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
한국, 체코 2-1로 꺾고 첫 승 [서울=뉴스핌] 한지용 기자 = 2026 국제축구연맹(FIFA) 북중미 월드컵에 나선 홍명보호가 산뜻하게 출발했다. 복병 체코를 꺾고 조별리그 첫 승을 거뒀다. 홍명보 감독이 이끄는 한국 축구 국가 대표팀은 12일 오전 11시(한국시간) 멕시코 과달라하라 에스타디오 아크론에서 열린 대회 조별리그 A조 체코전에서 2-1로 승리했다. 한국은 2010 남아공 월드컵 그리스전 2-0 승리 이후 16년 만에 월드컵 조별리그 1차전에서 승리했다. 이날 승리한 한국은 멕시코(승점 3)에 골득실 차에 밀린 A조 2위에 자리했다.  [과달라하라 로이터=뉴스핌] 황인범이 12일 오전 11시(한국시간) 멕시코 과달라하라 에스타디오 아크론에서 열린 대회 조별리그 A조 체코전에서 1골 1도움을 기록해 2-1 승리를 이끌었다. 2026.06.12 football1229@newspim.com 홍 감독은 그간 평가전에서 활용했던 3-4-2-1 포메이션을 가동했다. 최전방에는 주장 손흥민(LAFC)이 나섰고, 2선에는 이강인(파리 생제르맹)과 이재성(마인츠)이 배치됐다. 중원은 황인범(페예노르트)과 백승호(버밍엄 시티)가 맡았고, 좌우 윙백으로는 이태석(아우스트리아 빈)과 설영우(즈베즈다)가 출전했다. 스리백은 왼쪽부터 이기혁(강원)-김민재(바이에른 뮌헨)-이한범(미트윌란)으로 구성했으며, 골문은 김승규(도쿄)가 지켰다. 경기 초반 한국은 평균 신장 188cm를 내세운 체코의 압박에 공격 전개를 원활히 하지 못했다. 그러나 이강인이 공격 전개에 관여하며 한국이 흐름을 잡기 시작했다. 이강인은 손흥민의 슈팅의 기점 역할을 했고, 김민재의 패스를 받아 직접 강력한 왼발 중거리 슛을 날리며 분위기를 가져왔다. 전반 15분에는 위기를 맞기도 했다. 수비 왼쪽 지역에서 이기혁의 실수로 공을 빼앗기며 체코에 결정적인 기회를 내줬다. 파트리크 시크(레버쿠젠)에게 슈팅 기회가 연결됐지만, 김민재가 몸을 던져 막아내며 실점을 허용하지 않았다. 이후 체코는 장신 선수들을 활용해 공중볼 공격을 시도했고, 한국은 빠른 전환과 측면 공략으로 맞섰다. 하지만 양 팀 모두 결정적인 찬스를 만들지는 못했다. 전반 막판 손흥민이 슈팅 기회 세 차례를 연거푸 잡으며 상대를 흔들었지만, 골망을 흔들지는 못했다. 전반은 0-0으로 끝났다. 전반 슈팅 숫자는 8-2로 한국이 압도 했다. 후반에도 한국이 주도권을 잡은 채 전개됐다. 후반 4분 황인범이 페널티지역 오른쪽에서 잘 돌아서서 낮고 강한 슈팅을 때렸다. 골키퍼 맞고 나온 공에 이재성이 쇄도해서 득점을 노렸으나, 체코 수비에 막혔다. 후반 10분에도 결정적인 찬스를 맞았다. 이재성의 원터치 패스를 받은 손흥민이 페널티박스 왼쪽 지역에서 골키퍼와 1대 1 찬스를 맞았으나, 왼발 슈팅이 골키퍼 몸에 걸렸다.  기회를 살리지 못한 한국은 후반 13분, 끝내 상대 세트피스를 막지 못하고 먼저 실점했다. 오른쪽 지역에서 길게 날아온 스로인을 라디슬라프 크레이치(울버햄프턴)가 헤더로 연결했고, 그대로 한국 골망을 흔들었다. 0-1로 뒤진 상황에서 홍 감독은 이재성을 빼고 황희찬(울버햄프턴)을 투입해 득점을 노렸다. 한국은 다시 주도권을 쥔 채 공격을 전개했다. [과달라하라 로이터=뉴스핌] 황인범이 12일 오전 11시(한국시간) 멕시코 과달라하라 에스타디오 아크론에서 열린 대회 조별리그 A조 체코전에서 동점골을 넣고 있다. 2026.06.12 football1229@newspim.com 후반 22분 황인범이 동점골을 터트렸다. 이강인의 킬패스를 받은 후 페널티박스 왼쪽에서 왼발로 한 번 접은 후 오른발로 침착하게 마무리하며 1-1을 만들었다.  이후 홍 감독은 손흥민과 이태석을 불러들이고, 오현규(베식타시)와 엄지성(스완지시티)를 투입하며 승부수를 띄었다.  후반 32분 체코가 프리킥 상황에서 한국의 골망을 흔들었으나, 오프사이드가 선언됐다. [과달라하라 로이터=뉴스핌] 오현규가 12일 오전 11시(한국시간) 멕시코 과달라하라 에스타디오 아크론에서 열린 대회 조별리그 A조 체코전에서 역전골을 넣고 있다. 2026.06.12 football1229@newspim.com 후반 34분 홍 감독의 승부수가 통했다. 백승호가 오른쪽 넓은 지역으로 침투하는 황인범에게 공을 건넸다. 황인범은 페널티 박스 안으로 오현규에게 패스를 건넸다. 오현규가 지체 없이 원 터치 슈팅으로 연결했고, 골키퍼 맞고 들어가며 한국이 2-1 역전에 성공했다.  한국은 중원에서 활약한 황인범과 백승호를 불러들이고, 박진섭(저장)과 김진규(전북)를 투입해 경기를 지켰다. 이후 체코는 높이를 앞세워 동점을 만들기 위해 노력했으나, 한국 수비가 잘 막았다. 수문장 김승규가 결정적인 세이브 2차례를 기록하며 팀의 승리를 지켰다.  football1229@newspim.com 2026-06-12 13:04
사진
'北 무인기' 윤석열 징역 30년 선고 [서울=뉴스핌] 박민경 기자 = 12·3 비상계엄 선포 명분을 만들기 위해 평양에 무인기 투입 작전을 지시한 혐의로 기소된 윤석열 전 대통령이 1심에서 징역 30년을 선고받았다. 서울중앙지법 형사합의36부(재판장 이정엽)는 12일 윤 전 대통령의 일반이적 및 직권남용 권리행사방해 등 혐의 사건 선고 공판을 열어 이 같이 선고했다. 재판부는 함께 재판에 넘겨진 김용현 전 국방부 장관과 여인형 전 국군방첩사령관은 각각 징역 30년, 징역 15년을 선고했다. 무인기 작전 수행을 지휘한 혐의를 받는 김용대 전 드론작전사령관에게는 징역 3년에 집행유예 5년을 선고했다. 12·3 비상계엄 선포 명분을 만들기 위해 평양에 무인기 투입 작전을 지시한 혐의로 기소된 윤석열 전 대통령이 1심에서 징역 30년을 선고받았다. 사진은 '건군 76주년 국군의 날 기념식'에서 윤 전 대통령과 김용현 장관의 모습. [사진=뉴스핌 DB] ◆ 재판부 "계엄 명분 위해 北 도발 유도"…일반이적·직권남용 유죄 재판부는 윤 전 대통령 등이 북한을 군사적으로 도발해 비상계엄 선포 명분을 만들 목적으로 2024년 10월께 드론작전사령부에 평양 무인기 투입 작전을 지시한 혐의를 유죄로 인정했다. 윤 전 대통령과 김 전 장관, 여 전 사령관은 비상계엄 선포를 위한 명분과 법적 요건을 마련하기 위해 북한의 무력 도발을 유도하고 남북 간 군사적 긴장을 고조시켜 국가 비상상황을 조성하기로 공모한 것으로 인정됐다. 재판부는 이들이 이른바 '심리전' 형태의 무인기 투입 작전을 통해 북한을 자극하고 군사적 도발을 유도하려 했으며, 김 전 장관의 지시에 따라 실제 작전이 실행됐다고 봤다. 또 "이 사건 작전은 북한을 자극하고 도발 명분을 제공함으로써 군사적 충돌에 따른 국민과 군의 인명·재산 피해 위험을 발생시켰다"며 "대한민국이 보유한 군사력을 국가안전보장이나 국토방위와 무관한 사적 목적으로 사용한 것으로 불필요한 군사력 소모를 초래하고 국가의 군사상 이익을 해했다"고 지적했다. 윤 전 대통령과 김 전 장관이 작전 지시 과정에서 직권을 남용한 혐의 역시 유죄로 봤다. 재판부는 "군인에 대한 일반적 지휘권을 가진 피고인들이 위법한 작전을 수행하게 했다"라며 "직권을 남용해 순차적인 지시를 통해 군인들에게 의무 없는 일을 하게 한 것"이라고 말했다.  윤 전 대통령측 변호인단은 선고가 끝난뒤 "국가 방위를 위한 군사적 대응을 범죄로 규정하고 이를 이적 행위로 판단한 것은 국가의 기본 책무를 외면한 것"이라며 "특검의 기소와 이번 재판은 대한민국의 안보 역량과 자유민주적 기본질서에 상처를 남긴 사건으로 기록될 것"이라고 주장했다. 사진은 윤 전 대통령 변호인단.[서울=뉴스핌] 박민경 기자= 2026.06.12 pmk1459@newspim.com ◆ 재판부 "계엄 위해 北 도발 유도" vs 尹 측 "군사 대응을 범죄로 규정" 재판부는 양형 이유를 설명하며 윤 전 대통령 등이 일부러 국가 비상사태를 만들려고 했다고 판단했다. 재판부는 "이 사건 일반이적 범행의 본질은 비상계엄을 선포할 수 있는 상황을 조성하기 위해 군사작전이라는 외형을 만들어 북한의 도발을 유도한 데 있다"고 밝혔다. 특히 윤 전 대통령에 대해서는 "국가의 존립과 안전을 수호할 책무를 지닌 대통령이 국군통수권과 계엄선포권을 자신의 정치적 이익을 위해 사용할 수 있다고 믿고 이 사건 작전을 승인했다"고 질타했다. 김 전 장관에 대해서는 "국방부 장관 취임 직후부터 비상계엄 상황 조성을 위해 작전을 주도적으로 계획·지시했고, 작전 실행 사실을 은폐하기 위한 범행까지 저질렀다"고 판단했다. 이 사건은 국가안보와 관련된 기밀 사항을 다룬다는 이유로 그동안 공판이 모두 비공개로 진행됐다. 윤 전 대통령측 변호인단은 선고가 끝난 뒤 "국가 방위를 위한 군사적 대응을 범죄로 규정하고 이를 이적 행위로 판단한 것은 국가의 기본 책무를 외면한 것"이라며 "특검의 기소와 이번 재판은 대한민국의 안보 역량과 자유민주적 기본질서에 상처를 남긴 사건으로 기록될 것"이라고 주장했다. 이어 "그 책임과 평가는 결국 역사의 엄정한 심판 앞에서 가려질 것"이라고 덧붙였다. 조은석 내란 특별검사팀은 지난 결심 공판에서 윤 전 대통령에게 징역 30년, 김 전 장관에게 징역 25년, 여 전 사령관에게 징역 20년, 김 전 사령관에게 징역 5년을 각각 구형했다. 특검팀은 윤 전 대통령 등이 단순 군사작전이라는 목적을 넘어 비상계엄 여건 조성을 위한 목적과 의도를 가지고 무인기 침투를 지시했고, 평양에 무인기가 추락해 군사적으로도 해를 끼쳤다고 봤다.  pmk1459@newspim.com 2026-06-12 12:32
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