추론 패턴은 무엇이며, CoT·ReAct·Plan-and-Execute 등은 어떤 차이를 갖는가?

추론 패턴은 에이전트 시스템이 목표를 달성하기 위해 생각하고 행동을 연결하는 방식의 구조를 뜻한다. 이는 모델의 지능 수준을 말하기보다, 계획 수립·도구 사용·관찰·수정이 어떤 순서와 결합으로 이루어지는지를 설명하는 개념이다. 쉽게 말해, “어떻게 생각하고, 언제 행동으로 옮기는가”에 대한 작업 흐름의 설계다.

이 글의 범위
이 문서는 에이전트 시스템에서 논의되는 대표적 추론 패턴의 개념적 차이를 설명하며, 특정 프롬프트 기법의 구현 예시나 성능 비교, 최신 연구 성과 평가는 다루지 않는다.

핵심 정의

• 추론 패턴: 목표 달성을 위해 사고 과정과 행동을 조직하는 방식.
• Chain-of-Thought(CoT): 중간 추론 단계를 단계적으로 전개하는 사고 흐름.
• ReAct: 추론(reasoning)과 행동(action)을 번갈아 수행하며 관찰 결과를 반영하는 방식.
• Plan-and-Execute: 먼저 전체 계획을 세운 뒤, 계획에 따라 실행을 진행하는 구조.
• Tree-of-Thought(ToT): 여러 사고 경로를 탐색·비교하며 가능한 해를 확장하는 방식.

핵심 구성 요소

• 사고의 전개 방식
  한 방향으로 이어갈지(CoT), 여러 갈래를 탐색할지(ToT)를 정한다.
  예시: 한 가지 해법을 끝까지 밀어붙일지, 여러 대안을 나란히 검토할지 결정.
• 행동 개입 시점
  추론만 먼저 할지, 중간에 행동을 섞을지 결정한다.
  비유: 계획을 다 짠 뒤 움직일지, 가면서 확인하며 조정할지의 차이.
• 관찰 반영 여부
  외부 결과를 즉시 반영해 다음 추론을 바꿀지 정한다.
  예시: 검색 결과를 본 뒤 질문을 다시 구성.
• 계획의 고정성
  초기 계획을 유지할지, 실행 중 수정할지 판단한다.
  예시: 일정표를 고수할지, 상황에 따라 재조정할지.
• 탐색 범위
  하나의 경로에 집중할지, 여러 경로를 병렬로 고려할지 선택한다.

주요 추론 패턴 비교

패턴사고와 행동의 관계특징주로 논의되는 맥락CoT추론 중심, 행동은 결과 생성사고 과정을 단계적으로 전개논리 설명·문제 풀이ReAct추론과 행동이 번갈아 수행관찰 결과를 즉시 반영정보 탐색·도구 사용Plan-and-Execute계획 후 실행 분리전체 흐름을 먼저 고정다단계 업무 처리Tree-of-Thought다중 경로 탐색대안 비교·확장복잡한 의사결정Reflexion실행 후 자기 평가오류 수정·개선반복 작업·학습

흔한 오해/주의점

1. 추론 패턴이 곧 성능 우위를 보장한다고 오해하기 쉽다
   패턴은 사고 구조를 설명할 뿐, 성능은 목표·데이터·도구 설계에 따라 달라진다.
2. 모든 작업에 하나의 패턴이 최적이라는 인식
   작업 성격에 따라 적합한 패턴은 달라질 수 있다.
3. ReAct를 단순한 ‘도구 사용 기법’으로 축소하기 쉽다
   ReAct는 추론과 행동의 결합 방식 자체를 설명하는 개념이다.

FAQ

Q1. 추론 패턴은 모델 내부 구조를 의미하는가?
A. 아니다. 추론 패턴은 모델의 사용 방식과 작업 흐름을 설명하는 개념이다.

Q2. CoT와 Plan-and-Execute의 핵심 차이는 무엇인가?
A. CoT는 사고 전개에 초점을 두고, Plan-and-Execute는 실행 전 전체 계획을 명시적으로 세운다.

Q3. ReAct는 항상 도구 사용을 전제로 하는가?
A. 자주 함께 논의되지만, 개념적으로는 행동이 도구 호출로 제한되지는 않는다.

Q4. 여러 추론 패턴을 함께 사용할 수 있는가?
A. 가능하다. 실제 시스템에서는 상황에 따라 패턴을 혼합해 설명하는 경우가 있다.

관련 읽을거리

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