전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 생활경제

속보

더보기

[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능의 치매

기사입력 : 2019년08월26일 08:00

최종수정 : 2019년08월26일 08:00

김정호 교수.

인간의 치매

뇌 질환은 개인과 가족, 그리고 사회에 치명적인 질환이다. 뇌는 외부 신호를 읽고, 기억하고, 판단하므로 인간의 장기 중에서 가장 중요한 부분이기 때문이다. 뇌 질환은 뇌 외부의 충격이 원인일 수도 있고, 뇌 내부에 의해 생길 수도 있다.

뇌 외상에 의한 질환의 경우, 교통사고가 원인인 경우가 많다. 뇌 내상의 경우, 뇌혈관 손상이 대표적인 원인이다. 그래서 오토바이를 탈 경우 꼭 헬멧을 써야 하고, 길거리에서 자전거를 탈 때도 꼭 헬멧을 써야 한다. 그리고 혈압약, 고지혈증약이 필요하다.

이와 같은 내외적인 뇌 손상 말고 인간 생활에 큰 제약을 주는 또 다른 뇌 질환이 ‘치매’이다. 치매는 성장기에는 정상적인 지적 수준을 유지하다가 후천적으로 뇌의 인지기능 손상과 인격의 변화가 발생한다.

치매는 기억하고 사고할 수 있는 능력이 장기적으로 감퇴해 일상생활에 영향을 줄 정도에 이르게 된 넓은 범위의 뇌 손상을 의미한다. 그 결과 나타나는 증상들로 정서적인 문제와 언어 구사의 어려움이 있다. 특히 기억력의 저하와 왜곡이 심화한다.

이러한 치매의 가장 흔한 형태는 알츠하이머인데, 전체 치매의 50%에서 70% 정도를 차지한다고 한다. 인간의 수명이 계속 증가하면서 더욱 관심과 지원이 필요한 뇌 질환이라고 본다.

4차 산업혁명을 지나 먼 미래에 5차 산업혁명이 생긴다면, 그것은 바로 생명과 의료 혁명이 될 가능성이 높다. 소위 ‘불로초’를 과학적으로 찾게 되는데, 그렇게 되면 인류의 생명이 무한대가 된다. 그때는 치매가 점점 더 중요한 질환이 된다.

인공지능의 치매

그런데 인간과 마찬가지로 ‘인공지능 치매’도 있을 수 있다. 인공지능은 학습을 통해서 지능을 향상한다. 그래서 인공지능 학습에 데이터가 필요하다.

이러한 학습용 데이터 자체에 오류가 있다면, 인공지능 자체의 지능에 문제가 된다. 인공지능 학습의 결과를 메모리에 저장하는데, 이의 변조나 유실은 ‘인공지능 치매’를 만들 수 있다.

인공지능은 학습을 거친 후, 그 결과를 저장해야 한다. 예를 들어 인공지능 신경망(Deep Neural Network, DNN)에서 지도 학습을 하게 되면 그 결과, 네트워크의 연결도와 가중치 값뿐만 아니라, 전체 DNN의 거시변수(Hyper parameter)도 메모리에 기록해야 한다. 그 결과는 안정되게 저장돼야 한다.

하지만 이렇게 저장된 학습 결과가 조작되거나 유실되면 문제가 된다. 학습과 전혀 다른 판단과 행동을 하기 때문이다.

이러한 인공지능 치매의 원인도 내적인 원인과 외적인 원인으로 나눌 수 있다. 외적 원인은 해킹을 통해 의도적으로 학습용 데이터를 조작하거나 삭제한다.

따라서 인공지능 치매를 막으려면 데이터의 오염이나 편향된 데이터의 선택을 막는 장치가 필요하다. 이렇게 데이터의 안전성을 확보해야 하는 데이터 저장 장소는 클라우드 시스템에서의 데이터 센터와 5G 기지국 근처의 엣지 컴퓨팅(edge computing) 저장 장치도 포함된다. 스마트폰이나 자율 주행 자동차, 인공지능 스피커의 저장 장치도 안전하게 보호돼야 한다.

나노 스케일 트랜지스터의 구조와 전자 누설 현상. [출처=KAIST]

저장장치에서 데이터를 저장하는 메모리 반도체 디램 셀의 전자는 사춘기 청소년과 같다. 제어가 어렵다. 더 나아가 디램 셀은 양자적으로 나노 크기의 구조이다. 그래서 그곳에 저장된 전자는 그 전자의 존재 여부가 확률적이다. 디지털처럼 확정적이지 않다. 그 존재의 ‘1’과 ‘0’ 이 확정적으로 규명할 수 없고, 단지 ‘1’일 확률과 ‘0’일 확률만 존재한다.

그러니 학습의 결과의 기록도 확률로만 존재한다. 따라서 인공지능 치매에 걸리는데도 그 정도는 확률로만 표현된다. 이것을 물리학에서 ‘불확실성 이론(Uncertainty Principle)’이라고 한다. 그렇게 보면 인공지능의 치매도 원자의 세계가 결정한다. 그래서 인공지능의 치매는 본질적이고 확률적이다. 어차피 우리 인생도 정해진 것이 없고 확률적이다. 인간의 치매도 마찬가지이다.

인공지능 치매 방지

미래의 인공지능 치매 문제는 자율 주행 자동차의 오동작 형태로 나타날 수 있다. 인공지능 치매 때문에 교통사고가 날 수도 있다. 잘못된 기억을 바탕으로 잘못된 결정이나 판결을 내릴 수 있다.

치매 인공지능 의사가 잘못된 처방을 내릴 수 있다. 인공지능 판사가 잘못된 사례와 판례를 기억하고 판정을 내릴 수 있다. 그래서 인공지능 치매는 치명적이다. 이를 방지하기 위해 블록체인 기술, 암호화 기술, 중복 저장 기술들을 사용할 수 있다.

인공지능 치매를 막으려면 데이터의 오염과 변조, 유실을 막으면 된다. 이러한 데이터 변조 방지에는 가상화폐에서 사용하는 ‘블록체인 기술’을 적용할 수 있다. 블록체인은 데이터를 암호화하고 분산하고 중복 저장하면서 서로 체크해서 변조 여부를 항상 감시한다. 변조나 유실이 거의 없다.

이러한 블록체인 기술은 인공지능 학습용 데이터 보호와 학습 결과의 안정된 보호에 적용할 수 있다. 미래에는 화폐보다 인공지능 데이터 보호가 더 중요할 수 있다.

다음 기술로, 데이터 오류를 방지하기 위해 데이터를 전송할 때 데이터의 정보를 중복해서 여러 번 같은 데이터를 송신한다. 이 잉여 정보를 ‘리던던시(Redundancy)’라 한다. 그리고 수신기가 같은 데이터인지 검사한다. 다를 경우 다시 보내라고 요청한다.

중복 송수신의 비용과 데이터망 사용의 부담은 늘어나지만, 데이터의 신뢰도가 많이 증가한다. 데이터 저장도 중복해서 하고, 항상 상호 비교 감시해서 변조를 막는다. 결국 저장 장치의 메모리 비용이 증가한다. 이래저래 반도체 메모리의 수요는 계속 증가한다.

이에 더해서 데이터를 주고받을 때, ‘오류 정정 코드(Error Correction Code, ECC) 암호화 기술’을 쓸 수 있다. 데이터에 문제가 발생했을 때 이를 검출(Detection)하고 수정(Correction)하는 암호 코드이다.

예를 들어, 8bit(비트) 데이터를 저장할 때 한 개의 비트를 추가로 더 써서 9비트로 저장한다. 이때 데이터 속의 ‘0’의 숫자가 홀수이냐 짝수이냐를 마지막 9비트에 저장한다. 데이터를 저장할 때나 송수신할 때, 또는 메모리에서 읽을 때 ‘0’ 데이터의 홀수 개수를 검사해서 데이터 에러를 최소화 할 수 있다.

이러한 ECC 데이터 체크 비트가 증가할수록 데이터 변조 체크가 더 정확하고, 원래의 데이터를 복원할 확률이 더 높아진다. 이 때문에 고급 하드웨어에는 자체적으로 오류 정정을 하는 기능이 들어가기도 한다.

이처럼 인공지능 치매의 방지에도 시간과 비용이 많이 들어간다. 인공지능 세상이 오면 필수적으로 따르는 비용이다.

블록체인을 이용한 데이터의 암호화, 체인화, 전달화 과정. 인공지능 치매 방지에도 사용할 수 있다. [출처=KAIST]

  

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

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
외교부 1차관 인사 충격파 [서울=뉴스핌] 유신모 외교전문기자 = 국장급에서 일약 차관으로 직행한 박윤주 외교부 1차관 임명에 외교부가 술렁이고 있다. 외교부 조직과 인사를 총괄하는 책임자인 1차관에 현재 실장급(1급)보다 후배 기수인 박 차관을 전격 기용한 배경을 놓고 설왕설래 중이다. 이번 인사는 파격을 넘어 충격에 가깝다. 박 차관은 전임 김홍균 1차관보다 외무고시 기수로 11기 아래이며 나이도 9살이나 어리다. 박 차관이 미국 관련 업무를 오래했다고는 하나 본부 주요 국장도 거치지 않았고 공관장도 특명전권대사가 아닌 총영사를 지냈다. 기수나 나이, 경력 모든 면에서 전례가 없는 인사다. [서울=뉴스핌] 이길동 기자 = 박윤주 신임 외교부 1차관이 11일 오전 서울 종로구 외교부에 첫 출근을 하고 있다. 2025.06.11 gdlee@newspim.com 퇴직한 외교관 출신의 한 인사는 "차관이 실장보다 후배였던 경우는 외교부 역사상 한 번도 없었다"면서 "이 정도 인사면 조직에 미치는 영향이 만만치 않을 것"이라고 말했다. 전남 보성 출신인 박 차관은 민주당 정부에서 요직을 거쳤다. 노무현 정부 출범 때 정권인수위원회를 거쳐 이종석 당시 청와대 국가안전보장회의(NSC) 사무차장 밑에서 일했다. '자주파·동맹파 파동'으로 외교부 북미국장에서 물러난 위성락 현 국가안보실장도 당시 NSC에서 함께 일했으며, 위 실장이 주미 대사관 정무공사일 때도 워싱턴 공관에서 함께 근무했다. 문재인 정부 들어 북미국 심의관과 인사기획관을 거쳐 애틀랜타 총영사로 임명됐지만, 1년여 만에 윤석열 정부 출범과 함께 교체됐다. 외교부가 술렁이는 이유는 단순히 의외의 인물이 발탁됐기 때문만은 아니다. 박 차관 임명이 의미하는 것이 무엇인지에 대한 불안감이 있다. 전례없는 파격 인사로 조직에 충격을 가하고 강도 높은 조직 개편과 체질 개선을 추진하기 위한 인사가 아니냐는 관측이 나오고 있다. 외교부는 민주당 정부가 집권했을 때마다 개혁의 대상이었으며, 실제로 외교부를 '손보려는' 시도도 자주 있었다. 노무현 정부때는 중앙인사위원회·행정자치부 출신의 차관을 임명해 조직 개편을 시도했고, 문재인 정부 때는 주미 대사관의 한·미 정상통화 유출사건을 계기로 외교부 내 '친미 라인'을 제거하기 위해 과도한 징계를 가해 물의를 빚은 적도 있다. 외교부의 한 중견 간부는 "이번 차관 인사가 태풍의 전조일지도 모른다는 불안감이 외교부 내에 있는 것이 사실"이라며 "박 차관 임명이 조직에 활력을 불어넣는 신선한 충격으로 작용하기를 바란다"고 말했다. opento@newspim.com 2025-06-11 16:23
사진
[이재명의 사람들]김현지 총무비서관 [서울=뉴스핌] 지혜진 기자 = 이재명 정부가 출범한 지 1주일이 지난 가운데 비서실장을 비롯해 수석비서관급 인선도 추가로 이뤄지고 있다. 현재까지 드러난 이재명 대통령 인선의 핵심은 '실용'이다. 인수위원회 없이 출발해야 하는 정부인 만큼 기존에 손발을 맞춰온 인사들을 적극적으로 등용하는 모습이다. 특히 이 대통령이 경기 성남시장, 경기도지사 때부터 호흡을 맞춰온 성남·경기라인 인물들은 정부 요직에 내정됐다. 대표적인 인물이 총무비서관으로 내정된 김현지 전 보좌관이다. 이 대통령의 최측근 중 한 명으로 꼽히는 김 전 보좌관은 이 대통령이 성남시장이던 때 시민운동을 하면서 인연이 닿았다. 대학 졸업 직후인 1998년 당시 변호사이던 이 대통령이 설립을 주도한 성남시민모임에 합류했으며 이곳에서 집행위원장, 사무국장 등을 거쳤다. 이 대통령이 정치를 결심하게 된 계기가 됐던 성남시립병원 설립 운동도 함께했다. 성남시립병원추진위원회에서 사무국장을 역임한 것. 이후 이 대통령이 성남시장에 당선된 후에도 시민운동에 방점을 찍었다. 그는 2011년 성남 지역에서 활동하는 환경·도시 전문가 등이 주축이 된 민관 협력 기구 '성남의제21'에서 사무국장으로 활동했다. 그러다 이 대통령이 2018년 경기도지사에 당선된 후에야 도청 비서관직을 맡으며 본격적으로 이 대통령을 보좌하기 시작했다. 김 전 보좌관은 '그림자 보좌'로 유명하다. 본인이 전면에 나서지 않는 성향이다. 시민운동가로 활동할 때는 지역 언론 인터뷰에도 응하는 등 적극적인 모습을 보였으나 이 대통령이 국회에 입성한 이후에는 언론 노출을 지양해왔다. 또한 김 전 보좌관은 이 대통령에게 직언을 아끼지 않는 것으로 알려졌다. 당 관계자는 "김 전 보좌관은 리스크 관리를 중요시하는 사람이다. 문제가 될 만한 것들은 사전에 차단하려고 하고 조심성이 강하다"고 했다. 이 대통령의 최측근으로 꼽히던 정진상 전 당대표실 정무조정실장과 김용 전 민주연구원 부원장이 각각 대장동 사건과 불법 정치자금 수수 혐의 등으로 사법리스크에 휘말리면서 당직을 내려놓은 영향도 있다. 김 전 보좌관이 정 전 실장과 김 전 부원장의 자리를 대체했다는 이야기도 있었다. 김 전 보좌관이 맡게 될 대통령실 총무비서관은 대통령실 예산을 총괄하는 직책으로 공무원 직제상 1급에 해당한다. 특히 대통령실 2급 이하 행정관 등 실무진 인사에 관여할 수 있다. 이 대통령은 수석급 인선에는 강훈식 비서실장, 우상호 정무수석, 강유정 대변인 등 비교적 친명(친이재명) 색채가 옅은 통합형 인재를 등용하는 한편 실무라인에는 김 전 보좌관처럼 오랜 기간 손발을 맞춰온 '복심'들을 배치하고 있다. 대통령실 1부속실장에 내정된 김남준 전 당대표 정무부실장, 의전비서관의 권혁기 당대표 정무기획실장, 인사비서관의 김용채 전 보좌관 등이 대표적이다. 원외에서 이 후보를 후방지원한 더민주전국혁신회의 핵심인물들도 이재명 정부에서 주요 역할을 할 것으로 보인다. 윤용조 혁신회의 집행위원장은 대통령 국가안보실 비서관으로 배치될 가능성이 크다. 강위원 혁신회의 상임고문은 전남 경제부지사에 내정된 것으로 확인됐다. 내년 지방선거를 앞두고 새 정부와 더 긴밀히 호흡을 맞출 수 있는 점을 고려한 것으로 보인다. heyjin@newspim.com 2025-06-11 17:10
안다쇼핑
Top으로 이동