아주 오래전 AI라는 영화를 아주 인상 깊게 보았던 기억이 있습니다
저는 그 영화를 보면서 인간은 피조물인가, 창조자인가에 대해서 많이 생각하였던 것 같습니다
기독교 신앙에서는 사람을 하나님의 형상으로 지음 받은 피조물이라고하는데 오늘 날 그 사람은 또 다른 피조물을 창조해내고있습니다
인류의 많은 기술들은 모두 자연의 현상과 질서를 발견하면서 시작된 것입니다
인간은 자신을 둘러싸고 있는 모든 자연과 환경을 관찰하고 탐구하며 이해하고 또 그것을 재 창조하여 첨단의 문명을 이루어왔습니다
새의 날개짓을 보며 비행기를 만들었고 정전기 현상을 탐구하다가 전기를 다스리게 되었습니다 그리고 어두운 방의 조그만 틈 사이로 들어온 빛을 통해 그려지는 이미지를 영구히 보전하는 방법을 탐구하고 또 탐구하다가 카메라와 영상을 만들어내었습니다
그리고 이제는 우리의 뇌의 구조가 밝혀지면서 이제는 자신의 뇌를 들여다보며 인공적인 뇌를 창조해내고 있습니다
인류는 또 다시 새로운 영역을 발견하였고 탐험하는 중입니다
그러나 이 인공적인 뇌(AI)는 어느 날 갑자기 누군가의 기발한 아이디어로 생겨난 것이 아니라 인류의 초기부터 가졌던 세상에 대한 호기심과 탐구심의 역사가 오늘날 우리와 대화까지도 가능한 지능을 만들어낸 것입니다 이 글에서는 인공지능이 만들어지기까지 인류의 인식과 탐험의 과정을 다루어보겠습니다
인간의 생각과 행동에 대한 궁금증
인류의 초기부터 인간은 사람이 생각하고 행동하는 이유에 대한 깊은 궁금증을 가지고 있었습니다 그래서 고대의 해부학자들은 죽은 시신을 해부하여 신경의 줄기들을 찾아내기도 하였고 이 신경이라는 통로를 따라 정신적인 에너지가 흐르면서 사람의 행동을 유도한다고 생각하였습니다 즉 사람의 몸은 일종의 그릇이고 정신은 신경을 따라 움직이는 바람과 같은 존재라고 여긴 겁니다 그래서 사람들은 흐르는 물이나 바람등을 이용해서 움직이는 인형을 만들기도 하였는데 고대 그리스의 헤론(1세기) 같은 기술자들은 물, 공기, 증기를 이용하여 움직이는 장치를 만들어 연극이나 종교적인 의식 등에 이용하기도 하였습니다
이러한 움직이는 인형이나 장치는 보이지 않는 에너지가 사물을 움직일 수 있음을 알게 해 주었습니다
이러한 기술은 중세 이슬람 과학자들과 유럽 기술자들에게 큰 영향을 주게 되었는데 특히 9세기 경의 바누 무사 형제들은 자동 장치에 대한 이야기를 '기묘한 기계장치들에 대하여'라는 책에 기록하기도 하였습니다
또한 12~13세기의 중세인들은 세상의 모든 것들은 신의 계획에 따라 질서 있게 구성되어 있다고 믿었습니다 그리고 그 구성되어 있는 질서를 논리적, 기호적으로 나타낼 수 있다고 주장하였고 또한 사람이 옳고 그름, 진실과 거짓을 판단하는 기준을 기호나 도형 등으로 표현해보려고 하였습니다
특히 스페인 출신의 신학자이자 철학자 논리학자인 라이몬드 룰(1232~1316)은 신학이나 철학의 개념들을 기호와 도표로 나타내려 하였고 더 나아가 이 개념들을 기계적으로 조합해 설명하려 하였습니다 예를 들어서 영원함, 위대함, 선함 등의 개념을 어떤 문자로 표현하고 이를 원판에 적어서 회전시키며 조합해서 사고를 전개했다고 합니다
이러한 그의 사상을 너무나 독특하고 앞서갔기때문에 이단이라는 비판도 받았지만 몇몇 학자들은 그를 보고 놀라운 지성이라고 감탄하기도 하였다고 합니다
프랑스의 유명한 철학자이자, 수학자, 과학자이었던 데카르트(1596~1650)는 인간의 몸을 아주 정밀한 기계로 보았는데 그는 이 정밀한 기계를 송과선에 있는 영혼과 상호작용하면서 움직여진다고 생각하였습니다
17세기와 18세기에 접어들면서는 오토마타라는 스스로 움직이는 기계인형이 유행했습니다 사람들은 생명이 깃들어있는 것같이 정교하게 움직이는 기계들을 바라보면서 인간은 단지 영혼과 마음을 가진 존재일 뿐만이 아니라 아주 복잡한 기계와 같이 이루어진 존재일지도 모른다고 생각합니다
이 시기 라이프니츠는 세상의 질서와 구조를 수학적으로 표현하려했는데 그는 뉴런이라는 개념조차 없던 시대에도 인간의 모든 사고는 0과1로 표현될 수 있다고 주장하였습니다 즉 1은 존재를 나타내며 0은 무를 뜻한다고 주장하였습니다
볼타 전지의 발명
1800년 경 이탈리아의 알렉산드로 볼타는 전류를 지속적으로 만들어내는 볼타전지를 발명하였는데 이 발명은 앞으로 출현하게 될 컴퓨터, 뇌과학 등의 아이디어를 현실로 실현해 주는 자원이 됩니다
그리고 19세기 초 2차 세계대전 중 영국의 앨런튜링은 독일군의 암호문을 해독하기 위하여 자신의 아이디어를 계산해 줄 튜링기계를 만듭니다
그는 사람이 문제를 해결하기 위해서 생각하는 과정은 단순한 과정들이 연속적으로 구성된것이라고 생각하였습니다 그래서 그는 이러한 단순한 과정들을 기계에 적용시켜서 계산을 자동화하고자 하였습니다
그래서 여러가지 경우의 수를 나누어서 단순한 규칙을 반복적으로 적용해 가면서 복잡해 보이는 문제들을 하나하나 해결해 나갔습니다
튜링의 아이디어는 훗날 인공지능의 모델이 되었습니다
19세기 말에서 20세기 초에 걸쳐 뇌라는 블랙박스가 밝혀지게 되었고 인류는 본격적으로 뇌를 들여다보기 시작하며 뇌 속의 뉴런들은 0과 1이라는 단순한 과정으로 작동한다는 것을 알게 됩니다
그리고 20세기 중반 과학자들은 뉴런의 활동이 일정한 패턴을 가지고 있다는 점을 주목하며 뇌의 작동원리를 수학과 논리로 설명하려는 시도를 합니다
그러던 중 1943년 워렌 맥컬록과 윌터 피츠라는 두 과학자가 등장하는데 이들은 뇌의 뉴런은 전기 신호로 인하여 작동하는데 이 작동방식을 논리 회로처럼 표현할 수 있다고 주장하였습니다
이들은 뉴런의 작동하는 방식 즉, 전기적인 신호의 강도가 어느 기준점에 달하면 전달받은 신호를 옆의 튜런에게 전달하고 전기적인 강도가 기준점에 미치지 못하면 전달하지 않는 패턴을 보고 인간의 사고하는 과정도 0과 1의 논리회로로 나타낼 수 있다고 한 것입니다
퍼셉트론의 출현
그리고 얼마 후(1957년), 미국의 심리학자 프랭크 로젠블랫은 이 아이디어를 실제로 컴퓨터에서 실현하여 세계최초의 인공신경망 모델인 퍼셉트론 (perceptron)을 개발합니다
퍼셉트론이란 인공 신경망의 가장 기본이 되는 개념으로 쉽게 말하면 뇌의 뉴런 하나를 흉내 낸 가장 단순한 형태의 인공 뉴런을 말합니다
퍼셉트론이 작동하는 구조는 아주 단순한데 먼저 입력값을 받습니다 -- 그리고 각 입력마다 얼마나 중요한지를 설정해 주는 가중치를 곱합니다 그리고 모든 값을 더한 후 그 합이 일정 기중이면 참(1), 그 미만이면 거짓(0)을 출력하는 구조였습니다
초기의 퍼셉트론은 아주 단순하여서 참과 거짓의 문제는 해결하였습니다 그러나 and, or 과같은 복잡한 문제를 해결하지 못하였습니다 그래서 인공지능을 만들 수 있다는 생각은 위축되었고 많은 연구자들은 이 연구에서 멀어져 갔습니다
역으로 수정해 나가는 역전파 알고리즘의 등장
그러나 1986년 제프리 힌턴 연구팀이 역전파 알고리즘을 발표하면서 인공지능 연구는 다시 활기를 띠기 시작합니다
역전파 알고리즘이란 정답과 실제 출력 사이의 오차를 거꾸로 계산해가면서 가중치를 조정함으로써 학습의 정확도를 높이는 방식입니다 이로 인해 신경망은 단층이 아닌 다층 구조로 진화하였으며 성능은 비약적으로 향상되었습니다
그러나 희망에 들떠있던 연구에 또 다시 큰 장벽이 나타났는데 당시의 컴퓨터의 성능이 문제였습니다
당시의 컴퓨터는 메모리의 용량도 작아서 많은 층과 많은 뉴런이 연결된 구조를 감당할 수가 없었습니다
그리고 기계를 학습시키려면 수많은 예시가 필요했는데 그 당시에는 데이터의 양이 지금처럼 많지 않아서 AI의 탄생은 또다시 주춤하게 되었습니다
그러나 2000년 대에 들어서면서 게임 GPU (그래픽처리장치)의 발전이 이 문제를 해결하게됩니다
원래 GPU는 게임 그래픽을 위해 개발되었는데 병렬 연산에 뛰어난 구조를 가지고있어 신경망 학습에 아주 적합한 구조였습니다 더군다나 스마트폰, 인터넷, SNS가 대중화되면서 세상에는 엄청난 양의 데이터가 쏟아지기 시작하면서 AI가 성장하기에 아주 적합한 환경이 조성되었습니다
이러한 환경을 힘입어 AI는 수 천만 개의 뉴런을 가진 거대한 신경망으로 발전하여 현재 우리는 AI라는 새로운 존재를 맞이하게 된 것입니다
세계의 큰 손들이 인공지능에 합류하기 시작하다
그러면 세계적인 IT 기업들은 언제부터 AI산업에 뛰어들기 시작하였을까요
ImageNet은 컴퓨터 분야에서 유명한 대회인데 2012년 열린 이 대회에서 딥러닝의 성능을 발표합니다
그러자전 세계는 그 크게 놀라워하였고 연구자들과 기업들은 AI산업에 큰 관심을 가지게 됩니다
그리고 이어 구글, 페이스북, 마이크로소프트사등이 본격적으로 인공지능 기술에 참여하게 됩니다
원래 구글은 AI 기술이 나오기 이 전부터 인공지능 기술의 핵심인 검색, 번역, 음성인식에 집중하고 있던 기업이었기때문에 ImageNet 대회에서 AI시장의 잠재력을 알아채고 2014년 딥마인드라는 신생 기업을 고액에 인수합니다
그리고 인간처럼 스스로 학습하고 판단하는 인공지능을 목표로 하여 기술을 개발하여 알파고라는 인공지능을 내놓았습니다 그리고 알파고는 이세돌 9단과의 바둑대결에서 이세돌을 이기면서 사람들은 인공지능의 위력을 보게 되었고 인공지능이 미래의 기술이 아니라 현재에 와있음을 체감하게 됩니다
그리고 곧이어 2015년 일론 머스크, 샘 올트먼 등이 Open AI를 설립하였는데 이들이 오픈 AI를 설립한 이유는 앞으로 AI기술이 IT산업의 중심이 될 것인데 이 기술을 소수의 기업이나 정부가 독점하게 될 경우의 부작용과 위험을 막기 위하여 모든 기술을 투명하게 공개하고 안전한 기술을 개발하자는 목적으로 설립하였다고 합니다
AI의 창조자는 누구일까요
성경의 창세기에서는 창조자가 인간을 창조하면서 첫 번째 한 말이 땅을 정복하고 다스리라고 명령하였습니다 그 명령을 실천하듯이 인류는 항상 미지의 세계를 탐험하고 정복해서 날개가 없던 인간이 하늘을 날고 깊은 수중의 세계도 탐험하며 지구 이 끝에서 저 끝에 있는 사람들이 서로 대화를 주고받는 놀라운 세계를 창조해 냈습니다
그리고 자신과 같이 행동하고 생각하는 또 다른 자신을 만들어보고 싶어 하던 인류의 뿌리 깊은 갈망은 이제 전기라는 존재와 수학과 코드의 세계에서 실현되고 있습니다
이 피조물은 컴퓨터처럼 단순히 명령만을 수행하는 기계가 이니라 인간과 대화를 나누고 스스로 학습하며 때로는 인간의 능력을 넘어서는 판단을 내리기도 합니다
창조주는 인간이 배신의 가능성이 있다는 것을 알면서도 자유의지라는 것을 부여했다고 합니다
인간 또한 거대한 지능이 된 AI가 인류를 위협할 가능성이 있다는 것을 알면서도 이 탐험을 계속할 겁니다
왜냐하면 미지의 세계에 대한 두려움보다는 창조의 열망이 크기때문입니다