전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
전국 대전·세종·충남

속보

더보기

KAIST, 고등 인지기능 자발적 발생 원리 규명

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

[대전=뉴스핌] 김태진 기자 = KAIST는 바이오및뇌공학과 백세범 교수 연구팀이 학습 과정을 거치지 않은 신경망에서 고등 시각 인지기능이 자발적으로 발생하는 원리를 규명했다고 4일 밝혔다.

신경망에서 상위 인지 기능을 발생시키기 위해서 반드시 충분한 데이터 학습이 필요하다는 기존의 상식과 완전히 상반되는 것으로 현재 통용되고 있는 인공지능(AI)의 구현 방식에 대한 근본적인 의문을 던진다.

다양한 생물 종의 뇌에서 관측되는 선천적인 인지 기능의 발생에 대한 설명 가능한 이론을 제시할 뿐만 아니라 뇌신경과학 연구의 가장 근본적인 질문 중 하나인 '인지 지능의 발생 및 진화'의 원리에 대한 기존과는 전혀 다른 새로운 시각을 제시한다.

무작위로 초기화된 심층신경망에서 자발적으로 발생하는 수량 선택적 신경망 유닛 [사진=카이스트] 2021.01.04 memory4444444@newspim.com

연구팀은 뇌의 시각 신경망을 모사한 인공신경망 시뮬레이션을 통해 모든 연결 가중치가 무작위로 정해지도록 초기화된 신경망이 전혀 학습을 거치지 않은 상태에서도 특정 숫자에 선택적으로 반응하는 '수량 선택성'을 자발적으로 생성함을 발견했다.

이 같이 자발적으로 발생한 수량 선택적 유닛은 실제 동물의 뇌에서 발견되는 수량 선택적 뉴런들이 보이는 '베버-페히너 법칙(Webber-Fechner law)' 등의 주요 특성을 동일하게 따름을 확인했다.

베버-페히너 법칙은 자극과 감각 사이의 상대적 관계를 나타내는 심리물리학적 법칙이다. 인지 가능한 자극 강도 변화량은 현재 강도에 지수적으로 비례한다는 것으로 이는 인지생물학에서 기본적인 원리로 알려져 있다.

연구팀은 학습을 거치지 않은 신경망의 초기 상태에서 나타나는 단순한 물리적 구조 특성이 다양한 인지 기능을 발생시킬 수 있을 것이라 예상했다.

이를 확인하기 위해 수행한 심층신경망 시뮬레이션 연구를 통해 모든 연결 가중치가 무작위로 초기화된 신경망에서도 '계층 구조'와 무작위적 피드 포워드 연결만 형성된다면 특정 수량에 선택적으로 강한 반응을 보이는 신경망 유닛들이 자발적으로 생성됨을 확인했다.

이러한 신경망 유닛들은 실제 뇌에서 발견되는 수량 선택적 신경세포의 주요한 성질들과 유사한 특성을 보였다. 이 결과는 생물학적 뇌에서 생애 초기에 발견되는 선천적인 숫자 선택성 역시 동일한 원리에 의해 발생할 가능성을 시사한다.

이러한 결과는 기초적인 인지 기능이 신경망의 초기 구조가 갖춰진 시점에 이미 존재하고 이후 다양한 학습을 통해 조절될 수 있음을 보여주며 뇌신경과학의 중요한 화두 중 하나인 '지능의 선천적 혹은 후천적(nature vs. nurture) 형성'에 관해 매우 중요한 단서를 제공하는 발견으로 평가된다.

다양한 동물의 행동에서 관측되는 숫자 감각을 묘사[사진=카이스트]  2021.01.04 memory4444444@newspim.com

학습과 훈련에 의존해 대부분의 뇌 기능이 발생한다는 기존의 시각을 탈피해 선천적이고 자발적으로 발생하는 뇌 기능에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요하다는 사실을 시사한다.

현재의 인공지능 구현 기법들과 완전히 다른 인공지능 구현 원리를 제시할 수 있는 생물학적 뇌 기반 이론을 제시한다.

백세범 교수는 "뇌 신경망 연구를 통해 얻은 아이디어를 인공신경망 연구에 적용하고 그 결과를 다시 뇌과학적 원리를 발견하는 데 사용해 중요한 통찰을 가능하게 한 의미 있는 연구ˮ라며 "뇌신경과학과 뇌공학 분야 모두에서 가장 중요한 질문 중 하나라고 할 수 있는 인지 지능의 기원에 대한 이해의 전환점을 가져올 것으로 기대된다ˮ고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 이공분야기초연구사업 및 원천기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.

KAIST 물리학과 김광수 석박사통합과정, 바이오및뇌공학과 장재선 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스(Science)'의 온라인 자매지 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)'에 지난 1일 게재됐다.

memory4444444@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
애플 폴더블 출격에 삼성 '흔들' [서울=뉴스핌] 서영욱 기자 = 애플이 올 하반기 폴더블 스마트폰 출시를 예고하면서, 삼성전자의 시장 점유율이 하락할 수 있다는 전망이 나왔다. 14일 카운터포인트리서치는 올해 북미 폴더블 시장이 전년 대비 48% 성장하는 가운데, 애플이 점유율 46%를 확보할 것으로 내다봤다. 북미 폴더블 스마트폰 시장 점유율 전망 [사진=카운터포인트리서치] 이에 따라 삼성전자의 점유율은 지난해 51%에서 올해 29%로 낮아질 것으로 예상했다. 애플이 프리미엄 시장과 기존 아이폰 사용자 기반을 바탕으로 수요를 흡수하면서 경쟁 강도가 높아질 것이란 분석이다. 삼성전자는 이에 대응해 화면을 넓힌 '와이드형' 갤럭시 Z 폴드 등 라인업 확장을 준비하고 있지만, 애플의 본거지인 북미 시장에서 차별화된 경쟁력을 확보하는 데는 부담이 따를 것이라고 봤다. 삼성전자는 오는 7월 새 폴더블 시리즈 공개를 앞두고 있다. 카운터포인트리서치는 애플의 진입이 폴더블 시장 확대와 동시에 기존 안드로이드 수요 일부를 흡수할 것으로 전망했다. syu@newspim.com 2026-04-14 17:23
사진
김건희, 尹 대면 법정서 증언 거부 [서울=뉴스핌] 홍석희 기자 김영은 기자 = 김건희 여사가 14일 윤석열 전 대통령의 '여론조사 무상 제공' 의혹 재판에 출석해 윤 전 대통령과 처음으로 법정에서 대면했다. 김 여사는 증인 선서를 마친 직후부터 증언을 거부했고, 윤 전 대통령은 옅은 미소를 띤 채, 김 여사를 바라봤다. 서울중앙지법 형사합의33부(재판장 이진관)는 이날 정치자금법 위반 혐의를 받는 윤 전 대통령과 명태균 씨 사건의 속행 공판을 열었다. 김 여사는 이날 오후 2시 8분께 검정색 수트를 차림으로 법정에 들어섰다. 윤 전 대통령은 증인석에 착석한 김 여사를 확인하고, 증인 선서를 이어가는 김 여사를 지그시 바라봤다. 김건희 여사가 14일 윤석열 전 대통령의 '여론조사 무상 제공' 의혹 재판에 출석해 윤 전 대통령과 처음으로 법정에서 대면했다. 사진은 지난 8월 김 여사가 서울 서초구 서울중앙지법에서 열린 구속 전 피의자 심문에 출석하는 모습. [사진=사진공동취재단] 이후 김 여사는 오후 2시 11분께부터 증언을 거부하는 입장을 보였다. 윤 전 대통령은 옅은 미소를 유지하며 김 여사를 바라봤다. 이번 공판에서는 김 여사와 함께 김태열 전 미래한국연구소장에 대한 증인신문이 예정돼 있다. 윤 전 대통령은 지난해 7월, 김 여사는 같은 해 8월 각각 내란 특별검사팀(특별검사 조은석)과 김건희 특별검사팀(특별검사 민중기)에 의해 구속기소됐다. 이후 두 사람은 별도로 수감돼 재판을 받아오면서 법정에서 직접 마주한 적은 없었다. yek105@newspim.com   2026-04-14 14:53
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

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.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동