전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
마켓

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 연결망을 알면 빅데이터와 인공지능이 보인다

기사입력 : 2017년09월26일 16:34

최종수정 : 2017년09월26일 16:34

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

컴퓨터, 인공지능, 빅데이터의 밑바탕에 연결망 개념 있어
세상 원리도 연결망 관점에서 보면 효과적

세상도, 컴퓨터도 알고보면 '연결망'

우리는 연결망 속에서 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 지하철을 탈 때도 노선도를 보고 최적의 경로를 찾는다. 지하철 노선도는 시각적으로는 단순하지만 충분한 정보를 갖추고 있다. 또 직관적으로 정보를 전달한다. 그러기 위해 노선도는 서로 다른 색깔로 표시된다.

이러한 효과적이면서도 단순한 지하철 노선도는 영국 지하철에서 시작했다. 연결망 도면이 그 나라의 디자인 수준을 보여주기도 한다.

영국 지하철 노선도.

그런데 4차 산업혁명의 핵심인 컴퓨터 내부 회로도 연결망으로 이루어져 있다. 현대의 컴퓨터는 '폰 노이만 구조'인데 이 구조의 컴퓨터는 계산기와 메모리로 구성된다. 프로그램과 데이터는 메모리에 저장한다. 여기서 계산기는 논리회로와 기억회로로 구성되며, 이 계산기는 덧셈 곱셈 등 연산 동작도 하고, 판단 논리 기능을 하기도 한다. 바로 이 논리회로와 메모리가 앤비디아의 GPU(Graphic Process Unit)와 같은 인공지능 핵심부품이 된다.

이 논리회로에는 'AND', 'OR' 'NOT'으로 표현되는 부분 회로가 서로 촘촘히 연결돼 있고, 아울러 메모리 회로와도 연결된다. 이때 프로그램 명령어는 GPU 내부 혹은 외부에 저장될 수 있다. 인공지능 계산에 필요한 GPU는 이렇게 연결망으로 설계된다. 대학 3학년 때 '논리 회로(Digital Logic)'를 수강했는데, 이 과목에서 논리 회로망을 설계하는 연습을 한다. 그리고 나서 결과적으로 아주 간단한 컴퓨터를 설계하는 원리를 배운다.

4차 산업혁명의 핵심인 인공지능 알고리즘인 딥러닝 역시 알고리즘 내에서 신경세포가 망으로 연결돼 있다. 수많은 신경세포가 망으로 연결되며 각 망에 가중치가 필요하게 되는데, 그 가중치가 변수로 정의되고 이는 인공지능의 학습 과정을 통해서 정해진다.

인공지능, 빅데이터의 밑바탕에도 '연결망'  개념 깔려 있어

알파고가 기존 바둑 기보를 통해 바둑을 공부하면서 이 연결망의 변수들을 정해 나간다. 이러한 연결망으로 서로 연결된 신경세포가 여러 층을 이루면서 아래 층, 위 층 등 다음 층과 연결된다. 이 층수가 늘어나면 판단 결과의 정확성이 높아져 점점 층수가 높아진다.

4차 산업혁명이 다가오면서 데이터가 넘쳐난다. 스마트폰이나 자율주행자동차, 스마트 홈, 스마트 고속도로, 스마트 시티에서 무한대의 데이터를 생산해 낸다. 사물인터넷 단말 센서가 또 다시 기하급수적으로 증가하는 데이터를 생산해 낸다. 이 데이터는 디지털화 된 신호, 문서, 사진, 비디오 영상 등 다양한 형태로 만들어진다. 이제는 이렇게 생산된 데이터를 만드는 것 보다 이를 어떻게 활용하냐가 핵심 과제로 등장했다. 개인, 기업, 국가가 이러한 빅데이터의 확보와 효율적인 활용이 생존을 결정한다.

그런데 바로 이 빅데이터 분석에도 연결망 해석이 핵심 분석기법으로 사용된다. 이 빅데이터 연결망에서는 연결점은 ID, IP 주소, SNS 계정, 위치 등이 될 수 있다. 이런 연결점을 연결하는 연결선은 각 연결점들의 공통 요소로 정해질 수 있다.

예를 들어 연결선은 위치, 시간, 행동, 키워드, 데이터 값 등이 표현된다. 행동은 예컨대 인터넷 구매, 예약 정보, 상품, 금융 거래, 신용카드 사용 등이다. 이럴 경우 연결망 그래프의 연결점간의 거리는 행동의 횟수, 빈도, 주파수 등으로 결정해도 된다. 데이터가 누적돼 빅데이터가 되면 커다란 연경망 그래프가 완성된다. 비행기 항공사 잡지에 표현된 항공망처럼, 빅데이터의 정보를 시각적으로 표현할 수 있다.

연결점과 연결선은 특징에 따라 그에 비례하는 크기, 굵기, 색깔이 사용된다. 행동의 횟수나 빈도수가 높은 연결점은 크게 그리고, 연결선은 굵게 표현 가능하다. 또한 이 연결망 그래프의 모양과 패턴은 시간에 따라 변화한다. 이 시간에 따른 패턴의 변화를 인공지능으로 처리하면 미래를 예측 가능하다. 미래의 예측은 주가, 부동산 값, 매출 예측, 재고 예측 등이 될 수 있다. 

세상 원리도 연결망 관점에서 바라봐야 효과적

최근 아파트 가격은 아파트와 학교와의 거리, 지하철 역과의 거리, 쇼핑몰과의 거리가 결정한다. 요즘은 주변 공기의 질, 주면 경관도 중요해졌다. 이러한 주변 환경은 시간에 따라 변화한다. 이러한 환경에 대한 미래 예측이 아파트 가격의 등락에 반영된다.

예컨대 자녀를 경쟁력 있는 학원이 많은 학군 지역의 학교에 보내는 이유는 대부분 좋은 대학에 보내기 위해서다. 그 뜻은 대학가서 친구, 동창, 동문과의 연결망을 확보하라는 건 아닐까. 그래서 그 연결망을 구축하려고 유치원때부터 학원에 보내 괴롭히는 건 아닐까. 우리 사회 전체가 연결망에 의해, 그리고 연결망에 의해 행동하게 되고 있는 것은 아닐까.

연결망의 중요성은 4차 산업혁명에도 바뀌지 않는다. 다만 사람과의 연결망과 거리보단 빅데이터 연결망과의 접근 가능성, 그리고 그 거리가 더 중요해지고 있다.


<김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수>

김정호 카이스트 교수.

 

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장   2025-09-29 08:00
사진
중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
기사제목
기사가 번역된 내용입니다.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동