전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 생활경제

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능에도 오만과 편견 있다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

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

※ 번역할 언어 선택

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 

 

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
쿠팡, 1분기 3545억 영업손실 [서울=뉴스핌] 남라다 기자 = 쿠팡Inc가 올 1분기 12조원이 넘는 매출을 기록하며 외형 성장을 이어갔지만, 수익성이 크게 악화되며 적자 전환했다. 1분기 영업손실은 3500억원을 기록했으며, 이는 2021년 4분기 이후 4년 3개월 만에 최대 적자 규모다. 지난해 4분기 대규모 정보유출 사태 여파와 대만 등 신사업 투자 확대가 맞물리면서 시장 예상치를 크게 밑도는 '어닝 쇼크' 수준의 실적을 낸 것으로 풀이된다. 서울 송파구 쿠팡 본사. [사진=뉴스핌DB] ◆매출 2개 분기 연속 감소세...적자 전환쿠팡Inc는 6일(한국시간) 미국 증권거래위원회에 제출한 1분기 연결 실적 보고서를 통해 매출 85억400만달러를 기록했다고 밝혔다. 이는 전년 동기 79억800만달러 대비 8% 증가한 수치다. 올 1분기 평균 원·달러 환율(1465.16원)을 적용하면 매출은 12조4597억원으로, 전년 동기(11조4876억원) 대비 8% 늘었다. 다만 분기 매출은 지난해 4분기(12조8103억원)에 이어 2개 분기 연속 전분기 대비 감소했다. 특히 이번 분기 성장률은 8%에 그치며 상장 이후 처음으로 두 자릿수 성장률이 깨졌다. 수익성은 크게 후퇴했다. 1분기 영업손실은 2억4200만달러(약 3545억원)로 전년 동기 1억5400만달러(약 2337억원) 영업이익에서 적자로 돌아섰다. 당기순손실도 2억6600만달러(약 3897억원)로 전년 동기 1억1400만달러(약 1656억원) 순이익에서 적자 전환했다. 이번 영업손실 규모는 약 4년 3개월 만에 최대 수준이다. ◆본업 성장 둔화 뚜렷…활성 이용객 증가세도 주춤 세부적으로 보면 프로덕트 커머스(로켓배송·로켓프레시·로켓그로스·마켓플레이스) 매출은 71억7600만달러(10조5139억원)로 전년 동기 68억7000만달러(9조9797억원) 대비 4% 늘었다. 작년 4분기(12%)보다 성장률이 크게 하락한 수준으로, 프로덕트 커머스 조정 에비타(EBITDA, 3억5800만달러) 역시 같은 기간 35% 감소했다. 이 기간 활성 고객 수는 2390만명으로 2% 늘어나는 데 머물며 성장세 둔화가 뚜렷했다. 이는 직전 분기인 지난해 4분기(2460만명) 대비 감소한 수준이나, 프로덕트 커머스 고객 1인당 매출은 300달러(43만9540원)로 전년(294달러·42만7080원) 대비 3% 늘며 매출 성장을 견인했다. 대만 타오위안에 위치한 쿠팡 대만의 네 번째 스마트 물류센터 전경. [사진=쿠팡 제공]  ◆신사업 확대에 적자 심화…현금흐름 동반 악화 반면 대만 로켓배송·파페치·쿠팡이츠 등 성장사업 부문 매출은 13억2800만달러(1조9457억원)로 전년 10억3800만달러(1조5078억원) 대비 28% 신장했다. 해당 부문의 조정 에비타 손실은 3억2900만달러로 확대되며 전체 수익성을 끌어내렸다. 현금흐름도 둔화됐다. 최근 12개월 기준 영업현금흐름은 16억달러로 전년 대비 4억2500만달러가 감소했고, 잉여현금흐름(3억100만달러)도 같은 기간 7억2400만달러 줄었다. 올 1분기 쿠팡의 적자는 개인정보 유출 사태 수습을 위한 보상 비용과 신사업 투자 확대가 동시에 반영된 결과로 풀이된다. 쿠팡은 지난해 12월 미국 증권거래위원회 공시를 통해 개인정보 유출 사고와 관련한 고객 보상 프로그램을 발표했다. 회사 측은 "사고 사실을 통보받은 고객을 대상으로 2026년 1월 15일부터 약 12억달러(약 1조6850억원) 규모의 구매이용권을 지급했다"며 "구매이용권은 판매 가격과 해당 각 거래의 매출액에서 차감된다"고 밝혔다. 이에 따라 매출과 수익성에 모두 부담 요인으로 작용했다는 분석이다. 구매이용권 사용은 지난달 15일 종료됐다. 이번 실적은 시장 기대치도 크게 밑돌았다. 블룸버그가 집계한 컨센서스(전망치) 대비 영업손실 규모가 5배 이상 확대된 것으로 나타나며 투자 심리도 위축됐다. 1분기 실적 발표 직후 쿠팡 주가는 뉴욕증시 시간외 거래에서 약 3~4% 하락 거래되고 있다. 한편 쿠팡Inc는 이번 분기 3억9100만달러 규모(2040만주)의 자사주를 매입했다. 쿠팡Inc는 이사회가 자본 배분 전략의 일환으로 10억 달러 규모의 자사주 매입 프로그램을 추가 승인했다고 밝혔다. nrd@newspim.com 2026-05-06 06:25
사진
이란, 호르무즈 통과 '사전 승인제' [워싱턴=뉴스핌] 박정우 특파원 = 이란이 세계 주요 원유 수송로인 호르무즈 해협을 통과하는 선박에 대해 사전 승인 절차를 요구하는 새로운 관리 체계를 도입했다. 5일(현지시간) 월스트리트저널(WSJ)은 이란 국영 매체를 인용해 이란 당국이 최근 '페르시아만 해협 당국(Persian Gulf Strait Authority)'이라는 명칭의 기구를 신설하고 해협 통과 선박에 대한 규제 지침을 마련했다고 보도했다. 해당 체계에 따라 호르무즈 해협을 통과하려는 선박은 사전에 이란 당국의 승인을 받아야 하며, 지정된 공식 이메일을 통해 항행 관련 지침을 전달받게 된다. 이란 측은 모든 선박이 새 규정을 준수해야 한다고 강조하며, 이를 따르지 않을 경우 통과가 제한될 수 있음을 시사했다. 다만 구체적인 승인 절차나 적용 범위에 대한 상세 내용은 공개되지 않았다. 이번 조치는 호르무즈 해협에 대한 이란의 통제력을 강화하려는 전략의 일환으로 해석된다. 호르무즈 해협은 전 세계 해상 원유 수송량의 약 20%가 통과하는 핵심 수로로, 중동 지역 긴장이 고조될 때마다 글로벌 에너지 시장의 주요 변수로 작용해왔다. 특히 최근 미국 주도의 해상 안전 확보 노력과 맞물리면서 긴장이 더욱 고조되는 양상이다. 미 중부사령부(CENTCOM)는 기뢰 위협 속에서도 해협 내 안전 항로를 확보했다고 밝힌 바 있으며, 이는 이란의 영향력 확대 시도와 맞물려 해상 통제권을 둘러싼 신경전이 지속되고 있음을 보여준다는 지적이다. 이란의 이번 조치는 국제 해상 교통의 자유 원칙과 충돌할 가능성이 있는 만큼, 향후 관련국 간 외교적 마찰로 이어질 수 있어 주목된다다. 여기다 실제로 선박 운항에 제약이 발생할 경우 국제 유가와 보험료 상승 등 경제적 파급 효과도 배제할 수 없다고 WSJ은 내다봤다. 2026년 5월4일(현지시간) 이란 반다르 아바스 인근 호즈무즈 해협에 선박이 정박해 있다. [사진=로이터 뉴스핌] dczoomin@newspim.com 2026-05-06 04:54
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
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