전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 디데이
산업 생활경제

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능은 타임머신을 탈 수 있다

기사입력 : 2019년03월18일 08:00

최종수정 : 2019년03월18일 08:00

마이클 제이 폭스와 타임 머신

필자가 미국 유학을 시작한 해가 서울올림픽이 열리던 1988년이다. 그때 학교에서 퇴근하면 가족과 함께 저녁식사를 먹으면서 즐겨 보던 텔레비전 드라마가 ‘패밀리 타이즈(Family Ties)’라는 미국 시트콤이다.

    김정호 교수

화목한 가정을 중심으로 가족간에 펼쳐지는 재미있고, 즐거운 이야기이다. 지금 그 드라마를 유튜브로 다시 봐도 재미있다.

특히 그 드라마에서 남자 배우로 마이클 제이 폭스(Michael J. Fox)가 개구장이 남동생으로 나오고, 그의 마음씨 좋은 누나로 배우 저스틴 베이트맨(Justine Tanya Bateman)이 나온다.

맬러리로 나오는 저스틴은 성격 좋은 누나로 남동생 마이클의 장난을 항상 모두 받아주곤 했다.

그 배역들이 모두 호감이 가는 성격들이었다. 마이클 제이 폭스는 나중에 그 드라마에 나오는 다른 여배우와 결혼하게 된다.

1982년부터 1989년까지 미국 NBC에서 방송된 시트콤 ‘패밀리 타이즈(Family Ties)’ 의 출연진. 맨 왼쪽이 배우 ‘마이클 제이 폭스’이고 그 다음이 배우 ‘저스틴 베이트맨’이다. [출처= Biography.com]

그 마이클 제이 폭스를 다시 만난 것은 영화 ‘백 투 더 퓨처(Back to The Future)’ 에서다. 이 영화는 ‘타임 머신’을 타고 과거로 돌아가서 일어나는 이야기를 다루고 있다. 영화 '백 투 더 퓨처'는 1985년부터 시작된 영화로 로버트 저메키스 감독, 스티븐 스필버그 제작, 마이클 제이 폭스 주연의 전설적인 SF 3부작 영화이면서 코미디, 드라마, 액션 요소도 모두 들어가 있다.

시간여행과 그에 따른 타임 패러독스를 다룬 영화이다. 1980년대를 상징하는 고전 어드벤쳐 작품이다. 특히 이 영화의 주된 타임머신 기체인 ‘드로리안’은 영화 사상 가장 유명한 타임머신이다. 그 다재 다능하고 유쾌한 배우 마이클 제이 폭스가 현재 파킨슨 병으로 수십 년간 고생하고 있다. 파킨슨 병이 아니라면 아마 더 많은 시트콤과 드라마, 그리고 영화를 찍을 수 있었을 것으로 생각한다. 

이 영화에서 타임머신 기계인 ‘드로리안’이 등장한다. 물리학에서 입장에서 본다면 영화처럼 타임머신을 타고 과거로 돌아가기 위해서는 빛의 속도로 과거의 정보로 거슬러 올라가야 한다. 그러려면 본인이 타고 있는 타임머신이 빛의 속도 이상으로 달려서 과거의 시대로 돌아가야 한다. 과거의 정보는 과거의 빛에 실려 있기 때문이다. 그래서 타임머신은 빛보다 빨리 날아가야 한다. 그러려면 무한대의 에너지가 필요하고 아인쉬타인의 상대성 이론에 위배된다.

이처럼 타임머신을 타고 과거의 데이터를 수집하고 그를 바탕으로 인공지능을 학습할 수 있다면 지금의 세계는 더 개선된 모습을 보일 지 않을까 상상해 본다. 그런데 이렇게 과거로 돌아가는 타임머신이 인공지능 안에도 있다.

1985년부터 발표된 3 부작 어드벤쳐 영화 ‘백투더 퓨처’의 포스터 사진, [출처=Academy Center of the Arts]

인공지능도 과거로 돌아간다

인공지능 구현 방법 중에서 기계나 컴퓨터가 학습을 통해서 스스로 지능을 만들어 가는 방식을 머신러닝(Machine Learning)이라고 한다. 이 머신러닝의 대표적 알고리즘이 딥러닝(Deep Learning) 혹은 딥뉴럴네트워크(DNN, Deep Neural Network)이다.

이 딥러닝의 학습 방법은 입력 데이터를 이용해 학습하는 지도학습(Supervised Learning)과 입력 데이터 없이 스스로 학습하는 비지도 학습(Unsupervised Learning)으로 나뉘어 진다. 바로 이 지도학습에서 중요한 것은 입력데이터를 주고 출력을 비교하여 정답을 알도록 끊임 없이 알려 주어야 한다. 이 과정을 학습(Learning)이라고 하고 딥러닝 인공지능의 핵심 과정이 된다. 그래서 학습 없는 인공지능은 없다.

딥러닝 인공지능 알고리즘에서 입력 데이터를 주고 여러 층의 신경망을 따라 쭉 신호를 전파하면서 최종 출력을 만들어 가는 과정을 순방향 전파(Forward Propagation)이라고 한다. 그리고 이렇게 만들어진 출력이 지도학습을 위한 미리 준비한 정답과 다를 때, 신경망 내의 가중치를 개선해 나아가야 한다.

거꾸로 지능을 개선하는 작업이다. 그러기 위해서는 출력 오차를 확인하고, 그 결과에 따라 역 방향으로 가중치를 고쳐 나아가야 한다. 이처럼 가중치를 꺼꾸로 고치면서 반대방향으로 교정해 가는 과정을 역전파(Back Propagation)이라고 한다. 따라서 역전파 학습 없는 머신러닝 인공지능은 없다.

딥러닝 알고리즘 속의 역전파(Back Propagation) 학습의 개념, [출처=KAIST]

그러니 역사의 진행 결과를 보고 잘못된 것을 깨닫고, 역사를 거슬러 역사를 고쳐가는 과정이 인공지능에서 바로 역전파 학습이다. 그래서 잘못을 깨닫고 과거로 돌아가 자신을 바꾸는 과정이 바로 딥러닝 알고리즘의 핵심 학습과정이다. 시대를 거꾸로 가는 셈이다.

인간 세계에는 물리적으로 불가능하지만 컴퓨터 알고리즘에서는 가능하다. 그래서 컴퓨터 알고리즘은 위대하고 혁신적이다. 다르게 보면 역전파 학습은 타임머신을 타고 과거로 돌아가는 작업과 같다. 그래서 인공지능도 타임머신을 탄다고 얘기해도 되겠다.

마이클 제이 폭스는 영화 백투더 퓨쳐에서 ‘드로리안’ 타임머신을 타고 과거로 돌아 갔다. 딥러닝 인공지능에서는 출력과 정답차이의 오차, 활성화 함수의 미분 기울기, 그리고 기존의 가중치를 타고 과거로 돌아간다. 특히 활성화 함수의 미분이 과거로 돌아가는 속도를 결정한다. 인공지능에서는 이처럼 순방향 학습과 역방향 학습을 수만 번, 수천만 번 빅데이터 만큼 시행한다. 학습량을 늘리고 지능의 정확성을 높이기 위해서는 데이터가 더 많이 필요하다. 그래서 모든 사물과 사람을 연결해서 데이터를 모은다. 그걸 보통 ‘사물인터넷’이라 부른다.

딥러닝 알고리즘 속의 역전파(Back Propagation) 학습에 필요한 비용함수와 그 학습화 과정을 보여주는 강의노트, [출처=KAIST]

인공지능도 과거 역사에서 배운다

가끔 역사 책을 읽거나, 텔레비전 역사 프로그램을 보거나, 유튜브를 보면서 역사 공부를 다시금 하게 되는 기회가 종종 있다. 점점 유튜브로 역사 공부하는 시간이 길어진다. 그럴 때 마다 역사 공부가 참 재미있고 흥미진진하다. 사건의 역사적 배경과 인물, 결과의 의미를 다시 살펴보게 된다.

최근에는 3.1 운동 의미를 다시 알게 되었다. 3.1 운동의 의미가 우리나라가 ‘대한제국’에서 ‘대한민국’으로 전환하는 큰 계기라는 사실을 처음으로 알게 되었다. 그러고 보면 중고등학교 때 역사 공부는 참으로 재미없게 했다. 수동적으로 받아 적고 외우고 시험 보는 공부가 아니라 스스로 찾고, 발표하고, 토론하는 수업이었다면 훨씬 재미있고 기억에 많이 남았을 것 같은 아쉬움이 남는다. 그러는 과정에서 책도 더 많이 읽을 수 있었을 것이다. 역사는 그 자체가 재미있고, 배울 점이 많다.

인공지능이 똑똑한 것은 데이터로부터 스스로 학습하기 때문이다. 특히 오류가 발생했을 때 과거로 되돌아가 지난 과거를 고친다. 그리고 다시 출발한다. 인간 사회와 다른 점이라 볼 수 있다. 인공지능이 인간보다 똑똑한 이유이기도 하다. 미래에는 인공지능도 우리처럼 역사의 재미를 알게 될까 궁금하다.

대표적인 역사 기록물인 조선왕조실록은 역사 기록의 빅데이터이다. [출처=tistory]

 

joungho@kaist.ac.kr  

  

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

 

 

CES 2025 참관단 모집

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
"尹 기자회견 대국민 사과 미흡" 71.2% [서울=뉴스핌] 이바름 기자 = 국민 10명 중 7명은 윤석열 대통령의 대국민 사과가 미흡하다고 생각하는 것으로 나타났다. 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문기관 미디어리서치가 지난 11일~12일 이틀간 전국 만 18세 이상 남녀 1002명을 대상으로 진행한 ARS 조사 결과 윤 대통령의 대국민 사과에 대해 '미흡했다(매우 미흡+다소 미흡)'고 응답한 비율이 71.2%로 집계됐다. '진정성 있다(다소 진정성+ 매우 진정성)'고 답변한 비율은 26.4%, '잘모름'은 2.4%로 나타났다.   '윤 대통령의 사과가 미흡했다'는 남녀 모두에서 과반을 넘었다. 남성은 64.9%, 여성은 62.9%가 '매우 미흡했다'고 답변했다. '다소 미흡했다'는 각각 8.3%, 6.2%였다. 남성 71.2%, 여성 69.1%가 윤 대통령 사과에 대해 '미흡했다'는 인식을 같이 하고 있는 셈이다. 연령별로 보면 1020세대와 40대가 특히 부정적으로 인식했다. 40대는 87.2%가 '미흡했다'고 답변했다. 구체적으로 '매우 미흡'이 81.0%, '다소 미흡'이 6.2%였다. '진정성 있다'는 12.3%로 '다소 진정성 있다'는 5.6%, '매우 진정성 있다'는 6.8%였다. '잘모름'은 0.5%였다. 만 18세~29세도 84.8%가 '미흡했다'고 응답했다. '매우 미흡'이 78.8%, '다소 미흡'이 6.0%로 나타났다. '진정성 있다'는 14.3%로 '다소 진정성 있다'가 2.4%, '매우 진정성 있다'는 11.9%였다. '잘모름'은 0.9%였다. 50대는 '미흡했다'가 75.2%(매우 미흡 69.6%, 다소 미흡 5.5%), '진정성 있다'는 23.5%(다소 진정성 7.0%, 매우 진정성 16.5%)로 조사됐다. '잘모름'은 1.3%였다. 30대는 '미흡했다' 68.2%(매우 미흡 62.2%, 다소 미흡 5.9%), '진정성 있다' 24.3%(다소 진정성 6.9%, 매우 진정성 17.5%), 잘모름 7.5%로 나타났다. 60대는 '미흡했다' 60.2%(매우 미흡 52.0%, 다소 미흡 8.1%), '진정성 있다' 38.4%(다소 진정성 17.7%, 매우 진정성 20.8%), '잘모름' 1.4%였다. 전 연령대에서 유일하게 70대 이상만 '진정성 있다'가 48.9%(다소 진정성 23.7%, 매우 진정성 25.3%)로, '미흡했다'고 응답한 46.9%(매우 미흡 34.4%, 다소 미흡 12.6%)를 앞질렀다. 지역별로는 광주·전남·전북이 '미흡했다'가 80.1%(매우 미흡 69.8%, 다소 미흡 10.3%)로 가장 많았다. '진정성 있다'는 16.5%(다소 진정성 7.1%, 매우 진정성 9.4%), '잘모름'은 3.4%였다. 다음으로 경기·인천은 '미흡했다' 74.8%(매우 미흡 69.3%, 다소 미흡 5.5%), '진정성 있다' 25.5%(다소 진정성 8.7%, 매우 진정성 15.8%), '잘모름' 0.7%였다. 서울은 '미흡했다' 74.2%(매우 미흡 64.3%, 다소 미흡 9.9%), '진정성 있다' 24.9%(다소 진정성 7.0, 매우 진정성 17.9%), '잘모름' 0.9%였다. 강원·제주는 '미흡했다' 71.0%(매우 미흡 66.2%, 다소 미흡 4.8%), '진정성 있다' 23.3%(다소 진정성 16.2%, 매우 진정성 7.1%), '잘모름' 5.7%로 나타났다. 부산·울산·경남은 '미흡했다' 65.9%(매우 미흡 55.4%, 다소 미흡 10.5%), '진정성 있다' 30.7%(다소 진정성 12.4%, 매우 진정성 18.3%), '잘모름' 3.4%였다. 대전·충청·세종은 '미흡했다' 64.7%(매우 미흡 61.0%, 다소 미흡 3.6%), '진정성 있다' 28.0%(다소 진정성 12.9%, 매우 진정성 15.1%), '잘모름' 7.3%로 조사됐다. 대구·경북은 '미흡했다' 59.4%(매우 미흡 54.6% 다소 미흡 4.8%), '진정성 있다' 38.5%(다소 진정성 15.8%, 매우 진정성 22.8%), '잘모름' 2.1%로 가장 낮았다. 지지정당별로는 여당을 제외하고 모두가 부정적인 답변이 많았다. 더불어민주당 지지자들은 윤 대통령의 사과가 '미흡했다'고 응답한 비율이 95.1%에 달했다. 이중 '매우 미흡'은 91.9%, '다소 미흡'은 3.1%였다. '진정성 있다'고 답변한 비율은 4.5%(다소 진정성 1.3%, 매우 진정성 3.2%)에 불과했다. '잘모름'은 0.4%였다. 반대로 국민의힘 지지자들은 62.6%가 '진정성 있다'고 대답했다. '다소 진정성이 있었다'는 26.1%, '매우 진정성이 있었다'가 36.7%로 집계됐다. '미흡했다'는 35.4%(매우 미흡 22.9%, 다소 미흡 12.4%), '잘모름'은 1.9%였다. 조국혁신당 지지자들은 '미흡했다' 95.8%(매우 미흡 94.7%, 다소 미흡 1.1%), '진정성 있다' 4.2%(다소 진정성 1.1%, 매우 진정성 3.1%)였다. 개혁신당은 '미흡했다' 90.0%(매우 미흡 77.9%, 다소 미흡 12.1%), '진정성 있다' 8.3%(다소 진정성 3.4%, 매우 진정성 4.9%), '잘모름' 1.7%였다. 진보당은 '미흡했다' 70.1%(매우 미흡 65.1%, 다소 미흡 5.0%), '진정성 있다' 29.9%(다소 진정성 2.3%, 매우 진정성 27.6%)로 조사됐다. 무당층은 '미흡했다' 78.6%(매우 미흡 71.3%, 다소 미흡 7.3%), '진정성 있다' 9.4%(다소 진정성 6.0%, 매우 진정성 3.4%), '잘모름' 12.0%였다. 국정지지별로는 '잘못하고 있다'는 응답자 중 94.8%가 '미흡했다'고 답변했다. '매우 미흡'이 87.9%, '다소 미흡'이 6.9%였다. '진정성 있다'는 3.1%(다소 진정성 2.0%, 매우 진정성 1.1%), 잘모름은 2.1%였다. 국정을 '잘 하고 있다' 응답자 중에서는 89.2%가 '진정성 있다'고 대답했다. '다소 진정성'은 32.5%, '매우 진정성'은 56.7%로 나타났다. '미흡했다'는 9.5%(매우 미흡 2.5%, 다소 미흡 7.0%), '잘모름'은 1.3%였다. 김대은 미디어리서치 대표는 "윤석열 대통령이 대국민담화 및 기자회견은 '끝장 회견'을 예고한 것과는 달리 국민이 원하는 '속 시원한' 대답은 나오지 않았다"며 "윤 대통령의 이날 답변은 대체로 두루뭉술하고 포괄적이었다"고 평가했다. 이어 "국민 앞에 고개는 숙였지만 정작 실제 답변에선 김건희 여사를 적극 두둔해 대국민사과 효과를 '반감'시켰다는 지적과 함께 문제 인식과 처방 모두에서 '국민 눈높이'에 크게 미흡 하다보니 이번에 조사한 대통령 국정지지율과 거의 비슷하게 나왔다"고 분석했다. 이번 여론조사는 성·연령·지역별 인구비례 할당 추출 방식으로 추출된 표본을 구조화된 설문지를 이용한 무선(100%) ARS 전화조사 방식으로 실시했으며 응답률은 3.6%, 신뢰수준은 95%, 표본 오차는 ±3.1%p다. 통계보정은 2024년 1월말 행정안전부 주민등록 인구통계를 기준으로 성별 연령별 지역별 가중 값을 부여(셀가중)했다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. right@newspim.com 2024-11-14 06:00
사진
尹지지율 26.9%…'기자회견 효과 보수결집' [서울=뉴스핌] 박성준 기자 = 윤석열 대통령의 지지율이 20%대 중후반을 기록했다는 여론조사 결과가 14일 발표됐다. 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문업체 미디어리서치가 지난 11일~12일 이틀간 전국 만 18세 이상 남녀 1002명에게 물은 결과 윤 대통령의 국정운영에 대한 긍정평가는 26.9%로 집계됐다. 부정평가는 71.5%로 나타났다. '잘 모름'에 답한 비율은 1.6%다. 긍정평가(26.9%)는 지난 조사와 달라지지 않았고 부정평가는 0.4%포인트(p) 하락했다. 긍정평가와 부정평가 간 격차는 44.6%p다. 연령별로 보면 40대에서 긍정평가와 부정평가 격차가 극명하게 드러났다. 만 18세~29세에서 '잘함'은 17.1% '잘 못함' 81.1%였고, 30대에서는 '잘함' 21.3% '잘 못함' 77.2%였다. 40대는 '잘함' 10.8% '잘 못함' 88.3%, 50대는 '잘함' 24.2% '잘 못함' 75.4%로 집계됐다. 60대는 '잘함' 40.7% '잘 못함' 56.9%였고, 70대 이상에서는 '잘함' 50.8% '잘 못함' 46.2%로 집계됐다. 지역별로는 서울 '잘함' 23.6%, '잘 못함'은 73.8%로 집계됐다. 경기·인천 '잘함' 24.3% '잘 못함' 74.8%, 대전·충청·세종 '잘함' 27.3% '잘 못함' 72.1%, 강원·제주 '잘함' 14.8% '잘 못함' 74.8%로 조사됐다. 부산·울산·경남 '잘함' 33.3% '잘 못함' 65.0%, 대구·경북은 '잘함' 42.1% '잘 못함' 55.9%로 집계됐다. 전남·광주·전북은 '잘함' 18.3% '잘 못함' 79.9%로 나타났다. 성별로도 남녀 모두 부정평가가 우세했다. 남성은 '잘함' 26.2% '잘 못함' 72.6%, 여성은 '잘함' 27.6% '잘 못함' 70.4%였다. 김대은 미디어리서치 대표는 "기자회견에서 김건희 여사 관련 의혹에 대해 제대로 된 해명 대신 감싸기에만 급급했고, 명태균 씨 논란에 대한 해명도 제대로 되지 않아 결과적으로 불신만 더 키운 꼴이 됐다"며 "하지만 60-70대 이상과 영남권 등 전통적인 지지층에서는 탄핵 등의 위기감이 높아져 지지율이 오히려 상승했다"고 해석했다. 그러면서 "며칠 전 미국 대선에서 트럼프 전 대통령이 당선되면서 안보와 경제 등 위기감 고조로 보수층이 결집하며 추가적인 지지율 추락을 막을 수 있었다"고 덧붙였다. 차재권 부경대 정치외교학과 교수는 "기자회견에 대해 긍정평가와 부정평가가 동시에 존재한다"며 "형식적으로나마 기자회견을 하고 사과를 했다는 점에서 만족하는 보수 지지층이 있다"고 말했다. 이어 "지지율 자체는 큰 변동이 없지만 (이번 기자회견 때문에) 부정평가한 사람들이 나중에라도 다시 긍정평가할 가능성이 더 낮아졌다"이라며 "앞으로 지지율이 개선될 가능성은 거의 없다"고 분석했다. 이번 여론조사는 성·연령·지역별 인구비례 할당 추출 방식으로 추출된 표본을 구조화된 설문지를 이용한 무선(100%) ARS 전화조사 방식으로 실시했으며 응답률은 3.6%, 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±3.1%p다. 통계보정은 2024년 1월말 행정안전부 주민등록 인구통계를 기준으로 성별 연령별 지역별 가중 값을 부여(셀가중)했다. 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. parksj@newspim.com 2024-11-14 06:00
안다쇼핑
Top으로 이동