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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능을 위한 인공데이터 생산

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[편집자] 4차 산업혁명은 모든 사물과 인간을 연결하여 빅데이터를 모으고, 이를 이용하여 인공지능으로 학습해, 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 연재하며 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 산학협력센터장 등을 겸하고 있다.

데이터가 필요한 인공지능 학습

인공지능 중에서 데이터로 학습하는 방식을 기계학습(Machine Learning)이라고 하고, 그 기계학습 중에서 데이터에 이름(Label)을 붙여서 학습하는 방식을 지도학습(Supervised Learning)이라고 한다.

김정호 교수

데이터에 이름을 붙여야 하는 인공지능 학습 방식이다. 대표적으로 이미지를 인식하는 CNN(Convolutional Neural Network) 알고리즘이 이 방식의 인공지능이 된다. 이미지와 이름을 보고 학습해서 물체를 판단해 낸다.

그런데 이러한 지도학습 방법은 많은 비용과 노동력이 필요해서 결국 시간과 자본이 들어간다. CNN 학습을 위해서는 수백만 장, 수천만 장의 사진을 모으고, 그 사진에 이름을 붙여야 한다. 이러한 작업에 개인이 자발적으로 이름을 붙일 수 있으나 그 한계가 있다.

구글과 페이스북은 인터넷과 SNS로부터 수많은 데이터인 사진 이미지를 모은다. 여기에 모두 직접 사람이 이름을 붙이기는 불가능에 가깝다. 그래서 구글과 페이스북은 사진 상황을 보거나, 해시태그를 이용해서 자동으로 그림에 이름을 붙이는 인공지능 알고리즘 연구를 하기도 한다. 이것이 모두 데이터에 이름을 붙이는 데 필요한 노력이다. 인공지능이 학습하는 데 필요한 비용이다. 데이터와 이름은 무료가 아니다.

사람 중에 똑똑한 사람을 '하나를 알려주면 열을 안다'라고 표현하기도 한다. 학생을 지도하다 보면 그런 학생을 종종 만난다. 나중에는 그 학생이 오히려 나에게 스승이 된다. 그런 학생들을 통해서 거꾸로 배운다. 이럴 때 학교에 있는 교수로 최고의 기쁨을 느낀다. 이런 학생은 스스로 학습하고 연구하는 독자적인 학습과 연구 수행능력을 갖추게 된다.

인공지능을 지도할 때도 마찬가지이다. 학습을 줄이고 최대한 인공지능의 지능을 높이고자 연구한다. 그러면 데이터 모집과 이름 붙이기 수고가 줄어들 수 있다. 그럼 척척 알아서 학습하게 된다.

CNN을 이용한 이미지 분류 및 탐지 방법. [출처=KAIST]

최소한의 데이터로 인공지능 학습

이러한 연구 중, 최근에는 인공지능 연구로 전이학습(Transfer Learning)이라고 불리는 학습 방법이 있다. 한번 배운 학습 결과를 다른 곳에 다시 쓴다는 의미이다. 다시 말하면, 여러 번 배울 필요가 없다는 의미이다. 수학에서 기초 원리를 잘 파악하면 다양한 응용문제를 푸는 원리와 같다.

이처럼 한번 학습한 결과를 다른 응용에 적용하려는 시도를 전이학습(Transfer Learning)이라고 부른다. 학습과정에서 얻는 인공지능망의 구성과 변수도 다른 용도의 인공지능망으로 전이될 수 있다. 그럼 이를 전수한 새로운 인공지능 신경망은 학습량이 줄어든다. 아예 이러한 전체 과정을 스스로 할 수도 있다. 이 방법을 자체학습(Self-learning)이라고 부른다.

최근 연구하는 인공지능 학습 방법이다. 모두 학습 부담을 줄이고 데이터 필요 분량을 줄이려는 시도이다.

아예 한번 교육으로 모든 교육이 끝나는 단수학습(One short Learning) 방법에 대한 연구도 시작됐다. 수학에서 문제 하나만 풀어보면, 유사한 모든 문제를 푸는 능력이라 보면 된다. 천재를 키우는 인공지능 학습 방법으로 보면 된다.

예를 들면 어린이를 학습할 때, 공룡 사진 하나만 보여주면, 그 이름을 영원히 기억한다. 지금의 인공지능 학습은 많은 수의 사진을 보여주면서 학습하고 그 결과로 인공지능망이 정해진다. 단 한 번의 이미지 학습으로 인공지능망을 정하려는 시도인 셈이다.

매우 도전적이지만, 언제인가 인공지능이 이 단계에 도달할 것으로 본다. 이 학습 방법은 '하나를 가르쳐 주면 모든 것을 안다'라는 설명으로도 가능하다. 천재 학생 지도 방법이다. 이 방법 역시 데이터를 최소화하면서 인공지능을 학습하는 방법이라고 본다.

인공 데이터(Artificial Data)의 생성

인공지능에는 학습을 위한 데이터가 필요하다. 일반적으로 데이터가 많을수록 지능이 높아진다. 그래서 빅데이터를 모으려고 한다. 그래서 데이터도 인공적으로 만들려고 한다. 이를 필자는 인공 데이터(Artificial Data)라고 부른다. 인공지능(Artificial Intelligence)처럼 인공 데이터(Artificial Data)도 대세가 된다. 아예 사람의 도움을 받지 않고 인공지능 스스로가 인공지능 학습용 데이터를 만들 수 있는 세상이 된다.

데이터를 인공적으로 만드는 방법은 제일 먼저 원본 이미지를 변형하는 방법이다. 글자를 인식하는 CNN을 위한 손글씨 데이터를 만든다고 하면, 기본 데이터 글씨(MNIST)를 기초로 컴퓨터가 그 글씨체를 변형할 수 있다.

아래위로 길게 늘이거나, 글씨체 자체를 기울이게 할 수 있다. 또는 흐리게 만들거나, 가늘게 만들 수 있다. 이미지에 잡음을 넣을 수 있다. 바탕도 바꿀 수 있다. 또는 색깔을 다르게 입힐 수 있다. 또는 글자 크기를 키울 수도 있다. 컴퓨터와 알고리즘을 결합하면 한 장의 기본 글씨 이미지로 수백 장, 수천 장의 파생 데이터를 컴퓨터로 만들 수 있다.

이렇게 기본 데이터를 변형해 빅데이터를 만들 수 있다. 이 빅데이터는 다시 인공지능 학습에 쓰인다. 인공(Artificial)이 돌고 돈다.

처음부터 아예 컴퓨터가 스스로 데이터를 만들 수 있다. 그 데이터로 인공지능이 학습한다. 예를 들어 자율주행자동차를 위한 학습용 사고 장면 영상을 만든다고 가정하자. 자율주행자동차 학습을 위해 영상을 직접 만드는 것은 매우 위험하고 비싸다. 따라서 사고 영상을 컴퓨터로 인공적으로 만들어 이를 이용해서 인공지능이 학습하는 것이 효율적이다.

제목과 주제를 주면 컴퓨터가 3차원 영상과 이미지를 만들어 내는 연구가 진행 중이다. 그렇게 되면 인공지능이 경험하는 세계도 인공적으로 컴퓨터로 만들어진다. 데이터를 만드는 시간과 비용, 수량의 한계를 인공 데이터 생성을 통해서 해결하려고 한다. 이런 방식을 필자는 데이터 증강(Data Augmentation)이라고 부르기도 한다.

그뿐만 아니라 강화학습(Reinforcement Learning)에서도 인공적으로 계산해서 학습한다. 강화학습에서는 게임을 하듯이 학습한다. 알파고가 이세돌 9단과 바둑을 둘 때 사용한 인공지능 학습 방법이다.

이제는 컴퓨터끼리 게임을 하면서 바둑 기보 데이터를 생산한다. 그러니 이 상황에서도 인공지능 학습을 위한 환경을 컴퓨터가 가상으로 만든다.

강화학습을 이용해서 공학 문제의 최적화 설계도 자동화하려는 시도가 시작되었다. 여기서도 컴퓨터 시뮬레이션으로 데이터가 만들어지고 이를 통해서 학습한다. 이렇게 되면 컴퓨터가 다 알아서 한다. 이제 학습에도 인간의 도움이 점점 덜 필요하게 된다. 학습도 컴퓨터가 담당한다.

CNN에서 손글씨 학습을 위해 사용되는 MINST(Modified national Institute of Standards and Technology) 데이터베이스 이미지. [출처=MINIST]

가상 데이터(Virtual Data)인 세상

인공지능 학습을 위한 데이터를 모으는데 개인의 정보보호와 특허 문제가 발생한다. 학습을 위해 모은 데이터의 주인은 누구이고, 그 개인의 정보는 어디까지 보호해야 할 것인가가 사회적, 법률적, 정치적 쟁점이 될 전망이다. 그래서 빅데이터를 모으기가 점점 더 어렵게 되었다.

그래서 인공지능을 위한 빅데이터를 컴퓨터로 인공으로 만드는 방법이 중요해진다. 앞으로 점점 더 그렇게 될 것으로 예측한다.

이렇게 만들어진 인공 데이터로 다시 인공지능망이 학습한다. 그 학습 결과는 다른 응용 분야로 전이된다. 그 인공지능으로 인공지능 데이터를 만든다. 이제 인간이 파고들 틈이 없다. 인공지능이 인공 데이터도 만들고, 학습도 스스로 한다. 미래 인공지능의 모습이다. 모두 컴퓨터의 성능과 메모리 반도체의 성능이 높아져 가능하다. 인공 세상(Artificial World)이다. 데이터도 가상화(Virtualization)된다. 

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

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WSJ "'AI 반감' 급속도로 확산" [서울=뉴스핌] 오상용 기자 = 인공지능(AI)의 성지인 미국 안에서 대중들의 AI 반감이 확산하고 있다고 월스트리트저널(WSJ)이 현지시간 18일 보도했다. 고용 불안과 전기료 상승에 대한 불만, 자녀 교육에 미칠 부정적 영향 등이 한데 버무려지면서 AI 산업의 고속 성장세가 무색할 만큼 AI에 반감을 드러내는 저항군들의 기세가 급속도로 자라나고 있다고 신문은 짚었다.  ◆ 미국 대중들의 AI 반감...중간선거 이슈로 부상 구글 최고경영자(CEO)를 지낸 에릭 슈미트는 최근 AI에 대한 청년들의 반감을 온몸으로 실감했다. 애리조나대 졸업식 연설자로 나선 슈미트가 연설을 이어가던 중 AI가 가져올 장밋빛 미래를 설파하는 대목이 나오자 학생들의 야유가 쏟아졌다. AI가 인간 삶을 더 나은 쪽으로 이끌 것이라는 빅테크 업계의 주장 혹은 낙관과는 판이한 민심이다.  지난달에는 텍사스의 20세 남성이 오픈AI의 샘 올트먼 CEO의 자택에 화염병을 투척한 사건도 있었다. 그는 오픈AI의 샌프란시스코 본사에서도 위협 행위를 벌인 혐의로 고소된 상태다. 인디애나폴리스의 시의원인 론 깁슨의 경우 데이터센터 건립안 승인 후 자택 현관문에 13발의 총구멍이 나는 것을 경험했다. 현관 매트 아래에는 "데이터센터 반대(NO DATA CENTERS)"라는 메모가 나왔고, 이틀 뒤에도 'F'자로 시작하는 욕설이 적힌 쪽지가 발견됐다. AI에 대한 대중들의 반감은 통계 수치로도 확인된다. 스탠퍼드대와 UC버클리가 진행한 최근 여론 조사에서 민주당 지지층 가운데 '미국이 AI 혁신을 가능한 한 더 빠르게 가속화해야 한다'고 응답한 비율은 30%에 그쳤다. 공화당 지지층에서도 대략 절반만 호응했다. 데이터센터가 들어섰거나 들어설 예정인 동네의 민심은 더 흉흉하다. AI발 전력 수요 증가로 전기요금이 오르자 '이런 민폐도 없다'는 비난이 쏟아지고 있다. 미주리주 페스터스에서는 시의회가 60억 달러 규모의 데이터센터 건립을 승인한 지 불과 일주일 만에 유권자들이 시의원 4명을 전원 축출했다. 메인주에서 애리조나에 이르는 여러 주의 지자체에서 신규 데이터센터 설립을 금지하는 조례안 제정이 진행되고 있다. 에릭 슈미트 전(前) 알파벳 회장 <출처=블룸버그> ◆ 일자리 불안·교육 불신이 만든 피로감 AI 확산에 따른 고용 불안은 언론 지상을 통해 시시각각 유권자들에게 전해지고 있다. 여러 기업들에서 감원 소식이 잇따르자 AI 자동화가 결국 사회적으로 감당하기 힘든 수준의 대량 실업을 초래할 것이라는 우려가 노동자들 사이에서 늘고 있다. 학부모와 교육계에서는 AI가 교육의 질을 훼손하고, 학생들의 학습 태도와 정신 건강을 해칠 수 있다고 걱정이다. AI를 이용해 과제를 수행하는 것이 학생들의 일상이 되면서 'AI는 점점 똑똑해지는데 아이들은 갈수록 바보가 되어 간다'고 학부모들과 교육 종사자들은 한탄한다. 생성형 AI가 만들어낸 유해 콘텐츠(성적이고 폭력적인 콘텐츠) 때문에 내 아이가 오염될까 걱정하는 부모들도 늘고 있다. 이런 불안이 누적되면서 미국인들 사이에서는 "AI가 삶을 편리하게 만들 수는 있어도, 자녀 세대의 미래까지 맡길 수 있는 기술인지는 의문"이라는 회의론이 퍼지고 있다고 WSJ는 전했다. 대중의 불만이 쌓이면 정치를 움직이고 규제를 만들어 내기도 하지만 마가(MAGA) 진영 내 트럼프 행정부에 영향을 미치는 실리콘밸리 출신들의 반발도 만만치 않은 게 현실이다. 가을 중간선거가 다가올수록 전통 마가 지지층인 백인 블루칼러와 뒤늦게 마가와 결탁한 실리콘밸리의 규제 해방론자들 사이에 반목 또한 커질 수 있다. 메타플랫폼스 AI 로고 [사진=로이터 뉴스핌] ◆ 우리 집 뒷마당에는 No...빅테크 여론전 나서 대형 AI 기업과 인프라 사업자들의 경우 막대한 자금을 마련해 데이터센터 증설에 나섰지만 지역사회 반발이라는 벽 앞에 가로막힐 때가 적지 않다.  해당 동향을 추적하는 '데이터센터 워치'에 따르면 지난해 지역사회의 반대로 차단됐거나 지연된 데이터센터 프로젝트는 최소 48건, 사업비 규모로는 총 1560억 달러에 달했다. 올해 1분기에만 지역 사회의 반발로 취소된 프로젝트는 20건에 달해 분기 기준 가장 많았다. AI 인프라 컨설팅업체 세미애널리시스의 딜런 파텔 CEO는 "몇 달 안에 오픈AI와 앤스로픽을 겨냥한 대규모 시위가 벌어질 것"이라며 "사람들은 AI를 싫어한다. AI의 인기는 이민세관단속국(ICE)이나 정치인보다도 낮다"고 꼬집었다. 민심이 나빠지자 AI 빅테크들은 여론전과 정치권 로비에 수억 달러의 자금을 들이고 있다. 전력 사용료를 더 내겠다는 약속과 함께 데이터센터는 많은 일자리와 풍요를 가져올 것이라는 홍보전도 병행 중이다. 오픈AI의 글로벌 대외 담당 책임자인 크리스 리헤인은 "AI를 두려움의 관점에서 쉼없이 이야기하면 당연히 두려움을 증폭시키게 된다"며 "에너지 비용과 아동 보호 등 구체적 문제 해결에 집중해 왜 이 기술이 국가와 세계에 이로운지 더 정교하게 설명할 필요가 있다"고 말했다.   [AI 이미지 = 배상희 기자] osy75@newspim.com 2026-05-19 13:23
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삼성전자, 평균 월급 1200만원 [서울=뉴스핌] 김아영 기자 = 삼성전자 임직원의 올해 1분기 평균 보수가 전년 동기 대비 25% 이상 급증하며 분기 기준 역대 최고 수준을 기록한 것으로 추산됐다. 실적 회복에 따른 영업이익 개선 효과가 반영되면서 임직원들의 급여 수준도 함께 높아진 것으로 분석된다. 19일 기업분석전문 한국CXO연구소에 따르면, 올해 1분기 삼성전자 임직원(등기 임원 제외)의 1인당 평균 보수는 약 3600만 원 내외로 추정된다. 이를 월평균으로 환산하면 매달 1200만 원 안팎의 급여를 받은 셈이다. 이 같은 급여 수준은 동일한 방식으로 추산한 지난해 같은 기간의 2707만~3046만 원과 비교해 25% 넘게 뛴 수치다. 지난 2023년 대비 2024년의 증가율이 11.6%였던 점과 비교하면 상승 폭이 2배 이상 높았다. [자료=한국CXO연구소] 이번 분석은 공시 제도 변경에 따른 급여 공백을 추산하는 과정에서 도출됐다. 금융감독원 기업공시서식 규칙 개정으로 지난 2021년까지는 분기별 임직원 보수 현황 공시가 의무였지만, 2022년부터 반기와 사업보고서 등 연 2회만 공개하도록 제도가 바뀌면서 1분기와 3분기 급여 수준을 정확히 파악하기 어려워졌기 때문이다. 이에 연구소는 과거 1분기 보고서상 성격별 비용상 급여와 임직원 급여 총액 간의 비율이 76%~85.5% 수준으로 일정한 흐름을 보였다는 점에 주목해 수치를 산출했다. 올해 1분기 삼성전자의 별도 재무제표 주석상 성격별 비용-급여 규모는 5조6032억 원으로 파악됐다. 작년 1분기 4조4547억 원에서 1년 새 1조1400억 원 이상(25.8%) 늘어난 규모로, 삼성전자가 1분기 성격별 비용에 해당하는 급여액이 5조 원을 돌파한 것은 이번이 처음이다. 전체 급여 규모 자체는 크게 증가했지만, 매출에서 차지하는 인건비 비율은 오히려 더 낮아진 것으로 나타났다. 세부 산출 과정에선 올 1분기 성격별 비용상 급여(5조6032억 원)에 과거 급여 총액 비율의 하한선인 76%를 적용하면 급여 총액은 4조2584억 원, 상한선인 85.5%를 대입하면 4조7907억 원으로 계산된다. 여기에 올 1~3월 국민연금 가입 기준 삼성전자의 평균 직원 수인 12만5580명을 대입하면 임직원 1인당 보수는 3391만~3815만 원(월 1130만~1270만 원) 수준으로 추산된다. 연구소는 두 비율의 중간 격인 81%를 적용해 평균 보수를 3600만 원 내외로 최종 추산했다. 오일선 한국CXO연구소 소장은 "삼성전자는 월급보다 성과급 영향력이 큰 회사이기 때문에 올해 1분기 평균 급여도 이미 지난해보다 25% 이상 늘어 성과급 제외 기준으로도 1억4000만 원을 웃돌 가능성이 크다"며 "성과급까지 반영되면 연간 보수는 앞자리가 달라질 정도로 한 단계 더 뛸 것"이라고 했다. 이어 오 소장은 "2022년 이후 분기 보고서 의무 공시 항목이 축소됐음에도 불구하고 일부 기업은 경영 투명성 차원에서 직원 수와 급여 현황 등을 자율 공개하고 있다"며 "투자자와 주주의 정보 접근성을 높이기 위해 관련 의무 공시를 다시 확대할 필요가 있다"고 덧붙였다. aykim@newspim.com 2026-05-19 08:47
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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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