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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능과 손흥민의 기도

기사입력 : 2019년11월11일 13:46

최종수정 : 2019년11월11일 13:49

[편집자] 4차 산업혁명은 모든 사물과 인간을 연결하여 빅데이터를 모으고, 이를 이용하여 인공지능으로 학습하여, 결국 인공지능이 인간을 대체하는 시대를 말한다. 이러한 4차 산업혁명의 물결이 산업뿐만 아니라 경제, 사회, 정치 등 전 분야에 걸쳐서 막대한 변화를 일으키고 있다.

글로벌뉴스통신사 뉴스핌은 '김정호의 4차혁명 오딧세이' 칼럼을 매주 연재하여 4차 산업혁명의 본질과 영향, 그리고 전망을 독자들에게 쉽게 소개하고자 한다. 4차 산업혁명의 핵심은 바로 인공지능, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅으로 표현할 수 있으며 그 핵심 부품이 반도체이다. 이들 핵심 기술의 개념과 원리, 응용을 설명하여 일반 독자들이 4차 산업혁명에 대해서 공감하고 이해하며 더 나아가 개인과 기업, 국가의 미래를 계획하는 것을 돕고자 한다.

김정호 카이스트(KAIST) 전기 및 전자공학과 교수는 서울대 전기공학과를 졸업하고 미국 미시건대에서 박사 학위를 받았다. AI대학원 겸임교수, IEEE펠로우, 카이스트 ICT석좌교수, 한화 국방 인공지능 융합연구 센터장, 삼성전자 산학협력 센터장 등을 겸하고 있다.

 

딥러닝에 반영된 인간의 가치

최근 연구가 활발하게 진행, 개발되는 인공지능(Artificial Intelligence, AI)은 '기계학습(Machine Learning)'이라고 불리는 인공지능이고, 더 세부적으로 이야기하면 '딥러닝(Deep Learning)'이다.

김정호 교수

인공지능은 데이터로부터 학습하며, 특히 그 구조의 층(Layer)이 깊어 '심층기계학습'이라고 부르기도 한다. 여기서 인공지능이 똑똑해지는 이유는 바로 학습의 능력에 뿌리를 두기 때문이다. 데이터를 이용해 학습하는 것이 경쟁력의 원천이다.

이 학습 방법 중에 정답을 알려주면서 학습하는 방법을 '지도학습(Supervised Learning)'이라고 부른다. 예를 들어, 이미지를 인식하는 CNN(Convolution Neural Network)의 경우 수백만 장의 사진을 보여주면서 각각 사진에 설명을 붙여야 한다. 동물이라면 사자인지 호랑이인지 고양이인지 알려줘야 한다. 이 작업을 인식표(Label) 혹은 태그(Tag)라고 한다.

학습을 위해서는 수많은 사진도 모으고 태그도 붙여야 한다. 이 작업이 인공지능 학습에 들어가는 노고이고 비용이다.

그런데 데이터를 이용해 학습하는 과정에서 입력하면 결과(Classification)를 하게 되는데, 정답과의 차이를 비용함수(Cost Function)로 규정한다. 이렇게 학습 과정에서 이 비용함수를 최소화하기 위해 인공지능 신경망의 변수(Variables)들을 조정해간다. 이러한 변수 최적화 과정을 다른 말로 학습이라고 한다.

그런데 이 비용함수를 정하는 것이 중요하다. '정답률(Mean Square Error, MSE)'로 할 수 있고, '엔트로피'라 불리는 정보량을 기준으로 할 수도 있다. 다르게는 비용, 시간, 거리, 에너지, 수율 등 인공지능망 설계자가 의도한 방향으로 정할 수가 있다. 단지 그 수학적 표현이 미분 가능해야 한다. 공학에서는 비용함수가 정확성이나 효율을 강조한다.

반면, 여기에 더해서 주관적인 감정이나 변화, 차이, 차별, 신뢰, 도덕, 인성, 재현성, 생산성 측면뿐만 아니라 인간적, 도덕적, 추상적 가치를 비용함수에 넣을 수 있다.

이처럼 인간이 어떤 가치를 최고로 삼느냐에 따라 인공지능을 다르게 학습할 수 있다. 그래서 인간의 가치와 생각이 인공지능에 그대로 반영된다.

한편, 인공지능이 학습을 빠르게 수렴하도록 하기 위해 정답과 오답 사이에 확률 차이를 최대한으로 하는 경우도 있다. 양극화를 추구해서 정답과 오답을 갈라놓는다. 그래야 분명한 답을 얻기 때문이다.

이때 소프트맥스(Softmax) 함수가 마지막 인공지능 신경망의 출력 함수로 사용되기도 한다. 그래서 인간이 원하는 차별적인 요구가 인공지능 학습 과정에 반영되기도 한다. 단지 수학 수식을 통해서 전달할 뿐이다.

GAN 인공지능과 강화학습에 더해진 인간의 가치

인공지능으로 창작 작업을 할 수 있는 GAN(Generative Advisory Network)이 있다. 모방을 통해서 창작하는 인공지능 신경망이다. 인간의 규범으로는 도덕적 논란의 소지가 있다. 원본 이미지에 최대한 짝퉁 이미지를 만들어 둘 사이의 구별 확률이 50%가 될 때까지 창작 인공신경망(Generator)을 학습하기 때문이다. 그래서 구별기(Discriminator)를 속이려 한다.

이 과정에서 모방을 통한 창작의 힘을 기른다. 하지만 인간의 도덕 기준으로 보면, 모방을 계속해서 판별기를 속일 수 있을 때까지 모방을 계속한다. 짝퉁 작가인 셈이다. 그래도 창작 작업의 본질은 인간 세계에서도 모방으로 배운다는 점이다.

표절을 명확히 구분하기도 어렵다. 몇 소절, 몇 문장이 같다거나 비슷하다고 해서 표절로 단정하기 어렵다. 이처럼 GAN 인공지능에는 모방을 통한 창작의 발전이라는 인간의 가치가 담겨 있다.

데이터 없이 인공지능이 학습하는 방법으로는 강화학습(Reinforcement Learning)이 있다. 다양한 시도를 스스로 하고 반응을 보면서 최적의 정책(Policy)을 세우는 방법이다.

게임이나 주식 투자와 같이 환경에서 직접 행동과 반응을 보고, 최적의 전략을 정해가는 방법이다. 알파고 바둑 게임에서도 사용된 학습 방법이다. 역시 가장 큰 장점은 데이터 없이도 학습할 수 있다는 점이다.

그런데 이 학습과정에서 보상(Reward)을 정하고 이를 수학적으로 표현한 가치함수(Value Function)를 사용한다. 이 보상체계에 따라 인공지능 신경망을 최적화해 간다. 이를 강화학습이라고 부른다.

그러니 바로 보상을 정하는 것이 인공지능의 가치체계를 결정한다. 알파고에서는 승률이 되고 주식투자에서는 이익률이 될 수 있다.

여기에는 강화학습 설계자의 의도와 가치 체계에 맞게 얼마든지 정할 수 있다. 효율이 될 수도 있고, 협력, 신뢰와 같은 주관적인 가치 체계일수도 있다. 가치함수로 표현하기만 하면 된다. 종족 보존, 지속률 자유도도 보상이 될 수 있다.

어떤 경우는 돈, 명예, 권력보다 공생이나 상생이 보상으로 정해질 수 있다. 이렇게 강화학습은 인간이 정한 보상 체계를 따른다. 생각보다 인공지능이 상당히 가치 지향적으로 만들어질 수 있다.

인공지능도 인간의 가치 체계를 따른다

그래서 가치가 올바른 인공지능을 개발하기 위해서는 먼저 인간 자체의 가치관이 잘 확립되어야 한다. 그러려면 믿음, 신뢰, 사랑, 배려, 공정, 정의, 평등, 공존, 협력, 평화, 자유 등 기초 가치가 우리 사회에서 흔들리지 않았으면 한다. 그러면 인공지능도 이를 그대로 따라간다.

토트넘의 손흥민 선수는 지난 7일 열린 츠르베나 즈베즈다(세르비아)와의 2019~2020시즌 유럽축구연맹(UEFA) 챔피언스리그(UCL) 조별리그 B조 4차전 원정전에 선발 출전해 팀의 4대0 승리를 이끌었다. 그리고 두 골을 넣었다.

인상적이게도 손흥민 선수가 골을 넣은 후 고메스 선수의 쾌유를 비는 세리머니 모습을 보도 사진에서 보았다. 인공지능도 이런 '손흥민의 기도하는 마음'을 같이 학습하면 좋겠다.

고메스의 쾌유를 비는 손흥민의 기도 세리머니. [사진= 로이터 뉴스핌]

 

김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수 joungho@kaist.ac.kr 

 

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모델 문가비 아들 친부는 정우성 [서울=뉴스핌] 양진영 기자 = 모델 문가비(35)가 출산한 아들의 친부가 배우 정우성(51)인 것으로 드러났다. 정우성 소속사 아티스트컴퍼니는 24일 "문가비가 소셜미디어를 통해 공개한 아이는 정우성의 친자가 맞다"며 "아이의 양육 방식에 대해서 최선의 방향으로 논의 중이다. 아버지로서 아이에 대해 끝까지 책임을 다할 것"이라고 밝혔다. 다만 "출산 시점과 두 사람의 교제 여부, 결혼 계획 등 사생활 관련 내용은 확인해 줄 수 없다"고 알렸다. 배우 정우성 [사진=에이스메이커무비웍스] 앞서 두 사람 사이의 득남 소식이 알려졌다. 두 사람은 2022년 한 모임에서의 만남 가까이 지냈으나 교제한 사이는 아니었고 결혼 계획도 없는 것으로 전해졌다. 작년 6월 문가비가 임신 사실을 알렸고 정우성은 양육의 책임을 약속했다고 한다. 문가비는 뷰티 예능 프로그램 '겟잇뷰티' 등으로 얼굴을 알린 한동안 활동을 중단했다가 지난 22일 인스타그램을 통해 아들 출산 사실을 고백했다. 그러나 결혼 여부나 아이 아버지에 관한 언급은 없어 궁금증을 샀다. 당시 문가비는 "너무 갑작스럽게 찾아온 소식에 아무 준비가 돼 있지 않았던 저는 임신의 기쁨이나 축하를 마음껏 누리기보다는 가족들의 축복 속에 조용히 임신 기간 대부분을 보냈다"며 "그렇게 하기로 선택한 건 오로지 태어날 아이를 위함이었다. 마음 한편에 늘 소중한 무언가를 지키기 위해서는 꽁꽁 숨겨야 한다고 생각했다"고 했다. [사진=문가비 인스타그램] 이어 "세상에 나온 아이를 앞에 두고 여전히 완벽한 준비가 되지 않은 엄마지만 그런 내 부족함과는 상관없이 존재 자체만으로 나의 마음을 사랑으로 채워주는 아이를 보며, 완벽함보다는 사랑과 행복으로 가득 찬 건강한 엄마가 돼야겠다고 다짐했다"며 "그러기 위해서는 용기를 내야 한다고 생각했다"고 말했다. 문가비는 1989년생으로 2017년 온스타일 예능 '매력티비'와 '겟잇뷰티'로 얼굴을 알렸다. 이후 SBS '정글의 법칙'과 KBS '볼빨간 당신' 등 각종 예능에 출연했다. 여러 광고와 헤라서울패션위크 등 패션쇼 무대에도 섰다. jyyang@newspim.com 2024-11-25 09:48
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이재명 '위증교사' 1심 김동현 판사 누구 [서울=뉴스핌] 배정원 기자 = 이재명 더불어민주당 대표의 위증교사 혐의 1심 선고를 맡은 서울중앙지법 형사합의33부 재판장에 대한 관심이 집중되고 있다. 서울중앙지법 형사합의33부(김동현 부장판사)는 25일 오후 2시 위증교사 혐의로 기소된 이 대표의 1심 선고공판을 진행한다.  전라남도 장성 출신의 김동현 부장판사는 고려대학교 법학과를 졸업하고 2001년 사법연수원을 30기로 수료했다. 김 부장판사는 2004년 광주지법 판사를 시작으로 인천지법, 서울동부지법, 서울고법 등을 거쳐 지난해부터 선거·부패 사건을 전담하는 서울중앙지법 형사합의33부 부장판사로 재직하고 있다. [서울=뉴스핌] 이형석 기자 = 이재명 더불어민주당 대표가 25일 오전 서울 여의도 국회에서 열린 최고위원회의에 자리하고 있다. 2024.11.25 leehs@newspim.com 김 부장판사는 이 대표의 위증교사 사건 외에도 '대장동·위례신도시·성남FC·백현동 의혹' 사건을 함께 심리하고 있는데, 해당 사건은 기록의 양이 방대하고 쟁점이 복잡해 1심 선고를 하기까지 몇 년이 더 걸릴 수 있다는 전망이 나온다. 당초 이 대표 측은 두 사건을 분리해서 진행할 경우 방어권 보장에 어려움을 겪게 된다며 병합 심리를 요구했으나, 김 부장판사는 두 사건을 병합하지 않고 별도로 진행하기로 결정했다. 또 김 부장판사는 이른바 '가짜 수산업자'에게 금품을 받은 혐의로 기소된 박영수 전 특별검사(특검)의 1심 사건을 맡으며 징역 4개월에 집행유예 1년을 선고하기도 했다. 당시 김 부장판사는 "이 사건 범행으로 공직자의 공정한 직무수행과 공공기관에 대한 국민의 신뢰가 크게 훼손됐다"며 "특히 박영수 피고인은 국정농단 규명을 위해 임명된 특별검사로 어느 공직자보다 공정성과 청렴성에서 모범을 보여야함에도 금품을 수수했다"고 질책했다. 박 전 특검 등에게 금품을 제공한 혐의로 기소된 가짜 수산업자 김모 씨에 대해서는 "다수의 공직자에게 긴 시간 금품을 제공한 점, 이종범죄로 처벌받은 전력이 있는 점 등을 고려했다"며 징역 6개월의 실형을 선고했다. 또 김 부장판사는 이명박 정부 시절 이른바 '스파르타팀'을 꾸려 정부에 우호적인 방향으로 온라인 여론을 조작한 혐의 등으로 기소된 전직 청와대 비서관들에게도 징역형 집행유예를 선고한 바 있다.  이런 가운데, 위증교사 혐의는 이 대표의 형사 사건 중 가장 불리한 판결이 나올 가능성이 높은 사건으로 꼽히고 있다. 검찰에 따르면 최근 6년간 유죄가 확정된 위증교사 사범 195명 중 실형(69명)이나 징역형 집행유예(114명)가 선고된 사례는 94.8%에 이르며 벌금형(12명) 선고 비율은 6.2%에 그쳤다. 이 대표가 만약 위증교사 혐의로 대법원에서 금고 이상의 형(집행유예 포함)을 확정받으면 공직선거법 제19조에 따라 피선거권이 박탈돼 형이 실효될 때까지 선거에 출마할 수 없게 된다.  jeongwon1026@newspim.com 2024-11-25 11:19
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