[논문 리뷰] The Imperative for Grand Challenges in Computing

William C. Regli, Rajmohan Rajaraman외 6명|arXiv (Cornell University)|2026. 01. 02.

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한 줄 요약

본 논문은 컴퓨팅이 스스로의 거대한 도전과제를 정의하고 추구해야 하며, 이러한 도전과제를 과학과 사회에 식별하고 확산하며 번역하는 프레임워크를 제시하고 커뮤니티에 행동을 촉구한다고 주장한다.

ABSTRACT

Computing is an indispensable component of nearly all technologies and is ubiquitous for vast segments of society. It is also essential to discoveries and innovations in most disciplines. However, while past grand challenges in science have involved computing as one of the tools to address the challenge, these challenges have not been principally about computing. Why has the computing community not yet produced challenges at the scale of grandeur that we see in disciplines such as physics, astronomy, or engineering? How might we go about identifying similarly grand challenges? What are the grand challenges of computing that transcend our discipline's traditional boundaries and have the potential to dramatically improve our understanding of the world and positively shape the future of our society? There is a significant benefit in us, as a field, taking a more intentional approach to "grand challenges." We are seeking challenge problems that are sufficiently compelling as to both ignite the imagination of computer scientists and draw researchers from other disciplines to computational challenges. This paper emphasizes the importance, now more than ever, of defining and pursuing grand challenges in computing as a field, and being intentional about translation and realizing its impacts on science and society. Building on lessons from prior grand challenges, the paper explores the nature of a grand challenge today emphasizing both scale and impact, and how the community may tackle such a grand challenge, given a rapidly changing innovation ecosystem in computing. The paper concludes with a call to action for our community to come together to define grand challenges in computing for the next decade and beyond.

연구 동기 및 목표

• 컴퓨팅에서 거대한 도전과제의 필요성을 선제적 연구 방향으로 동기 부여한다.
• 컴퓨팅이 물리학이나 천문학의 규모에 걸친 거대 도전과제를 아직 생산하지 못한 이유를 탐구한다.
• 학문 간 경계를 넘고 사회적 영향을 갖는 거대 도전과제를 식별하기 위한 프레임워크를 제안한다.
• 번역(전환)과 현실 세계 영향력을 컴퓨팅의 거대 도전과제의 핵심 구성요소로 강조한다.
• 다음 10년과 그 이후를 위한 거대 도전과제를 정의하고 추구하도록 커뮤니티에 촉구한다.

제안 방법

• 과학과 컴퓨팅의 과거 거대 도전과제에서 얻은 역사적 교훈을 분석한다.
• 오늘날 거대 도전과제의 속성을 규모와 영향에 초점을 맞춰 특징화한다.
• 학제 간 참여와 협력을 위한 전략을 논의한다.
• 과학과 사회에 미치는 영향을 번역하고 구현하기 위한 접근법을 개요한다.
• 컴퓨팅 커뮤니티가 미래의 거대 도전과제를 식별하고 추구할 수 있는 로드맵을 제시한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 오늘날 컴퓨팅에서 어떤 것이 거대 도전과제가 될 수 있는가?
• RQ2 과거의 거대 도전과제가 왜 주로 컴퓨팅에 관한 것이 아니었고, 이를 어떻게 바꿀 수 있는가?
• RQ3 컴퓨팅 커뮤니티가 전통적 경계를 초월하는 거대 도전과제를 어떻게 식별할 수 있는가?
• RQ4 계산적 발전을 과학과 사회적 영향으로 번역하기 위해 어떤 메커니즘이 필요한가?
• RQ5 향후 10년 동안 커뮤니티가 거대 도전과제를 정의하고 추구하기 위해 어떤 단계를 밟아야 하는가?

주요 결과

• 컴퓨팅의 거대 도전과제는 상상력을 자극하고 다른 학문으로부터 연구자를 끌어들이기 위해 필요하다.
• 거대 도전과제는 규모와 영향을 함께 염두에 두고 정의되어야 한다.
• 번역과 구현은 과학과 사회에 대한 영향의 번역과 구현은 의도적 전략을 필요로 한다.
• 본 논문은 빠르게 진화하는 혁신 생태계 내에서 거대 도전과제를 식별하고 해결하기 위한 프레임워크를 제공한다.
• 커뮤니티가 협력하여 미래의 컴퓨팅 거대 도전과제를 정의하고 추구하길 촉구한다.