전체기사 최신뉴스 GAM 라씨로
KYD 디데이
오피니언 내부칼럼

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능에서 노벨상이 나온다

기사입력 : 2019년10월21일 08:00

최종수정 : 2019년10월21일 08:00

[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.

 

 노벨상의 조건

이번 달은 노벨상이 연속해서 발표되는 시기이다. 매년 기다렸지만, 아쉽게도 한국 과학자 중에서 아직 노벨상이 나오지 않았다. 매년 많은 연구비를 지원하는 정부나 국민 입장에서도 실망감이 클 것으로 생각한다. 하지만 상당히 오랜 기간 한국에서 과학 분야 노벨상 수상은 나오지 않을 전망이다.

노벨상 중에 과학분야상은 인류 발전과 복지에 지대한 영향을 미치는 과학적 발견이나 발명을 처음으로 달성한 과학자들에게 돌아간다. 여기서 핵심 단어가 '인류 발전과 복지에 지대한 영향'과 '과학적 발견이나 발명', 그리고 '처음'이다.

김정호 교수

한국에서 노벨 물리학상, 화학상, 의학상 등 과학상이 나오기 어려운 원인은 바로 '처음'이라는 요구조건 때문이라 생각한다. 한국에서 교수나 연구자들은 대부분 과학 선진국에서 이미 시작한 연구를 따라 하는 경우가 대부분이다. 추종 연구나 개선 연구이다.

또는 해외에서 박사학위를 받을 때 연구한 분야나 주제를 갖고 와서 평생 연구하는 경우가 많다. 논문은 나오지만, 대부분 연구 결과를 조금 개선할 뿐이지 처음 그 연구를 시작한 독창적인 연구자는 아니다. 이러한 추종 연구를 일명 이를 '설거지 연구'라고 부르기도 한다. 이러한 주제로 아무리 많은 인력과 연구비를 투자해도 노벨상이 나오지 않는다.

독창적이고 창의적인 연구를 처음으로 시작하기 위해서는 탐험정신과 도전정신, 차별화, 용기가 필요하다. 여기에 더해서, 이러한 외로운 연구를 30년 가까이 하기 위해서는 열정과 신념이 필요하다. 이러기 위해서는 상당한 통찰력과 위험 감수가 필요하다.

주제는 인류의 생명과 환경, 안전에 대한 근본적인 해결책이 되는 주제여야 한다. 그리고 위험도가 높은 독창적인 연구를 30년 지원할 수 있는 연구 지원 체계와 문화가 필요하다.

우리 교육 체계의 변화가 필요한 시점이 되었다. 우리 교육체계는 주입식으로, 정답이 있는 문제를 열심히 푸는 것으로 성적을 매긴다. 그 결과, 교육이 인간의 호기심과 도전을 격려하고 증폭하기보다는 사회적, 경제적 '계층 이동'을 위한 수단으로서의 의미가 더욱 강조되고 있다. 이러한 조건에서 노벨상을 기대하기 더욱더 어렵다.

인공지능 분야가 노벨상 후보다

4차 산업혁명 시대를 맞아 인공지능이 점점 더 중요해지고 있다. 인공지능이 인간을 대신해서 노동하고, 그 결과 인간에게 시간과 노동으로부터의 자유를 선물하기 시작했다. 인공지능은 과학 기술과 정치, 경제뿐만 아니라 산업 전체에도 큰 영향을 미치기 시작했다.

앞으로 이러한 영향은 더 깊고 넓게 퍼질 전망이다. 여기서 과학 기술적 동력은 딥러닝(Deep Learning) 혹은 기계학습(Machine Learning)이라고 불리는 인공지능이다.

그래서 필자는 10년 전후로 인공지능 발명자가 당연히 노벨상 수상자가 될 것으로 판단한다. 현재 과학기술의 발명 중에 인공지능만큼 강력한 영향을 미치는 기술 진보가 생각나지 않는다. 당분간 그럴 것이다.

인공지능 분야에서 노벨상을 받는다면, 5명의 후보를 들 수 있다. 캐나다 토론토 대학의 제프리 힌턴(Geoffrey Hinton) 교수, 페이스북의 얀 르쿤(Yann LeCun) 박사, 캐나다 몬트리올 대학의 요수아 벤지오(Yoshua Bengio) 교수, 앤드루 응 전 스탠퍼드대 컴퓨터공학과 교수이다.

마지막으로 GAN(Generative Adversary Network) 인공지능을 개발한 이안 굿펠로우(Ian GoodFellow)를 들 수 있다. 이들은 인공지능 딥러닝 기술을 처음 시작했거나, 이후 크게 발전시키거나, 확대하는 데 결정적인 역할을 했다.

업적 관점에서 보면, 제프리 힌튼 교수는 인공지능 딥러닝 분야의 진정한 선구자로 특히 학습과정인 역전파 학습(Back Propagation) 기법과 CNN(Convolution Neural Network) 발전에 크게 기여했다.

얀 르쿤 박사는 CNN을 이용한 컴퓨터 영상 인식(Computer Vision)과 인공지능 문자인식(Optical Character Recognition)으로 유명하다. 요슈아 벤지오 교수는 최근 큰 관심을 끌고 있는 새로운 딥러닝 인공지능 알고리즘인 GAN 알고리즘의 창시자이다.

GAN 인공지능의 수학적 토대를 마련한 이안 굿펠로우(Ian Goodfellow). [출처: Youtube 캡쳐]

마지막으로 이안 굿펠로우는 창조 작업에 쓰이는 GAN의 수학적 토대를 마련했다. 아쉽게도 여기에 한국인 과학자의 이름은 없다. 이러한 배경으로 한국에서 인공지능 분야에서 노벨상 수상자가 나올 가능성이 매우 희박하다.

한국에서 노벨상은 메모리 분야에서 나온다

만약, 미래에 한국에서 노벨상이 나온다면 디램(DRAM)을 포함한 반도체 메모리 분야일 가능성이 높다.

왜냐하면 인공지능, 빅데이터 세상에서 컴퓨터로 데이터를 처리하는 데 메모리만큼 중요한 부품이 없다. 메모리의 혁신은 컴퓨터 성능의 획기적인 향상을 구할 수 있다. 손안의 스마트폰에 인공지능이 들어오려면, 누구나 쉽게 인공지능을 쓰려면, 새로운 반도체 메모리가 필요하다.

지금보다 더 빠르고, 더 적은 전력소모와 늘어난 용량을 가지면서 프로세서와 결합한 형태가 될 수도 있다. 그 형태가 새로운 물질을 이용한 디램(DRAM)의 형태, 메모리 셀의 3차원 구조, 3차원 패키지 구조, 혹은 뉴로모픽과 같은 인공지능 가속기 형태일 수 있다. 여기에 더해 메모리에서 열을 냉각할 수 있는 독창적인 구조에서 나올 수도 있다.

메모리는 4차 산업혁명에서 가장 중요한 부품이다. 그러니 한국에서 노벨상이 나오려면 메모리 연구를 지금부터 30년간 지원하면 제일 가능성이 높다. 다행히 반도체 메모리 분야에서 한국 산업이 세계 1등이다. 한국에서 노벨상을 배출하려면 반도체 메모리를 더욱 열심히 연구하며 개발하면 언젠가 가능하게 된다.

나노미터 단위의 반도체 메모리 디램(DRAM) 셀의 단면 전자 현미경(SEM) 사진. [출처=KAIST]

인공지능 방법 중에 강화학습(Reinforcement Learning)이라는 알고리즘이 있다. 이러한 강화학습 알고리즘은 탐험과 탐색을 좋아한다. 끊임없이 새로운 시도를 하고, 그 결과를 기록한다. 이러한 자체 학습 과정을 통해서 최적의 솔루션을 찾는다.

인공지능 바둑 프로그램인 알파고에서도 이와 같은 강화학습 알고리즘을 사용했다. 이 탐험 과정에서 수천만 번도 더 다시 탐험한다. 여기서 체력은 전기에너지에서 공급받는다. 인간은 한두 번 시도하고 실패하면 그만두지만, 컴퓨터는 계속한다. 그래서 인공지능이 인간보다 더 똑똑할 수도 있다.

우리가 과학 기술 분야에서 포기하지 않고 끝까지 연구하는 힘은 결국 '호기심'과 과학적 탐구에 대한 '열정'이 아닐까 한다. 그리고 이 과정을 30년 이상 끌어갈 끈기도 필수적이다. 한국 과학자들도 남들이 몰라주는 한 분야를 30년 지속할 호기심과 끈기, 그리고 열정이 필요하다. 인공지능 강화학습에서 거꾸로 우리가 배운다.

강화학습 과정에 필요한 누적 보상을 표현하는 가치함수(Value Function) 수식 노트. [출처=KAIST]

 

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

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
서울 시내버스 파업 돌입···지하철역 연계 무료 셔틀 480회 투입 [서울=뉴스핌] 이경화 기자 = 서울지방노동위원회 조정회의에도 불구하고 서울시내버스 노사 간 임금협상이 결렬됨에 따라 서울시는 28일 오전 4시 첫차부터 즉시 비상수송대책 시행에 들어갔다. 서울시는 파업에 대비해 전날인 27일 시·구 비상수송대책본부를 중심으로 교통대책을 마련했고 이날 대체 교통수단을 즉시 투입한다고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 정일구 기자 = 서울시가 시내버스 파업에 대비해 28일 오전 4시 첫차부터 비상수송대책 시행에 들어갔다. 서울역 버스종합환승센터 모습. 지하철은 출퇴근 시간대 1시간을 연장하고 심야 운행시간도 다음날 새벽 2시까지 1시간 연장한다. 지하철역과의 연계를 위해 25개 자치구에서는 무료 셔틀버스 총 480대를 투입해 시민 불편을 최소화한다. 지하철 혼잡시간은 오전 7~10시, 오후 6~9시로 조정돼 열차가 추가 투입되고 막차시간은 종착역 기준 익일 2:00까지 연장돼 총 202회 증회된다. 지하철 연계를 위한 무료 셔틀버스는 총 119개 노선, 480대가 빠르게 투입돼 1일 총 4959회 운행된다. 보광운수, 정평운수, 원버스 12개 노선은 정상운행된다. 또 다산콜재단, 교통정보센터 토피스, 서울시 매체, 정류소의 버스정보안내단말기 등을 통해 실시간 교통정보도 제공할 예정이다. 윤종장 서울시 도시교통실장은 "조속한 시일 내에 원만한 노사 합의를 도출하기 위해 총력을 기울일 것"이라며 "가용 가능한 모든 교통수단을 동원해 시민 불편을 최소화 하겠다"고 말했다.  kh99@newspim.com 2024-03-28 07:42
사진
이재명 47.2% vs 원희룡 43.6%···'계양을' 오차범위 내 초접전 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 = 4·10 총선 최대 격전지인 '명룡대전' 인천 계양을에서 이재명 더불어민주당 후보와 원희룡 국민의힘 후보가 3.6%포인트(p) 격차로 초접전을 벌이는 것으로 28일 나타났다. 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문기관 미디어리서치가 지난 25~26일 인천 계양구 을 선거구 만 18세 이상 남녀 501명에게 총선에서 어떤 후보를 지지하는지 물어본 결과 이 후보가 47.2%, 원 후보가 43.6%를 기록했다. 두 후보의 격차는 오차범위 안쪽인 3.6%p였다. 뒤이어 최창원 내일로미래로 후보 2.4%, 안정권 무소속 후보 1.7% 순이었다. '지지 후보 없음'은 4.4%, '잘 모름'은 0.8%였다. 성별로는 남성에서 이 후보가 49.6%, 원 후보가 40.6%의 지지를 받았고 여성에서는 이 후보가 44.9%, 원 후보가 46.5%로 나타났다. 연령별로 살펴보면 이 후보는 만18세~29세, 40대, 50대에서 원 후보를 앞섰다. 만18세~29세에서 이 후보는 40.1%, 원 후보는 31.2%였고 40대에선 이 후보 60.9%, 원 후보 36.5%로 나타났다. 50대에선 이 후보 54.1%, 원 후보 41.6%였다. 원 후보는 30대, 60대, 70대 이상에서 강세를 보였다. 30대에서 이 후보가 40.4%, 원 후보가 48.8%였고 60대에선 이 후보 44.7%, 원 후보 47.9%로 집계됐다. 70대 이상에선 이 후보 35.2%, 원 후보 63.5%로 격차가 벌어졌다. 권역별로는 큰 차이를 보이지 않았다. 1권역(계산 2동·계산 4동·작전서운동)과 2권역(계양 1동·계양 2동·계양 3동) 모두 이 후보가 앞섰다. 1권역에선 이 후보가 46.5%, 원 후보가 42.8%였고 2권역에선 이 후보 47.9%, 원 후보 44.3%로 나타났다. 지지 정당별로 살펴보면 민주당·조국혁신당 지지층에선 이 후보가, 국민의힘·개혁신당·새로운미래 지지층에선 원 후보가 선두였다. 민주당 지지층에선 이 후보 91%, 원 후보 4.2%였고 국민의힘 지지층에선 이 후보 3.3%, 원 후보 93.4%였다. 조국혁신당 지지층에선 이 후보 91.6%, 원 후보 2.7%였으며 개혁신당 지지층에선 이 후보 11%, 원 후보 61.8%였고 새로운미래 지지층은 이 후보 4.1%, 원 후보 60.6%로 나타났다. '지지 정당이 없다'고 답한 무당층의 경우 이 후보 21%, 원 후보 26.4%를 기록했다. '당선 가능성' 조사에선 두 후보 간 격차가 지지율 조사보다 벌어졌다. '지지 여부를 떠나, 어느 후보가 당선될 것으로 생각하느냐'고 묻자 이 후보는 53.7%, 원 후보는 38.7%를 기록해 15%p 격차를 기록했다. 이번 여론조사는 구조화된 설문지를 이용한 유무선 ARS 전화조사로 이뤄졌으며 통신사에서 제공한 무선 가상번호에서 무작위로 추출한 무선 90%와 15개 주요국번 RDD 유선 10%를 활용했다. 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±4.4%p고 응답률은 6.2%다. 2023년 12월 말 행정안전부 주민등록 인구통계를 기준으로 성, 연령대, 지역별 가중치(셀가중)를 부여했다.  보다 자세한 내용은 중앙선거여론조사심의위원회 여론조사 결과 등록현황을 참고하면 된다. hong90@newspim.com 2024-03-28 06:00
안다쇼핑
Top으로 이동