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[김정호의 4차혁명 오딧세이] 인공지능에서 노벨상이 나온다

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[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

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누리호, 5차 발사 성공...군집위성 5기 궤도 안착 [세종=뉴스핌] 이경태 기자 = 한국형 발사체 누리호가 5차 비행을 마치고 위성 15기를 모두 성공적으로 사출했다. 같은 임무를 수행하는 초소형군집위성(네온샛) 5기를 한 번의 발사로 순차 투입하며 국내 첫 군집위성 발사를 해냈다. 우주항공청과 한국항공우주연구원에 따르면 누리호는 7일 낮 12시25분 전남 고흥 나로우주센터 제2발사대에서 이륙해 낮 12시45분 비행을 마쳤다. 우주청은 초소형군집위성 5기와 큐브위성 10기가 성공적으로 사출됐다고 밝혔다. [서울=뉴스핌] 누리호가 7일 전남 나로우주센터 제2발사대에서 우주를 향해 날아 오르고 있다. [사진=한국항공우주연구원] 2026.10.07 photo@newspim.com 누리호는 이륙 뒤 1단과 페어링, 2단을 차례로 분리하고 3단 엔진으로 고도 약 575km에 올랐다. 이어 네온샛 2호를 시작으로 5기를 35~40초 간격으로 서로 다른 방향으로 내보냈고, 부탑재위성인 큐브위성 10기를 10초 간격으로 2기씩 사출했다. 오태석 우주항공청장은 이날 오후 1시께 나로우주센터 임무지휘센터(MDC)에서 "오늘 누리호는 예정된 발사 시각 12시 25분에 정상적으로 발사되었으며, 이는 그간 발사 이력상 최초로 예정 시간에 발사가 이루어진 사례"라고 말했다. 오 청장은 현재까지 확인된 비행 정보와 영상을 종합하면 누리호가 예정된 비행 절차에 따라 목표 궤도에 도달한 것으로 확인되고 있으며, 초소형군집위성 5기도 계획된 순서에 따라 모두 분리된 것으로 확인되고 있다고 설명했다. 그는 "현재까지 확인된 위성 분리 과정과 비행 상황을 종합하면 위성 분리는 당초 계획에 따라 정상적으로 수행된 것으로 추정된다"고 말했다. 오 청장은 이번 발사의 가장 중요한 임무가 군집위성 5기를 우주공간에서 안전하게 분리하는 것이었다며, 이를 위해 발사체 3단이 설정된 각도와 시간 간격에 따라 자세를 바꿔가며 위성을 순차적으로 분리하는 새로운 기동 방식을 적용했다고 밝혔다. 항우연은 나로우주센터와 제주추적소, 필리핀 동쪽의 팔라우추적소에서 받은 발사체의 작동 상태와 위치·속도·자세 정보를 바탕으로 누리호가 목표 궤도에 정확히 도달했는지, 각 위성이 계획된 시점과 조건에 따라 정상적으로 분리됐는지를 정밀 분석하고 있다. 임무를 마친 누리호 3단은 분리된 위성과의 충돌과 궤도상 자발적 폭발을 막기 위해 남은 산화제와 헬륨 등 잔여가스를 배출하는 후속 조치도 마쳤다. ◆ 국내 첫 군집위성 발사…위성 5기 '다방향' 분리 이번 발사는 같은 임무를 수행하는 위성 여러 기를 한 번의 발사로 순차 투입한 국내 첫 군집위성 발사다. 누리호 상단은 위성끼리 부딪히지 않도록 자세를 제어하며 네온샛을 서로 다른 방향으로 내보냈다. 우주청에 따르면 2호와 3호, 5호와 6호 사이에는 60도, 3호와 4호, 4호와 5호 사이에는 30도씩 기울기를 바꿔가며 분리하도록 설계됐다. 큐브위성까지 모두 분리한 뒤에는 누리호 상단과 위성 간 충돌을 막기 위한 회피 기동을 수행한다. 누리호 5호기 3단에 장착이 완료된 초소형군집위성(네온샛) 2~6호 5기. [사진=우주항공청] 여러 위성을 연달아 내보내기 위해 탑재부 설계도 바꿨다. 기존 누리호의 소형 위성분리장치를 바탕으로 일체형 클램프 밴드 방식의 저충격 위성분리장치를 새로 개발해 처음 적용했고, 큐브위성을 싣기 위한 하부링도 새로 달았다. 위성부 무게는 네온샛 5기 약 500kg, 큐브위성 10기 약 96kg, 위성사출장치와 어댑터 약 475kg을 합쳐 약 1071kg이다. 차세대중형위성 3호를 실었던 4차 발사(약 960kg)보다 무거워졌다. 목표 고도는 4차 600km에서 이번에 570km로 낮아졌다. 네온샛은 한국과학기술원(KAIST) 인공위성연구소가 개발을 총괄한 100kg 미만 초소형 지구관측위성이다. 항우연이 지상·검보정·활용 시스템을, 쎄트렉아이가 위성 본체와 탑재체를 함께 개발했다. 흑백 1m급·컬러 4m급 해상도의 전자광학카메라로 촬영한 영상은 국가안보와 산불·홍수 등 재난·재해 대응에 쓰인다. 이번에 올린 5기는 1차 양산기다. 2027년 6차 발사에서 2차 양산기 5기(7~11호)가 더해지면 10기가 두 개의 궤도면에서 군집을 이룬다. 군집이 갖춰지면 한반도를 하루 3회 이상 촬영하고 같은 지점을 24시간 안에 다시 촬영할 수 있다. 10기를 운영하면 하루 약 70만㎢의 영상을 얻을 수 있다. 과학커뮤니케이터인 강성주 전 한국천문연구원 선임연구원은 한국과학기술미디어센터에 "이제 누리호의 성공 기준도 단순히 끝까지 비행에 성공해 위성을 궤도에 올려놓을 수 있는가에서, 실제 배치나 요구 조건이 더 까다로워진 위성 임무를 얼마나 정확하게 수행했는가로 넓어지고 있다고 본다"고 말했다. ◆ 민간 인력이 콘솔 잡았다…한화에어로 42명 투입 체계종합기업 한화에어로스페이스의 역할도 커졌다. 누리호 1~3호기는 항우연이 제작을 주관했지만, 4호기부터는 한화에어로스페이스가 제작을 주관하고 있다. 이번 5호기도 한화에어로스페이스가 제작을 총괄 주관했다. 발사운용 참여 범위도 넓어졌다. 이번 발사에서 한화에어로스페이스는 발사통제센터(LCC) 콘솔 22개 중 20개에 23명이 참여해 18명이 콘솔을 직접 운용했다. 임무지휘센터(MDC) 6명, 발사대(LP) 10명, 발사체 이송 안전 3명을 더하면 모두 42명이다. 4차 발사 때는 콘솔 조작을 항우연이 맡았고 한화에어로스페이스는 참여에 그쳤다. 이번에는 상당수 콘솔을 한화에어로스페이스 인력이 조작하고 항우연은 관리·감독을 맡았다. 발사운용 주관은 1~4차와 마찬가지로 항우연이 맡았다. 민간의 역할은 6차부터 더 커진다. 누리호 6호기부터는 한화에어로스페이스 단조립 공장에서 단 조립을 마친 뒤 바닷길로 나로우주센터에 옮겨 전체 조립을 한다. 6차 발사에서는 기술이전 대상인 발사통제센터 콘솔 거의 전부를 한화에어로스페이스가 운영할 예정이다. 한화에어로스페이스는 4~7차 발사운용에 참여하며, 고도화사업이 끝난 뒤 누리호 후속 발사를 민간 주도로 이어가기 위한 기술을 익히고 있다. ◆ 1차 실패 딛고 2~4차 성공…5차 위성 15기 사출 누리호는 2021년 10월 1차 발사에서 1.5톤급 위성모사체를 궤도에 올리지 못했다. 이듬해 6월 2차 발사에서는 성능검증위성과 1.3톤급 위성모사체를 궤도에 올리며 개발에 성공했다. 2023년 5월 3차 발사에서는 차세대소형위성 2호와 큐브위성 7기를, 2025년 11월 4차 발사에서는 차세대중형위성 3호와 큐브위성 12기를 실어 날랐다. 3차 발사부터는 반복 발사로 신뢰성을 높이고 기술을 민간에 이전하는 한국형발사체 고도화사업(2022~2028년, 사업비 7968억8000만원)으로 진행되고 있다. 2027년 6차 발사에는 네온샛 7~11호가, 2028년 7차 발사에는 차세대중형위성 5호가 주탑재위성으로 실릴 예정이다. 위성이 궤도에서 제대로 작동하는지는 지상국 교신으로 확인한다. 네온샛은 초기 운영 기간 대전 항우연 지상국이 주관제소를 맡고, 노르웨이 스발바르 지상국이 위성당 100회가량 관제를 지원한다. 남극 세종기지 지상국도 초기 운영에 활용된다. 정상 운영에 들어가면 제주 국가위성운영센터가 주관제소가 된다. 구체적인 비행 결과와 위성의 궤도 투입 결과는 정밀 분석이 끝나는 오후 2시께 프레스센터 상세 브리핑에서 발표된다. 네온샛 초기 교신 결과는 오후 4시30분께 공개할 예정이다. 큐브위성 10기의 교신 종합 결과는 13일께 발표한다. biggerthanseoul@newspim.com 2026-10-07 13:48
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새 주인 찾는 홈플러스, 희망퇴직 카드 꺼냈다 [서울=뉴스핌] 남라다 기자 = 홈플러스가 경영 정상화를 위한 인력 구조조정에 나섰다.  7일 유통업계에 따르면 홈플러스는 이날 마트노조 홈플러스지부와 홈플러스 일반노조에 희망퇴직 시행 관련 공문을 발송했다. 신청 기간은 이날부터 오는 22일까지다. 퇴직일은 이달 31일이며, 회사는 퇴직금을 다음달 14일까지 지급하겠다고 밝혔다. 홈플러스. [사진 = 뉴스핌DB] 홈플러스는 앞서 지난달 15일 각 노조와 만나 경영 상황을 설명하고 정상화 방안의 하나로 희망퇴직을 언급했다. 이번 희망퇴직은 매출 부진과 대형마트 사업 매각의 어려움이 이어지는 가운데 추진됐다. 홈플러스는 최근 매출이 당초 예상에 미치지 못하고, 대형마트 부문 매각 의향자 확보에도 난항을 겪는 것으로 알려졌다. 홈플러스 관계자는 "회생계획안 인가 이후 경영 정상화에 힘쓰고 있으며, 구조혁신을 통해 전반적인 영업환경을 안정시키는 데 집중하겠다"고 말했다.  nrd@newspim.com 2026-10-07 13:39
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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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