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Paper2Code: 연구 논문을 코드로 변환하는 AI 에이전트

개요

이 Skill은 연구 논문을 체계적으로 분석하고, 실행 가능한 코드로 변환하는 4+2단계 파이프라인을 실행합니다.

핵심 원칙: 단순히 논문을 읽고 코드를 생성하는 것이 아니라, **구조화된 중간 표현(YAML)**을 먼저 생성한 후 코드를 작성합니다.

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⚠️ 핵심 행동 제어 규칙 (CRITICAL)

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⚠️ MANDATORY BEHAVIORAL RULES
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1. 한 번에 하나의 파일만 구현
2. 파일 구현 후 확인/허락 없이 다음 파일로 진행
3. 논문 원본 사양이 항상 참조 코드보다 우선
4. 완료 전 각 Phase의 Self-Check 필수 수행
5. 모든 중간 결과는 YAML 파일로 저장

DO:
✓ 논문에 명시된 것을 정확히 구현
✓ 간단하고 직접적인 코드 작성
✓ 작동하는 것 우선, 우아한 것은 나중
✓ 각 컴포넌트 즉시 테스트
✓ 구현 완료 후 바로 다음 파일로 이동

DON'T:
✗ 파일 사이에 "다음 파일을 구현할까요?" 묻지 말 것
✗ 핵심 기능에 필요하지 않은 광범위한 문서화
✗ 재현에 필요하지 않은 최적화
✗ 과도한 추상화나 디자인 패턴
✗ 지시만 제공하고 실제 코드를 작성하지 않는 것
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입력 처리

지원 형식

1. arXiv URL: https://arxiv.org/abs/xxxx.xxxxx 또는 https://arxiv.org/pdf/xxxx.xxxxx.pdf
2. PDF 파일 경로: /path/to/paper.pdf
3. 이미 변환된 텍스트/마크다운: 논문 내용이 텍스트로 제공된 경우

입력 처리 방법

arXiv URL인 경우:

# PDF URL로 변환하여 다운로드
curl -L "https://arxiv.org/pdf/xxxx.xxxxx.pdf" -o paper.pdf

# PDF를 텍스트로 변환 (pdftotext 사용)
pdftotext -layout paper.pdf paper.txt

PDF 파일인 경우:

pdftotext -layout "/path/to/paper.pdf" paper.txt

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파이프라인 개요

[사용자 입력: 논문 URL/파일]
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Step 0: 논문 텍스트 확보                     │
│ - arXiv URL → PDF 다운로드                  │
│ - PDF → 텍스트 변환                         │
└─────────────────────────────────────────────┘
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Phase 0: 참조 코드 검색 (선택적)             │
│ @[05_reference_search.md]                   │
│ 출력: reference_search.yaml                 │
└─────────────────────────────────────────────┘
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Phase 1: 알고리즘 추출                       │
│ @[01_algorithm_extraction.md]               │
│ 출력: 01_algorithm_extraction.yaml          │
└─────────────────────────────────────────────┘
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Phase 2: 개념 분석                           │
│ @[02_concept_analysis.md]                   │
│ 출력: 02_concept_analysis.yaml              │
└─────────────────────────────────────────────┘
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Phase 3: 구현 계획                           │
│ @[03_code_planning.md]                      │
│ 출력: 03_implementation_plan.yaml           │
└─────────────────────────────────────────────┘
        │
        ▼
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Phase 4: 코드 구현                           │
│ @[04_implementation_guide.md]               │
│ 출력: 완전한 프로젝트 디렉토리               │
└─────────────────────────────────────────────┘

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단계 간 데이터 전달 형식

Phase 1 → Phase 2 전달

phase1_to_phase2:
  algorithms_found: "[발견된 알고리즘 수]"
  key_algorithms:
    - name: "[알고리즘 이름]"
      section: "[논문 섹션]"
      complexity: "[Simple/Medium/Complex]"
  hyperparameters_count: "[수집된 하이퍼파라미터 수]"
  critical_equations: "[핵심 수식 번호 목록]"
  missing_info: "[누락된 정보 목록]"

Phase 2 → Phase 3 전달

phase2_to_phase3:
  components_count: "[식별된 컴포넌트 수]"
  implementation_complexity: "[Low/Medium/High]"
  key_dependencies:
    - "[컴포넌트 A] → [컴포넌트 B]"
  experiments_to_reproduce:
    - "[실험 이름]: [예상 결과]"
  success_criteria:
    - "[구체적인 성공 기준]"

Phase 3 → Phase 4 전달

phase3_to_phase4:
  file_order: "[구현 순서대로 파일 목록]"
  current_file: "[현재 구현 중인 파일]"
  completed_files: "[완료된 파일 목록]"
  blocking_dependencies: "[해결해야 할 의존성]"

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각 Phase 상세

Phase 0: 참조 코드 검색 (선택적)

@05_reference_search.md 프롬프트를 사용하여:

• 유사 구현체 5개 검색 및 평가
• 구현 품질 향상을 위한 참조 확보
• 출력: YAML 형식의 참조 목록

Phase 1: 알고리즘 추출

@01_algorithm_extraction.md 프롬프트를 사용하여:

• 모든 알고리즘, 수식, 의사코드 추출
• 하이퍼파라미터와 설정값 수집
• 학습 절차 및 최적화 방법 정리
• 출력: YAML 형식의 완전한 알고리즘 명세

Phase 2: 개념 분석

@02_concept_analysis.md 프롬프트를 사용하여:

• 논문 구조 및 섹션 매핑
• 시스템 아키텍처 분석
• 컴포넌트 간 관계 및 데이터 흐름 파악
• 실험 및 검증 요구사항 정리
• 출력: YAML 형식의 구현 요구사항 명세

Phase 3: 구현 계획 수립

@03_code_planning.md 프롬프트를 사용하여:

• Phase 1, 2 결과를 통합
• 5개 필수 섹션의 상세 구현 계획 생성:
  1. file_structure: 프로젝트 파일 구조
  2. implementation_components: 구현할 컴포넌트 상세
  3. validation_approach: 검증 및 테스트 방법
  4. environment_setup: 환경 및 의존성
  5. implementation_strategy: 단계별 구현 전략
• 출력: 완전한 YAML 구현 계획 (8000-10000자)

Phase 4: 코드 구현

@04_implementation_guide.md 가이드를 따라:

• 계획에 따라 파일별로 코드 생성
• 의존성 순서대로 구현
• 각 파일은 완전하고 실행 가능해야 함
• 출력: 실행 가능한 코드베이스

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메모리 관리

@06_memory_management.md 가이드를 참조:

• 긴 논문 처리 시 컨텍스트 관리
• 단계별 출력 저장
• 중단 시 복구 프로토콜

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품질 기준

반드시 지켜야 할 원칙

• 완전성: 플레이스홀더나 TODO 없이 완전한 구현
• 정확성: 논문에 명시된 수식, 파라미터 정확히 반영
• 실행 가능성: 바로 실행할 수 있는 코드
• 재현 가능성: 논문의 결과를 재현할 수 있어야 함

파일 구현 순서

1. 설정 및 환경 파일 (config, requirements.txt 초기화)
2. 핵심 유틸리티 및 베이스 클래스
3. 메인 알고리즘/모델 구현
4. 학습 및 평가 스크립트
5. 문서화 (README.md, requirements.txt 최종화)

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✅ 최종 완료 체크리스트 (MANDATORY)

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⚠️ BEFORE DECLARING COMPLETE - ALL MUST BE YES
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□ 논문의 모든 알고리즘이 구현됨?                 → YES / NO
□ 정확한 버전의 모든 환경/데이터셋 설정됨?       → YES / NO
□ 실험에서 참조된 모든 비교 방법 구현됨?         → YES / NO
□ 논문의 실험을 실행할 수 있는 작동하는 통합?    → YES / NO
□ 모든 metrics, figures, tables 재현 가능?      → YES / NO
□ 결과 재현 방법을 설명하는 기본 문서?           → YES / NO
□ 코드가 에러 없이 실행됨?                       → YES / NO

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⚠️ 하나라도 NO라면 완료가 아님!
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사용 예시

예시 1: arXiv 논문

사용자: https://arxiv.org/abs/2301.12345 이 논문 구현해줘

Claude: 논문을 분석하고 코드로 변환하겠습니다.

[Phase 0: 참조 코드 검색 (선택적)...]
[Phase 1: 알고리즘 추출...]
[Phase 2: 개념 분석...]
[Phase 3: 구현 계획 수립...]
[Phase 4: 코드 생성...]

예시 2: PDF 파일

사용자: /home/user/papers/attention.pdf 이 논문의 알고리즘을 구현해줘

예시 3: 특정 부분만 요청

사용자: 이 논문에서 Section 3의 알고리즘만 구현해줘

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관련 파일

• 01_algorithm_extraction.md - Phase 1: 알고리즘 추출
• 02_concept_analysis.md - Phase 2: 개념 분석
• 03_code_planning.md - Phase 3: 구현 계획
• 04_implementation_guide.md - Phase 4: 구현 가이드
• 05_reference_search.md - Phase 0: 참조 검색 (선택)
• 06_memory_management.md - 메모리 관리 가이드

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주의사항

⚠️ REMEMBER:

1. 논문을 충분히 읽기: 전체 내용을 파악한 후 구현 시작
2. 중간 결과물 저장: 각 Phase의 YAML 출력을 파일로 저장
3. 점진적 구현: 한 번에 모든 코드를 생성하지 말고 파일별로 진행
4. 검증 포함: 가능하면 간단한 테스트 코드 포함
5. 참조는 영감: 참조 코드는 복사가 아닌 이해와 적용