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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 아이에게서 배우는 AI 강화학습

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우리는 어떻게 배우는가

필자가 처음 영어 공부를 시작한 것은 중학교 들어가기 전, 초등학교 6학년 때로 기억한다. 아마 공책에 a, b, c, d 알파벳을 필기체와 출판 서체로 연습한 기억이 난다. 그리고 영어로 배운 첫 문장이 “I am a boy,아니면 “You are a girl” 이 아닌가 생각한다.

        김정호 교수

본격적으로 영어를 공부한 시기는 고등학교 때이다. 그때 사용했던 영어 교재가 ‘성문종합영어’, ‘영어의 왕도’ , 그리고 ‘1200제’였다. 특히 그 중에 가장 어려운 교재가 ‘1200제”이었는데 아마도 일본 참고서를 번역한 책으로 기억한다.

그런데 이렇게 영어 공부를 시작할 때 재일 재미없었던 부분이 문법을 외우는 과정이었다. 명사, 대명사, 동사, 가정법 등 외우는 내용도 많고, 예외도 많았다. 그 규칙을 파악하고 외우고 이를 토대로 문장을 이해하고, 해석하고 작문하였다.

인공지능에서도 전통적으로 이와 비슷한 학습 방법을 써 왔다. 전통적 인공지능에서는 먼저 뇌와 지능의 동작 원리를 이해하고, 그에 맞추어 모델을 세우고 이를 컴퓨터 프로그램으로 구현하는 방법이다. 이 방법은 인간의 뇌의 동작을 인간의 논리로 파악하려 하는 방법이다. 영어 배울 때 문법으로 언어를 배우려는 시도와 같은 방법이다.

성문종합영어 참고서 내의 영어 문법과 작문 부분, [출처: tistory]


하지만 최근 딥뉴럴네트워크(DNN)으로 표현하는 인공지능은 빅데이터를 제공하고 그 데이터를 통해서 인공지능이 스스로 학습하는 방법이다. 이러한 방법을 ‘머신러닝' 인공지능이라고 한다. 여기서는 데이터를 믿고 학습한다. 이러한 머신러닝 학습 방법 중에서 인공지능 스스로 데이터를 만들어 내고 최적의 답을 만들어 내는 방법이 등장했는데, 이를 ‘강화학습(RL: Reinforcement Learning)’이라고 한다. 이를테면 컴퓨터 스스로가 자율학습을 해서 지능을 쌓아가는 방법이다.

아기가 처음 말을 배울 때 하는 말을 ‘옹알이’라고 한다. 옹알이를 통해서 엄마와 소통하면서 말을 배워나간다. 그때 처음 배우는 말이 ‘엄마’, ‘맘마’, ‘아빠’ 와 같은 단어들이다. 맘마라고 부르면 엄마가 우유를 주고, 엄마라고 부르면 엄마가 따뜻한 눈길을 주고 사랑으로 안아준다. 이처럼 아기가 언어를 배우는 과정에서는 아기가 주변 환경과 교류하면서 보상을 얻는 과정에서 말을 배운다. 우리처럼 문법을 통해서 배우지 않는다.

또한 아기가 걸음마를 배우는 과정도 비슷하다. 걷고, 넘어지고 다치면서, 시행착오를 거치면서 아장 아장 걷기를 배운다. 이때 환경은 거실 마루이고, 보상은 걷는 기쁨과 엄마의 웃음이다. 이처럼 주변환경 속에서 행동하고 보상 받으면서, 그 결과 최선의 결정과 행동을 하면서 학습하는 방법을 ‘강화학습’ 인공지능이라고 한다. 그래서 강화학습은 인간이 본능적으로 배우는 학습 방법이다.

아기가 옹알이를 하며 말을 배우고 있다. [출처: tistory]


시행착오 통한 강화학습, 로봇과 게임에도 적용 가능

강화학습에서는 주변 환경(Environment)이 있고 그 상태(State)를 벡터로 표현한다. 다양한 시도(Action)와 보상(Reward)를 얻으면서 스토리(Episode)를 만들고, 그 결과로 환경을 파악해 간다. 이렇게 시행착오를 거쳐서 학습하게 된다. 그리고 최적의 정책(Policy)을 찾아간다.

생쥐의 미로 찾기 게임이 강화학습의 좋은 한 예가 된다. 이 때 미로의 구조가 환경이 되고, 최종적으로 치즈를 먹게 되면 보상을 얻게 된다. 그렇지만 최단 시간 내에 찾아야 하는 조건이 붙게 된다. 이처럼 각 상태에 따라 미래를 정할 수 있고, 과거는 묻지 않는 조건을 강화학습에서는 마르코프(Markov) 조건이라고 한다. 강화학습을 적용하려면 마크코프 조건을 만족해야 한다. 과거는 묻지 않고, 현재 상태로만 그의 미래를 점치는 조건이다. 과거까지 따지면 너무 복잡해서 보상을 예측하기 어렵기 때문이다.

강화학습은 로봇의 걷기 제어에도 적용될 수 있다. 로봇이 넘어지고 걷기를 반복하면서 인간에게 가까운 최적의 보행 제어를 이러한 강화 학습 방법으로 찾을 수 있다. 마찬가지로 이러한 학습은 드론의 조종, 헬리콥터 조종, 항공기의 조종 제어에 사용할 수 있다. 더 나아가 자율주행 자동차의 자동 운전에 강화학습이 사용되어 주어진 조건(State) 에서 최적의 자율 운전을 할 수 있다. 이때 최종적으로 주어지는 보상이 연료비의 절약이나 사고율 저하, 안전성 향상 등이 될 수 있다.

이때 시행착오의 과정은 시간과 비용이 든다. 자동차를 부수기에는 비용이 비싸다. 경우에 따라 시행과 보상을 컴퓨터 시뮬레이션으로 대신 하기도 한다.

강화학습은 게임에 적용되기도 한다. 블록깨기(Atari Breakout)게임을 강화학습으로 하는 경우 금방 최적의 조건을 찾는 것을 볼 수 있었다. 돌이 블록 뒤로 들어가면 여러 번의 반사과정을 반복하면서 저절로 대부분의 블록이 격파되고 점수가 올라간다.

그래서 강화학습을 수행한 컴퓨터와의 인간과의 게임이 이제 더 이상 상대가 되지 않는다. 인공지능은 이런 경우뿐만 아니라 주식투자, 재고관리, 웹사이트의 광고 배치, 상품추천 등 다양한 분야에서 중요한 결정을 인간을 대신해서 할 수 있다. 인간처럼 이 때 보상은 경영상 이익이 된다. 컴퓨터는 졸거나, 피곤해 하거나, 술을 마시지도 불평하지도 않는다. 강화 학습으로 훈련한 보상 체계만 따를 뿐이다.

생쥐 미로게임에서 다양한 시도를 통해 치즈를 얻는 길을 찾는 인공지능 강화학습의 내부 구조, [출처: KAIST]
강화학습 인공지능으로 무장한 컴퓨터의 블록깨기(Atari Breakout) 게임, [출처:Ecosia]


강화학습은 인공지능의 '무기' 

이와 같이 강화학습은 데이터와 정답 없이 스스로 학습이 가능한 인공지능 알고리즘이다. 공부로 치면 자율학습 공부 방법이다. 인공지능이 데이터를 이용해서 학습하기 위해서는 데이터를 모으는 작업에서 많은 비용을 지불 해야 한다. 데이터 수거 장치, 전송 장치, 저장 장치에 투자해야 한다. 5G 무선 통신도 투자 비용이 크다. 그러면서도 데이터를 모으려면 개인의 허락을 받아야 하고, 개인 정보 보호 문제도 극복해야 한다. 그렇지만 강화학습은 데이터 없이 학습한다. 인공지능이 점점 강력해지는 또 다른 이유이기도 하다. 

 

joungho@kaist.ac.kr

[김정호 카이스트 전기 및 전자공학과 교수]

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삼성전자 DS 성과급 1인 평균 6억 [서울=뉴스핌] 김정인 기자 = 삼성전자 노사가 반도체를 담당하는 디바이스솔루션(DS) 부문에 사업성과의 10.5%를 재원으로 하는 특별경영성과급을 신설하기로 잠정 합의했다. 지급 상한을 따로 두지 않기로 하면서 사업성과 산정 기준과 실제 실적에 따라 메모리사업부 임직원의 성과급이 연봉 1억원 기준 최대 6억원 안팎까지 늘어날 수 있다는 관측이 나온다. 21일 업계에 따르면 삼성전자와 초기업노동조합 삼성전자지부는 전날 '2026년 성과급 노사 잠정 합의서'에 서명했다. 합의안은 기존 초과이익성과급(OPI) 제도를 유지하면서 DS부문에 별도의 특별경영성과급을 신설하는 내용을 담고 있다. [수원=뉴스핌] 류기찬 기자 = 김영훈 고용노동부 장관(가운데), 최승호 삼성전자 노조 공동투쟁본부 위원장(오른쪽), 여명구 삼성전자 디바이스솔루션(DS) 피플팀장이 20일 오후 경기 수원시 장안구 경기지방고용노동청에서 열린 삼성전자 노사교섭 결과 브리핑에서 손을 맞잡고 있다. 2026.05.20 ryuchan0925@newspim.com 특별경영성과급 재원은 노사가 합의해 선정한 사업성과의 10.5%로 정했다. 지급률 상한은 두지 않는다. 성과급 재원 배분은 DS부문 전체 기준 40%, 사업부 기준 60%로 나눠 이뤄진다. 공통 조직 지급률은 메모리사업부 지급률의 70% 수준으로 정했다. ◆ 상한 없어진 DS 보상…메모리 직원 6억 가능성 이번 합의안의 핵심은 성과급 상한 폐지다. 기존 OPI는 연봉의 최대 50%까지 지급되는 구조였지만, 새로 도입되는 DS부문 특별경영성과급은 지급 한도를 두지 않는다. 사업성과를 영업이익으로 가정할 경우 메모리사업부 임직원에게 돌아가는 성과급 규모는 크게 늘어날 수 있다. 올해 삼성전자의 영업이익 전망치를 300조원 안팎으로 놓고 계산하면, DS부문 특별경영성과급 재원은 약 31조5000억원 규모가 된다. 이 가운데 40%인 약 12조6000억원은 DS부문 전체 임직원에게 배분된다. DS부문 임직원 수를 약 7만8000명으로 보면 사업부와 관계없이 1인당 약 1억6000만원이 돌아가는 구조다. 나머지 60%인 약 18조9000억원은 사업부별 성과에 따라 배분된다. 파운드리와 시스템LSI 등 비메모리 사업부가 적자로 인해 사업부 배분에서 제외된다고 가정할 경우, 이 재원은 메모리사업부(약 2만8000명)와 공통 조직(약 3만명)에만 돌아가게 된다. 노사가 합의한 '1 대 0.7'의 지급률 비율을 적용해 계산하면, 메모리사업부 임직원은 1인당 약 3억8000만원, 공통 조직은 약 2억7000만원을 추가로 받게 되는 구조다. 메모리사업부 임직원이 기존 OPI로 연봉의 50%를 받을 경우 연봉 1억원 기준 약 5000만원이 더해진다. 이 경우 특별경영성과급과 OPI를 합친 총 성과급은 1인당 최대 6억원 안팎까지 늘어날 수 있다. 다만 이는 사업성과를 영업이익으로 가정한 계산이다. 합의서상 사업성과 산정 기준이 최종적으로 어떻게 정해지는지, 실제 실적이 어느 수준에서 확정되는지에 따라 지급액은 달라질 수 있다. ◆ 적자 사업부도 보상…2027년부터 차등 적용 비메모리 등 적자 사업부도 일정 수준의 성과급을 받을 수 있다. 합의안에 따르면 적자 사업부는 부문 재원을 활용해 산출된 공통 지급률의 60%를 적용받는다. 다만 이 기준은 1년 유예돼 2027년분부터 적용된다. 올해는 적자 사업부에도 DS부문 공통 배분 재원에 따른 성과급이 지급될 가능성이 있다. 사업성과를 영업이익으로 가정한 계산에서는 비메모리 부문 임직원도 최소 1억6000만원가량의 성과급을 받을 수 있다는 분석이 나온다. 특별경영성과급은 현금이 아닌 자사주로 지급된다. 세후 금액 전액을 자사주로 주고, 지급 주식의 3분의 1은 즉시 매각할 수 있다. 나머지 3분의 1씩은 각각 1년, 2년간 매각이 제한된다. DS부문 특별경영성과급 제도는 향후 10년간 적용된다. 2026년부터 2028년까지는 매년 DS부문 영업이익 200조원 달성, 2029년부터 2035년까지는 매년 DS부문 영업이익 100조원 달성이 조건이다. 임금 인상률은 평균 6.2%로 정해졌다. 기본인상률 4.1%, 성과인상률 평균 2.1%를 합친 수치다. 노사는 사내주택 대부 제도 도입과 자녀출산경조금 상향에도 합의했다. 자녀출산경조금은 첫째 100만원, 둘째 200만원, 셋째 이상 500만원으로 오른다. DX부문과 CSS사업팀에는 상생협력 차원에서 600만원 상당의 자사주를 지급하기로 했다. 협력업체 동반성장을 위한 재원 조성 및 운영 계획도 별도로 발표할 예정이다. 다만 잠정 합의안이 최종 확정된 것은 아니다. 노조는 조합원 찬반투표를 거쳐 합의안 수용 여부를 결정할 예정이다. 찬반투표에서 과반 찬성이 나오면 임금협약은 최종 타결된다. kji01@newspim.com 2026-05-21 07:45
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박수현 43.5% vs 김태흠 43.9% [서울=뉴스핌] 송기욱 기자 = 6·3 지방선거 충남지사 선거에 출마한 박수현 더불어민주당 후보와 김태흠 국민의힘 후보가 오차 범위 내 초접전을 벌이고 있는 것으로 조사됐다. 또 충남 도민 10명 중 8명 이상이 이번 지방선거에 투표하겠다는 의향을 밝혔다. ◆ 박수현 43.5% vs 김태흠 43.9%...오차 범위 내 0.4%p 초접전 종합뉴스통신사 뉴스핌 의뢰로 여론조사 전문기관 리얼미터가 지난 18일부터 19일까지 충남 거주 만 18세 이상 남녀 806명을 대상으로 실시한 충남지사 후보 지지도 조사 결과 박수현 후보 43.5%, 김태흠 후보 43.9%였다. 두 후보 간 격차는 0.4%p(포인트)로 오차 범위 안이다. '없음'은 4.6%, '잘 모름'은 8.1%였다. 지역별로는 김 후보가 천안시에서 45.0%를 기록해 박 후보(42.7%)보다 높게 조사됐다. 서남권(보령시·서산시·서천군·예산군·태안군·홍성군)에서도 김 후보는 48.8%로 박 후보(39.2%)보다 높았다. 반면 박 후보는 아산·당진시에서 47.1%를 기록하며 김 후보(37.5%)에 우세했고, 동남권(공주시·논산시·계룡시·금산군·부여군·청양군)에서도 46.0%로 김 후보(43.2%)를 웃돌았다. 연령별로는 김 후보가 만 18~29세에서 40.8%를 기록해 박 후보(31.5%)보다 높았다. 60대에서도 김 후보는 53.5%로 박 후보(41.2%)보다 높았고, 70세 이상에서는 김 후보 61.3%, 박 후보 26.9%였다. 반면 박 후보는 30대에서 40.2%로 김 후보(39.2%)를 소폭 웃돌았다. 40대에서는 박 후보 61.7%, 김 후보 29.2%였고, 50대에서는 박 후보 56.3%, 김 후보 36.0%로 크게 앞섰다.  성별로는 남성층에서 김 후보가 47.1%를 기록해 박 후보(44.1%)보다 높았다. 여성층에서는 박 후보 42.8%, 김 후보 40.5%였다.  정당 지지층별로는 집권 여당인 더불어민주당 지지층의 84.6%가 박 후보를 지지한다고 답했다. 제1야당인 국민의힘 지지층의 89.4%는 김 후보를 택했다. 조국혁신당 지지층에서는 박 후보 64.5%, 김 후보 24.0%였다. 개혁신당 지지층에서는 김 후보 48.5%, 박 후보 31.0%였다. 투표 의향별로는 '반드시 투표하겠다'는 적극 투표층에서 박 후보가 48.8%로 김 후보(45.2%)보다 높았다. 반면 투표 의향층 전체에서는 김 후보 46.2%, 박 후보 43.8%였다. 투표 의향이 없다는 응답층에서는 박 후보 44.6%, 김 후보 27.7%였다. ◆ 충남도민 83.7% "지방선거 투표하겠다" 투표 의향은 83.7%가 투표하겠다고 답했다. '반드시 투표' 66.1%, '가급적 투표' 17.7%였다. 반면 '별로 투표할 생각 없음' 6.0%, '전혀 투표할 생각 없음' 8.0%였다. 권역별 투표 의향은 동남권 85.4%, 서남권 84.1%, 천안시 83.6%, 아산·당진시 82.3%였다. 전 권역에서 투표 의향층은 80%를 넘었다. 연령별로는 60대가 91.3%로 가장 높았고, 50대 89.7%, 70세 이상 88.9%, 40대 88.3% 순이었다. 뒤이어 30대는 72.5%, 만 18~29세 63.1%였다. 이번 여론조사는 휴대전화 가상(안심)번호를 무작위로 추출해 자동응답조사(ARS)방식으로 진행됐다. 표본오차는 95% 신뢰수준에 ±3.5%p, 응답률은 8.2%다. 2026년 4월 말 행정안전부 주민등록 인구를 기준으로 성별, 연령별, 지역별 가중치(림가중)를 적용했다. 자세한 사항은 중앙선거여론조사심의위원회 홈페이지를 참조하면 된다. oneway@newspim.com 2026-05-21 05:00
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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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