한 계산을 줄이기 위한 여러 기법이 고안된 배경이다.

미니맥스, 상대의 최선을 가정해 수를 선택

가장 기본이 되는 방식은 미니맥스(minimax) 알고리즘이다. 현재 보드 상태를 트리의 뿌리(루트)로 놓고, 인공지능이 둘 수 있는 빈칸의 수만큼 가지를 뻗어 가능한 미래 상태를 모두 펼친다. 게임이 끝나는 최종 상태에 도달하면 더 이상 가지를 나누지 않고 점수를 매긴다. 인공지능이 이기면 +1점, 지면 -1점, 비기면 0점이 부여된다.
핵심은 상대방이 항상 최선의 수를 둔다고 가정하는 데 있다. 작은 숫자를 골라야 유리한 민은 가지 중 가장 작은 값을 선택하고, 큰 숫자를 골라야 유리한 맥스는 가장 큰 값을 선택한다. 트리의 아래쪽 단말 노드부터 위로 올라오며 이 과정을 반복해 최선의 수를 결정한다.
미니맥스는 게임 트리 전체를 깊이 우선으로 완벽하게 탐색한다. 트리의 최대 깊이가 m이고 각 노드에서 가능한 수가 b개일 경우, 이 알고리즘의 시간 복잡도는 b의 m제곱, 즉 O(b^m)으로 표현된다. 깊이가 깊어질수록 계산량이 기하급수적으로 늘어난다는 의미다.

알파베타 가지치기로 불필요한 탐색 제거

이러한 계산 부담을 덜기 위한 기법이 알파베타 가지치기다. 미니맥스가 만드는 탐색 트리 가운데 상당수는 최종 결과에 영향을 주지 않는데, 이런 가지를 미리 쳐내는 방식이다. 탐색 과정에서 맥스는 알파(α) 값만, 민은 베타(β) 값만 갱신하며, 자식 노드로 두 값을 전달해 비교한다.
예를 들어 맥스가 이미 7이라는 값을 확보한 상태에서 다른 경로를 탐색할 때, 그 경로가 6보다 작은 값을 보낼 것이 분명하다면 나머지 단말 노드는 계산할 필요가 없다. 맥스는 7보다 큰 값을 찾고 있기 때문이다. 이처럼 부모 노드의 현재 값에 따라 트리 전체를 탐색하지 않고도 같은 결론에 도달할 수 있다.

시간 한계엔 휴리스틱 평가 함수 활용

미니맥스 알고리즘은 본래 탐색 공간 전체를 살피는 것을 전제로 한다. 그러나 실제 게임에서는 탐색 공간이 매우 커 정해진 시간 안에 모든 경우를 따지기가 사실상 불가능하다. 적당한 시간 안에 다음 수를 결정해야 하기 때문이다.
이때 활용되는 것이 휴리스틱 평가 함수(evaluation function)다. 탐색을 마쳐야 하는 시간에 도달하면 탐색을 중단하고, 아직 게임이 끝나지 않은 비단말 노드를 마치 최종 상태에 도달한 것처럼 간주해 점수를 추정한다. 완벽한 계산 대신 합리적인 추정을 통해 제한된 시간 안에서 최선에 가까운 결정을 내리는 셈이다.
게임 트리에서 출발한 이들 기법은 오늘날 다양한 인공지능 의사결정 모델의 기초로 활용되며, 탐색 효율을 높이려는 연구가 꾸준히 이어지고 있다.
한국정보기술신문 인공지능분과 박연호 기자 news@kitpa.org

함께 읽으면 좋은 기사

애플, 맥에서 지갑 패스 만드는 '패스 디자이너' 베타 공개...코드 없이 실시간 미리보기·오류 검증 지원

애플, 맥에서 지갑 패스 만드는 '패스 디자이너' 베타 공개...코드 없이 실시간 미리보기·오류 검증 지원

정보기술 3분
오픈AI, 말로 웹사이트 만드는 'ChatGPT Sites' 공개 베타 운영...코딩 없이 사이트 제작부터 게시·공유까지

오픈AI, 말로 웹사이트 만드는 'ChatGPT Sites' 공개 베타 운영...코딩 없이 사이트 제작부터 게시·공유까지

인공지능 3분
AWS, 이란 공격 받은 바레인·UAE 데이터센터 일부 데이터 "복구 불가" 공식화...피격 6개월 만의 발표, 여러 가용 영역 동시 피해로 설계 한계 넘어서

AWS, 이란 공격 받은 바레인·UAE 데이터센터 일부 데이터 "복구 불가" 공식화...피격 6개월 만의 발표, 여러 가용 영역 동시 피해로 설계 한계 넘어서

클라우드 3분
애플, 아이폰 촬영 사진의 진위 증명하는 '레퍼런스 이미지' 공개...아이폰 18 프로 카메라 센서가 촬영 즉시 서명, 양자내성 암호 적용하고 촬영자 신원은 숨겨

애플, 아이폰 촬영 사진의 진위 증명하는 '레퍼런스 이미지' 공개...아이폰 18 프로 카메라 센서가 촬영 즉시 서명, 양자내성 암호 적용하고 촬영자 신원은 숨겨

정보보안 4분
과기정통부, 원주에 디지털헬스케어 특화 'AI융합혁신교육원' 개소...의료데이터·피지컬 AI 교육으로 올해 160명 양성, 기업-대학 연계 프로젝트로 채용까지 잇는다

과기정통부, 원주에 디지털헬스케어 특화 'AI융합혁신교육원' 개소...의료데이터·피지컬 AI 교육으로 올해 160명 양성, 기업-대학 연계 프로젝트로 채용까지 잇는다

인공지능 · 유관기관 2분
마이크로소프트, '.NET 11' 성능 개선 수백 건 공개...비동기 처리 구조 바꾸고 불필요한 검사·메모리 할당 줄여, 일부 코드는 5배 빨라져

마이크로소프트, '.NET 11' 성능 개선 수백 건 공개...비동기 처리 구조 바꾸고 불필요한 검사·메모리 할당 줄여, 일부 코드는 5배 빨라져

정보기술 4분
애플, iOS 27 등 새 운영체제 배포 시작...'시리 AI' 영어 베타 공개...한국어는 10월 지원, 자녀 보호 기능 강화하고 앱 실행 속도 최대 30% 개선

애플, iOS 27 등 새 운영체제 배포 시작...'시리 AI' 영어 베타 공개...한국어는 10월 지원, 자녀 보호 기능 강화하고 앱 실행 속도 최대 30% 개선

인공지능 4분
딥시크, KV 캐시 4분의 1로 줄인 'V4.1 플래시' 공개...층 간 캐시 공유·FP4 저장으로 장기 AI 에이전트 비용 절감 겨냥

딥시크, KV 캐시 4분의 1로 줄인 'V4.1 플래시' 공개...층 간 캐시 공유·FP4 저장으로 장기 AI 에이전트 비용 절감 겨냥

인공지능 4분
오픈JDK, 자바 27 정식 출시...G1 기본 가비지 컬렉터·양자내성 TLS 도입

오픈JDK, 자바 27 정식 출시...G1 기본 가비지 컬렉터·양자내성 TLS 도입

정보기술 2분
애플, 완전히 새로 만든 '시리 AI' 출시...iOS 27 등 새 운영체제에 차세대 애플 인텔리전스 탑재, 영어 베타로 먼저 시작해 한국어는 다음 달 지원

애플, 완전히 새로 만든 '시리 AI' 출시...iOS 27 등 새 운영체제에 차세대 애플 인텔리전스 탑재, 영어 베타로 먼저 시작해 한국어는 다음 달 지원

정보통신 · 인공지능 4분
유웨이어플라이, 수시 원서접수 서버 장애 공식 사과...마감 10분 전 시스템 멈춰 접수 1시간 연장

유웨이어플라이, 수시 원서접수 서버 장애 공식 사과...마감 10분 전 시스템 멈춰 접수 1시간 연장

정보기술 · 정보보안 3분
애플, 5초마다 심박 재는 '헬스 센싱 시스템' 애플워치 시리즈 12 공개...S11 칩으로 레디니스 점수·오디오 인텔리전스 도입, 18일 정식 출시

애플, 5초마다 심박 재는 '헬스 센싱 시스템' 애플워치 시리즈 12 공개...S11 칩으로 레디니스 점수·오디오 인텔리전스 도입, 18일 정식 출시

정보기술 5분