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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능에도 오만과 편견 있다

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샤논의 법칙과 5G 필터

디지털 무선 통신과 관련한 대표적인 법칙으로 1948년 발표된 샤논의 법칙(Shannon`s Theorem)이 있다. 이 법칙에 나오는 무선 통신 채널에서 채널 용량(Channel Capacity)은 디지털 정보가 에러를 발생시키지 않고 보내질 수 있는 최대의 속도를 말한다.

 김정호 카이스트 교수

이러한 채널 용량은 또한 전송에 쓰이는 매체가 수용할 수 있는 정보의 전송 능력이라고도 할 수 있다. 이 샤논의 법칙에 의하면 채널을 통해 보내지는 데이터의 양(C, Capacity)은 그 채널의 대역폭(B, Bandwidth)에 비례한다.

이 샤논의 법칙은 다음과 같은 수식으로도 표현된다.


C = W log₂(1 + S/N)

C: 주어진 채널을 통해 신뢰성 있게 전달할 수 있는 최대 용량 (데이터 전송 용량)

W : 가용 대역폭 (주파수)

S : 수신 신호 전력, N : 잡음 전력

다른 말로 하면, 수신기의 주어진 수신신호 전력과 잡음 환경에서, 디지털 무선통신에서 최대한 데이터 전송 용량을 높이려면 전자파 고주파 대역폭으로 높여 전자파를 이용해야 한다는 뜻으로 해석된다. 즉 4차 산업혁명에서 무선으로 빅데이터를 주고 받아야 하는데 그러려면 점점 더 높은 주파수 대역을(수식에서 W) 을 사용해야 한다. 그래서 5G 통신에서는 4-6GHz 대역 혹은28 GHz 대역에서 고주파 전자파를 사용해야 한다. 아마도 미래의 6G 통신에서는 70-100GHz 대역을 사용해야 할 것으로 판단한다.

샤논의 법칙을 수식으로 표현한 강의 슬라이드. [출처: KAIST]


그런데 이러한 무선 통신에서 더욱 더 채널 통신 용량을 높이려면 채널에서 주어진 통신 주파수 대역을 더욱 세분화 해서 쪼개야 한다. 그래야 동시에 수십 명 혹은 수백 명이 같은 공간에 동시에 무선통신을 할 수 있기 때문이다. 그런데 문제는 통신 채널이 인접해 있으면 서로 전자파 간섭을 일으킨다. 그래서 각 채널이 구분이 잘 되어야 한다. 그러려면 인접한 다른 채널 주파수의 전자파를 차단(Filtering)해서 구별(Isolation)하는 기술이 필요하다. 이 고주파 부품을 필터(Filter) 라고 한다.

그래서 무선 송수신기 여러 부분에 필터가 존재한다. 필터의 크기도 충분히 작고, 가격도 작고, 인접 주파수 전자파를 충분히 차단 시키는 능력이 꼭 필요하다. 5G, 6G 통신에서는 더욱 필터의 성능이 중요하게 되었다.

그런데 이렇게 필터를 쓴다는 의미는 기술적으로 가치는 있지만 철학적, 도덕적으로 본다면 남의 이야기를 듣지 않는 태도를 의미한다. 듣고 싶은 이야기만 듣는다는 것이다. 다른 말로 필터를 잘 설계하면 ‘소 귀에 경 읽기’ 시스템이 된다. 무선 디지털 통신 시대에 데이터의 소통은 강화되지만 이웃과의 소통은 차단하는 뜻 밖의 결과를 낳는다. 필터는 ‘편견’을 낳을 수 있다.

 

인공지능 알고리즘에도 '편견' 있다

4차 산업혁명의 핵심인 인공지능에도 ‘필터’ 가 사용된다. 영상 이미지 판독에 주로 사용되는 인공지능인 CNN(Convolution Neural Network)에 필터라는 행렬 곱셈 과정이 진행된다. 인공지능에 사진이 입력되면 1차로 행렬 곱(Convolution)이 진행되면 특징(Feature)을 다음 신경망 층에서 구분하기 시작한다.

예를 들어 신경망 층에서 자동차 사진을 본다면, 처음에는 윤곽을 찾아 내고, 그 다음 층에서는 바퀴, 창문, 범퍼 등의 특징을 찾아 나간다. 한층 씩 전파(Propagation)하면서 추상화(Abstraction) 과정을 거치고 최종적으로는 차 회사 브랜드, 몇 년도 형식, 모델 넘버도 판독해 간다.

여기서 이러한 행렬 곱을 할 때 어떤 필터를 선정할 것인가에서 아직 인간의 선택 요소가 된다. 인간의 개입도 없이 완전한 자동화가 이루어 지기 위해서는 지금보다 더 많은 변수와 계산 작업이 필요하다. 필터의 선택과 같은 인간의 개입 없이 완전 인공지능을 이루려면 지금 보다 컴퓨터의 데이터 처리 속도가 100 배 증가하면서 동시에 전력소모가 100 분의 1 이하로 줄여져야 한다. 그러려면 컴퓨터에 사용되는 프로세서와 메모리의 성능 또한 100 배 향상되고, 100 배 전력 소모가 줄여야 한다.

인공지능에서 필터뿐만 아니라 다양하게 인간의 판단이 개입되고 있다. CNN에서 변수를 줄이고 컴퓨터 부담을 줄이기 위해서 추가로 추출(Pooling) 기법을 쓰기도 한다. 일정 행렬 내에서 최대값만을 취하거나, 또는 평균값 혹은 대표 값을 선택한다.

그러면 행렬 계산 양을 줄인다. 또한 활성화 함수(Activation)도 선택해야 한다. 여기에 더해서 거시적 변수(Hyper Parameter)인 층의 개수, 노드의 개수, 학습 속도, 학습 횟수도 정해야 한다. 이 모든 작업이 완전 인공지능 스스로 판단하기에는 아직 컴퓨터와 메모리 성능이 따라가지 못한다. 따라서 일정 부분 인간의 선택을 빈영해야 한다. 그러면 이러한 선택 과정에서 인간의 의지가 반영된다. 이렇게 되면 결국 인공지능에도 인간에 의한 ‘편견’이 발생한다.

 

CNN을 이용한 인공지능에서 영상 판독을 위해 효율적으로 하기 위해 쓰이고 있는 필터를 사용하는 합성곱(Convolution) 과정. [출처=Medium]

 

영상 판독을 위해 효율적으로 쓰이고 있는 인공지능 알고리즘인 CNN 의 층 구조. [출처=Towards Data Science]


인공지능의 오만과 편견 막아야 

이처럼 5G 통신과 인공지능에 필터가 사용된다. 그러면 효율은 높아지지만 편향된 시각과 판단이 필연적으로 생긴다. 여기에 더해서 인공 지능에는 학습을 위한 ‘빅데이터의 선택’에 의한 편견 문제가 남아 있다. 그 결과 학습을 위한 데이터의 선택에 따라 학습된 인공지능은 편향성을 갖게 되고 이에 따라 이념적, 종교적, 사회적 편견을 갖게 된다. 또는 인공지능은 외모, 국적, 언어, 문화에 따라서 편견을 가질 수 있다. 편견이 쌓이고 자기 확신 단계에 들면 오만이 생긴다. 이후 국가, 사회간 갈등과 전쟁의 씨앗이 될 수 있다.

영국 영화 ‘오만과 편견(Pride and Prejudice)’이 있다. 키라 나이틀리(Kiera Knightley) 가 주연한 멜로 로맨서 영화다. 1813년 출간한 영국의 소설가 제인 오스틴의 장편소설을 영화화했다. 작가는 로맨스를 이끌어나가는 한편 인물들의 위선과 허위의식을 풍자하기도 했다.

기본적인 스토리는 상류계급의 재수 없는 신사와 평범한 집안의 명랑하고 똑똑한 숙녀가, 서로 편견을 거두고 난관을 이겨내며 결혼에 골인한다는 이야기다. 영화 ‘오만과 편견’ 처럼, 4차 산업혁명에서 필연적으로 발생하는 편견의 문제가 ‘해피 엔딩’으로 맞이하기 바란다.

영화 <오만과 편견>의 주연 배우 키이라 나이틀리(오른쪽)와 매튜 맥퍼딘. [출처= Empireonline]

 

joungho@kaist.ac.kr  


[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수 

 

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삼성전자 DS 성과급 1인 평균 6억 [서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자 노사가 반도체를 담당하는 디바이스솔루션(DS) 부문에 사업성과의 10.5%를 재원으로 하는 특별경영성과급을 신설하기로 잠정 합의했다. 지급 상한을 따로 두지 않기로 하면서 사업성과 산정 기준과 실제 실적에 따라 메모리사업부 임직원의 성과급이 연봉 1억원 기준 최대 6억원 안팎까지 늘어날 수 있다는 관측이 나온다. 21일 업계에 따르면 삼성전자와 초기업노동조합 삼성전자지부는 전날 '2026년 성과급 노사 잠정 합의서'에 서명했다. 합의안은 기존 초과이익성과급(OPI) 제도를 유지하면서 DS부문에 별도의 특별경영성과급을 신설하는 내용을 담고 있다. [수원=뉴스핌] 류기찬 기자 = 김영훈 고용노동부 장관(가운데), 최승호 삼성전자 노조 공동투쟁본부 위원장(오른쪽), 여명구 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 피플팀장이 20일 오후 경기 수원시 장안구 경기지방고용노동청에서 열린 삼성전자 노사교섭 결과 브리핑에서 손을 맞잡고 있다. 2026.05.20 ryuchan0925@newspim.com 특별경영성과급 재원은 노사가 합의해 선정한 사업성과의 10.5%로 정했다. 지급률 상한은 두지 않는다. 성과급 재원 배분은 DS부문 전체 기준 40%, 사업부 기준 60%로 나눠 이뤄진다. 공통 조직 지급률은 메모리사업부 지급률의 70% 수준으로 정했다. ◆ 상한 없어진 DS 보상…메모리 직원 6억 가능성 이번 합의안의 핵심은 성과급 상한 폐지다. 기존 OPI는 연봉의 최대 50%까지 지급되는 구조였지만, 새로 도입되는 DS부문 특별경영성과급은 지급 한도를 두지 않는다. 사업성과를 영업이익으로 가정할 경우 메모리사업부 임직원에게 돌아가는 성과급 규모는 크게 늘어날 수 있다. 올해 삼성전자의 영업이익 전망치를 300조원 안팎으로 놓고 계산하면, DS부문 특별경영성과급 재원은 약 31조5000억원 규모가 된다. 이 가운데 40%인 약 12조6000억원은 DS부문 전체 임직원에게 배분된다. DS부문 임직원 수를 약 7만8000명으로 보면 사업부와 관계없이 1인당 약 1억6000만원이 돌아가는 구조다. 나머지 60%인 약 18조9000억원은 사업부별 성과에 따라 배분된다. 파운드리와 시스템LSI 등 비메모리 사업부가 적자로 인해 사업부 배분에서 제외된다고 가정할 경우, 이 재원은 메모리사업부(약 2만8000명)와 공통 조직(약 3만명)에만 돌아가게 된다. 노사가 합의한 '1 대 0.7'의 지급률 비율을 적용해 계산하면, 메모리사업부 임직원은 1인당 약 3억8000만원, 공통 조직은 약 2억7000만원을 추가로 받게 되는 구조다. 메모리사업부 임직원이 기존 OPI로 연봉의 50%를 받을 경우 연봉 1억원 기준 약 5000만원이 더해진다. 이 경우 특별경영성과급과 OPI를 합친 총 성과급은 1인당 최대 6억원 안팎까지 늘어날 수 있다. 다만 이는 사업성과를 영업이익으로 가정한 계산이다. 합의서상 사업성과 산정 기준이 최종적으로 어떻게 정해지는지, 실제 실적이 어느 수준에서 확정되는지에 따라 지급액은 달라질 수 있다. ◆ 적자 사업부도 보상…2027년부터 차등 적용 비메모리 등 적자 사업부도 일정 수준의 성과급을 받을 수 있다. 합의안에 따르면 적자 사업부는 부문 재원을 활용해 산출된 공통 지급률의 60%를 적용받는다. 다만 이 기준은 1년 유예돼 2027년분부터 적용된다. 올해는 적자 사업부에도 DS부문 공통 배분 재원에 따른 성과급이 지급될 가능성이 있다. 사업성과를 영업이익으로 가정한 계산에서는 비메모리 부문 임직원도 최소 1억6000만원가량의 성과급을 받을 수 있다는 분석이 나온다. 특별경영성과급은 현금이 아닌 자사주로 지급된다. 세후 금액 전액을 자사주로 주고, 지급 주식의 3분의 1은 즉시 매각할 수 있다. 나머지 3분의 1씩은 각각 1년, 2년간 매각이 제한된다. DS부문 특별경영성과급 제도는 향후 10년간 적용된다. 2026년부터 2028년까지는 매년 DS부문 영업이익 200조원 달성, 2029년부터 2035년까지는 매년 DS부문 영업이익 100조원 달성이 조건이다. 임금 인상률은 평균 6.2%로 정해졌다. 기본인상률 4.1%, 성과인상률 평균 2.1%를 합친 수치다. 노사는 사내주택 대부 제도 도입과 자녀출산경조금 상향에도 합의했다. 자녀출산경조금은 첫째 100만원, 둘째 200만원, 셋째 이상 500만원으로 오른다. DX부문과 CSS사업팀에는 상생협력 차원에서 600만원 상당의 자사주를 지급하기로 했다. 협력업체 동반성장을 위한 재원 조성 및 운영 계획도 별도로 발표할 예정이다. 다만 잠정 합의안이 최종 확정된 것은 아니다. 노조는 조합원 찬반투표를 거쳐 합의안 수용 여부를 결정할 예정이다. 찬반투표에서 과반 찬성이 나오면 임금협약은 최종 타결된다. kji01@newspim.com 2026-05-21 07:45
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박수현 43.5% vs 김태흠 43.9% [서울=뉴스핌] 송기욱 기자 = 6·3 지방선거 충남지사 선거에 출마한 박수현 더불어민주당 후보와 김태흠 국민의힘 후보가 오차 범위 내 초접전을 벌이고 있는 것으로 조사됐다. 또 충남 도민 10명 중 8명 이상이 이번 지방선거에 투표하겠다는 의향을 밝혔다. ◆ 박수현 43.5% vs 김태흠 43.9%...오차 범위 내 0.4%p 초접전 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문기관 리얼미터가 지난 18일부터 19일까지 충남 거주 만 18세 이상 남녀 806명을 대상으로 실시한 충남지사 후보 지지도 조사 결과 박수현 후보 43.5%, 김태흠 후보 43.9%였다. 두 후보 간 격차는 0.4%p(포인트)로 오차 범위 안이다. '없음'은 4.6%, '잘 모름'은 8.1%였다. 지역별로는 김 후보가 천안시에서 45.0%를 기록해 박 후보(42.7%)보다 높게 조사됐다. 서남권(보령시·서산시·서천군·예산군·태안군·홍성군)에서도 김 후보는 48.8%로 박 후보(39.2%)보다 높았다. 반면 박 후보는 아산·당진시에서 47.1%를 기록하며 김 후보(37.5%)에 우세했고, 동남권(공주시·논산시·계룡시·금산군·부여군·청양군)에서도 46.0%로 김 후보(43.2%)를 웃돌았다. 연령별로는 김 후보가 만 18~29세에서 40.8%를 기록해 박 후보(31.5%)보다 높았다. 60대에서도 김 후보는 53.5%로 박 후보(41.2%)보다 높았고, 70세 이상에서는 김 후보 61.3%, 박 후보 26.9%였다. 반면 박 후보는 30대에서 40.2%로 김 후보(39.2%)를 소폭 웃돌았다. 40대에서는 박 후보 61.7%, 김 후보 29.2%였고, 50대에서는 박 후보 56.3%, 김 후보 36.0%로 크게 앞섰다.  성별로는 남성층에서 김 후보가 47.1%를 기록해 박 후보(44.1%)보다 높았다. 여성층에서는 박 후보 42.8%, 김 후보 40.5%였다.  정당 지지층별로는 집권 여당인 더불어민주당 지지층의 84.6%가 박 후보를 지지한다고 답했다. 제1야당인 국민의힘 지지층의 89.4%는 김 후보를 택했다. 조국혁신당 지지층에서는 박 후보 64.5%, 김 후보 24.0%였다. 개혁신당 지지층에서는 김 후보 48.5%, 박 후보 31.0%였다. 투표 의향별로는 '반드시 투표하겠다'는 적극 투표층에서 박 후보가 48.8%로 김 후보(45.2%)보다 높았다. 반면 투표 의향층 전체에서는 김 후보 46.2%, 박 후보 43.8%였다. 투표 의향이 없다는 응답층에서는 박 후보 44.6%, 김 후보 27.7%였다. ◆ 충남도민 83.7% "지방선거 투표하겠다" 투표 의향은 83.7%가 투표하겠다고 답했다. '반드시 투표' 66.1%, '가급적 투표' 17.7%였다. 반면 '별로 투표할 생각 없음' 6.0%, '전혀 투표할 생각 없음' 8.0%였다. 권역별 투표 의향은 동남권 85.4%, 서남권 84.1%, 천안시 83.6%, 아산·당진시 82.3%였다. 전 권역에서 투표 의향층은 80%를 넘었다. 연령별로는 60대가 91.3%로 가장 높았고, 50대 89.7%, 70세 이상 88.9%, 40대 88.3% 순이었다. 뒤이어 30대는 72.5%, 만 18~29세 63.1%였다. 이번 여론조사는 휴대전화 가상(안심)번호를 무작위로 추출해 자동응답조사(ARS)방식으로 진행됐다. 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±3.5%p, 응답률은 8.2%다. 2026년 4월 말 행정안전부 주민등록 인구를 기준으로 성별, 연령별, 지역별 가중치(림가중)를 적용했다. 자세한 사항은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. oneway@newspim.com 2026-05-21 05:00
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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.
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