Wonkee_Lee_eef60fed1.png Wonkee Lee 2026.07.27

On-device Agentic AI: LG U+ ixi-O powered by EXAONE

AI 기술이 급격히 발전함에 따라, AX(AI Transformation)의 중심축은 고성능 클라우드 인프라를 넘어 개인화된 디바이스로 확장되고 있습니다. 거대한 중앙 서버를 거치지 않고 디바이스 자체에서 실시간으로 복잡한 지능형 태스크를 처리하는 ‘온디바이스 에이전틱 AI(On-device Agentic AI)’로 기술 패러다임이 이동하고 있기 때문입니다. 특히 일상적인 사용자 경험과 밀접하며 매 순간 방대한 데이터가 생성·유통되는 통신 산업은 이러한 온디바이스 AI 혁신을 도입했을 때 가장 실질적이고 즉각적인 시너지와 파급 효과를 기대할 수 있는 핵심 도메인입니다.

특히 모바일 기기는 개인의 민감한 정보와 비즈니스 커뮤니케이션을 실시간으로 지원하는 플랫폼으로 이러한 환경에서 LG AI연구원과 LG유플러스는 통신 서비스를 한 단계 진화시키기 위한 고도화 프로젝트를 진행했습니다. LG유플러스의 AI 비서 서비스인 ‘익시오(ixi-O)’에 LG의 파운데이션 모델인 ‘EXAONE(엑사원)’을 탑재하여 서비스의 추론 능력을 고도화한 것입니다.

본 글에서는 클라우드 기반 아키텍처의 한계를 넘어 보안과 효율성을 극대화한 온디바이스 AI로의 전환 과정과, 핵심 서비스인 'AI 통화 분석' 및 'AI 전화 대신 받기'에 적용된 고도화 방법론을 기술적인 관점에서 자세히 공유하고자 합니다.

익시오를 진정한 온디바이스 에이전트로 진화시키기 위해, 이번 과제에서는 크게 세 가지 핵심 태스크를 정의했습니다.

첫 번째는 AI 통화 분석 서비스를 온디바이스로 전환하는 것입니다. 기존 클라우드 기반 거대언어모델 (LLM, Large Language Model)로 운영되던 통화 분석 파이프라인을 기기 내부(On-device)에서 구동되는 EXAONE 기반으로 전환했습니다. 이를 통해 클라우드 서버 의존도를 낮춰 인프라 비용을 획기적으로 절감하는 동시에, 초민감 데이터인 고객의 통화 내용을 단말 내부에서 처리하여 보안성을 강화했습니다.

두 번째 태스크는 ‘AI 전화 대신 받기’ 서비스를 모델 기반으로 고도화하는 것입니다. 이번 과제에서는 정형화된 스크립트 및 룰(Rule) 기반으로 응대하던 기존 시스템을 온디바이스 EXAONE LLM을 활용한 대화형 구조로 전환했습니다. 사용자가 전화를 받을 수 없는 상황에서 AI가 단순히 정해진 말을 반복하는 것을 넘어, 발신자의 의도를 파악 후 유연하고 자연스럽게 대화를 주고받을 수 있도록 고도화하는 것이 이번 과제의 목표였습니다.

마지막 ‘효율화’ 측면에 집중했습니다. 개발하는 모든 태스크를 멀티 태스크 방식으로 학습함으로써, 하나의 모델로 모든 서비스를 제공하도록 구현했습니다. 이를 통해 메모리(RAM) 점유율을 최소화하고, 향후 모델의 유지보수, 배포 및 운영 효율성을 극대화하고자 했습니다.

본 프로젝트는 LG AI연구원과 LG유플러스가 공동으로 수행한 과제로, LG AI연구원은 모델링 및 데이터 엔지니어링을, LG유플러스는 단말 최적화 및 서빙을 담당하였습니다. 양사의 전문 영역을 기반으로 역할을 세분화하고, 긴밀하게 협업함으로써 프로젝트를 유기적으로 추진할 수 있었습니다.

1. EXAONE 4.0 

이미지 1. EXAONE 4.0 1.2B 벤치마크 성능[1]


온디바이스 서빙을 위한 베이스 모델로는 EXAONE 4.0 1.2B 경량 모델을 채택하였습니다. 본 과제에서 해당 모델을 선택한 주요 기술적 이유는 다음과 같습니다.

  1. 온디바이스 적용에 적합한 모델 규모: EXAONE 4.0 1.2B는 온디바이스 애플리케이션을 고려해 설계된 경량화 모델로, 스마트폰 단말 환경에서의 서빙 및 최적화에 적합한 모델 크기를 갖추고 있습니다.

  2. 경량 모델 대비 우수한 성능: 1.2B 규모의 경량 모델임에도 불구하고, 동급 글로벌 경량 모델들과 비교했을 때 지식 추론, 지시 이행, 한국어 이해 등 주요 벤치마크에서 우수한 성능을 보였습니다.

  3. 롱컨텍스트 및 다국어 지원: 65K 수준의 긴 컨텍스트 길이를 지원하여 STT(Speech-to-Text) 기반 통화 스크립트와 같이 비교적 긴 입력을 처리하는 데 유리합니다. 또한 한국어뿐 아니라 영어·스페인어 등 다국어 입력에 대한 이해 능력도 갖추고 있어 실제 통화 환경에서의 활용 가능성이 높습니다.

2. LG U+ 익시오(ixi-O)

이미지 2. 익시오 주요 서비스

 

본 프로젝트는 LG유플러스의 AI 비서 서비스인 익시오에 EXAONE을 온디바이스 형태로 적용하고, 실제 서비스 환경에 적합하도록 모델 성능을 고도화하는 것을 목표로 하였습니다.

익시오는 통화 녹음 및 요약, AI 전화 대신 받기, 보이는 전화, 보이스피싱 탐지 등 다양한 AI 기반 통화 경험을 제공하는 서비스입니다. 본 프로젝트에서는 이 중 사용자의 통화 내용을 이해하고 구조화된 결과를 생성해야 하는 AI 통화 분석 서비스와, 발신자와의 대화를 통해 용건을 파악하고 응답을 생성해야 하는 AI 전화 대신 받기 서비스를 주요 적용 대상으로 설정하였습니다.

첫 번째는 AI 통화 분석 서비스입니다. 이 서비스는 통화가 종료된 이후 AI가 통화 내용을 분석하여 핵심 내용을 요약하고, 사용자가 주요 정보를 빠르게 파악할 수 있도록 지원합니다. 또한 통화 내용에 기반한 일정, 업무, 연락 등 필요한 후속 조치를 제안함으로써 통화 이후의 행동까지 자연스럽게 이어질 수 있도록 돕습니다.

두 번째는 AI 전화 대신 받기 서비스입니다. 이 서비스는 사용자가 전화를 받기 어려운 상황에서 AI가 대신 전화를 받아 발신자와 실시간으로 대화를 진행하는 기능입니다. AI는 발신자의 용건을 확인하고 대화 내용을 기록하여, 사용자가 이후 필요한 내용을 확인하고 적절히 대응할 수 있도록 지원합니다.

두 서비스 모두 실제 통화 데이터를 기반으로 동작하기 때문에 개인정보 보호, 낮은 응답 지연, 단말 환경에서의 안정적인 추론 성능이 중요한 요구사항입니다. 이에 본 프로젝트에서는 EXAONE을 온디바이스 환경에 탑재함으로써 통화 데이터를 단말 내에서 처리할 수 있도록 하고, 서비스 목적에 맞는 한국어 이해, 요약, 대화 응답 및 정보 구조화 성능을 고도화하는 데 초점을 맞추었습니다.


3. EXAONE 기반 익시오 AI 통화분석

이미지 3. 학습데이터 생성 파이프라인

 

AI 통화 분석 서비스의 핵심은 비정형적인 통화 스크립트를 사용자가 바로 활용할 수 있는 구조화된 정보로 변환하는 것입니다. 통화가 종료되면 STT를 통해 음성이 텍스트로 변환되고, 모델은 이 텍스트를 기반으로 통화의 핵심 내용을 요약하고 주요 키워드와 중요 정보를 추출하며, 일정 등록·연락·확인 요청과 같은 후속 조치를 생성해야 합니다. 즉, AI 통화 분석은 단순 요약을 넘어 요약, 키워드 추출, 엔티티 추출, 후속 조치 추천이 결합된 복합적인 통화 이해 태스크로 볼 수 있습니다.

이 태스크는 일반적인 문서 요약이나 정보 추출보다 훨씬 까다롭습니다. 실제 통화에는 구어체 표현, 생략된 문장, 반복 발화, 문장 단절, 화자 간 발화 중첩, 급격한 주제 전환이 자연스럽게 나타납니다. 여기에 STT 변환 과정에서 발생하는 단어 오인식, 문장 경계 누락, 숫자 및 고유명사 인식 오류까지 더해집니다. 따라서 모델은 정제된 텍스트가 아니라 노이즈가 포함된 통화 스크립트에서도 핵심 정보를 정확히 파악하고, 일관된 형식의 분석 결과를 생성할 수 있어야 합니다.

익시오의 AI 통화 분석 서비스를 EXAONE 기반으로 고도화하고, 이러한 통화 이해 태크스를 효과적으로 수행할 수 있도록 하기 위해 본 과제에서는 그림 3에서와 같이 데이터 생성부터 모델 학습까지 이어지는 파이프라인을 구축하였습니다. 본 파이프라인은 실통화 데이터 또는 합성 데이터를 입력으로 받으면, 고성능 Teacher Model이 요약, 주요 내용, 후속 조치 등 통화 분석 라벨을 생성합니다. 이후 Verification & Regeneration 단계를 통해 생성 결과를 검증·보완한 뒤, 최종적으로 Student Model인 EXAONE의 학습에 활용하는 구조로 설계되었습니다.

본 과제의 핵심 기여는 크게 두 가지입니다. 첫째, 실제 통화 환경에서 등장할 수 있는 대화 흐름과 표현을 반영한 합성 데이터를 생성함으로써, 온디바이스 모델 학습에 필요한 데이터 다양성과 커버리지를 확보하였습니다. 특히 통화 분석 서비스는 실제 사용 환경에서 STT를 통해 변환된 텍스트를 입력으로 사용하기 때문에, 구어체 표현, 문장 단절, 화자 간 발화 중첩, 인식 오류 등 실통화 기반 입력에서 발생할 수 있는 특성을 합성 데이터 생성 과정에 반영하였습니다.

둘째, Teacher Model이 생성한 라벨을 그대로 사용하지 않고, Verification & Regeneration 과정을 통해 라벨 품질을 확보하였습니다. Teacher Model은 주어진 통화 텍스트를 기반으로 요약, 주요 내용, 후속 조치 등 통화 분석 결과를 생성하지만, 입력 텍스트가 정제된 문서가 아니라 STT 오류와 구어체 특성을 포함한 통화 스크립트이기 때문에 일부 결과가 부정확하거나 불완전하게 생성될 가능성이 있습니다. 이에 생성 결과를 항목별로 검증하고, 오류가 있거나 누락된 부분은 재생성하도록 설계하여 Student Model 학습에 사용되는 라벨의 신뢰도를 높였습니다.

3.1. Synthetic Dialogue Generation

이미지 4. 합성 대화 생성 파이프라인

 

실제 통화 기반 학습 데이터를 충분히 확보하기 어려운 상황을 보완하기 위해, 실통화에서 등장할 수 있는 대화 흐름과 STT 입력 특성을 반영한 합성 대화 생성 파이프라인을 구축하였습니다. 합성 대화 생성은 그림과 같이 Base Dialogue Generation → Utterance Diversification → Entity Replacement의 세 단계로 구성되며, 각 단계에서는 LLM을 활용하여 실제 서비스 입력과 유사한 형태의 통화 스크립트를 생성·확장하였습니다.

(1) Base Dialogue Generation. 

첫번째 단계에서는 대화 주제, 시나리오, 핵심 키워드, 주요 엔티티 등 대화 생성을 위한 기본 조건을 정의하고, 이를 바탕으로 기본이 되는 통화 대화를 생성합니다. 예를 들어 장소, 전화번호, 일정, 요청 사항 등 통화 분석에 필요한 주요 정보가 자연스럽게 포함되도록 대화 조건을 구성하였으며, 실제 통화에서 자주 나타나는 구어체 표현, 불완전한 문장, 발화 중단, 반복 표현 등을 함께 반영하였습니다. 또한 최종 서비스 입력이 STT 변환 텍스트라는 점을 고려하여, 띄어쓰기 오류, 발음 기반 오인식, 문장 경계 누락, 비문 형태의 표현 등 STT 오류를 모사할 수 있는 예시와 노이즈 패턴을 LLM에 함께 제공하였습니다. 이를 통해 정제된 문서 형태가 아닌, 실제 통화 스크립트에 가까운 기본 대화를 생성하였습니다.

(2) Utterance Diversification. 

Base Dialogue Generation을 통해 생성된 대화는 시나리오와 정보 구조는 갖추고 있지만, LLM 생성 특성상 일부 발화가 반복적이거나 정형화된 패턴으로 나타날 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 동일한 의미를 유지하면서 발화 표현을 다양화하는 과정을 수행하였습니다. 구체적으로는 문장 길이, 말투, 어순, 구어체 정도, 발화의 직접성 등을 다양하게 변형하여, 동일한 통화 상황에서도 여러 방식의 표현이 등장하도록 하였습니다. 예를 들어 “어디쯤 오셨어요?”와 같은 정형적 표현을 “지금 어디까지 왔어요?”, “이봐 어디야 도착한 거야?”와 같이 상황과 화자 성향에 따라 다르게 표현하도록 재작성하였습니다. 이를 통해 모델이 특정 문장 패턴에 과적합되지 않고, 실제 사용자 발화의 다양한 변형을 학습할 수 있도록 하였습니다.

(3) Entity Replacement. 

마지막으로 대화에 포함된 장소명, 상호명, 날짜, 시간, 전화번호 등 주요 엔티티를 다른 값으로 치환하여 데이터의 커버리지를 확장하였습니다. 단순히 엔티티 문자열만 변경하는 것이 아니라, 치환된 엔티티가 대화 문맥 안에서 자연스럽게 유지되도록 주변 발화도 함께 수정하였습니다. 예를 들어 특정 장소명을 다른 지역이나 상호로 변경할 경우, 화자의 위치 설명, 이동 상황, 응답 내용이 새 엔티티와 충돌하지 않도록 전체 대화를 재정렬하였습니다. 이를 통해 동일한 대화 구조를 다양한 실제 서비스 상황으로 확장하고, 통화 분석 모델이 특정 엔티티나 시나리오에 편향되지 않도록 학습 데이터를 보강하였습니다.

이와 같은 합성 대화 생성 파이프라인을 통해 실제 통화에서 나타날 수 있는 대화 흐름, 발화 다양성, 엔티티 분포, STT 오류 특성을 함께 반영한 대규모의 학습 데이터를 구축하였습니다. 특히 단순한 Clean Text 기반 대화 생성이 아니라, 실제 서비스 입력에 가까운 Noisy STT Transcript 형태의 데이터를 생성함으로써 이후 Teacher Model 기반 라벨 생성 및 Student Model 학습 단계에서 보다 현실적인 통화 분석 성능을 확보할 수 있도록 하였습니다.

 

3.2. Verification & Regeneration

이미지 5. 결과 검증 및 재생성 파이프라인

 

Teacher Model을 통해 생성된 1차 통화 분석 결과는 바로 학습 라벨로 사용하지 않고, 별도의 Verification & Regeneration 과정을 거쳐 품질을 보정하였습니다. 전체 흐름은 [대화 내용] → [1차 통화 분석 결과 생성] → [결과 검증] → [수정 결과 재생성]으로 구성됩니다. 먼저 Teacher Model은 주어진 통화 스크립트를 기반으로 통화 요약, 주요 키워드, 핵심 내용, 후속 조치 등 각 태스크에 대한 1차 결과를 생성합니다. 이후 결과 검증 단계에서는 원문 대화와 1차 생성 결과를 함께 LLM에 입력하여, 생성 결과가 원문 대화와 일치하는지, 각 태스크별 제약사항을 만족하는지, 누락·중복·충돌 정보가 포함되어 있지 않은지를 단계적으로 검증하였습니다.

 

검증 단계에서는 크게 세 가지 관점에서 결과를 확인하였습니다. 첫째, 원문 충실성입니다. 생성된 요약이나 키워드, 후속 조치가 실제 대화 내용에 근거하고 있는지, 대화에 없는 정보가 새롭게 추가되지는 않았는지 확인하였습니다. 둘째, 태스크별 형식 및 제약 준수 여부입니다. 각 결과가 태스크별 요구 형식과 제약사항을 만족하는지 검증하였습니다. 셋째, 정보 간 일관성입니다. 요약, 키워드, 후속 조치 사이에 서로 충돌하는 내용이 없는지, 동일한 정보가 불필요하게 반복되지 않는지, 중요한 일정·장소·연락처·요청 사항이 누락되지 않았는지를 확인하였습니다. 특히 입력이 정제된 문서가 아니라 STT 기반 통화 스크립트이기 때문에, 구어체 표현, 문장 단절, 반복 발화, STT 인식 오류로 인해 Teacher Model의 1차 생성 결과에 부정확하거나 불완전한 내용이 포함될 수 있다는 점을 고려하였습니다.

검증 결과 오류가 발견된 경우에는 전체 결과를 단순히 폐기하지 않고, 문제가 있는 항목을 중심으로 Regeneration을 수행하였습니다. 수정 결과 재생성 단계에서는 원문 대화, 1차 생성 결과, 그리고 검증 과정에서 생성된 피드백을 함께 LLM에 입력하여 오류가 있는 항목을 올바른 방향으로 재생성하도록 하였습니다. 이를 통해 원문에 근거하지 않은 내용을 제거하고, 누락된 핵심 정보를 보완하며, 태스크별 형식과 제약사항에 맞는 최종 라벨을 생성하였습니다. 결과적으로 Verification & Regeneration 단계는 Teacher Model의 생성 능력을 활용하면서도 생성 결과에 포함될 수 있는 오류를 체계적으로 줄이기 위한 품질 관리 절차로, Student Model인 EXAONE 학습에 사용되는 라벨의 정확성, 일관성, 원문 충실성을 높이는 역할을 하였습니다.

 3.3. Experiments

고도화된 EXAONE 모델의 성능을 검증하기 위해, 기존 익시오 서비스에서 사용하던 클라우드 모델인 Gemini 2.0 Flash와 비교 평가를 수행하였습니다. 비교 대상에는 Gemini 2.0 Flash, 합성 데이터를 사용하지 않은 EXAONE 4.0, 그리고 본 과제의 합성 데이터 및 라벨 품질 개선 파이프라인을 적용한 EXAONE 4.0을 포함하였습니다.

평가는 LLM-as-a-Judge 방식으로 수행하였으며, Judge 모델로는 GPT-5.2를 사용하였습니다. 각 태스크의 특성을 반영한 루브릭을 기준으로 항목별 0~5점 리커트 척도 평가를 진행하고, 이를 100점 만점 기준으로 환산하였습니다. 실제 평가에는 태스크별 세부 기준을 추가로 포함하였으며, 주요 루브릭 예시는 표와 같습니다.

Task Rubric Description
Summary TX 정합성 요약이 TX 기준으로 작성되었는가
핵심 결과 중심 통화의 목적과 결과를 중심으로 요약되었는가
Chronological Order 요약이 실제 대화의 시간 흐름을 유지하는지 평가
Keyword Extraction Category 대화 주제를 적절한 카테고리로 분류했는지 평가
Hallucination 대화에 등장하지 않은 키워드가 포함되었는지 평가
Coverage 핵심 주제가 누락되지 않고 포함되었는지 평가
Task Recommendation Evidence Grounding 추천된 후속 태스크가 실제 대화 내용에 근거하는지 평가
Date Normalization “내일”, “다음 주”와 같은 상대 날짜 표현을 올바른 실제 날짜로 변환했는지 평가
Deduplication 중복된 후속 태스크가 생성되지 않았는지 평가

표1. 평가 루브릭 예시

실험 결과, 합성 데이터와 Verification & Regeneration 기반 라벨 품질 개선 과정을 적용한 EXAONE 4.0 모델이 모든 태스크에서 가장 높은 성능을 보였습니다. 평균 점수는 80.0점으로, Gemini 2.0 Flash 대비 22.6점, 합성 데이터를 사용하지 않은 EXAONE 4.0 대비 21.8점 향상되었습니다. 특히 요약, 키워드 추출, 후속 태스크 추천 전반에서 일관된 성능 향상이 나타났으며, 이는 실제 통화 흐름과 STT 특성을 반영한 데이터 생성 및 라벨 품질 관리 과정이 통화 분석 태스크의 정확성과 일관성을 높이는 데 효과적이었음을 보여줍니다. 결과적으로 EXAONE은 온디바이스 실행 환경에서도 클라우드 기반 모델 대비 더 높은 품질의 통화 분석 결과를 생성할 수 있음을 확인했습니다. 

Gemini-2.0-F EXAONE4.0
(wo synthetic)
EXAONE4.0
(w synthetic)
Summary 46.8 45.2 76.8
Keyword Extraction 64.8 67.6 85.2
Task Recommendation 60.8 62.0 78.0
Avg. 57.4 58.2 80.0

표2. AI 통화분석 실험결과

4. EXAONE 기반 익시오 AI 전화 대신 받기

이미지 6. Task-oriented Dialogue 기반의 AI 전화 대신 받기

 

AI 전화 대신 받기 서비스는 사용자가 전화를 받기 어려운 상황에서 AI가 대신 전화를 받아 발신자와 대화를 나누고, 통화 이후 사용자가 필요한 내용을 빠르게 확인할 수 있도록 발신자의 이름, 전화한 목적, 추가 전달 메시지, 긴급 여부 등을 정리해 전달하는 서비스입니다.

기존 서비스는 정해진 시나리오와 규칙을 기반으로 발신자에게 응답하고 필요한 정보를 수집하는 방식으로 동작하였습니다. 이러한 방식은 예측 가능한 상황에서는 안정적으로 동작할 수 있지만, 실제 전화 대화에서 나타나는 다양한 표현, 예상하지 못한 응답, 불완전한 발화, 대화 흐름의 변화에 유연하게 대응하는 데에는 한계가 있습니다. 특히 발신자의 의도를 정확히 파악하고, 이미 수집된 정보와 아직 필요한 정보를 구분하며, 자연스러운 후속 질문을 생성하기 위해서는 규칙 기반 구조만으로는 충분하지 않습니다.

이를 해결하기 위해 본 프로젝트에서는 AI 전화 대신 받기 기능을 Task-oriented Dialogue 문제로 재정의하고, EXAONE이 대화 상태를 추적하면서 다음 응답을 생성할 수 있도록 태스크를 설계하였습니다. 구체적으로 모델은 매 턴마다 발신자의 발화를 기반으로 이름, 통화 목적, 추가 메시지, 긴급 여부와 같은 슬롯 정보를 추출하고, 발화 의도를 분류하며, 현재까지의 대화 상태를 반영해 다음 시스템 발화를 생성하도록 학습됩니다. 즉, 단순히 자연스러운 문장을 생성하는 것을 넘어, 필요한 정보를 정확히 수집하고 적절한 시점에 대화를 종료할 수 있는 구조를 목표로 하였습니다.

이러한 모델 학습을 위해서는 다양한 발신자 응답과 대화 흐름을 포함하는 학습 데이터가 필요합니다. 그러나 실제 전화 대신 받기 대화 데이터를 대규모로 확보하는 데에는 제약이 있기 때문에, 본 프로젝트에서는 Machine-to-Machine 방식의 합성 데이터 생성 파이프라인을 구축하였습니다. User Simulator와 System Simulator를 활용해 다양한 발신자 시나리오와 시스템 응답을 자동으로 생성하고, 이를 바탕으로 슬롯 추출, 의도 분류, 다음 응답 생성이 함께 포함된 학습 데이터를 구성하였습니다. 이를 통해 EXAONE이 실제 서비스 환경에서 보다 자연스럽게 대화하고, 필요한 정보를 정확히 수집할 수 있도록 고도화하였습니다.

4.1. Synthetic-data Generation

모델 학습 데이터는 매 턴의 대화 히스토리, 상태 정보, 그리고 다음 시스템 응답이 함께 정렬된 형태로 구성하였습니다. 구체적으로 특정 발화턴 t에서 모델의 입력 Xt 는 사용자 발화로 끝나는 현재까지의 대화 시퀀스 Dt, 이전 턴까지의 시스템 및 사용자 Intent 이력 I<tsys, I<tusr 그리고 현재까지 누적·갱신된 Belief State Bt-1로 구성됩니다. 모델은 이를 바탕으로 현재 사용자 발화의 Intent Itusr, 해당 발화에서 새롭게 추출되거나 갱신되는 Slot 정보 Stusr, 그리고 다음 시스템 발화 Ut+1sys 를 생성합니다:

Yt = fθXt,   Xt = Dt, Itsys, Itusr, Bt-1,   Yt = Itusr, Stusr, Ut+1sys

 

즉, 학습 데이터는 단순한 대화문 쌍이 아니라, 각 턴의 대화 맥락과 누적 상태, 그리고 이에 대응하는 사용자 발화 해석 결과와 다음 시스템 응답이 함께 정렬된 형태로 구축됩니다.

이러한 형태의 데이터를 안정적으로 확보하기 위해서는 다양한 대화 시나리오와 각 턴에 대한 정교한 라벨이 필요합니다. 실제 전화 대신 받기 상황에서는 발신자가 이름을 먼저 말하는 경우, 용건만 말하는 경우, 긴급 여부를 명확히 밝히는 경우, 질문과 무관한 응답을 하는 경우, 침묵하거나 불완전하게 답변하는 경우 등 여러 흐름이 발생할 수 있습니다. 따라서 주요 정상 흐름뿐 아니라 예외적·비정형적 흐름까지 포함하는 대화 데이터가 필요하며, 이를 위해 발생 가능한 대화 흐름의 경우의 수를 체계적으로 정의하고 Machine-to-Machine 방식의 합성 데이터 생성 파이프라인을 구축하였습니다.

4.1.1. Dialogue Flow
 

이미지 7. Dialogue Flowchart

 

이미지 8. Dialogue Finite State Machine Diagram

 

AI 전화 대신 받기 서비스는 발신자와 자유롭게 대화하는 형태를 가지지만, 수신자에게 전달해야 할 정보를 안정적으로 수집하기 위해 사전에 정의된 대화 시나리오를 따릅니다. 전체 흐름은 그림과 같이 표현할 수 있으며, 시스템은 먼저 인사와 함께 수신자가 부재중임을 알리고 발신자에게 전화 목적을 요청합니다. 이후 발신자의 응답에 따라 목적이 명확히 확인된 경우에는 추가 정보 수집 또는 종료 단계로 이동하고, 목적이 불명확하거나 응답이 부족한 경우에는 목적을 재요청합니다. 반대로 스팸, 욕설, 개인정보 문의 등 부적절한 응답이 감지되거나 반복적으로 목적 확인에 실패하는 경우에는 대화를 종료하도록 설계하였습니다.

이러한 대화 흐름은 System Intent를 state, User Intent를 State Transition Condition으로 설정하여 Finite State Machine(FSM) 형태로 추상화 할 수 있습니다. 이처럼 Flowchart를 FSM으로 변환하면 대화 정책을 명시적인 상태 전이 규칙으로 표현할 수 있으며, 각 턴에서 필요한 Intent, Slot, Belief State, System Utterance 라벨을 일관되게 생성할 수 있습니다.

FSM 기반 정의는 합성 데이터 생성을 위한 시나리오 공간을 체계적으로 전개하는 데 활용됩니다. 각 State에서 가능한 User Intent와 그에 따른 다음 System Intent를 따라가며 전이 가능한 모든 경로를 Flatten하면, 모델 학습에 필요한 다양한 대화 시나리오를 자동으로 구성할 수 있습니다. 본 프로젝트에서는 목적 재요청에 해당하는 Followup Request를 최대 1회까지 허용하는 조건에서 총 61개의 유니크한 System → User → System → User 형태의 대화 시나리오를 확인하였습니다. 예를 들어 

greeting_request → provide_info:no_purpose → followup_request →
provide_info:call_purpose → final_check_close → additional_msg → close_call

와 같은 대화 시나리오는 처음에는 발신자가 명확한 목적을 말하지 않았지만, 재요청 이후 전화 목적을 제공하고 추가 메시지를 남긴 뒤 통화가 종료되는 시나리오를 나타냅니다.

4.1.2. Machine-to-Machine

이미지 9. Machine-to-Machine 기반의 합성데이터 생성

 

앞서 정의한 FSM 기반 Dialogue Flow를 바탕으로, 각 합성 대화는 먼저 하나의 전이 경로를 선택하는 것에서 시작합니다. 선택된 경로는 해당 대화에서 어떤 System Intent와 User Intent가 어떤 순서로 등장해야 하는지를 정의합니다. 예를 들어 greeting_request → provide_info/no_purpose → followup_request → provide_info/call_purpose → final_check_close → additional_info → close_call과 같은 경로가 선택되면, 이후 시뮬레이션은 이 흐름을 따라 진행됩니다. 이를 통해 합성 데이터가 무작위로 생성되는 것이 아니라, 사전에 정의된 대화 정책과 전이 조건을 만족하는 형태로 생성되도록 하였습니다.

대화 생성은 두 개의 LLM을 사용하는 Machine-to-Machine 방식으로 수행하였습니다. 하나의 LLM은 발신자 역할을 하는 User Simulator로 동작하며, 주어진 User Intent에 적합한 사용자 발화를 생성합니다. 예를 들어 현재 Intent가 rovide_info/call_purpose라면 전화한 목적이 드러나는 발화를 생성하고, provide_info/no_purpose라면 목적이 명확하지 않거나 불완전한 응답을 생성하도록 지시합니다. 다른 하나의 LLM은 System Simulator로 동작하며, 지금까지의 대화 히스토리, 이전 Intent 이력, 현재 Belief State를 입력으로 받아 현재 사용자 발화의 Intent와 Slot을 해석하고, 갱신된 상태를 바탕으로 다음 System Utterance를 생성합니다. 이는 5.1에서 정의한 학습 데이터의 입출력 구조와 동일한 방식으로 구성됩니다.

두 Simulator는 선택된 Dialogue Flow를 따라 턴 단위로 대화를 주고받으며, 각 턴에서 학습에 필요한 정보를 함께 기록합니다. 구체적으로 매 턴마다 대화 히스토리, User Intent, 현재 Belief State, 다음 System Intent, 다음 System Utterance를 수집하여 하나의 학습 인스턴스로 구성합니다. 이 과정을 통해 단순한 대화문뿐 아니라, 각 턴의 상태 변화와 Intent/Slot 라벨, 그리고 다음 시스템 응답이 정렬된 데이터를 자동으로 생성할 수 있습니다. 결과적으로 FSM은 가능한 대화 흐름을 통제하는 역할을 하고, Machine-to-Machine 시뮬레이션은 각 흐름에 대해 다양한 자연어 발화와 라벨을 생성하는 역할을 수행합니다.

 4.1. Synthetic-data Generation
4.1.1. Dialogue Flow 
Metric EXAONE (wo. synth data) EXAONE (w. synth data)
Intent (acc) 67.00 100.0 (+34)
Slot (EM) 30.51 73.40 (+42)
Slot (Fuzzy) 37.29 84.57 (+47)
JGA (EM) 40.00 88.16 (+48)
JGA (Fuzzy) 43.00 92.89 (+49)
Utterance (Rouge-1) 38.40 81.06 (+43)

표3. AI 전화 대신 받기 정량평가 결과

합성 데이터 기반 학습의 효과를 확인하기 위해, 먼저 정량 평가를 수행하였습니다. 평가 결과, Synthetic Data를 학습에 함께 사용한 경우 모든 지표에서 Human Data만으로 학습한 모델 대비 큰 폭의 성능 향상을 확인할 수 있었습니다. Intent Accuracy는 67.0점에서 100.0점으로 향상되었으며, Slot Exact Match는 30.51점에서 73.40점, Slot Fuzzy Match는 37.29점에서 84.57점으로 개선되었습니다. 또한 대화 상태 추적 성능을 나타내는 JGA 지표와 시스템 발화 생성 품질을 나타내는 ROUGE 지표에서도 일관된 성능 향상이 나타났습니다. 이는 FSM 기반 Dialogue Flow와 Machine-to-Machine 합성 데이터 생성 방식이 Intent 분류, Slot 추출, Belief State 추적, System Utterance 생성 전반에 효과적으로 기여했음을 보여줍니다.

4.1.2. Qualitative Evaluation
평가 항목 설명
의도 분류 (Intent) 전화의 목적을 정확히 인지하고 분류했는가?
정보 추출 (Accuracy) 누구인지, 전화한 목적은 무엇인지 등 핵심 정보를 누락없이 파악했는가?
가드레일 피싱, 스팸 등에 대해 개인정보 보호 가이드라인을 준수하였는가?
응대 자연스러움 문맥에 맞는 적절한 문장을 생성하였는가?

표4. 정성평가 항목

이미지 10. 정성평가 결과


다만 자동 평가는 String Matching 기반 지표에 의존하기 때문에 실제 대화 품질을 완전히 반영하기에는 한계가 있습니다. 의미적으로 유사하지만 표현이 다른 경우나, 반대로 표현은 유사하지만 의미가 다른 경우를 정확히 구분하기 어렵고, ROUGE 기반 평가는 응답의 자연스러움이나 적절성을 충분히 반영하지 못합니다. 따라서 보다 정확한 평가를 위해 Human Evaluation을 함께 수행하였습니다.

Human Evaluation은 다양한 대화 시나리오에 대해 우리가 학습한 EXAONE 4.0-1.2B와 Gemini 2.5 Flash의 응답을 사람이 직접 비교·평가하는 방식으로 진행하였습니다. 평가 데이터는 일반, 긴급, 스팸, 부적절, 무의미, 혼합 상황 등 총 6개 카테고리의 120개 테스트 케이스로 구성하였으며, LG유플러스 내부 평가자 20명이 평가에 참여하였습니다. 평가 항목은 의도 분류, 정보 추출, 가드레일, 응대 자연스러움으로 구성하였고, 각 항목에 대해 5점 리커트 척도로 점수를 부여한 뒤 항목별 가중치를 반영하여 100점 만점 기준으로 환산하였습니다. 비교 모델인 Gemini 2.5 Flash는 과제에서 Baseline으로 설정했던 Gemini 2.0 Flash Lite보다 더 강한 모델이라는 점을 고려할 필요가 있습니다.

평가 결과, EXAONE은 의도 분류, 정보 추출, 가드레일 항목에서 Gemini 2.5 Flash와 유사한 수준의 성능을 보였습니다. 이는 온디바이스 환경에서 동작하는 경량 모델임에도 불구하고, 발신자의 목적을 파악하고 필요한 정보를 수집하며 부적절한 입력을 방어하는 핵심 기능에서는 클라우드 기반 대형 모델에 근접한 품질을 달성했음을 의미합니다. 다만 응대 자연스러움 항목에서는 Gemini 대비 다소 낮은 경향을 보였으며, 이는 정보 전달 자체는 안정적으로 수행하지만 표현의 유연성이나 문맥에 맞는 자연스러운 응답 생성 측면에서는 추가 개선 여지가 있음을 보여줍니다. 전체 평균 점수 기준으로는 Gemini 2.5 Flash 대비 약 3~4%p 이내의 격차를 보였으며, 온디바이스 모델로서 실제 서비스 적용 가능성을 확인할 수 있었습니다.

5. Conclusion

이번 LG AI연구원과 LG유플러스의 익시오 고도화 프로젝트는 EXAONE을 온디바이스 환경에 적용하고, 실제 통화 서비스에서 요구되는 성능을 확보하기 위한 협업 과제였습니다. 단순히 경량 모델을 단말에 탑재하는 데 그치지 않고, 실제 통화 데이터가 가진 구어체 표현, STT 오류, 다양한 대화 흐름과 같은 복잡한 문제를 데이터 생성, 라벨 검증, 모델 학습 파이프라인을 통해 해결하고자 하였습니다.

본 프로젝트를 통해 EXAONE 4.0 1.2B 모델이 스마트폰 온디바이스 환경에서 동작 가능한 경량 모델로써, AI 통화 분석과 AI 전화 대신 받기라는 실제 서비스 태스크에 맞춰 고도화 가능함을 확인할 수 있었습니다. 이를 통해 통화 데이터를 단말 내에서 처리할 수 있는 기반을 마련하고, 클라우드 의존도를 낮추는 동시에 개인정보 보호와 응답 지연 최소화라는 서비스 요구사항에도 대응할 수 있었습니다.

앞으로도 LG AI연구원과 LG유플러스는 EXAONE의 경량화와 성능 개선, 그리고 고객에 특화된 서비스 고도화 작업을 이어갈 계획입니다. 나아가 AI 기술의 적용 범위를 지속 확장해감으로써, 통신 서비스 전반에서 사용자 경험을 개선해가도록 하겠습니다. 이번 프로젝트는 온디바이스 AI가 실제 통신 서비스에 적용될 수 있음을 확인한 사례로, 향후 보다 안전하고 자연스러운 AI 기반 통화 경험을 제공하기 위한 출발점이 될 것입니다.