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최근 월드 모델(World Model)은 인공지능이 단순한 언어·이미지 처리 단계를 넘어 물리 세계의 구조와 동역학을 이해하고 미래 상태를 예측할 수 있도록 하는 핵심 기술로 부상하고 있다. 이는 범용 인공지능(AGI)과 피지컬AI 실현을 위한 차세대 기반 기술로 평가되며, 로봇·자율주행·가상융합 산업 전반에서 전략적 중요성이 확대되고 있다. 월드 모델은 인간의 멘탈 모델과 유사하게 환경에 대한 이해와 미래 예측을 기반으로 다양한 시나리오를 사전에 시뮬레이션하고 최적의 의사결정을 지원한다.

기술적으로 월드 모델은 명시적, 암묵적, 시뮬레이터 기반, 하이브리드형 등 다양한 패러다임으로 발전하고 있으며, 비디오 생성, 자율주행, 자율 에이전트 등 목적별로도 세분화될 수 있다. 최근 미국, 중국, 유럽, 한국 등 주요국의 기업들은 각각 실시간 3D 가상환경 생성, 자기지도 기반 물리 예측, 합성 데이터 생성, 공간지능 구현 등 다양한 접근 방식으로 월드 모델 개발 경쟁을 본격화하고 있다.

특히 월드 모델은 피지컬AI 발전의 핵심 병목인 데이터 부족과 사전 검증 문제를 해결하는 중요한 대안으로 주목된다. 현실 세계에서 수집이 어려운 대규모 행동 데이터를 합성 데이터와 가상 시뮬레이션으로 보완함으로써 로봇과 자율 시스템의 학습 비용을 줄이고, 위험한 실제 검증 과정을 대체할 수 있다. 이를 통해 보다 안전하고 효율적인AI 시스템 개발이 가능해진다.

정책적으로 한국은 제조업 기반의 풍부한 산업 데이터를 활용해 제조 특화 물리 데이터셋과 고충실도 가상환경을 구축하고, Sim-to-Real 정합성 확보, 도메인 특화 월드 모델 개발 등을 추진할 필요가 있다. 또한 VLA, 시뮬레이션, 제조 데이터를 통합한 국가 차원의 연구개발 체계를 마련함으로써 글로벌 월드 모델 경쟁력을 확보해야 한다.

결론적으로 월드 모델은 향후 AI 산업의 핵심 인프라이자 피지컬AI, 자율주행, 가상융합 발전을 견인할 중요 기술로서, 기술 혁신과 산업 생태계, 국가 정책 차원의 선제적 대응이 요구된다.

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• Executive Summary

  Recent world models have emerged as a critical technology enabling artificial intelligence to move beyond simple language and image processing toward understanding the structure and dynamics of the physical world and predicting future states. They are increasingly regarded as next-generation foundational technologies for achieving Artificial General Intelligence (AGI) and Physical AI, while their strategic importance is expanding across robotics, autonomous driving, and virtual convergence industries. Similar to the human mental model, world models support proactive simulation of diverse scenarios and optimal decision-making by understanding environments and forecasting future outcomes.

  Technically, world models are evolving across various paradigms, including explicit, implicit, simulator-based, and hybrid approaches, while also being specialized by application domains such as video generation, autonomous driving, and autonomous agents. Recently, leading companies across the United States, China, Europe, and South Korea have intensified competition in world model development through diverse approaches, including real-time 3D virtual environment generation, self-supervised physics prediction, synthetic data generation, and spatial intelligence implementation.

  In particular, world models are gaining attention as an important solution to addressing two major bottlenecks in Physical AI development: data scarcity and pre-deployment validation challenges. By supplementing difficult-to-obtain real-world behavioral data with synthetic data and virtual simulations, world models can significantly reduce the cost of training robots and autonomous systems while replacing risky real-world testing processes. This enables the development of safer and more efficient AI systems.

  From a policy perspective, South Korea needs to leverage its rich manufacturing-based industrial data to establish manufacturing-specialized physical datasets and high-fidelity virtual environments, while promoting Sim-to-Real alignment and domain-specific world model development. In addition, South Korea should secure global competitiveness in world models by establishing a national R&D framework that integrates VLA, simulation, and manufacturing data.

  In conclusion, world models are expected to become a core infrastructure for the future AI industry and a key enabling technology driving the advancement of Physical AI, autonomous driving, and virtual convergence. As such, proactive responses at the levels of technological innovation, industrial ecosystem development, and national policy are essential.