[김용권의 4차 산업혁명과 미래 인재교육]미래를 만드는 핵심기술 "인공지능(AI, Artificial Intelligence)"
[김용권의 4차 산업혁명과 미래 인재교육]미래를 만드는 핵심기술 "인공지능(AI, Artificial Intelligence)"
  • 김용권 교육전문위원
  • 승인 2018.05.04 10:10
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인공지능이란 인간의 지적 능력을 기계를 통해서 구현하는 기술이다. 지금까지 과학의 발달은 인간의 신체적 역할을 기계가 대신하거나 계산기처럼 인간의 사고작용의 일부를 대신해 주었다. 인공신경망처럼 인간의 신체작용 방식을 모방한 컴퓨터 기술이 발달하고 데이터양이 방대해지면서, 컴퓨터가 인간의 지적 능력을 대신하는 영역이 확대되고 있다.

인공지능이라는 말은 수학자이자 컴퓨터 과학자인 존 매커시(John McCarthy)를 주축으로 한 ‘다트머스 회의(Dartmouth Conference)’에서 처음 사용되었다. 하지만 기계가 사람처럼 생각하고 스스로 학습하는 것을 처음 상상한 사람은 앨런 튜링이다. 튜링은 1950년 ‘지능을 가진 기계’라는 논문을 통해 주어진 알고리즘대로 계산을 하는 튜링기계를 소개했다.

인공지능에 대한 기술은 1980년까지 특별한 성과를 보여주지 못했지만, 1980년대부터 시작되어 1990년대에 딥러닝 기술이 완성되었다. 1997년 5월 11일 IBM에서 개발한 ‘딥블루’(Deep Blue)가 ‘개리 카스파로프’ 체스 챔피언과의 대결에서 승리할 수 있었던 것도 딥러닝 기술이 있었기 때문이다. 2000년 초반 구글에서는 컴퓨터를 통해 자연어를 처리하는 기술이 개발되었고, 2011년에는 IBM 왓슨(Watson)이 제파디(Jeopardy) 퀴즈쇼에서 인간 챔피언 2명과의 대결에서 압도적인 차이로 승리를 하였다.

현재 인공지능을 약인공지능(Weak AI)과 강인공지능(Strong AI)으로 구분할 수 있다. 약인공지능은 자의식이 없이 주어진 알고리즘대로 특정한 과제를 수행하는 것을 말한다. 예를 들면 다양한 고양이 사진을 보여주며 ‘고양이’라고 반복해서 가르쳐주면, 컴퓨터가 고양이 사진을 보고 고양이라고 인식하는 것과 같다. 알파고가 바둑을 두는 것이나 자동차가 운전자 없이 운전을 하는 것, IBM이 개발한 의료용 인공지능(AI) 왓슨(Watson)도 약인공지능이다. 하지만 강인공지능은 영화 속에 나오는 인공지능로봇처럼 자의식을 가지고 광범위한 과제를 인간처럼 스스로 수행하거나 또는 인간보다 더 뛰어나게 수행하는 것을 말한다.

인공지능에 대한 발전 속도가 현재처럼 진행 될 경우, 인공지능이 인간의 지능을 뛰어넘는 지능폭발(Intelligence Explosion)도 가능하다고 인공지능 전문가들은 내다보고 있다. 인류미래연구소(FHI)가 2017년 1월 7일 미국캘리포니아 아실로마에서 개최한 ‘이로운 인공지능회의(Beneficial AI conference)’는 인공지능으로 인한 위험을 줄이고 인간에게 이로운 인공지능을 연구개발하자는 목적으로 열렸다.

회의에 참석한 인공지능 전문가들에게 인공지능이 인간의 지능을 넘어서는 것이 가능하겠는가 라는 질문에, 인공지능 전문가 모두 가능하다고 대답했다. 그리고 인공지능이 인간 지능의 50%를 언제 넘어설 것인가에 대한 질문에는 가장 빠른 시기로 2025년이면 가능할 것이라고 예측한 전문가가 있었다.

<특이점이 온다>는 자신의 저서에서 2045년이 될 것이라고 했던 레이 커즈와일은 2029년 정도면 인공지능이 인간의 지능을 넘어설 것이라고 예측했다. 인공신경망 연구대가인 크리스토프 폰 데어 말스버그 독일 프랑크푸르트 고등연구소(FIAS) 교수 또한 35년 후면 인공지능이 인간보다 똑똑해질 것으로 보고 있다. 전문가들의 중간값은 2045년이었다.

인공지능이 인간이 하는 일을 대신하고 있는 사례는 점점 많아지고 있다. 2017년 11월 14일 인공지능 학습 로봇를 개발하는 일본의 AKA인텔리전스는 지난 9월에 개발한 '뮤지오(Musio)'를 일본 교토·토다·카시와자키 지역의 17개 학교 영어 수업에 활용하기 시작했다고 밝혔다. 뮤지오는 원어민 수준으로 학생과 대화하며 회화연습을 도와주고 학생의 발음을 교정해 준다. 11월부터는 니가타현 카시와자키시의 14곳의 학교에서도 뮤지오의 운영을 확대할 계획이라고 한다.

뉴질랜드에서는 오스노바(Osnova)가 개발한 인공지능 수학교사 에이미(Amy)가 10개의 고등학교에서 수학을 가르치고 있다. 에이미는 학생들에게 수학의 기본적인 개념뿐만 아니라 문제풀이 과정을 보고 실수하는 이유와 부족한 부분에 대한 피드백, 그리고 수학공부를 위한 동기부여 등을 해 준다. 에이미는 학생을 상대할수록 수학에 대한 학생의 성향 및 설명 방법, 교수법이 발전하고 있다.

인공지능 기술은 다양한 분야에서 빠른 속도로 발전하고 있다. ‘알파고 제로’는 바둑을 배운지 72시간 만에 이세돌 9단과 대국을 해서 4대 1로 승리했던 ‘알파고 리’와 대국을 100번 두어 100번 모두 이겼다. 놀라운 점은 ‘알파고 제로’에게는 바둑규칙만을 제공했을 뿐, ‘알파고 리’나 ‘알파고 마스터’처럼 바둑기보를 주는 것과 같은 학습을 시키지 않았다는 점이다. ‘알파고 제로’는 72시간 동안 혼자서 490만판의 바둑을 두며 학습했다. 그리고 40일 동안 혼자 바둑을 2,900만판을 더 두고 나서 2017년 5월 커제 9단을 이겼던 ‘알파고 마스터’를 89승 11패로 이겼다. 짧은 시간에 엄청난 자료를 가지고 학습을 할 수 있었던 것은 생물의 뇌에서 작동하고 있는 ‘강화학습’ 방식을 적용했기 때문이다.

미 항공우주국(NASA)은 2017년 12월 14일 외계행성을 식별하도록 학습된 구글의 신경 네트워크를 이용해서 외계행성 케플러-90i를 발견했다고 발표했다. 구글의 인공지능 수석연구원 크리스토퍼 셀루(Christopher Shallue)는 외계행성을 발견하는 방식이 구글 포토에서 개와 고양이를 식별하는 방식과 매우 비슷하다고 했다. 사람이 자료를 일일이 분석해야 하는 경우에는 찾을 수 없는 것도 머신러닝(기계학습, Machine Learning)을 이용하면 쉽게 찾을 수 있고 시간도 단축할 수 있다.

조선시대 왕명 출납과 행정 사무, 의례적 사항 등을 매일 기록한 승정원일기(承政院日記)는 총 3,243책으로 이루어져 있고, 글자수만 약 2억 4250만여 자에 달한다. 고전을 번역하는 전문가들이 번역하는데 45년이 소요될 분량이다. 승정원일기를 시스트란 인공지능기반 번역기술인 PNMT을 도입해서 초벌번역을 도와줄 경우, 번역하는 시간을 27년이나 단축할 것으로 보고 있다.

분명 방대한 자료를 활용하는 것은 인공지능이 인간보다 훨씬 뛰어나다. 인공지능은 일반사람뿐만 아니라 자폐아에게도 활약하고 있다. 미국의 로보카인드(RoboKind)사는 자폐아의 감정을 조절하는 프로그램[Robots4Autism]을 활용한 로봇 마일로(Milo)를 개발했다. 자폐아를 치료하는 전통적인 방법의 효과가 3%밖에 안 되는데 비해 로봇 마일로는 70%의 학습효과가 있다고 한다.

2013년 닉 보스트롬교수와 빈센트 뮬러 교수를 중심으로 한 옥스포드와 예일 대학교의 조사팀들이 인공지능 전문가들을 대상으로 ‘인공지능 발전의 미래 : 전문가들을 대상으로 한 조사(2014)’라는 대규모 설문조사를 진행했다. 인공지능이 특정 직업에 대한 능력을 어느 시기에 인간을 앞지를 것인지 조사했다. 2024년에 인공지능이 번역 능력을 인간보다 앞지를 것이고, 2026년에는 고등학생 수준의 글쓰기 능력을 갖출 것이며, 2027년에는 트럭운전을 완벽하게 할 수 있는 능력이 될 것이라고 예측했다. 문제는 지금의 기술발전 속도로 볼 때 그 시기가 더 앞당겨질 수 있다는 점이다.



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