[비바100] 인간의 뇌 본뜬 컴퓨터 두뇌, 인터넷으로 컸다

[안종배 회장의 인공지능과 메타버스 미래세상] (1) 인간과 공존하는 인공지능 세상의 역사

입력 2021-11-01 07:20 | 신문게재 2021-11-01 11면

인공지능과 인간이 공존하는 시대입니다. 실제 공간과 디지털 가상공간이 하나가 되어 현실로 체감되는 ‘메타버스’ 세상이 구현되고 있습니다. CF에서 맹활약 중인 로지(Rozy)라는 인공지능 버추얼 가상인물은 그 작은 예에 지나지 않습니다. 현재의 발전 속도라면 인공지능은 10년 이내에 우리 모든 삶에 접목될 것이 확실시됩니다. 이에 브릿지경제는 이 분야 국내 최고 전문가인 안종배 국제미래학회장이 전하는 인공지능과 메타버스의 미래 이야기를 매주 월요일에 소개합니다. 안 회장의 신작 <인공지능이 바꾸는 미래세상과 메타버스>를 기초로 하는 이번 시리즈는 인공지능의 기초부터 그것이 바꿀 미래 삶 까지 인공지능과 메타버스의 모든 것을 펼쳐 보여드릴 것입니다.

이제 인공지능을 이해하고 활용하는 것은 선택이 아니라 필수인 시대다. 이미 우리는 스마트폰에 장착된 인공지능으로 다양한 서비스를 제공받고 있고 인공지능 기반의 메타버스가 세상을 삼키고 있다.

인공지능(Artificial Intelligence)은 단어 의미 그대로 ‘사람이 인위적으로 만든 지능’이다. 1940년대에 처음 신경망 모델이 처음 논의되기 시작해 1956년에 존 매카시(John McCathy)가 주도해 열린 ‘디트머스 컨퍼런스’에서 처음 이 용어를 사용했다. 당시 그는 인공지능을 ‘인간과 같은 지능을 가진 기계를 만드는 공학과 과학’이라고 정의했다.

인공지능과 인간이 공존하는 ‘인공지능 메타버스’의 시대가 도래했다. 인공지능은 10년 이내에 우리 삶의 거의 모든 부분에 접목될 것이 확실시된다.

인공지능은 인간처럼 사고하고 행동하는 시스템을 지향한다. 인간의 뇌를 스승으로 삼는다는 말이 있을 정도로 인간의 뇌에 의해 이뤄지는 학습, 인지와 인식, 이해, 소통, 문제 해결, 추론, 의사결정 프로세스를 모방해 알고리즘으로 소프트웨어화하고 이를 하드웨어에 장착해 시스템으로 만든다. 필자는 개인적으로 인공지능을 ‘인공적으로 만드는 인간을 닮은 지능 시스템’이라고 정의한다.

◇ 인공지능 우여곡절의 역사

존 메카시 교수가 주도한 1956년 디트머스 컨퍼런스에서 처음으로 ‘인공지능’이라는 용어가 사용됐다. 이 컨퍼런스에서 ‘인공지능을 통해 사람의 다양한 능력을 컴퓨터가 대신할 수 있도록 할 수 있다’는 선언이 채택되었다.

인공지능의 역사는 우여곡절로 점철되어 있다. 먼저 탄생기(1943~1956)다. 워런 맥컬럭(Warren McCuloch)과 월터 피트(Walter Pitss)가 수학과 임계 논리 알고리즘을 바탕으로 최초로 신경망을 위한 계산학 모델을 만들었던 1943년이 인공지능의 시작으로 본다. 이 때부터 과학자들은 ‘컴퓨터 두뇌를 만들 수 있지 않을까’ 하는 연구를 시작하게 된다.

그러다 1950년에 ‘컴퓨터과학의 아버지’라 불리는 옐런 튜링(Allan Turing)이 <컴퓨터 기계와 지능> 논문에서 인간처럼 생각하고 대화할 수 있는 기계 및 시스템을 제안했다. 이를 기반으로 컴퓨터의 지능 보유 여부를 판정하는 ‘튜링 테스트’도 개발된다. 이어 1956년 디트머스 컨퍼런스에서 ‘인공지능 발전을 통해 사람의 다양한 능력을 컴퓨터가 대신할 수 있도록 할 수 있다’는 선언이 채택되기에 이른다.

1956년부터 1974년까지는 인공지능 발전기다. 1958년 프랭크 로젠블랫(Frank Rosenblatt)이 간단한 의사결정 알고리즘인 ‘단층 퍼셉트론(Single Layer Perceptron)’을 개발했는데 이것이 ‘딥러닝’의 기초가 된다.

그러다 갑자기 암흑기가 시작된다. 1974년부터 1980년까지다. 장미빛 전망들이 성과를 내지 못하자 비판이 쏟아졌다. 당시 컴퓨터 능력의 한계에 오일쇼크로 인한 세계경제 침체가 인공지능 연구 활성화에 발목을 잡았다. 특히 이 분야 전문가인 마빈 민스크 교수가 퍼셉트론을 비판하고 나서면서 더 이상 연구가 진행될 수 없었다. 하지만 2000년 이후 인공지능의 새 지평을 연 딥러닝이 정작 퍼셉트론 알고리즘을 기초로 하고 있다.

우여곡절 끝에 인공지능의 붐 시대가 도래한다. 1980년부터 1987년까지다. 친기업적 신자유주의 사상이 확산되면서 특정 지식의 범위에 대해 문제를 해결해 주거나 질문에 답하는 알고리즘 프로그램, 즉 ‘전문가 시스템’이라는 인공지능 프로그램이 빛을 발했다. 10년간 멈췄던 신경망 이론도 다시 재개된다.

하지만 인공지능 연구는 1987년부터 1997년까지 다시 두 번째 암흑기를 맞는다. 기대 만큼의 성과가 나지 않은데다 1987년 ‘블랙 먼데이’로 세계 경제가 불황 속으로 빠져 들면서 관련 연구도 멈췄다. 이 때부터 인간 수준 이상의 ‘강 인공지능’ 보다는 미래 실생활에 활용할 수 있는 ‘약 인공지능’ 개발 쪽으로 연구 방향이 바뀌게 된다. 공장 자동화와 연계되는 로봇공학과의 접목도 본격화되기 시작한다.

알파고와의 바둑 대결에서 인간계 초고수 이세돌 9단이 패하면서 인공지능의 발전 속도에 대한 경이감은 더욱확산되기 시작했다.

이후 인공지능은 부흥기를 맞는다. 1990년대 중반 이후 확산된 인터넷 덕분이다. 컴퓨터 성능이 좋아지고 방대한 빅 데이터 축적이 가능해지면서 인공지능은 더욱 진화한다. 1997년 인공지능 컴퓨터 ‘딥블루’가 세계 체스 챔피언을 꺾고 퀴즈 프로그램 ‘제퍼디’에서 연승을 기록한다. 2006년에는 제프리 힌튼 교수가 <심층 신뢰망(Deep Belief Network)> 논문을 통해 딥러닝 알고리즘을 다시 소개했다. 2016년 세기의 바둑대결에서 알파고가 이세돌을 4대 1로 제쳤고, 2017년에는 인공지능 알파고제로가 알파고를 이긴다. 2018년에 알파폴드는 아미노산 염기서열로부터 3차원 단백질 구조를 예측하는 경연에서 압도적인 우승을 차지한다. 2020년엔 스스로 게임을 익히는 범용 게임 인공지능 뮤제로가 출시되었다.

인공지능을 구현하려면 인간의 지능이 작동되는 과정과 방식을 인공적으로 만들 수 있는 기술이 필요하다. 인지와 이해, 학습 논리, 정서, 계획, 문제해결과 소통능력, 의사결정, 창의력 등을 포함하는 지능 구현 기술을 만들어야 한다. 다양한 융합적 연구가 필요한 이유다.

◇ 인공지능의 분류

인공지능과 머신러닝(기계학습), 딥러닝(심층학습)을 혼동하는 사람들이 많다. 인공지능은 인간을 닮은 지능 시스템 전체를 일컫는 총괄적인 개념이다. 머신러닝은 컴퓨터가 스스로 학습해 인공지능의 성능을 향상시키는 인공지능 기술 방법 중 하나다. 딥러닝은 머신러닝 가운데 인간의 뉴런과 시냅스를 모방한 인공신경망을 활용하는 알고리즘 기술 방법이다. 인공지능이 최상위 개념이고, 그 중에 머신러닝이 있고 머신러닝 중의 하나가 딥러닝인 것이다.

인공지능은 학습시키는 방식에 따라 지도학습, 비 지도학습, 강화학습으로 분류된다. 지도학습이란 정답을 알려주고 인공지능을 학습시키는 것이다. 고양이 사진을 보여주고 학습시켜 맞히도록 하는 방식이다. 비 지도학습은 정답을 따로 알려주지 않고 학습시키는 것이다. 대체로 지도학습을 먼저 하고, 이후 비 지도학습을 하는 경우가 많다. 강화학습은 시행착오와 지연된 보상, 즉 실수와 보상을 통한 학습으로 목표를 찾아 가장 좋은 결과를 만들어내는 방식이다. 인간이 생활 속에서 경험을 통해 학습하는 방법과 유사하다.

인공지능의 활용 타입에 따라 분류하는 방법도 있다. 일본의 노구치 류지는 <AI 시대, 문과생은 이렇게 일합니다>라는 저서에서 인공지능의 종류를 인간의 두뇌 기능별로 ‘식별형’과 ‘대화형’, ‘실행형’ AI로 나누었다. 인공지능의 역할을 인간을 대신하는 ‘대행형’과 인간의 업무 역량을 확장하는 ‘확장형’ AI로 나누었다. 그렇게 식별형 대행형 인공지능부터 실행형 확장형 인공지능까지 8가지 패턴을 만들었다.

식별형의 대행형 인공지능은 아마존고 같은 무인점포에서 구매 상품을 인식하고 자동계산하는 분야에 쓰인다. 실행형의 확장형 인공지능은 사람이 하기 힘들었던 물체를 움직이는 역할을 하는 데 유용하다. 드론에 장착해 정밀한 운전과 촬영을 하는 경우가 대표적이다. 로봇과 기계에 장착해 사람을 도와 물건을 옮기고 이동하는 홈 가전 작동 제어에 활용되기도 한다.

안종배 국제미래학회 회장·대한민국 인공지능포럼 공동회장 daniel@cleancontents.org

◆안종배 회장은…

안종배 국제미래학회 회장은 국내 대표 미래학자이자 인공지능 전문가다. 1995년에 국내에 디지털마케팅을 처음 소개한 이후 2004년부터 미래학 연구에 본격적으로 뛰어들어 2007년 ‘국제미래학회’ 설립을 주도했다. 2019년부터 제3대 회장을 맡아 ‘국가미래기본법’을 제안하는 등 대한민국의 미래 발전을 위한 연구와 정책자문에 매진하고 있다. 2016년 알파고 바둑 대결을 계기로 인공지능이 미래에 미칠 영향력과 중요성을 절감하고 ‘대한민국인공지능포럼’을 결성해 운용 중이며 최근에는 ‘인공지능 메타버스’가 바꿀 미래에 관한 연구에 천착하고 있다. 현재 한세대 교수로 재직하면서 미래창의캠퍼스 이사장으로 미래지도사 과정 등을 이끌고 있다. 국내 최초의 미래학 원론서인 <미래학 원론>, <대한민국 미래보고서>, <대한민국 4차산업혁명 성공전략> 등 다수의 저서와 논문을 발표했다.

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