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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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은행 고정형 주담대 금리 첫 5% 돌파 [서울=뉴스핌] 박가연 기자 = 지난달 은행권 고정형 주택담보대출 금리가 연 5.11%로 통계 작성 이후 처음으로 5%를 넘어 역대 최고치를 기록했다. 전체 주담대 금리도 5개월 연속 상승했다. 한국은행이 29일 발표한 '2026년 9월 금융기관 가중평균금리'에 따르면 지난달 예금은행의 신규취급액 기준 대출금리는 연 4.57%로 전월보다 0.17%포인트(p) 상승했다. 가계대출과 기업대출 금리가 모두 오른 영향이다. [자료=한국은행] 가계대출 금리는 연 4.96%로 전월보다 0.20%p 올랐다. 주담대 금리는 연 4.88%로 0.22%p 상승하며 지난 5월 이후 5개월 연속 오름세를 이어갔다. 일반신용대출은 연 6.49%로 0.16%p, 전세자금대출은 연 4.57%로 0.22%p 각각 상승했다. 주담대 금리를 유형별로 보면 고정형은 연 5.11%로 전월보다 0.23%p 올랐다. 지난해 10월 이후 12개월 연속 상승한 것으로, 한은이 고정형과 변동형 금리를 구분해 통계를 작성하기 시작한 2013년 1월 이후 가장 높은 수준이다. 변동형 금리도 연 4.76%로 0.23%p 상승하며 4개월 연속 올랐다. 김성준 한국은행 금융통계팀장은 "고정형 주담대 금리가 5%를 상회한 것은 2013년 1월 통계 편제 이후 처음"이라며 "국내외 시장금리가 오르면서 지표금리인 은행채 금리가 상승한 것이 가장 큰 요인"이라고 말했다. 지난해 10월부터 올해 9월까지 은행채 5년물 금리는 154bp(1bp=0.01%p) 상승했다. 같은 기간 일반 고정형 주담대 금리는 146bp 올랐다. 올해 7월까지 보금자리론 금리가 다섯 차례에 걸쳐 총 125bp 인상된 점도 고정형 주담대 금리 상승에 영향을 미쳤다. 주담대 고정금리 비중은 오히려 줄었다. 신규취급액 기준 주담대 고정금리 비중은 34.2%로 전월보다 1.1%p 하락했다. 반면 전체 가계대출의 고정금리 비중은 24.0%로 0.5%p 상승하며 2개월 연속 오름세를 이어갔다. 가계대출 금리 상승에는 8월 기준금리 인상 이후 시장금리 움직임이 반영됐다. 지난달 양도성예금증서(CD) 91일물 금리는 3.17%로 전월보다 0.20%p 올랐고 은행채(AAA) 5년물 금리도 4.35%에서 4.53%로 상승했다. 김 팀장은 "8월 27일 기준금리 인상 이후 9월에는 CD와 은행채 등 장단기 시장금리가 대체로 20bp 안팎 상승했다"며 "가산금리 조정이나 가계대출 관리 강화도 영향을 미칠 수 있지만 9월 대출금리 상승에는 시장금리 상승이 가장 크게 작용한 것으로 판단한다"고 말했다. 기업대출 금리는 연 4.49%로 전월보다 0.19%p 상승했다. 대기업대출 금리는 4.37%로 0.16%p, 중소기업대출 금리는 4.63%로 0.25%p 각각 올랐다. 중소기업대출은 CD와 은행채 6개월물 등 지표금리 상승이 반영된 반면 대기업대출은 일부 은행의 저금리 대출 취급이 늘면서 상승폭이 상대적으로 작았다. 저축성수신금리는 연 3.45%로 전월보다 0.24%p 상승했다. 순수저축성예금 금리는 3.39%로 0.25%p, 시장형금융상품 금리는 3.69%로 0.16%p 각각 올랐다. 대출금리보다 수신금리가 더 큰 폭으로 오르면서 신규취급액 기준 예대금리차는 1.12%p로 전월보다 0.07%p 축소됐다. 잔액 기준 예대금리차는 2.21%p로 0.01%p 확대됐다. 비은행금융기관의 1년 만기 정기예·탁금 금리는 저축은행을 제외하고 모두 상승했다. 기관별로는 ▲저축은행(3.81%) ▲신용협동조합(3.69%) ▲상호금융(3.44%) ▲새마을금고(3.62%)로 집계됐다. 일반대출 금리는 ▲저축은행(9.80%) ▲신협(5.25%) ▲상호금융(5.09%) ▲새마을금고(4.97%)로 나타났다. eoyn2@newspim.com 2026-10-29 12:00
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김포·구리 등 그린벨트 풀어 7.7만가구 조성 [서울=뉴스핌] 이동훈 선임기자 = 경기 김포시 고촌읍 아라지구와 구리시 사노동 건원지구, 하남시 미사동 K-컬처 등을 포함해 서울 경계와 인접한 수도권 6개 구역이 그린벨트(개발제한구역)에서 해제돼 공공택지로 개발된다. 이들 6개 신규 공공택지에서는 총 7만6700가구의 주택이 공급될 예정이다. 정부는 지난 8월 13일 발표한 '주택 신속공급대책'에서 공개한 3곳의 2만7200가구를 포함해 수도권에 총 10만4000가구 규모의 신규 택지를 공급한다는 계획이다. 다만 이번 대책에서 서울 지역 공급 물량은 발표되지 않았다. 29일 국토교통부에 따르면 정부는 '8·13 주택 신속공급방안'의 후속 조치로 수도권 신규 공공택지 후보지 6곳을 선정하고 총 7만6700가구를 공급할 방침이다. 지역별 공급 물량은 ▲김포아라 3만7000가구 ▲구리건원 1만4600가구 ▲하남미사 K-컬처 1만2000가구 ▲하남감일2 6500가구 ▲의정부다락원 2600가구 ▲고양대곡지식융합확장 4000가구다. 수도권 신규 지정 공공택지 위치도 [자료=국토부] 이번 후보지는 경기도 김포시, 구리시, 하남시, 의정부시, 고양시 내 총 6곳이며 모두 서울 경계로부터 약 5㎞ 이내에 위치한 교통 요충지로 도심 접근성이 뛰어나다. 정부는 8·13대책에서 신규 공공주택지구를 추가 지정해 총 10만가구 주택공급 계획을 밝힌 바 있다. 이 중 서울강서, 남양주도심, 경기광주역세권2지구의 2만7200가구 입지는 앞서 발표됐으며 이번에 나머지 7만6700가구의 신규택지 후보지가 추가로 발표됐다. 이번에 공공택지 후보지로 지정된 그린벨트 해제 예정지역은 이미 훼손돼 환경적 보전가치가 낮은 개발제한구역으로 난개발이 진행 중이거나 우려되는 지역이라 계획적·체계적인 개발이 필요한 곳이란 게 국토부의 설명이다. 특히 해당 지구에서는 청년·신혼부부 등 실수요자가 좋은 입지, 품질 좋은 주택에서 안정적으로 거주할 수 있도록 신속하게 주택 공급을 추진할 계획이다. 김포시 고촌면 일대 아라지구는 서울 강서구와 인접해 있고 한강변에 위치해 주택수요가 높은 지역이다. 인근에 서울지하철5호선 연장사업이 추진 중이며 김포한강로, 수도권 제1순환고속도로 등도 위치해 지역간 이동이 편리한 곳이다.  구리시 사노동 일원 건원지구에서는 1만4600가구가 공급된다. 당초 '구리 E-커머스 신성장 첨단도시 조성사업'을 추진했으나 사업성 부족 등을 사유로 장기간 보류된 지역으로 공공주택사업지구로 사업방식을 전환해 조성할 예정이다. 수도권 제1순환고속도로와 인접하고 잠실역까지 30분대 이동이 가능하며, 용암천, 왕숙천 등으로 둘러싸인 지역으로, 농수산물도매시장 이전 검토 등을 통한 자족기능 강화와 함께 수변생활권을 조성할 계획이다. 하남시 미사동 미사K-컬처, 1.2만호) 미사섬 인근으로 5호선이 위치하고 있고, 주변에 3호선, 9호선 연장사업이 추진 중으로 개통 시 서울 내 주요역까지의 접근성이 대폭 개선될 예정이며, 미사경정공원, 한강 수변 등 우수한 경관자원도 보유하고 있다. 하남시 감일동 감일2지구에선 6500가구가 공급된다. 감이천을 통한 올림픽공원, 한강으로의 접근성이 우수한 지역으로 인근 하남 감일지구 내 추진 중인 3호선 연장사업과 연계한 대중교통 체계를 구축할 예정이다. 이를 통해 기존 감일지구와 연계된 통합생활권으로 조성하고, 인근에 위치한 3기 신도시 하남교산지구 광역교통개선대책과도 함께 연계해 서하남IC 개선 검토 등 하남시 내 교통난 해소방안을 적기에 마련할 계획이다. 의정부시 호원동 의정부다락원지구엔 2600가구 공급된다. 주한미군 반환공여지인 캠프잭슨이 포함된 부지로 인근에 도봉산, 중랑천 등이 위치하여 자연경관이 뺴어나고, 지하철 1호선과 7호선 환승역인 도봉산역과의 접근성도 우수한 지역이다. 고양시 대곡동 고양대곡지식융합확장지구엔 4000가구를 짓는다. 대곡역은 GTX-A, 3호선 등 5개의 철도노선이 만나는 펜타역세권임에도 불구하고, 현재 개발 중인 기존 고양대곡지식융합지구는 대곡역 북측만 포함하고 있어, 남측을 포함한 체계적인 역사개발에 한계가 있는 지역이다. 이에 기존 고양대곡지식융합지구에 더해 대곡역 남측 부지도 일부 포함하여 환승체계 개선 등을 통해 단절된 역사를 입체적으로 연결하고 완성형 통합역세권으로 개발할 예정이다. 아울러 정부는 지난 8.13대책을 통해 마련한 '공공택지 최단기 착공모델'을 이번 신규택지 6곳에 적용한다. 이를 통해 지구지정 단계부터 단계별 조기화 방안을 적용하여 '30년 내 착공을 목표로 신속하게 공급을 추진할 계획이다.  이와 함께 국토부는 발표지구의 투기 근절을 위해 투기방지 대책도 철저하게 시행할 방침이다. 미공개 개발정보를 이용한 투기 여부 등을 확인하기 위해 국토교통부와 사업제안자인 LH의 전 직원과 업무관련자의 직계존비속의 토지 소유 여부를 조사했으며, 그 결과 투기 의심 사례는 확인되지 않았다. 지구와 인근 지역 내 최근 3년간 거래 2,917건을 대상으로 이상거래 조사수행 대상 654건을 선별하였으며, 추가 기획조사 등을 통해 위법의심 거래 적발 시 수사도 철저히 의뢰할 예정이다. 마지막으로 지난 8.13대책 시 신규택지 발표를 예고하면서 서울 GB 전역과 서울 인접 수도권 GB 등을 토지거래허가구역으로 지정한 바 있다. 당시 지정된 지역 중 이번 발표한 신규택지 후보지의 영향권은 제외하고, 나머지 지역은 토지거래허가구역을 해제하여 국민 재산권 제약을 최소화하는 한편, 후보지 일대의 투기 수요는 철저히 차단할 계획이다. 홍지선 국토부 장관은 "청년·신혼부부 등 실수요자가 선호하는 우수한 지역에 지속적으로 주택을 공급하는 것이 그 무엇보다 중요하다"며 "이번 신규택지는 지구 지정부터 착공까지 모든 절차에 최단기 착공 모델을 적용하여 신속하게 공급하는 데 총력을 다하겠다"고 말했다.  donglee@newspim.com 2026-10-29 10:00
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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.
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