전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 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
李대통령 지지율 37.4%...전월세 불안에 소폭 하락 [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 이재명 대통령의 국정수행 지지율아 3주 만에 다시 소폭 하락해 37.4%로 집계됐다는 여론조사 결과가 5일 발표됐다. 리얼미터가 에너지경제신문 의뢰로 지난달 28일부터 지난 2일 전국 18세 이상 2515명을 대상으로 조사한 결과 이 대통령의 국정수행에 대한 긍정 평가는 지난주보다 0.5%포인트(p) 내린 37.4%로 나타났다. 부정 평가는 59.8%로 전주 대비 0.3%p 하락했다. '잘 모름'은 2.8%였다. 이재명 대통령이 11일 청와대 본관에서 46차 수석보좌관회의를 주재하며 모두발언을 하고 있다. 2026.09.11 [사진=청와대] 리얼미터는 "63조원 규모의 초과세수를 활용한 민생·복지 정책 발표 등 긍정적 요인이 있었다"면서도 "공소청·중대범죄수사청 신설 및 김지용 중수청장 임명 논란, DMZ 지뢰 폭발 사건과 우크라이나와의 외교 마찰, 수도권 전월세 불안 등 인사·안보·민생 악재가 더 크게 작용하면서 국정 신뢰도가 소폭 하락한 것으로 보인다"고 진단했다. 지난 1∼2일 전국 18세 이상 유권자 1009명을 대상으로 한 정당 지지도 조사에서 더불어민주당은 42.5%, 국민의힘은 38.4%를 각각 기록했다. 민주당은 지난 조사 대비 3.8%p 올랐고, 국민의힘은 1.0%p 떨어졌다. 리얼미터는 민주당에 대해서는 "민생 지원 정책이 부각되는 가운데 중도·진보층과 30~40대를 중심으로 지지세가 결집해 상승한 것으로 판단된다"고 분석했다. 국민의힘에 대해서는 "DMZ 폭발 사건을 둘러싼 안보 공세가 정쟁으로 비친 점과 장외투쟁 예고 등 강경 대응 기조가 이어지며 중도층 이탈이 나타나 소폭 하락한 것으로 보인다"고 밝혔다. 조국혁신당은 지난주보다 1.2%p 오른 5.2%를 기록했다. 개혁신당은 1.5%, 진보당은 1.3%다. 기타 정당은 1.6%, 무당층은 9.5%로 조사됐다. 대통령 국정수행 지지도 조사의 표본 오차는 95% 신뢰수준에 ±2.0%p, 응답률은 3.9%였다. 정당 지지도 조사의 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±3.1%p, 응답률은 3.0%였다. 두 조사 모두 무선 100% 자동응답 방식으로 진행됐다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. pcjay@newspim.com 2026-10-05 09:08
사진
KT, 롯데 꺾고 5년 만에 정규시즌 우승 *AI를 활용해 정리한 경기 내용입니다. 상단의 'AI MY 뉴스' 로그인을 통해 뉴스핌의 차세대 AI 콘텐츠 서비스를 활용해보기 바랍니다. [서울=뉴스핌] 한지용 기자 = 프로야구 KT 위즈가 로건 앨런의 8이닝 무실점 역투와 장준원의 멀티홈런에 힘입어 롯데 자이언츠를 완파하고 5년 만에 정규시즌 정상에 올랐다. KT는 5일 수원 KT위즈파크에서 열린 2026 신한 SOL KBO리그 정규시즌 롯데와의 홈경기에서 9-0으로 승리했다. [서울=뉴스핌] KT의 좌완 외국인 선발 투수 로건 앨런. [사진=KT 위즈] 6연승을 달린 KT는 시즌 86승 5무 49패를 기록했다. 같은 날 2위 삼성 라이온즈가 두산 베어스에 패하면서 KT는 남은 경기 결과와 관계없이 정규시즌 1위를 확정했다. KT가 정규시즌 우승을 차지한 것은 통합우승을 달성했던 2021년 이후 5년 만이자 구단 통산 두 번째다. 한국시리즈 직행 티켓도 손에 넣으면서 두 번째 통합우승에 도전하게 됐다. KT는 1회말부터 롯데 마운드를 거세게 몰아붙였다. 1사 후 최원준이 좌전 2루타를 날렸고, 김현수가 우전 안타로 출루해 1, 3루를 만들었다. 이어 샘 힐리어드가 우전 적시 2루타를 터뜨려 선취점을 뽑았다. 장성우가 볼넷을 골라 만루가 된 뒤 김상수가 좌전 2타점 2루타를 날렸다. KT는 단숨에 3-0으로 앞섰다. 공격은 계속됐다. 허경민의 땅볼로 2사 2, 3루가 된 뒤 한승택이 3루수 방면 적시 내야안타를 기록해 한 점을 더 보탰다. 이어 장준원이 롯데 선발 김진욱을 상대로 왼쪽 담장을 넘기는 3점 홈런을 터뜨렸다. 장준원의 시즌 6호포였다. KT는 1회에만 대거 7점을 뽑아 일찌감치 승기를 잡았다. KT는 6회말 다시 장준원의 한 방으로 점수를 보탰다. 1사 주자 없는 상황에서 장준원이 다시 왼쪽 담장을 넘기는 솔로 홈런을 터뜨렸다. 시즌 7호포이자 이날 두 번째 홈런이었다. KT는 8-0까지 달아났다. 7회말에는 안현민이 선두타자로 나서 가운데 담장을 넘기는 솔로 홈런을 쏘아 올렸다. 안현민의 시즌 14호포로 KT는 9-0을 만들었다. 마운드에서는 로건이 롯데 타선을 압도했다. 로건은 8이닝 동안 110개의 공을 던지며 7피안타 무사사구 14탈삼진 무실점으로 롯데 타선을 봉쇄했다. 여러 차례 주자를 내보냈지만 위기마다 삼진을 잡아내며 단 한 점도 허용하지 않았다. KT는 초반 대량 득점과 로건을 앞세워 끝까지 리드를 지켰고, 9-0 승리와 함께 정규시즌 우승을 확정했다.  [서울=뉴스핌] KT 내야수 장준원. [사진=KT 위즈] KT 선발 로건은 시즌 7승(5패)째를 거뒀다. 타선에서는 장준원이 3타수 2안타(2홈런) 4타점으로 승리를 이끌었다. 1회 3점 홈런으로 대량 득점을 완성했고 6회에는 솔로 홈런을 추가했다. 안현민은 시즌 14호 홈런을 포함해 2안타 1타점을 기록했고 김상수는 2타점, 힐리어드도 선제 적시타로 힘을 보탰다. 롯데 선발 김진욱은 4이닝 동안 86개의 공을 던지며 9피안타(1피홈런) 1사사구 1탈삼진 7실점으로 시즌 9패(6승)째를 떠안았다. 롯데 타선도 7안타를 기록했지만 로건을 상대로 득점하지 못했다. 2015년 KBO리그 10번째 구단으로 출발한 KT는 2021년에 이어 다시 한국시리즈에 직행했다. 5년 전 창단 첫 통합우승을 달성했던 KT는 이제 구단 통산 두 번째 한국시리즈 우승을 노린다. *위 내용은 생성형 AI로 작성한 경기 상보 [명령어 : 10월 5일 수원 KT-롯데 경기 내용을 정리해줘=CHAT GPT] football1229@newspim.com 2026-10-05 17:14
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