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
육군 보병 소대장 '상사'도 맡는다 [서울=뉴스핌] 오동룡 군사방산전문기자 = 육군이 보병대대 소대장 직위를 상사까지 확대한다. 육군은 17일 "보병대대 중대별 3개 소대 중 1개 소대장 직위를 기존 소위·중위에서 상사로 전환한다"고 밝혔다. 해당 조치는 내달 1일부터 적용된다. 이번 개편으로 각 중대 3개 소대 가운데 1개 소대는 부사관이 지휘하게 된다. 보병 소대는 통상 30여 명 규모로 구성되는 전투 수행 최소 단위다. 나머지 1·2소대장과 중대장 이상 지휘관은 기존처럼 장교가 맡는다. 지난 3월 26일 전북 익산 육군부사관학교에서 열린 26-1기 부사관 임관식에서 신임 부사관들이 정모를 던지며 임관을 자축하고 있다. [사진= 육군 제공] 2026.06.18 gomsi@newspim.com 육군은 그동안 보병부대 부사관을 부소대장으로만 운용해왔다. 소대장 직위를 편제상 정식으로 부사관에게 부여하는 것은 이번이 처음이다. 직위 구조 변경은 편제와 보직 기준에 동시에 반영된다. 육군 관계자는 "병역자원 감소 등에 대비한 중장기 병력구조 개선의 일환으로 장기보직을 통해 전투임무 수행능력과 운용 안정성을 높이기 위한 조치"라고 밝혔다. 초급장교 인원 감소에 따른 지휘 공백 대응도 포함된 것으로 전해졌다. 군은 최근 병 복무 인원 감소와 간부 획득 구조 변화에 맞춰 부사관 역할을 확대해왔다. 국방부는 병력 감축 기조에 따라 간부 중심 전력 구조 전환을 추진 중이다. 육군은 2020년대 들어 부사관 정원과 장기복무 비율을 단계적으로 늘려왔다. 이번 조치로 소대 단위 지휘 체계는 일부 조정된다. 육군은 부사관 소대장 보직을 단계적으로 확대 적용할 계획으로 알려졌다. gomsi@newspim.com 2026-06-18 13:38
사진
'마이 케이팝 스타', 예선 진출자 200팀 [서울=뉴스핌] 최문선 기자 = 글로벌 K팝 오디션 '마이 케이팝 스타(MY KPOP STAR)'가 예선 진출자 200팀을 발표하며 본격적인 경쟁의 막을 올렸다. 종합 뉴스통신사 뉴스핌이 주최·주관하는 '마이 케이팝 스타'는 국적과 나이에 제한 없이 누구나 참여할 수 있는 글로벌 오디션이다. 지난 12일 접수를 마감한 가운데 국내외 참가자들의 뜨거운 관심 속에 총 60개국에서 지원자가 몰리며 글로벌 규모를 입증했다. [서울=뉴스핌] 이지은 기자 = '마이 케이팝 스타' 포스터. 2026.04.09 alice09@newspim.com 예선 사전 심사를 거쳐 선발된 진출자는 총 200팀이다. 국내 참가자 100팀, 해외 참가자 100팀으로 구성됐으며, 한국, 미국, 일본, 중국, 태국, 필리핀, 인도네시아, 브라질, 프랑스 등 총 37개국 출신 참가자들이 이름을 올렸다. 이번 예선 진출자들은 탄탄한 보컬과 퍼포먼스 실력을 갖춘 참가자들로 구성됐다. 아이돌 연습생 출신은 물론 SNS에서 활발히 활동 중인 크리에이터, 해외 K팝 커버 아티스트 등 다양한 배경을 지닌 참가자들이 대거 포함돼 눈길을 끈다. 개인 참가자뿐 아니라 듀엣, 그룹, 밴드 등 다양한 형태의 팀도 진출하며 다채로운 무대를 예고했다. 예선 진출자들의 영상은 오는 22일부터 공개된다. 뉴스핌 공식 유튜브와 틱톡 등 SNS 채널을 통해 매일 10팀씩 순차적으로 업로드되며, 총 200팀의 무대가 20일간 전 세계 시청자들과 만날 예정이다. 영상 공개가 모두 마무리된 뒤에는 대중 평가가 진행된다. '마이 케이팝 스타'는 전문 심사위원 없이 시청자가 직접 우승자를 결정하는 100% 대중 참여형 오디션으로 운영된다. 조회수와 좋아요 수를 기반으로 본선 진출자 30팀이 선정되며, 참가자의 실력뿐 아니라 대중성과 화제성 역시 중요한 평가 요소가 된다. 대회는 온라인 영상 예선, 온라인 라이브 본선, 오프라인 결선 순으로 진행된다. 최종 우승자에게는 1억원의 상금이 수여되며, 국내 참가자 2위부터 10위까지는 각 200만원의 상금이 지급된다. 해외 참가자에게는 결선 진출 시 왕복 항공권과 숙박비 등 체류 비용 전액이 지원된다. 이 밖에도 글로벌 쇼케이스 및 공연 참여 기회, 언론 홍보 및 인터뷰, 국내 엔터테인먼트사의 현장 캐스팅 기회가 제공된다. 또한 K팝 보컬·댄스 트레이닝 프로그램과 K팝 안무를 활용한 숏폼 콘텐츠 제작 지원 등 다양한 특전이 마련돼 차세대 K팝 스타를 꿈꾸는 참가자들의 관심을 모으고 있다. moonddo00@newspim.com 2026-06-17 17:51
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